欧姆龙PLC的介绍及应用?

欧姆龙PLC的介绍及应用?~

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controlle（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。

PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
1、CPU的构成及功能
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
对使用者来说，不必详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令，但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

2、I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。
I/O种类有开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等。
开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

3、内存
内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。不同机型的PLC期内存大小也不尽相同，除主机单元的已有的内存区外，大部分机型还可根据用户具体需要加以扩展。

4、电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。


5、底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

6、PLC系统的其它设备
i) 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编写程序、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。某些PLC也配有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。
ii) 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面也非常普及。
iii)输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。

7、PLC的通信联网
如图所示，依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先,网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议和机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。

CM1A CM2A ,CM2AH 都是一体机
其他的我不清楚，不过CH系列的都是中型的吧，因为我们用的就是CP200HE-CPU42的，是插模块的。
现在的主流基本上是CH系列的吧，南京港机和武汉港迪基本上都是用的这个。除非一些大型的用西门子或者ABB系列的。基本上用的就是这个。然后在结合安川的G7变频器，或者现在刚出来的H1000系列的，很便宜。很实惠。
但对于一些重要工控设备的建议还是用欧美的，皮实耐用，夏天根本不要用什么空调或者散热器。不要用日系的，比较麻烦，当然比起国产的东西要好点了。

CX-Programmer编程软件介绍
CX-Programmer 是OMRON公司新的编程软件，适用于C、CV、CS1系列 PLC，它可完成用户程序的建立、编辑、检查、调试以及监控，同时还具有完善的维护等功能，使得程序的开发及系统的维护更为简单、快捷。
一、安装CX-P编程软件
1、系统要求
运行CX-P编程软件的计算机系统要求如表B-1所示。
表B-1 系统要求
CPU Pentium以上的微处理器、主频90 兆赫以上
内存 16MB以上
硬盘 40MB以上
操作系统 Windows 95以上，或Windows NT 4.0 Service Pack 3以上
计算机 IBMPC及兼容机
2、软件安装
将CX-P安装光盘放入CD-ROM中，在CX-P子目录下双击安装程序Setup，启动安装过程，并按照屏幕提示依次进行。安装时首先要选择安装语言；然后是输入许可证号码，利用许可证号码才可以使用CX-P的所有功能，不输入许可证号码也能够完成安装，但得到的是CX-P的“部分功能”版本，它也能正常工作，但仅支持CPM1, CPM2* 和SRM1 PLC；最后在选择是否安装CX-SERVER时，应选择“是”。
二、CX-P编程软件的主要功能
CX-P编程软件可以实现梯形图或语句表的编程、编译检查程序、程序和数据的上载及下载、设置PLC的设定区、对PLC的运行状态或内存数据进行监控和测试、打印程序清单、文档管理等功能。

图B-1 CX-P编程软件界面
CX-P编程软件界面的外观如图B-1所示。编程界面包括标题栏、菜单条、工具条、状态栏以及5个窗口（可用“视图”菜单中的“窗口”项来选择显示窗口），下面将简单介绍各部分的功能。
1、菜单条
1）文件菜单可完成如新建、打开、关闭、保存文件、文件的页面设置、打印预览和打印设置等操作。
2）编辑菜单提供编辑程序用的各种工具，如选择、剪切、复制、粘贴程序块或数据块的操作，以及查找、替换、插入、删除和微分等功能。
3）视图菜单可以设置编程软件的开发环境，如选择梯形图或助记符编程窗口，打开或关闭其他窗口（如工程窗口、查看窗口、输出窗口等），显示全局符号表或本地符号表等。
4）插入菜单可实现在梯形图或助记符程序中插入行、列、指令或触点、线圈等功能。
5）PLC菜单用于实现与PLC联机时的一些操作，如设置PLC的在线或离线工作方式以及编程、调试、监视和运行4种工作模式；所有程序在线编译；上载或下载程序；查看PLC的信息等。
6）程序菜单实现梯形图和助记符程序的编译。
7）工具菜单用于设置PLC的型号和网络配置工具、创建快捷键、以及改变梯形图的显示内容。
8）窗口菜单用于设置窗口的排放方式。
9）帮助（Help）菜单项可以方便地检索各种帮助信息，而且在软件操作过程中，可随时按F1键来显示在线帮助。
2、工具条
工具条是将CX-P编程软件中最常用的操作以按钮形式显示，提供更加快捷的鼠标操作。可以用“视图”菜单中的“工具栏”选项来显示或隐藏各种按钮。
3、工程窗口
在工程窗口中，以分层树状结构显示与工程相关的PLC和程序的细节。一个工程可生成多个PLC，每个PLC包含全局符号表、设置、内存、程序等内容，而每个程序又包含本地符号表和程序段。工程窗口可以实现快速编辑符号、设定PLC、以及切换各个程序段的显示。
4、图表工作窗口
图表工作窗口用于编辑梯形图程序或语句表程序，并可显示全局变量或本地变量等内容。
5、输出窗口
输出窗口可显示程序编译的结果（如有无错误、错误的内容和位置），以及程序传送结果等信息。
6、查看窗口
在查看窗口中，可以同时显示多个PLC中某个地址编号的继电器的内容，以及它们的在线工作情况。
7、地址引用工具窗口
地址引用工具窗口用来显示具有相同地址编号的继电器在PLC程序中的位置和使用情况。
8、状态栏
在编程时，状态栏将提供一些有用的信息，如即时帮助、PLC在线或者离线状态、PLC工作模式、连接的PLC和CPU类型、PLC连接时的循环时间及错误信息等。
三、CX-P编程软件的使用
用CX-P编程软件编制用户程序可按以下步骤进行：启动CX-P软件、建立新工程文件、绘制梯形图、编译程序、下载程序和监视程序运行等。
1、启动CX-P编程软件
在开始菜单中找到Omron/CX- Programmer/ CX- Programmer选项即可启动CX-P编程软件，CX- Programmer的启动画面如B-2所示。

图B-2 CX-P编程软件启动界面
2、建立新工程文件
启动CX-P后，单击文件菜单中的“新建”命令，或者直接点击工具条上的“新建”按钮来创建一个新工程。此时，屏幕上出现如图B-3所示的对话框可进行PLC的设置。

图B-3 “改变PLC”窗口
1）在“设备名称”栏中键入新建工程的名称
2）在“设备型号”栏中选择PLC的系列号，然后再点击其右边的“设置”按钮，设置PLC型号、程序容量等内容。
3）在“网络类型”栏中选择PLC的网络类型，一般采用系统的默认值。
4）在“注释”栏中输入与此PLC有关的注释。
在完成以上的设置后，单击“改变PLC”对话框下方的“确定”按钮，则显示如图B-4所示的CX-P编程软件的操作界面，该操作界面为新工程的离线编程状态。

图B-4 新建文件后CX-P操作界面
在如图B-5的工程窗口中，如果要操作某个项目，可以右击该项目图标，然后在出现的菜单中选择所需的命令；或者在选中该项目后单击菜单栏中的选项，选择相应的命令；还可以利用工具条中的快捷按钮。下面将介绍工程窗口中各个项目及其操作。

图B-5 工程窗口

（1）工程 在“工程”项目中，可以进行重命名工程、创建新的PLC以及将PLC粘贴到工程中等操作。CX-P软件还提供了多台PLC的联控功能。
（2）PLC 在“PLC”项目中，可实现对PLC修改、改变PLC操作模式、设置PLC为在线工作状态、自动分配符号、编译所有的PLC程序、上载或下载PLC程序等功能。
（3）全局符号表和本地符号表 PLC中，符号是地址和数据的标识符，在每个程序中都能使用的符号称为全局符号，而只能在某个程序中使用的符号称为本地符号。
利用符号表可以编辑符号的名称、数据类型、地址和注释等内容。使用符号表后，一旦改变符号的地址，程序就会自动启用新地址，简化了编程操作。每个PLC下有一个全局符号表，而每一个程序下有一个本地符号表。每个符号名称在各自的表内必须是唯一的，但在全局符号表和本地符号表内允许出现相同的符号名称，本地符号优于全局符号。
双击工程中PLC下的“符号表”图标，将显示如图B-6所示的全局符号表，表中会自动填入一些与PLC型号有关的预先定义好的符号，其中带前缀“P-”的符号不能被用户所修改。

图B-6 全局符号表
双击工程中任一程序下的“符号表” 图标，将显示如图B-7所示的本地符号表。

图B-7 本地符号表
（4）设置 双击工程中PLC下的“设置”图标，出现如图B-8所示的PLC设置对话框，可设置PLC的系统参数，一般应用只要采用默认值即可。设置完毕，可用该窗口的“选项”菜单中的命令将设置传送到PLC，当然也可从PLC中读出原有的设置内容。

图B-8 “PLC设置”窗口
（5）内存 双击工程中PLC下的“内存”图标，出现如图B-9所示的PLC内存对话框，其左侧窗口列出了PLC的各继电器区，若双击“IR”图标，则右侧窗口将显示PLC的IR继电器区中各字的工作状态。该窗口可以对PLC的内存数据进行编辑、监视、上载和下载等操作。

图B-9 “PLC内存”窗口
单击PLC内存窗口中左下方的“地址”标签，会出现一个窗口，该窗口包含“监视”和“强制状态”两个命令，可实现在线状态下地址的监视和强制，以及扫描和处理地址强制状态信息等。
（6）程序 在“程序”项目中，可对程序进行打开、插入、编译、重命名等操作，若双击“程序”图标，还可显示程序中各段的名称、起始步、结束步、注释等信息。若一个工程中有多个“新程序”段，PLC将按设定的顺序扫描执行各段程序，当然也可通过“程序属性”中的命令来改变各“新程序”的执行顺序。
（7）程序段 一个新程序可以分成多个程序段，可分别对这些段进行编辑、定义和标识。
当PLC处于在线状态时，工程窗口还会显示PLC的“错误日志”等图标。
3、绘制梯形图
下面以“电动机的定时控制”程序为例，简要说明使用CX-P软件编写梯形图的过程。电动机的定时控制要求电动机启动运行2分钟后自动停止。
1）先用鼠标选取工具条中的“常开触点”按钮，然后在如图B-4所示的梯形图编辑窗口中，单击第一条指令行的开始位置，将弹出如图B-10所示的新接点对话框，输入图中的各项内容后，按“确定”键。

图B-10 “输入常开触点”窗口
2）图B-11显示第一个触点已经输入到第一行的起始位置。触点的上方是该常开触点的名称和地址，下方是注释。触点左侧的红色标记表示该触点所在的指令条存在逻辑错误或者不完整。

图B-11 显示常开触点
如果想改变触点的显示方式，可利用“工具”菜单中的“选项”命令来实现。

图B-12 “选项”窗口（梯形图信息）
3）若要在第一个触点的右边串接一个常闭触点，可先用鼠标选取工具条中的“常闭触点”按钮，然后单击第一个触点的右边位置，在弹出的对话框中输入相应的内容，完成第二个触点的输入。
4）若要在第一行的最后输入一个线圈，可用鼠标选取工具条中的“新线圈”按钮，然后按照上述的方法完成线圈的输入。当光标离开线圈时，软件会自动将该线圈调整到紧靠右母线的位置，如图B-13所示。当线圈输入完毕后，第一个触点左侧的红色标记就会自动消失。

图B-13 添加输出线圈
如果要改变右母线在梯形图中的显示位置，可以通过“工具”菜单中的“选项”命令来实现。选项窗口如图B-14所示，只要改变图中“初始位置（单元格）”的数值即可。

图B-14 “选项”窗口（梯形图）
5）若要在第一个触点的下方并联一个常开触点，可用鼠标选取工具条中的“新的纵线”按钮，再点击第一个触点的右边位置，添加一条纵线，此时软件会在第一个触点的下方自动插入空行，如图B-15所示。然后按照第一步的方法，在第一个触点的下方添加一个常开触点。

图B-15 添加纵线
6）如果要在梯形图第二行的行首输入常开触点01000，可以用复制和粘贴命令来完成。输入定时器线圈时，可用鼠标单击工具条中的“指令盒”按钮，并点击第二行右边的空白处，将出现如图B-16的对话框，在该窗口中输入定时器指令和操作数后，按“确定”键，显示的内容如图B-17所示。

图B-16 “输入定时器指令”窗口

图B-17 显示定时器指令
用鼠标双击上图中定时器“设置值”的左边，将出现如图B-18的对话框，在“操作数”栏的第二行输入定时器的定时常数“#1200”后，按“确定”键完成定时器的输入。

图B-18 “输入定时器设置值”窗口
7）如果要在输出线圈01000前插入一个定时器的常闭触点，可依照第三步的方法来完成。
8）输入程序结束指令“END”。用鼠标选取工具条中的“指令盒”按钮，并点击梯形图中第三行的起始处，在弹出窗口的“指令”栏中输入“END”，按“确定”键后，显示的内容如图B-19所示。至此，全部程序输入完毕。

图B-19 添加END指令
梯形图程序编辑完成后，可以通过双击工程窗口中“新程序”下的“符号”项，显示本地符号表，查看该程序段中各符号的使用情况。用“视图”菜单中的“助记符”命令来切换梯形图与助记符的显示窗口，显示助记符程序，如图B-20所示。

图B-20 助记符程序
4、程序的检查和编译
可以通过“PLC”菜单中的“程序检查选项”命令来实现程序编辑过程的语法、数据等检查，当出现错误时，会在相应指令条的左母线前出现红色标记，并在输出窗口中显示错误信息。
程序编辑完成后，单击工具条中的“编译程序”按钮，或者选择“程序”菜单中的“编译”命令进行程序的编译，检查程序的正确性，编译的结果将显示在输出窗口中。当“错误”的级别较高时，可能会导致程序无法运行，而“警告”的级别较低，程序仍然可以运行。
5、下载程序
程序编译完成后，要将程序传送到PLC中，可以按照以下3个步骤进行。
1）使用专用电缆连接PLC与计算机，并在离线的状态下进行PLC的接口设置。
2）选择“PLC”菜单中的“在线工作”命令，或点击工具条上的“在线工作”按钮，在出现的确认对话框中，选择“是”，建立起PLC与计算机的通信。此时CPU面板上的通信灯不断闪烁，梯形图编辑窗口的背景由白色变为灰色，表明系统已经正常进入在线状态。
3）开始下载程序。选择“PLC”菜单中的“传送”命令，在弹出的下拉菜单中点击“到PLC”，将出现下载选项对话框，在选项中选取“程序”，并确认，就可以实现程序的下载。也可点击工具条中的“传送到PLC”按钮来实现程序的下载。
6、程序的调试及监控
（1）程序监控 首先选择“PLC”菜单中“操作模式”下的“运行”或“监视”命令，PLC开始运行程序；然后选取“PLC”菜单中的“监视”命令，使程序进入监控状态，以上操作也可利用工具条中的快捷按钮实现。进入程序的监控状态后，梯形图窗口中被点亮的元件表示是导通的，否则为断开。
通过“查看”窗口也能实现程序的运行监视。将要观察的地址添加到查看窗口中，利用元件值信息就可知道该元件的工作情况，如图B-21所示。

图B-21 “查看”窗口
（2）暂停程序监控 暂停监视能够将程序的监视冻结在某一时刻，这一功能对程序的调试有很大帮助。触发暂停监视功能可以用手动触发或者触发器触发来实现，步骤如下。
1）在监视模式下，选择需要暂停监视的梯级。
2）单击工具条中“以触发器暂停”按钮，在出现的对话框中选择触发类型：手动或触发器。
若选择触发器，则在“地址和姓名”栏中键入触发信号地址，并选择“条件”类型。当触发的条件满足时，“暂停监视”将出现在刚才所选择的区域。要恢复完全监视，可再单击“以触发器暂停”按钮。
若选择手动，监视开始后，等屏幕中出现所需的内容时，单击工具条中“暂停”按钮，使暂停监视功能发生作用。要恢复完全监视，可再次单击“暂停”按钮。
（3）强制操作 强制操作是指对梯形图中的元件进行强制性地赋值，来模拟真实的控制过程，以验证程序的正确性。先选中要操作的元件，再点击“PLC”菜单中的“强制”命令，此时，进行强制操作的元件会出现强制标记。元件的强制操作可通过相同的方法解除。
（4）在线编辑程序 下载完成后，程序变成灰色，将无法进行直接修改，但可利用在线编辑功能来修改程序，提高编程效率。
先选择要编辑的对象，再点击程序菜单中“在线编辑”命令，在弹出的子菜单中选择“开始”，此时，编辑对象所在的梯级的背景将由灰色变为白色，表示可以对其进行编辑。当编辑完成时，利用程序菜单的“在线编辑”中的“发送修改”命令将修改的内容传送到PLC。传送结束后，梯级的背景又会变成灰色，处于只读状态。

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