OMRON公司PLC简介.ppt
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1、第3章 OMRON公司PLC简介,3.1 小型可编程序控制器3.2 中型可编程序控制器3.3 大型可编程控制器3.4 系统的配置及通道分配3.5 可编程控制器的特殊功能单元3.6 PLC的基本安装与接线,3.1 小型可编程序控制器,表3.1.1 CPM2A CPU单元的种类,1指令系统有新的增加 定时器/计数器指令2种:高精度定时器(单位:1 ms),长定时器(单位:1 s/10 s)。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,ASCII十六进制转换,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,
2、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RS-232C口设置。,2中断功能完善,高速计数的计数频率增高很多 CPM2A具有CPM1A的各种中断功能,如输入中断、间隔定时器中断、高速计数器中断等。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差模式5 kHz外,其余模式都是20 kHz,CPM2A输入中断下的计数频率为2 kHz,是CPM1A的2倍。,3高速脉
3、冲输出功能更加完善 晶体管输出型CPM2A具有此功能,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10 Hz10 kHz,占空比50%。(2)两点不同占空比的脉冲输出:频率范围为0.1 Hz999 kHz,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,图3.1.1 同步脉冲控制,5时钟功能 CPM2A的内置时钟(精确度:1分钟/月)允许用梯形图
4、程序读取日期和时间。通过编程器和其他编程工具改写时间。CPM2A还有一个30秒的补偿位,当该位置为ON时,时间将自动调整到最接近的分钟。因此,在电台报时时,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RS-232C或RS-422适配器进行转换,但CPM2A所有CPU单元都带有RS-232C口,这就为通信联网提供了更加便利的条件。CPM2A支持的通信功能有上位链接、无协议链接、11PLC链接及NT链接。无协议链接是CPM2A通过外设端口或RS-232C口连接如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。另外,CPM2A还有快速
5、响应输入(脉宽最小50 ms)、两点的模拟量设定、输入时间常数设定、通过I/O链接单元加入CompBus/S网等功能,这些与CPM1A相同。,3.1.2 CQM1H系列可编程序控制器 CQM1H是CQM1的取代型,CQM1H也采用无底板模块式结构,模块之间通过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的其他单元都可继续使用。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CQM
6、1H-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。,表3.1.2 CQM1H PLC的性能指标,表3.1.2 CQM1H PLC的性能指标,表3.1.2 CQM1H PLC的性能指标,1I/O字分配,图3.12 1/O字分配,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。C
7、QM1的最大程序容量是7.2 K字,而CQM1H的最大程序容量增至15.2 K。CQM1的DM区最大6K字,而CQM1H不仅有6K字的DM区,而且还有6 K字的EM区(仅限于CQM1H-CPU61)。CQM1H指令的执行时间更快。例如,基本指令LD的执行时间从0.5 s缩短到0.375 s,应用指令MOV的扫行时间从23.5 s缩短到17.7 s。,3使用各种先进的内装板可灵活地配置控制功能,表3.1.3 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25 kHz(默认值)或250 kHz;脉冲+方向输入,计数频率50 kHz(默认值)或500 kHz;
8、增/减输入,计数频率50 kHz(默认值)或500 kHz。高速计数器的计数模式有两种:环行模式和线性模式。4路输出为晶体管型或可选择NPN型、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25 kHz;脉冲/方向输入,计数频率50 kHz;增/减输入,计数频率50 kHz。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10Hz50 kHz,可以进行加速/减速控制,可以是顺时针(CW)或逆时针(CCW)。可变占空比脉冲的输出频率为91.6Hz、5
9、 kHz或5.9 kHz,且只能一个方向输出。,图3.1.3 利用脉冲I/O板实现2轴控制,绝对值编码器接口板有2个端口,能接收4 kHz频率的绝对值(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,任何位置都可视为初始位置。,图3.1.4 绝对值编码器接口板接ABS编码器,模拟量I/O板带4路
10、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),同时对应改变内部输入字IR220IR223的值,其值为4倍BCD码,范围为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:RS-232C口和RS-422/RS485口,支持的通信模式有上位机链接、无协议链接、11 PLC链接、11 NT链接、1N NT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-Pro
11、tocol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单元进行通信。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3.1.5 通信协议宏功能的示意图,图3.1.6 传感器单元的配置,4特殊功能单元,5通信单元,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上配置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。,图3.1.7 CQM1H/CQM1通过B7A接口单元构的远
12、程I/O系统,图3.1.8 CQM1H/CQM1通过G730接口单元构成的远程I/O系统,2)远程I/O链接单元,图3.1.9 CQM1H/CQM1通过I/O链接单元接入远程系统,3)Controller Link单元 由于CQM1H配置了CQM1H-CLK21单元,因此CQM1H就能够连入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PLC。现在多了CQM1H这种小型PLC,无疑使OMRON小型PLC的应用范围得到扩大,而且让CQM1H这种小型机发挥了更大的功能。例如,以前用户在选型时,对
13、需几台甚至几十台PLC联网(PLC之间交换数据),要求组成Controller Link网,且每台PLC控制的I/O点数在150点左右的情况,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网而不得不选用C200H,这样得出的性价比并不是最优的。如今有了CQM1H,只要加一个CQM1H-CLK21单元,就可使CQM1H构成Controller Link网,解决类似问题。这样,配置出来的系统既符合控制点数的要求又满足连接Controller Link网的要求,性价比当然是最合适的了。但需要注意的是CQM1H-CLK21不能用在CQM1上,它只支持
14、CQM1H机型。而且仅有CQM1H-CPU51/CPU61才能安装这种单元,并且只能装一块。安装位置也有要求,必须安装在电源单元和CPU单元之间。,3.2 中型可编程序控制器,3.2.1 C200H系列可编程序控制器 C200H是C200HX/HG/HE的简称,它是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。CPU单元上有内存卡(存储器盒)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单元有RS-232C口。在CPU上有一个通信板的插槽,插上
15、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PLC的工作方式。,机有EPROM和EEPROM两种形式的内存卡(存储器盒),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EPROM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、PLC设置、I/O注释、DM区域和其他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开关位为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
16、,可方便地用替换内存卡来改变设定的程序。,表3.2.1 C200H机的内存卡规格,表3.2.2 C200H与C200HS、C200H的基本性能比较,表3.2.2 C200H与C200HS、C200H的基本性能比较,图3.2.1 C200H扩展配置(带3个I/O扩展机架),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,第1位为机架号,其中CPU主机架为0;接着2位为单元的槽位号,从机架的最左边开始依次为00,01,09;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。
17、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,该通道可作为内部通道使用。,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。其单元号范围是09、AF,各单元的单元号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
18、联网有以下特点:1特殊功能单元丰富 2通信板与通信协议宏功能 3通信联网,3.2.2 CS1系列可编程序控制器,图3.22 CS1的I/O通道分配顺序,特殊I/O单元占用通道CIO2000CIO2959,每个单元根据单元号分配10个字,即#0、#1、#3、单元分别占用字CIO2000CIO2009、CIO2010CIO2019、CIO2020CIO2029、,一共可以设置96个特殊单元。CS1 CPU总线单元占用通道CIO1500CIO1899,每个单元根据单元号分配25个字,即#0、#1、#3、单元分别占用字CIO1500CIO1524、CIO1525CIO1549、CIO1550CIO15
19、74、,一共可以设置16个CPU总线单元。,1大容量的CPU、丰富的内部器件 CS1的基本I/O点数可达5120点,是机1184点的4.3倍;程序容量250 k字,是机63.2 k字的4倍;数据存储区448 k字,是机100 k字的4.5倍;定时器(T)4096个、计数器(C)4096个,而机定时器、计数器共计512个,CS1是机的16倍。CS1内部器件的设置变化相当大,机已无法与之相比,同样的内部器件,CS1的数量是机的几倍。CS1的内部器件种类多、数量大,与CV机相比毫不逊色,有些甚至超过很多。CS1设有I/O区(CIO)、链接区(CIO)、CS1 CPU总线单元区(CIO)、特殊I/O单
20、元区(CIO)、内装板区(CIO)、SYSMAC BUS区(CIO)、I/O终端区(CIO)、C200H特殊I/O单元区(CIO)、工作区(W)、保持区(H)、辅助区(A)、暂存区(TR)、定时器区(T)、计数器区(C)、DM区、数据寄存器(DR)、索引寄存器(IR)、任务标志区(TK)、跟踪存储器、文件存储区等。,2指令的功能强大,工作速度极快 CS1约有400条指令,它的类别及功能与CV/CVM1系列相当,CV/CVM1有的指令CS1几乎都有。与机相比增加的指令有:字符串处理,堆栈操作及表格数据的记录处理,文件存储器处理,重复处理,块编程,指令发送,索引寄存器处理,高速传送,浮点数运算等。
21、这些指令极大地增强了CS1的信息处理能力,使程序变得更简单,并且容易理解。同时CS1指令的基本操作数规格已由BCD转化为二进制,因此,它的指令具有大容量的数据管理能力。由于使用高速的RISC微处理器,CS1的基本指令LD的执行时间仅为0.04 s,比机的0.104 s快得多,外设服务和I/O刷新速度也比机快很多。,3CS1的程序设计、开发环境发生了巨大的变化程序变得更简单,并且容易理解2)最新的编程软件提高了设计和开发效率,4更多的串行通信端口,扩展的协议宏功能,图3.2.3 CS1的各种串行通信,CS1支持下列串行通信协议:HOST Link2)客户协议1N NT链接4)协议宏5)使用BAS
22、IC的通信协议6)外设总线,5丰富的特殊功能单元 CS1除兼容C200H的所有特殊功能单元外,还增加一些自己的专用单元,如48点入/48点出的I/O单元,96点入/96点出的高密度I/O单元,4点入/4点出的模拟量I/O单元。,6CS1系列的PLC组网能力很强 CS1在组网方面强于机,具有CV机的功能。使用与机不同的Ethernet单元,更好地支持Ethernet通信,它支持多达8个TCP/IP和UCP/IP端口的Socket(接驳服务),支持FINS通信,还支持FTP文件传送和电子邮件等。具有自己的Controller Link单元,传输介质可采用线缆型和光缆型,数据链接容量比机大得多,光缆
23、型还能获得更长距离的通信。CS1可以作为网关或网桥使用,在Ethernet和Controller Link互联网的三层网络内进行通信,如使用CMND发送FINS指令,跨网远距离编程和监控,而机则做不到。CS1利用Modem,通过电话线连接远程的计算机,在计算机上运行CX-Programmer软件,可以对这台PLC进行在线编程和修改。CS1可以使用机的一些通信单元,如远程I/O主单元、CompoBus/D主单元、CompoBus/S主单元、PLC Link单元,构成相应的网络。,3.3 大型可编程控制器,3.3.1 CV系列可编程序控制器,CV系列PLC有以下特点:1改进了系统结构2指令功能强、
24、运算速度快3内部器件增多4程序存储器容量大5I/O刷新的方法多6CV机的特殊功能单元相当丰富7CV机组网能力强,3.4 系统的配置及通道分配,3.4.1 系统的配置,1C20型PLC的配置 C20采用的是单元式结构,用户可以根据实际需要选用相应的单元或箱体。C20可以根据选用的单元构成5种I/O点数不同的系统。它们配置情况如下:16点输入、12点输出:选用主机单元即可。32点输入、24点输出:选用主机单元+28点I/O扩展单元。48点输入、36点输出:选用主机单元+56点I/O扩展单元。64点输入、48点输出:选用主机单元+56点I/O扩展单元+28点I/O扩展单元。80点输入、60点输出:选
25、用主机单元+56点I/O扩展单元+56点I/O扩展单元。图中给出了C20的三种基本系统。,图3.4.1 C20机典型系统,2C系列P型机的系统配置,表3.4.1 系统配置的I/O点数,3.4.2 通道分配 所谓通道,在此处泛指信号进入或流出PLC的通路,以及信号在PLC内部存放的地点。一般给这些通路或地点赋以编号,称为通道号。一旦一台PLC上的通道号规定下来,用户就必须遵守其编号规则,这样PLC才能正确识别信息,进行工作。事实上,PLC真正能识别的是通道号,PLC真正操作的是每个通道的数字,而不是信号本身,正如计算机中外设要有通道号,内存要有地址一样。PLC中通道可分两大类,一类是外部的输入/
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