第2章CP1HPLC的硬件系统

1、第第2 2章章 CP1HPLCCP1HPLC的硬件系统的硬件系统哈工大华德学院计算机应用技术系 PLCPLC采用典型的计算机结构，是专门为工业现采用典型的计算机结构，是专门为工业现场设计的特殊计算机。场设计的特殊计算机。PLCPLC的硬件组成主要包括的硬件组成主要包括CPUCPU、存储器、电源、存储器、电源、基本基本I/OI/O单元、扩展设备等。单元、扩展设备等。本章重点：本章重点：CP1H PLC的系统特点、输入的系统特点、输入/输出输出单元组成与接线方法、存储区分配。单元组成与接线方法、存储区分配。本章难点：存储区分配。本章难点：存储区分配。哈工大华德学院计算机应用技术系 第第2章章 CP

2、1HPLC的硬件系统的硬件系统2.1 CP1H PLC的基本结构与系统特点的基本结构与系统特点2.2 CPU单元单元2.3 CP1H PLC的输入的输入/输出单元输出单元2.4 CP1H PLC的模拟量输入的模拟量输入/输出单元输出单元2.5 CP1H PLC的存储区分配的存储区分配2.6 CP1H PLC的的I/O扩展扩展哈工大华德学院计算机应用技术系 2.1 CP1H PLC的基本结构与系统特点的基本结构与系统特点2.1.1 CP1H PLC的基本结构的基本结构2个七段数码管个七段数码管USB端口端口模拟电位器模拟电位器外部模拟设定输入外部模拟设定输入电池电池存储盒存储盒哈工大华德学院计算

3、机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 2.1.2 CP1H PLC的系统特点的系统特点（1）处理速度快）处理速度快（2）程序容量与）程序容量与I/O容量大容量大（3）整体式结构）整体式结构（4）软硬件兼容性好）软硬件兼容性好（5）系统扩展性好）系统扩展性好（6）高速性能强）高速性能强（7）功能块编程语言简便）功能块编程语言简便哈工大华德学院计算机应用技术系 （8）程序组织模块结构化）程序组织模块结构化（9）串行通信功能强）串行通信功能强RS-232、RS-422A/485选件板选件板可以进行可以进行PLC通信、上位机通信、变频器通信通信、上位机通信、变频

4、器通信等。等。（10）USB通信方式便捷通信方式便捷CP1H PLC与上位机连接，采用与上位机连接，采用CX-P6.1以上以上软件对软件对CP1H进行编程与监控。进行编程与监控。哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 2.2 CPU单元单元2.2.1 CP1H的的CPU单元类型及其特点单元类型及其特点CP1H- 类型：类型：X、XA、Y内置通用输入内置通用输入输出点数：输出点数：20、40输入类别：输入类别：D：直流输入：直流输入输出类别：输出类别：R：继电器：继电器T:晶体管（漏）晶体管（漏）T1：晶体管（源）：晶体管（源）电源类别：电

5、源类别：A：交流：交流220VD：直流：直流24V哈工大华德学院计算机应用技术系 X型型CP1H的的CPU单元单元输入输入24点、输出点、输出16点点4轴高速计数、轴高速计数、4轴脉冲输出轴脉冲输出最多可扩展至最多可扩展至320个个I/O点点可实现温度传感器、模拟量输入输出等扩展可实现温度传感器、模拟量输入输出等扩展可实现可实现RS-232C可实现可实现RS-485通信通信可实现可实现DeviceNet、以太网等通信、以太网等通信哈工大华德学院计算机应用技术系 XA型型CP1H的的CPU单元单元基本功能与基本功能与X型型CP1H相同相同XA型型CP1H内置了内置了模拟量电压模拟量电压/电流输入

6、电流输入4点和点和模拟量电压模拟量电压/电流输出电流输出2点点Y型型CP1H的的CPU单元单元输入输入12点、输出点、输出8点，最多可扩展至点，最多可扩展至300点点Y型型CP1H内置了内置了1MHz脉冲专用输入脉冲专用输入2点和点和1MHz脉冲专用输出脉冲专用输出2点。点。哈工大华德学院计算机应用技术系 XA型主机型主机哈工大华德学院计算机应用技术系 Y型主机型主机哈工大华德学院计算机应用技术系 2.2.2 CPU单元结构单元结构哈工大华德学院计算机应用技术系 （1）工作指示灯）工作指示灯指示灯表示指示灯表示PLC所处的工作状态。所处的工作状态。POWER：上电：上电RUN：运行：运行ERR

7、/ALM：错误、警告：错误、警告INH：输出中断：输出中断BKUP：PLC写入程序、参数或数据写入程序、参数或数据PRPHL：CPU通过外设端口通信通过外设端口通信哈工大华德学院计算机应用技术系 （2）七段显示数码管）七段显示数码管可以显示单元版本、可以显示单元版本、CPU单元的故障代码、存单元的故障代码、存储盒传送状态、模拟电位器值变更状态和用户自定储盒传送状态、模拟电位器值变更状态和用户自定义代码信息等。义代码信息等。哈工大华德学院计算机应用技术系 （3）模拟电位器）模拟电位器使使A642中数据在中数据在00FFH（0255）范围变化）范围变化哈工大华德学院计算机应用技术系 （4）外部模拟

8、量输入连接器）外部模拟量输入连接器输入输入010V电压，经电压，经A/D转换后，存储在转换后，存储在A643中。注意：不要超过中。注意：不要超过11V！哈工大华德学院计算机应用技术系 （5）拨动开关）拨动开关模拟电位器右边，用于设置模拟电位器右边，用于设置PLC的基本参数。的基本参数。哈工大华德学院计算机应用技术系 （6）存储盒）存储盒哈工大华德学院计算机应用技术系 （7）电源与接地端子）电源与接地端子电源端子：电源端子：AC220V、DC24V接地端子：接地端子：功能接地：功能接地：AC电源型，抗干扰、防电击电源型，抗干扰、防电击保护接地：防止静电保护接地：防止静电哈工大华德学院计算机应用技

9、术系 （8）选件板槽位）选件板槽位CP1H可以安装选件板：可以安装选件板：RS-232C、RS-422A/485哈工大华德学院计算机应用技术系 安装时请拆下槽位的盖板。同时按压盖板上下安装时请拆下槽位的盖板。同时按压盖板上下的锁杆便可解锁，将其拔出。的锁杆便可解锁，将其拔出。安装选件板时，请确认上下方向，切实压入直安装选件板时，请确认上下方向，切实压入直到发出咔哒声。到发出咔哒声。哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 （9）扩展功能）扩展功能CPM1A系列扩展单元系列扩展单元最多最多7台台包括：包括：I/

10、O扩展、模拟量扩展、温度传感器扩扩展、模拟量扩展、温度传感器扩展、展、CompoBus/S单元、单元、DeviceNet单元）单元）哈工大华德学院计算机应用技术系 CJ系列扩展单元系列扩展单元CJ单元适配器：单元适配器：CP1W-EXT01最多最多2块块哈工大华德学院计算机应用技术系 使用使用 I/O 连接电缆连接电缆CP1W-CN811，可延长，可延长 80cm。哈工大华德学院计算机应用技术系 2.3 CP1H PLC的输入的输入/输出单元输出单元2.3.1 CP1H PLC输入单元的用法输入单元的用法1. 开关量输入单元开关量输入单元40点的点的CP1H有有24个输入点个输入点0CH 0.

11、000.111CH 1.001.11哈工大华德学院计算机应用技术系 2. 脉冲量输入端子脉冲量输入端子普通开关量输入端子输入信号有频率限制。普通开关量输入端子输入信号有频率限制。需要高速脉冲输入时，就要采用特殊脉冲量输需要高速脉冲输入时，就要采用特殊脉冲量输入端子。入端子。有普通开关量输入端子集成脉冲功能。有普通开关量输入端子集成脉冲功能。有专门脉冲量输入单元，如有专门脉冲量输入单元，如Y型型CP1H的输入单的输入单元。元。哈工大华德学院计算机应用技术系 2.3.2 CP1H PLC输入单元的工作原理输入单元的工作原理输入单元有直流型、交流型、交直流型等。输入单元有直流型、交流型、交直流型等。

12、以直流型为例介绍。以直流型为例介绍。哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 2.3.3 CP1H PLC输出单元的用法输出单元的用法1. 开关量输出单元开关量输出单元40点的点的CP1H有有16个输入点个输入点100CH 0.000.07 101CH 101.00101.07哈工大华德学院计算机应用技术系 2. 脉冲量的输出端子脉冲量的输出端子普通开关量输出端子输出信号有频率限制。普通开关量输出端子输出信号有频率限制。需要高速脉冲输出时（例如步进电动机驱动、需要高速脉冲输出时（例如步进电动机驱动、PWM驱动等），就要采用特殊脉冲量输出端子

13、。驱动等），就要采用特殊脉冲量输出端子。有普通开关量输出端子集成脉冲功能。有普通开关量输出端子集成脉冲功能。有专门脉冲量输出单元，如有专门脉冲量输出单元，如Y型型CP1H的输入单的输入单元。元。哈工大华德学院计算机应用技术系 2.3.4 CP1H PLC输出单元的工作原理输出单元的工作原理PLC输出单元分类：继电器、晶闸管、晶体管输出单元分类：继电器、晶闸管、晶体管1. 继电器型输出单元继电器型输出单元可以带交直流负载可以带交直流负载负载电压范围宽负载电压范围宽带负载能力强带负载能力强动作速度慢动作速度慢寿命短寿命短哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 2. 晶体管型

14、输出单元晶体管型输出单元漏型输出漏型输出直流负载直流负载速度快速度快寿命长寿命长过载能力差过载能力差哈工大华德学院计算机应用技术系 哈工大华德学院计算机应用技术系 2.4 CP1H PLC的模拟量输入的模拟量输入/输出单元输出单元XA型型CP1H集成了集成了4入入2出的模拟量通道。出的模拟量通道。哈工大华德学院计算机应用技术系 内置模拟输入切换开关内置模拟输入切换开关(仅限仅限XA 型型)将各模拟输入在电压输入下使用还是电流输入将各模拟输入在电压输入下使用还是电流输入下使用间切换。下使用间切换。哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5 CP1H PLC的存储区分配的存储区分配2.5.1 存储器概

15、述存储器概述CP1H型型PLC的存储器分为的存储器分为5部分：用户程序存部分：用户程序存储区、储区、I/O存储区、参数区、内置闪存和存储盒。存储区、参数区、内置闪存和存储盒。I/O存储区：存储区：I/O继电器区（继电器区（CIO）、内部辅助）、内部辅助继电器区（继电器区（WR）、保持继电器区（）、保持继电器区（HR）、特殊辅）、特殊辅助继电器区（助继电器区（AR）、暂时存储区（）、暂时存储区（TR）、数据存）、数据存储器（储器（DM）、定时器（）、定时器（TIM）、计数器（）、计数器（CNT）哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.2 数据区域结构数据区域结构1. 工作位和工作字工作位和工作字

16、可以用存储器中的某些位和字控制其他位。可以用存储器中的某些位和字控制其他位。2. 标志位和控制位标志位和控制位最高位最高位(15)、最低位、最低位(00)字变量：区域简称字变量：区域简称+35位字地址。位字地址。DM12500位变量：字地址位变量：字地址+位地址。位地址。000015或或0.15哈工大华德学院计算机应用技术系 3. 数据结构数据结构二进制：二进制：“0”或或”1”；继电器状态；一个通道；继电器状态；一个通道16位二进制数；无符号数、有符号数。位二进制数；无符号数、有符号数。十六进制数：十六进制数：0F十进制：十进制：BCD码码符号变量：符号变量：ASCII码码不同数制的转换：直

17、接转换、相关指令。不同数制的转换：直接转换、相关指令。哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.3 CIO区（区（00006143）作用：输入输出、工作位、通信等作用：输入输出、工作位、通信等输入继电器区：输入继电器区：016CH输出继电器区：输出继电器区：100116CH模拟量输入输出区：模拟量输入输出区：200211CHController链接区：链接区：10001199CH串行串行PLC链接区：链接区：31003189CHDeviceNet链接区：链接区：32003799CH哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.4 内部辅助继电器区（内部辅助继电器区（W000W511）只能在程序中调用的

18、继电器。只能在程序中调用的继电器。相当于程序中的中间变量。相当于程序中的中间变量。可以位寻址也可以字寻址。可以位寻址也可以字寻址。内部辅助继电器有两部分：内部辅助继电器有两部分：CIO区中未使用部分，如区中未使用部分，如1200CH1499CH。W000W511，优先使用。，优先使用。哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.5 保持继电器区（保持继电器区（H000H511）与内部辅助继电器区相同可以作为工作位使用。与内部辅助继电器区相同可以作为工作位使用。当系统工作方式改变、电源中断或当系统工作方式改变、电源中断或PLC操作停操作停止时，保持区数据保持不变。止时，保持区数据保持不变。掉电保持功

19、能！掉电保持功能！哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.6 特殊辅助继电器区（特殊辅助继电器区（A000A959）系统预置了自诊断发现的异常标志、初始设定系统预置了自诊断发现的异常标志、初始设定标志、操作标志、控制位及运行状态监视数据等。标志、操作标志、控制位及运行状态监视数据等。例如：例如：输入中断输入中断高速计数器高速计数器脉冲输出脉冲输出变频器控制变频器控制哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.7 暂时存储继电器区（暂时存储继电器区（TR00TR15）用于存储程序分支点的数据，适用于那些输出用于存储程序分支点的数据，适用于那些输出有许多分支点的场合。有许多分支点的场合。哈工大华德学院

20、计算机应用技术系 2.5.8 定时器区（定时器区（T0T4096）不能重复使用不能重复使用使用时注意精度、量程、设定值、时到标志等使用时注意精度、量程、设定值、时到标志等哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.9 计数器区（计数器区（C0C4096）不能重复使用不能重复使用使用时注意量程、设定值、计到标志、复位等使用时注意量程、设定值、计到标志、复位等哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.10 数据存储器（数据存储器（D0D32767）以字（以字（16 位）单位来读写的通用数据区域，不位）单位来读写的通用数据区域，不能按位单位进行指定（读写）。能按位单位进行指定（读写）。掉电保持！掉电保持！

21、功能：功能：读写区读写区特殊特殊I/O单元区域单元区域Modbus-RTU 简易主站简易主站哈工大华德学院计算机应用技术系 数据内存的间接寻址数据内存的间接寻址1. 二进制模式寻址（带二进制模式寻址（带的的D）将指定的数据内存的内容转化为将指定的数据内存的内容转化为BIN 值，指定值，指定以此为地址的数据内存。以此为地址的数据内存。2. BCD 模式（带的模式（带的D）将指定的数据内存的内容转化为将指定的数据内存的内容转化为BCD 值，指定值，指定以此为地址的数据内存。以此为地址的数据内存。哈工大华德学院计算机应用技术系 2.5.11 变址寄存器（变址寄存器（IR0IR15）采用寄存器间接指定，是保存采用寄存器间接指定，是保存I/O 存储器物理存储器物理地址的专用寄存器。地址的专用寄存器。1. 寄存器间接寻址寄存器间接寻址以该寄存器以该寄存器IR0IR15 的内容作为的内容作为I/O 存储器存储器有效地址的间接指定有效地址的