OMRON可编程序控制器简介.ppt

第5章 OMRON可编程序控制器简 介,日本OMRON公司是世界上生产可编程序控制器（PC）的著名厂家之一，OMRON的大、中、小、微型机各具特色各有所长，在中国市场上的占有率位居前列，在国内用户中享有较高声誉。对于PC，一般应从基本性能、特殊功能及通信联网三个方面考察其性能。基本性能包括指令系统、工作速度、控制规模、程序容量、PC内部器件、数据存储器容量等。特殊功能指中断、A/D、D/A、温度控制等，模块式PC的特殊功能是由智能单元完成的。通信联网是指PC与各种外设通信及PC组成各种网络，这一功能通常由专用通信板或通信单元完成。,OMRON公司从80年代至今，产品多次更新换代，下面依时间顺序对其发展情况作一简单回顾。,80年代初期，OMRON的大、中、小型机分别为C系列的C2000、C1000、C500、C120、C20等。这些型号的PC指令少，而且指令执行时间长，内存也小，内部器件有限，PC体积大。例如，C20仅20条指令，基本指令执行时间为4us80us。上述产品目前已基本被淘汰。随后小型机换代出现P型机，替代了C20机。P型机I/O点数最多可达148点。指令增加到37条，指令执行的速度加快了，基本指令执行时间为4us，体积也明显缩小。P型机有较高的性能价格比，且易于掌握和使用，因而具有较强的竞争力，在当时的小型机市场上独占鳌头。,80年代后期，OMRON开发出H型机，大、中、小型对应由C2000H/C1000H、C200H、C60H/C40H/C28H/C20H。大、中型机为模块式结构，小型机为整体式结构。H型机的指令增加较多，有100多种，特别出现了指令的微分执行，一条指令可顶多条指令使用，为编程提供了方便。H型机指令的执行速度又加快了，大型H机基本指令执行时间才0.4us，而C200H机也只有0.7us。H型机的通信功能增强了，甚至小型H机也配有RS232C口，与计算机可以直接通信。大型机C2000H的CPU可进行热备配置，其一般的I/O单元还可在线插拔。中型机C200H的特殊功能模块很丰富，结构合理，功能齐全，为当时中型机中较优秀的机型，获得了非常广泛的应用。C200H曾用于太空实验站，开创业界先例。另外，OMRON还开发出微型机SP20/SP16/SP10。这类机型点数少，最少10点，但可自身联网（PC Link），最多可达80点。它的体积很小，功能单一，价格较低，特别适合于安装空间小、点数要求不多的继电控制场合。,90年代初期，OMRON推出无底板模块式结构的小型机CQM1。CQM1控制I/O点数最多可达256点。CQM1的指令已超过100种，它的速度较快，基本指令执行时间为0.5us，比中型机C200H还要快。CQM1的DM区增加很多，虽为小型机，但DM区可达6K，比中型机C200H的2K大很多。CQM1共有7种CPU单元，每种CPU单元都带有16个输入点（称为内置输入点），有输入中断功能，都可接增量式旋转编码器进行高速计数，计数频率单相5kHz、两相2.5kHz。CQM1还有高速脉冲输出功能，标准脉冲输出可达1kHz。此外，CPU42带有模拟量设定功能，CPU43有高速脉冲I/O端口，CPU44有绝对式旋转编码器端口，CPU45由A/D、D/A端口。CQM1虽然是小型机，但采用模块式结构，像中型机一样，也由A/D、D/A、温控等特殊功能单元和各种通信单元。CQM1的CPU单元除CPU11外都自带RS232C通信口。,在CQM1推出之前，OMRON推出大型及CV系列，其性能比C系列大型H机有显著的提高，它极大地提高了OMRON在大型机方面的竞争实力。1998年底，OMRON推出了CVM1D双极热备系统，它具有双CPU单元和双电源单元，不仅CPU可热备，而且电源也可热备。CVM1D继承了CV系列的各种功能，可以使用CV的I/O单元、特殊功能单元和通信单元。CVM1D的I/O单元可在线插拔.明显加快，特别是后5年，OMRON在中型机和小型机上又有不少技术更新。中型机从C200H发展到C200HS。C200HS于1996年进入中国市场，到了1997年全新的中型机C200H又来了。它的性能比C200HS又有显著提高。除基本性能比C200HS提高外，机突出特点是它的通信组网能力强。例如，CPU单元除自带的RS232C口外，还可插上通信板，板上配有RS232C、RS422/RS485口，机使用协议宏功能指令，通过上述各种串行通信口与外围设备进行数据通信。机可加入OMRON的高层信息网Ethernet网，还可加入中层控制网Controller Link网，而C200H、C200HS不可以。,1999年OMRON在中国市场上又推出比机功能更加完美的CS1系列机型，虽然CS1兼容了机的功能，但不能简单地看作是机改进，而是一次质的飞跃，它的性能突飞猛进。CS1代表了当今PC发展的最新动向。OMRON在小型机方面也取得了长足的进步。1997年，OMRON在推出机的同时，就推出P型机的升级产品，即小型机CPM1A。关于CPM1A已在第2章、第3章详细介绍过。与P型机相比，CPM1A体积很小，只及同样I/O点数P型机的1/2，但是它的性能改进很大，例如，它的指令有93种、153条，基本指令执行时间为0.72us，程序容量达2048字，单相高速计数达5kHz（P型机为2kHz）、两相为2.5kHz（P型机无此功能），有脉冲输出、中断、模拟量设定、子程序调用、宏指令功能等。通信功能也增强了，可实现PC与PC链接、PC与上位机通信、PC与PT链接。,1999年，OMRON在推出CS1系列的同时，在小型机方面相继推出CPM2A/CPM2C/CPM2AE、CQM1H等机型。CPM2A时CPM1A之后的另一系列机型。CPM2A的功能比CPM1A有新的提升，例如，CPM2A指令的条数增加、功能增强、执行速度加快，可扩展的I/O点数、PC内部器件的数目、程序容量、数据存储器容量等也都增加了；所有CPM2A的CPU单元都自带RS232C口，在通信联网方面比CPM1A改进不少。CPM2C具有独特的超薄、模块化设计。它由CPU单元和I/O扩展单元，也有模拟量I/O、温度传感和CompoBus/S I/O链接等特殊功能单元。CPM2C的I/O采用I/O端子台或I/O连接器形式。每种单元的体积都极小，仅有90mm65mm33mm。CPU单元使用DC电源，共有10种型号，输出是继电器或晶体管形式，有的CPU单元带时钟功能。CPM2C的I/O扩展单元共有10种型号，输出有继电器或晶体管形式，有的CPU单元带时钟功能。CPM2C的I/O扩展单元共有10种型号，输出有继电器或晶体管形式。CPM2C最多可扩展到140点，单元之间通过侧面的连接器相连。CPU单元由RS232C口。CPM2C使用专用的通信接口单元CPM2C-CIF01/CIF02，可把外设端口转换为RS232C口或RS422/RS485口。CPM2C CPU单元的基本性能、特殊功能和通信联网的功能与CPM2A相一致。,CPM2AE时OMRON公司专为中国市场开发的，该机型仅有60点继电器输出的CPU单元，使CPM2A-60CDR-A的简化机型。CPM2AE删除CPM2A的一些功能以减少成本，降低售价。被删除的功能主要有：后备电池（可选）、RS232端口、CTBL指令（寄存器比较指令）等。其它功能则与CPM2A完全相同。CQM1H是小型机CQM1的升级换代产品。CQM1是OMRON PC家族中的一朵奇葩，它有漂亮的外表，拥有齐全的功能。而CQM1H在延续原先CQM1所有优点的基础上，提升并充实了CQM1的多种功能。CQM1H对CQM1有很好的兼容性，对原先使用CQM1的老用户来说，升级换代十分方便。CQM1H的推出更加巩固OMRON在中小型PC领域无与伦比的优势。CQM1H在三大性能方面作了重大的提升和充实：I/O控制点数、程序容量和数据容量均比CQM1的翻一番；提供多种先进的内装板，能胜任更加复杂和柔性的控制任务；CQM1H可以加入Controller Link网，还支持协议宏通信功能。可以看出，最近几年OMRON PC技术的发展日新月异，升级换代呈明显加速趋势，这是计算机技术飞速发展和市场激烈竞争的必然结果限于篇幅，本章选择OMRON当今的主流机型C200H、CV系列和新推出CPM2A、CQM1H和CS1系列PC予以简介。,51 C200H系列可编程控制器,C200H是C200HX/HG/HE的简称，它是中型机C200H/C200HS的后续机型。机的模块有电源单元、CPU单元、基本I/O单元、特殊功能单元和通信单元，所有模块通过其底部的总线插头安装在CPU底板或I/O扩展底板上。,图5.1为C200H的一种CPU单元面板图。CPU单元上有内存卡（存储器）的插槽，可插接多种存储器盒。外设端口接外围设备如编程器等。有些机的CPU单元由RS232C口。在CPU上有一个通信板的插槽，插上通信板后，极大地增强了机的通信联网功能。CPU上的DIP开关设定PC的工作方式。机有存储介质为EPROM（电可编程制度存储器）和EEPROM（电可擦可编程序只读存储器）两种形式的内存卡（存储器盒），如图5.2所示。CPU可以直接读写EEPROM内存卡，CPU改写EEPROM的次数几乎不受限制，但对于EPROM内存卡，CPU只能读出，不能写入，要将程序写入EPROM，应使用PROM写入器。,内存卡能长期保存数据，不需要任何后备电源。内存卡安装在CPU的专用插槽上。用户程序、PC设置、I/O注释、DM区域和其它数据区域的数据可以作为一个整体保存到内存卡中，以防误操作而修改。当CPU的DIP开关位2 ON时，内存卡中的内容会在上电时自动地传送至CPU中。在改变控制功能时，可方便地用替换内存卡来改变设定的程序。,表5.1列出机各种规格的内存卡，用户可根据需要选用。,机一共有几十种CPU单元，表5.2列出C200H与C200HS、C200H的基本性能比较。,C200H的CPU机架可连接2或3个I/O扩展机架，这取决于CPU的型号，图5.3位CPU机架带3个I/O扩展机架。CPU机架由CPU底板、CPU单元、电源单元和I/O单元组成，I/O扩展机架由I/O扩展底板、电源单元和I/O单元组成。这两种机架的槽数最多有10个，还有3、5、8槽的。,C200H基本I/O单元的I/O地址分配规则是：C200H的I/O点为5位数，前3位为通道号，第1位为机架号，CPU主机架为0，最靠近主机架的I/O扩展机架为1，最后一个为3；接着确定单元的槽位号，从机架的最左边开始依次为00，01，09（3槽机架槽位号0002，5槽机架0004，8槽机架0007，10槽机架0009）；最后2位是I/O点在单元上的编号。例如，10槽的CPU机架上，最靠近CPU单元是16点输入单元，则输入点的编号范围为IR00900IR00915。若在机架上装有特殊功能单元或通信单元，在分配地址时和空槽一样处理，占用槽位号，但不占用通道号，即该槽位号所对应的通道并不被特殊功能单元或通信单元占用，该通道可作为内部工作字使用。特殊功能单元的通道与它所占据的槽位号无关，而要根据设定的单元号N来确定。其单位号范围是09、AF，各单元的单位号N不能重复，最多可用16个特殊单元。根据单元号，每一个特殊功能单元分配有10个IR通道，通道号为100+N10109+N10(N=09)或400+N10409+N10(N=AF)，每一个单元还在内存工作区中分配100个DM字，字号为DM1000+N100DM1099+N100。,C200H的特殊功能单元和通信联网有以下特点：1特殊功能单元丰富C200H完全兼容C200HS/C200H的特殊功能单元，非常丰富，接近20种，见表6.1。有关特殊功能单元的介绍见第六章。2通信板与通信协议宏功能机有C200HS/C200H所不具备的通信板和通信协议宏功能，图5.4列出了各种通信板。机除C200HE-CPU11-E外，其它机型都可以使用通信板，通信板安装在CPU的插槽上。通信板有的带总线连接器，有的带RS232C、RS422/RS485串行口，有的两者兼而有之。其中，01、04通信板上的总线连接器是与SYSMAC Link、SYSMAC NET Link、Controller Link、PC卡等通信单元连接的端口，04、05、06通信板具有通信协议宏功能，支持下列7种用于OMRON外围设备的标准通信序列：（1）温度控制器序列；（2）智能信号处理器序列；（3）条形码读入器序列；（4）激光测微器序列；（5）可视检测系统序列；（6）ID控制器序列；（7）Hayes，AT控制（调制解调器）序列。,图5.5为机与外围设备通信的示意图。C200HS/C200H与温度控制器、条形码读入器等外围设备通信时，要使用ASCII单元并编写BASIC程序，而机加装带有通信协议宏功能的通信板，只用几条梯形图指令，将通信程序插入梯形图程序中，就可以与外围设备通信，实时处理各类现场数据。除使用标准通信协议外，还可使用通信协议支持软件C200HW-ZW3AT1-E（即PPS，DOS版）或SYSMAC-PST(Windows版)，对非OMRON的外围设备通过简单的操作编制用户通信协议，即创建符合外围设备要求的数据发送/接收通信帧，形成特定应用的序列，最多可登记1000个通信序列，序列号000999，每一序列最多16步。用户通信协议用PSS或PST写入通信板中。用户在程序中使用通信协议宏功能指令PMCR，调用序列号，就可以方便地使用通信板中内置的标准通信序列或用户通信序列，同配有RS232C口或RS422/RS485口的外围设备通信，交换数据。,图5.6为通信协议宏功能指令PMCR的编程方法。PMCR指令的非执行/执行的判定，用标志28908（端口A）、28912（端口B）来确认。,图5.7为PMCR使用举例。图5.7（a）为机与外围设备通信的连接图，机通过通信板上的端口A连接温度控制器E5J-A2H02。在图5.7（b）中，PMCR调用通信序列205，向#3温度控制器写入目标值85。,3通信联网C200H通信联网功能要强于C200HS/C200H，例如，C200H可以入OMRON的高层信息网Ethernet和中层控制网Controller Link，而C200HS/C200H则不能。即使入同样的网如SYSMAC Link、SYSMAC NET网，C200H的通信功能也扩大了，它不仅支持C模式，还支持CV模式（FINS）通信指令。机在入上述四种网时，要在CPU上插入通信板C200HW-COM01/04，并通过总线连接器把通信板与通信单元连接起来。机兼容C200H的通信单元，即可以使用C200H的通信单元接入HOST Link网、PC Link网，也可以在机上配置Remote I/O主单元形成远程网。机也有B7A接口单元进行远程扩展，使用和CQM1同样型号的链接终端。另外，以机为主体可形成CompoBus/D、ComoBus/S网，这是OMRON新近推出的两种设备器件网，作为旧机型C200H则做不到。机CPU自带的RS232C口支持上位链接、无协议链接、1:1PC链接、NT链接等。,5.2 CV系列可编程序控制器,OMRON CV系列PC属大型机，它的性能比C系列大型H机有明显的提高，有CVM1-CPU01-V2/CPU11-V2/CPU21-V2、CV500/CV1000/CV2000等型号。CVM1采用梯形图编程，而CV除梯形图外，还可以使用顺序功能图SFC（Sequence Function Chart）编程。,CV系列PC有以下特点：,1改进了系统结构 CV系列PC采用统一的总线结构和多微处理器的设计。第一条总线是I/O总线，用于进行CPU与一般的I/O通信。第二条总线是CPU总线，使得无需CPU控制，也可在CPU和属于CPU总线单元的通信单元之间进行高速的、点对点的总线通信，这种结构不但方便了通信，而且使执行程序及通信处理分开，减少PC的扫描时间。CV机CPU提供RS232C、RS422口，可以通过开关进行选择。CV机除基本内存外，还可选内存卡及扩展数据存储器，以提高存储容量。,2指令功能强、运算速度快 CV机有170种共计333条指令，CVM1机则有284种共计515条指令，远远多于C2000H的174条指令。同样类型的指令，功能加强了。如定时指令，除了C2000H有的，还增加了可累计计时的、可长计时、可多输出的。长计时的计时值可长达115天，精度为+0.1/-0.1秒。功能强还表现为，有的指令可带（上升沿执行）、（下降沿执行）及！（立即刷新）的前缀，可使一条指令起到原先多条指令的作用。指令执行时间短，基本指令（LD）执行时间0.15us，而C2000H为0.4us。,3内部器件增多 CV机基本的I/O点数最多可达2048，是C2000H的2倍。CV机内部器件种类多，而且数量大。除输入输出继电器（CIO）、内部辅助继电器（CIO）、数据链接继电器（CIO）、保持继电器（CIO）、暂存继电器（TR）、特殊辅助继电器（A）、定时器（T）、计数器（C）、数据存储器（D）外，还有CPU总线链接继电器（G）、扩展数据存储器（EM）、数据寄存器（DR）、变址寄存器（IR）、步标志、转移标志等。即使C2000H有的器件，CV机的数量也大为增加，如数据存储区，C2000H仅6656字，而CV1000可达24576字。CV机的定时器、计数器分开，数量各为1024个，也比C2000H多得多。,4程序存储器容量大CV机程序容量为30K/62K，而且还有文件存储器支持，后者容量可达1M。另外，还可选用内存卡，用于存储用户程序，有RAM、EPROM、EEPROM类型，卡的容量可多达512K。5I/O刷新的方法多CV机的I/O刷新的方法多，有：带前缀！指令的刷新，执行指令的同时进行刷新。循环刷新，完成一个循环，即对所有的I/O进行刷新。传统的PC都是用这种方式刷新。定时刷新，如定时10ms100ms刷新所有的I/O。过零刷新，当交变信号过零时刷新。,6CV机的特殊功能单元相当丰富CV机的特殊功能单元有二十几种，见表6.1，这显示出CV机功能的强大性。如在CV机上安装个人计算机单元后，可以像普通计算机一样配置显示器、键盘、硬盘、软驱、鼠标、打印机，此时，这台CV机既具有高可靠控制功能，也具有一般微机的信息处理能力强的特点，使CV机的应用上到一个新台阶。7CV机组网能力强CV机组网能力强，可组成OMRON的各种FA网络。CV机可以组成OMRON的高层信息网、中层控制网，并可作为网关或网桥使用，进行三级通信。CV机也可以组成低层的I/O器件网，如SYSMAC BUS或SYSMAC BUS/2，直接与现场的I/O器件相连，对机器设备进行实时的控制。,53 CPM2A系列可编程序控制器,由上表5.3可以看出，通过电源（AC或DC）、输出（继电器/晶体管）和I/O点数（20/30/40/60）的组合，CPM2A共有16种CPU单元。CPM2A和CPM1A使用相同的I/O扩展单元、特殊功能单元和通信单元，扩展方法同CPM1A相同，见第2章。CPM2A的基本指令与CPM1A相同，都是14种，但CPM2A的应用指令增加到105种、185条；CPM2A的工作速度明显加快，基本指令LD的执行时间为0.64us，应用指令MOV的执行时间为7.8us；程序容量增加到4096字；读/写DM增加到2048字；最大I/O点数可扩展到120点；内部器件数目也有增加，如内部辅助继电器区（IR）928位，特殊继电器区（SR）448位，定时器/计数器256位，辅助继电器区（AR）384位。,CPM2A除继承CPM1A所有功能外，还有新的发展,1指令系统有新的增加增加的指令有：定时器/计数器指令2种：高精度定时器（单位：1ms），长定时器（单位：1s/10s）。比较指令2种：区域比较，双字区域比较。转换指令6种：双字BCD双字BIN转换，双字BIN双字BCD转换，ASC16进制转换，二进制补码，小时秒转换，秒小时转换。表格数据操作指令5种：帧校验，求和，数据搜索，取最大值，取最小值。数据控制指令5种：比例转换，比例转换2，比例转换3，PID控制，平均值。脉冲输出控制指令3种：占空比可变脉冲输出，加速控制，同步脉冲控制。通信指令3种：接收，发送，改变RS232C口设置。另外，在CPM2A中，INI、INT、PRV、CTBL、SPED、PULS等指令比在CPM1A中的功能加强了。,2中断功能完善，高速计数的计数频率增加很多CPM2A具有CPM1A的各种中断功能，如输入中断（输入中断模式、计数中断模式）、间隔定时器中断（单次中断模式、重复中断模式）高速计数器中断。高速计数器的工作模式增加到4种：相位差（两相）输入模式、脉冲+方向输入模式、增/减脉冲模式和递增模式。CPM2A高速计数器的计数频率除两相5kHz外，其余模式都是20kHz。CPM2A输入中断下的高速计数频率为2kHz，是CPM1A的2倍。,3高速脉冲输出功能更加完善CPM2A中的晶体管输出型具有此项功能，使用01000、01001两个输出点。CPM1A仅有单点无加速/减速单相脉冲输出功能，而CPM2A的脉冲输出功能比CPM1A强得多，有下列三种情况：（1）两点无加速/减速的单相脉冲输出；输出频率为10Hz10kHz，占空比50%。（2）两点不同占空比的脉冲输出：频率范围为0.1Hz999kHz，占空比0100%。（3）带梯形加速/减速的单相脉冲输出：分为脉冲+方向输出和增减（CW/CCW）脉冲输出两种情况，占空比50%。,4同步脉冲控制 CPM2A的晶体管输出型，它的高速计数器功能配合其脉冲输出功能，可以产生一个频率为输入脉冲特定倍数的输出脉冲（仅SSS支持该功能），如图5.9所示。5时钟功能 CPM2A的内置时钟（精确度：1分钟/月）允许从梯形图程序读取日期和时间。通过编程器和其它编程工具加以改写时间，CPM2A还有一个30秒的补偿位。当该位置ON时，时间将自动调整到最接近的分钟。因此，在电台报时，打开该位就能十分精确地设定时间。,6完善的通信功能同CPM1A一样，CPM2A外设口也可以用RS232C或RS422适配器进行转换，但CPM2A所有CPU单元都带有RS232C口，这就为通信联网提供了更加便利条件。CPM2A支持的通信功能有上位链接、无协议链接、1:1PC链接、NT链接。无协议链接是CPM2A通过外设端口或RS232C口连接象条形码阅读器等标准设备，并利用TXD和RXD指令进行无协议通信，如图5.10所示。,54 CQM1H系列可编程序控制器,CQM1H是OMRON新近推出的一种功能完善的紧凑型PC，CQM1H不久将取代CQM1。和CQM1一样，CQM1H也采用无底板模块式结构，模块之间靠侧面的总线连接器相连。CQM1H有CPU单元、电源单元、存储器盒（可选）、输入单元、输出单元、内装板、特殊功能单元和通信单元。CQM1H取代CQM1，主要是替代CQM1的CPU单元，而CQM1的其它单元都可继续使用。CQM1原有的七种CPU单元（CQM1-CPU11/CPU21及CQM1-CPU41CPU45）将被淘汰，取而代之的是四种CQM1H的CPU单元，它们是CQM1H-CPU11/CPU21/CPU51/CPU61。这四种型号的CPU单元大致分为两类；一类（CQM1H-CPU51/CPU61）支持内装板和Controller Link单元，另一类（CQM1H-CPU11/CPU21）则不支持。,CQM1H的CPU上有一组DIP开关，用来设定PC的工作方式。CQM1H除使用CQM1的EPROM和EEPROM两种形式的内存卡外，还可以使用闪存形式的内存卡。有的内存卡有时钟功能，如果安装了具有时钟功能的内存卡，则可以在程序中使用时钟、日历数据。由于CQM1H的编程器口和CQM1的不同，原先使用CQM1-PRO01或C200H-PRO27的编程器和CQM1-CIF02适配器的用户，需另外购买一个转换器（CS1W-CN114）。在上位机上运行SSS、CPT或CX-Programmer等支持软件，可对CQM1H进行编程、调试、监视、控制及维护。CQM1H的每种CPU单元都有内置的16个输入点。CQM1H的CPU除CPU11外其它单元都自带RS232C串行通信口，通过RS232C口可以实现CQM1H与上位机链接、无协议链接、1:1PC链接、1:1NT链接。CQM1H的CPU51/CPU61两种CPU单元，其内装板插在左槽或右槽上，最多可安装两块内装板。,表5.4列出CQM1H的性能指标。,续上,1I/O字分配如图5.12所示，CQM1H和CQM1一样按照固定的位置对I/O单元和特殊功能单元进行I/O通道分配。CQM1H的IR000IR015、IR100IR115作为输入字和输出字。第一个输入字IR000总是被分配到CPU的16位内置的输入点上，输出字总是从IR100开始依次分配。,2更大的容量、更快的速度和更强大的指令系统 CQM1H的I/O容量、程序容量和DM容量都比CQM1增加了一倍。CQM1的I/O点数为128或256点，而CQM1H的增加到256或512点。CQM1的最大程序容量是7.2K字，而CQM1H的最大程序容量增至15.2K。CQM1的DM区最大才6K字，而CQM1H不光有6K字的DM区，而且还有6K字的EM区（仅限于CQM1H-CPU61）。CQM1H指令的执行时间加快。例如，基本指令LD的执行时间从0.5us缩短到0.375us，应用指令MOV的执行时间从23.5us缩短到17.7us。CQM1H除具备CQM1的所有指令外，还增加了许多高级指令，包括浮点运算指令、指数/对数指令、三角函数指令、TTIM（总和定时器）指令、PMCR（协议宏）指令、STUP（改变串行端口）指令和网络（SEND、RECV、CMND）指令。这些高级指令不仅易于使用，而且简化了程序开发。,3使用各种先进的内装板可灵活地配置控制功能CQM1H的特色之一在于具有一系列的内装板。通过这些内装板，可实现一般定位、多点高速计数器输入，绝对旋转编码输入，模拟量I/O，模拟量设置和连接到标准串行设备的串行通信。用户可根据控制要求选择合适的内装板进行配置。,内装板共有6种，图5.13为各种内装板的外观图。内装板仅限于CQM1H-CPU51/CPU61使用，安装在CPU面板上提供的左右两个插槽上。有了内装板，原先CQM1 CPU单元的一些特殊功能很容易由CQM1H实现。例如，CQM1H-CPU51或CPU61加一块脉冲I/O板CQM1H-PLB21就可以取代CQM1-CPU41，CQM1H-CPU51或CPU61加一块绝对值型编码器接口板CQM1H-ABB21就可以取代CQM1H-CPU44等等。需要注意的是CQM1H上所插板卡的数量及安装的槽位都有一定的限制。高速计数器板能同时插两块，其它的板卡只能插一块。脉冲I/O板、绝对值编码器接口板、模拟量I/O板只能插在右槽，串行通信板只能插在左槽，模拟量设置板可以插在任意槽位上。更进一步说，如果用户同时需要一块脉冲I./O板和一块串行通信板是可以的。因为脉冲I/O板插在右槽，串行通信板通信板插在左槽，两者互不干扰。但如果用户同时需要一块脉冲I/O板和一块模拟量I/O板就不行了，因为两者都只能插在右槽，这样就产生冲突了。,表5.5列出了内装板的技术规格。,高速计数器板有4路脉冲输入，输入信号分三种类型：相位差输入，计数频率25kHz（默认值）或250kHz；脉冲+方向输入，计数频率50kHz（默认值）或500kHz；增/减输入，计数频率50kHz（默认值）或500kHz。高速计数器的计数模式有两种：环行模式和线性模式。4路输出为晶体管型，可设置为NPN型或PNP型。脉冲I/O板有2路脉冲输入和2路脉冲输出。脉冲输入信号有三种类型：相位差输入，计数频率25kHz；脉冲/方向输入，计数频率50kHz；增/减模式，计数频率50kHz。计数模式有两种：环行模式和线性模式。脉冲输出信号有两种类型：标准脉冲（占空比=50%）和可变占空比脉冲（占空比=1%99%）。标准脉冲的输出频率为10Hz50kHz，可以进行加速/减速控制，可以是顺时针（CW）或逆时针（CCW）的。可变占空比脉冲的输出频率为91.6Hz、5kHz或5.9kHz，且只能输出一个方向。图5.14为利用脉冲I/O板实现简单的2轴位置和速度控制。,绝对值编码器接口板有2个端口，能以4kHz的频率接收绝对值（ABS）旋转编码器的位置数据，编码器上的数据是二进制格雷码，有8位（0255）、10位（01023）、12位（04095）的分辨率可供选择，操作模式有BCD模式和360模式。如图5.15所示，绝对值编码器接口板接ABS编码器，CPU从编码器读到的格雷码反映了转台的绝对位置，在掉电重新上电时，不需要初始化清零，CPU可以马上读入数据确定出转台当前的绝对位置，也即任何位置都可视为初始位置。,模拟量I/O板带4路模拟输入和2路模拟输出。模拟量设置板带4路模拟设定装置（可调电阻），用螺丝刀简单调整，对应改变内部辅助字IR220IR223的值，其值为4位BCD码，范围在0200，从而可以不改变程序而直接改变设定值，这为现场调试带来了方便。串行通信板有2个通信端口：RS232C口和RS422/RS485口，支持的通信模式有上位机链接、无协议链接、1:1PC链接、1:1NT链接和协议宏。通信协议宏功能可根据外设串行通信端口的（半双工、起动-停止同步）通信规格创建通信协议。该协议宏由CX-Protocol支持软件创建，然后存到串行通信板上。在CPU单元的梯形图中用PMCR指令调用这些协议宏。CX-Protocol软件也提供标准系统协议，用这些协议，串行通信口可方便地与OMRON元件，比如，条形码阅读器等进行通信。根据实际使用的需要，也可利用CX-Protocol软件修改标准系统协议。图5.16为通信协议宏功能的示意图。,4特殊功能单元CQM1H、CQM1的特殊功能单元除通常的A/D、D/A、温控单元外，还有其它机型没有的传感器单元和线性传感器单元。下面简介传感器单元CQM1-SEN01。传感器单元的配置如图5.17所示，CQM1-SEN01最多可连接4个传感模块，传感模块有三种：光纤光电模块（E3X-MA11）、光电传感模块（E3C-MA11）和接近传感模块（E2C-MA11），每一种传感模块连结对应的传感器。填充模块（E39-M11）只用来填充传感器单元的一个空槽位。远程控制器（CQM1-TU001）可对传感模块进行监视和示教。传感单元工作前，要用远程控制器示教，以调整传感器灵敏度，例如，要求接近开关到目标的距离小到一定值时，才有指示信号，这个“一定值”就是灵敏度，用户可根据需要加以调整。,5通信单元CQM1H除了可以继续使用CQM1的通信单元，如远程I/O接口单元、远程I/O链接单元、CompoBus/D从单元、CompoBus/S主单元外，还增加了Controller Link单元。1）远程I/O接口单元CQM1H/CQM1具有远程控制的功能，有两种远程I/O接口单元：B7A和G730。在CQM1H/CQM1配置B7A接口单元，B7A通过双绞线电缆连接远程的I/O链接终端，两者之间的距离可达500m。B7A链接终端有输入、输出两种形式，点数都是16点。B7A接口单元有5种形式，有接输入终端，也有接输出终端，还有既可接输入又可接输出的。B7A接口单元还分接16点和接32点的。PC是将B7A接口单元当作一种I/O单元处理的，只不过B7A具有远程通信能力。图5.18为CQM1H/CQM1通过B7A接口单元构成远程I/O系统。,应注意的是，B7A的链接终端具有通用性，不仅可用于CQM1H、CQM1机，还可用于其它机型，如C200H/C200HS/C200H，但它们的B7A接口单元与CQM1的不同。在CQM1上配置G730接口单元，通过2芯电缆连接G730远程终端，如图5.19所示，通信接口为RS485，最大传输距离200m，通信波特率为187.5Kbps。G730接口单元有主单元CQM1-G7M21、输入扩展主单元CQM1-G7N11和输出扩展主单元CQM1-G7N01三种形式。主单元最多能控制32个输入点和32个输出点。若要增加可控的点数，再加接扩展主单元，每加接一个可增加32点，但最多只能加接2个。输入扩展单元可设成32点入或16点入，输出扩展主单元可设成32点出或16点出。,2）远程I/O链接单元远程I/O链接单元CQM1-LK501允许CQM1H/CQM1成为电线型远程I/O通信系统的一部分，从而与主机构成一个I/O链接，如图5.20所示。通信电缆采用2芯VCTF电缆，通信距离最大200m，RS485接口，波特率位187.5Kbps。CQM1-LK501链接点数为32点入、32点出，CQM1H/CQM1通过I/O链接单元可与主机C200HS交换数据，这里应注意LK501的输入点对应C200HS的输出点，而LK501的输出点对应C200HS的输入点。,3）Controller Link单元由于CQM1H推出了CQM1H-CLK21单元，因此CQM1H就能够加入Controller Link网。在CQM1H推出之前，Controller Link网只能用于C200H、CS1、CV/CVM1/CVM1D等中大型PC。现在多了CQM1H这种小型PC，无疑使OMRON小型PC的应用范围得到扩大，而且让CQM1H这种小型机发挥了高一档次的功能。例如，以前用户在选型时，需几台甚至几十台PC连网（PC之间交换数据），要求组成Controller Link网，不过每台PC控制的I/O点数在150点左右。按照I/O点数来看，选用CQM1是最合适的，但是由于CQM1不能连接Controller Link而不得不选用C200H，这样得出的性价比就不是最好的。如今有了CQM1H，一切问题就可以迎刃而解了。只要加一个CQM1H-CLK21单元就可使CQM1H上Controller Link网了。这样，配置出来的系统既符合控制点数的要求有满足连接Controller Link网的要求，性价比当然是最合适的了。需要注意的时CQM1H-CLK不能用在CQM1上，它只支持CQM1H机型。而且CQM1H-CPU51/CPU61才能安装这种单元，并且只能装一块。CQM1H-CPU11/CPU21不支持这种单元。安装位置也有要求，必须安装在电源单元和CPU单元之间。有关Controller Link网的详细情况请参见第13章。CQM1H/CQM1还有其它通信单元，如CompoBus/D从单元、CompoBus/S主单元等，它们的使用情况请参见网络篇的相关章节。,CS1系列可编程序控制器是OMRON 99年在国内市场上推出的新系列PC。CS1的模块有CPU单元、电源单元、I/O单元、特殊I/O单元及CPU总线单元。CS1现有9种CPU单元。CS1的CPU单元上都内置了RS232C通信口，有存储卡、串行通信板的插槽，存贮卡和串行通信板是可选的。CS1的CPU机架最多可带7个扩展机架，而带C200H I/O扩展机架最多3个。CS1的CPU底板和I/O扩展底板有3、5、8、10槽的。CPU底板还有2槽的，但不能连接扩展底板。CS1基本配置如图5.21所示。,CS1对中型机C200H/C200HS/C200H有很好的向下兼容性，即中型机所有的单元和特殊I/O单元及部分通信单元可用于CS1，甚至C200H的I/O扩展底板也可使用，但CS1使用自己的CPU底板。CS1使用中型机的编程器，但要换上CS1的键盘面纸。,55 CS1系列可编程序控制器,对基本I/O单元通道的分配如图5.22所示，字的范围是CIO0000CIO0319。分配的顺序同OMRON大型机一样：先CPU机架，后扩展机架；先靠近CPU机架的扩展机架，后远离CPU机架的扩展机架；在一个机架内，先左后右（先远离电源的，后靠近电源的）；按顺序增加