PLC技术及应用（欧姆龙机型）第3版 课件 戴一平第6-8章 小型PLC的功能及功能单元；控制系统的设计、调试和维护；可编程序控制器网络

第六章

小型PLC的功能及功能单元内容提要

本章对CP1H的输入时间常数设定、输入中断、快速响应输入、间隔定时中断、高速计数器、脉冲输出、通信等功能和模拟量I/O功能作较为详细的介绍。第一节输入时间常数设定功能第二节中断控制功能第三节高速计数功能第四节快速响应功能第五节脉冲输出功能第六节通信功能第七节模拟量I/O功能PLC的输入电路设有可调整输入时间常数的滤波器，用于减少振动和外部杂波干扰造成的不可靠性。CPM1A输入滤波器时间常数的设置范围：1ms/2ms／4ms/8ms/16ms/32ms/64ms/128ms（缺省设置为8ms）。CP1H的时间常数为0.5ms/1ms/2ms/4ms/8ms/l6ms/32ms。tt外部输入输入滤波第一节输入时间常数设定功能利用编程软件进行“设置”CPM1A设定界面CP1H设定界面设置方法第二节中断控制功能所谓中断，就是在程序运行中，遇到需要处理另外更加紧急的事件时，程序立即停止执行，并产生一个断点，转去执行中断子程序，执行完中断子程序后，再返回原程序断点继续执行原程序的过程。CPM1A具有输入中断、间隔定时器中断以及高速计数器中断功能，中断服务子程序和一般的子程序一样，在主程序后面用SBN指令和RET指令定义。CP1H还具有连接CJ系列的高功能单元时的外部中断功能，中断处理采用任务编程的形式处理。主要以CP1H为例介绍一、中断的类型输入中断1）直接模式：只要中断输入端子接通，立即产生中断。2）计数模式：中断输入端子接通若干次，才产生中断。8个输入位(0.00～0.03、1.00～1.03)。对应中断任务140～147。定时中断以固定时间间隔执行中断，间隔单位：10、1、0.1ms。中断任务2分配给定时中断。高速计数器中断对输入脉冲进行计数，在计数值达到设定值或设定范围时执行中断任务。

对应中断任务0～255外部中断CJ系列高功能I/O单元或CPU总线单元二、中断的优先级中断的优先级：外部中断→输入中断（直接模式、计数模式）→高速计数器中断→定时中断相同类型的中断同时发生时：优先执行中断任务号较小的中断任务。中断屏蔽设置MSKS、中断屏蔽前导MSKR、中断解除CLI、中断任务执行禁止DI和解除中断任务执行禁止EI。本节主要介绍中断屏蔽设置MSKS指令。三、中断控制指令(1)中断屏蔽设置MSKS的功能

在PLC进入RUN模式时，中断输入被屏蔽（禁止接收），内部计时器处于停止状态。通过执行MSKS（中断屏蔽设置）指令，许可启动中断，进入可执行相应中断任务的状态。三、中断控制指令(2)中断屏蔽设置MSKS的格式输入中断时：N：中断编号，S：

设定动作，S的两种功能，1）指定检测中断输入的上升沿还是下降沿

2）指定输入端允许中断还是禁止中断输入中断号中断任务号1、上升沿微分或下降沿微分2、允许/禁止输入中断NSNS输入中断号执行条件输入中断号允许/禁止输入中断0140110（10）#0000：上升沿微分#0001：下降沿微分100#0000：允许中断#0001：禁止中断#0002：启动递减计数，允许中断#0003：启动递增计数，允许中断输入中断1141111（11）101输入中断2142112（12）102输入中断3143113（13）103输入中断4144114104输入中断5145115105输入中断6146116106输入中断7147117107定时中断时：N：中断编号和启动方法（是复位启动还是非复位启动）；S：指定定时中断时间，操作数操作数内容N14复位启动（将内部时间值复位后，开始计时）4不复位启动（另外需要用CLI指令来设定初次中断开始时间）S0禁止执行定时中断（内部计时器停止）根据PLC系统的定时中断单位时间设定中断时间

1．输入中断（直接模式）设置步骤①选择输入中断端（以输入0.00为例）②接线（在0.00处接信号输入设备）③输入设置

在“内置输入设置”选项页底部“中断输入”8个输入中，选“IN0”为“中断”输入四、中断的应用④编写程序四、中断的应用添加新程序2新程序1(00)新程序2(Int140)⑦运行程序。1）W0.00闭合一次，立即启动输入中断模式，每当输入0.00端有一个上升沿脉冲输入时，转去执行“中断任务140”，使D1内容加1；2）W0.01闭合一次，即禁止输入中断模式，当0.00有输入时，D1的值没有变化。⑤传送到PLC。“程序”和“设置”⑥设置生效。关闭PLC，再重新启动，让设置生效计数模式中断从直接模式中断程序改写：四、中断的应用添加新程序2新程序1(00)新程序2(Int140)1）新程序1（00）第一条梯形图中的@MSKS100#0改为@MSKS100#3，表示“启动递增计数，允许中断”2）在A532中写入#0008，表示计数8次后中断#3四、中断的应用2．间隔定时器中断设置步骤①定时间隔设置（设置“定时中断间隔”为1.0ms

）四、中断的应用②编写程序添加新程序2新程序1(00)新程序2(Int02)③运行1）输入0.05得到一个上升沿脉冲，立即起动重复中断模式（间隔时间为：1000×1.0=1000ms），每1s时间到，转去执行“中断任务02”，使D1内容加2。2）0.06得到一个上升沿脉冲，间隔定时器中断停止。

计数频率：普通计数器最高频率小于50Hz

，高速计数，计数频率不受扫描周期及输入时间常数限制。

CPM1A单相最高计数频率为5kHz，

CP1H型单相最高计数高达1MHz。

计数模式：递增计数或增减计数。

复位方式：Z相信号＋软件复位，软件复位

中断功能：目标比较中断带域比较中断。

第三节高速计数功能一、高速计数器的计数功能1．输入模式

（1）差分相位模式(2)脉冲+方向模式（3）递增/递减模式（4）增量模式（1）线性模式

在上/下限间的范围内对输入脉冲进行计数。

增量模式的上限：FFFFFFFhex(232-1)，

递增/递减模式的下限值：80000000hex(-2147483648)

上限值：7FFFFFFFhex(2147483647)。（2）循环(环形)模式

在设定范围内对输入脉冲进行循环计数。

循环过程如下：1）增量计数值达到环形计数最大值，计数值自动复位为0，再继续增量计数。2）如果减量计数值达到0，计数值自动置为环形计数最大值，再继续减量计数。2．计数模式（1）Z相信号+软件复位

高速计数器复位标志为ON的状态下，Z相信号（复位输入）从OFF→ON时，将高速计数器当前值(PV)复位。3．复位模式（2）软件复位

高速计数器的复位标志从OFF→ON时，将对高速计数器的当前值(PV)复位。（1）目标比较中断

在目标比较中断时，当计数器当前值与目标值一致时，执行指定的中断任务。（2）区域比较中断

在区域比较时，当下限值＜计数器当前值＜上限值时，执行指定的中断任务。3．中断功能二、高速计数器区域分配1.计数器端子分配

二、高速计数器区域分配2.计数器的辅助区域分配

三、高速计数器的相关指令比较表登录CTBL、操作模式控制INI、当前值读出PRV1.比较表登录指令CTBL：

高速计数器进行目标比较和带域比较时，需先登录比较表，然后再进行比较2.操作模式控制指令INI：

用于控制高速计数器的操作或停止脉冲输出3.当前值读出指令PRV：

高速计数器的当前值存放在248CH（低4位数）、249CH（高4位数）中，可以用PRV指令读出当前值，也可以用数据传送的方法直接读出248CH、249CH中的内容。1.比较表登录指令CTBL

1）由C1指定端口，由C2指定方式，开始执行比较表的登录和比较。2）根据S值，有1~48个比较目标值；或8个比较区域。3）只要执行一次CTBL指令，立即开始进行比较动作，所以常用输入微分型指令驱动。4)产生中断时，若程序指定没有登录的中断任务No.，会出现错误。5）使用INI指令停止比较动作。6）中断任务No.0~255。加法指定时，最高位为0（0000~00FFHex）；减法指定时，最高位为1（8000~80FFHex）。操作数S的指定2.操作模式控制指令INI

1）C1（端口指定）：0010—高速计数器输入0，0011—高速计数器输入1，0012—高速计数器输入2，0013—高速计数器输入3。2）C2（控制数据）：0000—比较开始，0001—比较停止，0002—变更当前值，0003—停止脉冲输出。3）S：变更数据保存低位CH编号。指定变更当前值（C2＝0002）时，保存变更数据。指定变更当前值以外的值时，不使用此操作数的值。3.当前值读出指令PRV

高速计数器的当前值存放在248CH（低4位数）、249CH（高4位数）中，可以用数据传送的方法直接读出，也可以用PRV指令读出当前值。1)C1(端口指定)：和高速计数相关的是0010—高速计数器输入0，0011—高速计数器输入1，0012—高速计数器输入2，0013—高速计数器输入3。2）C2（控制数据）：和高速技术相关的表示有：0000—读取当前值，0001—读取状态，0002—读取区域比较结果。四、高速计数器使用举例1）待测工件置于平台上，电机的转动通过机械装置转换为平台的平行移动，由平台带动工件移动；2）旋转编码器和电机同轴转动，产生和平台移动成正比的电脉冲信号输出；3）输出脉冲接入PLC高速计数器的输入端，通过计数脉冲数来间接测量待测工件的长度。4）传感器检测工件的两端面，当工件的前端面进入传感器检测区时（OFF→ON），作为计数开始信号；当工件的后端面离开传感器检测区时（ON→OFF），可作为计数结束信号。四、高速计数器使用举例1．设计思路1）根据计算，将长度折算成脉冲数（假设在30,000～30,030为正常），通过脉冲输入的计数，执行工件尺寸的检查。2）考虑到工件在前进的过程中可能回走或抖动，为了提高测量精度，采用差分相位输入，指定高速计数器0。3）当工件前端面经过时，通过传感器检测触发0.03，使高速计数器当前值复位，同时登陆比较表并开始计数。4）采用区域比较中断，中断任务10处理<30000的情况，中断任务11处理在30000~30030间的情况，中断任务12处理>30030的情况。5）在合格品的情况下，将100.00置ON，使HL1灯亮；不合格品的情况下，将100.01置ON，使HL2灯亮。四、高速计数器使用举例2．外围接线3．PLC系统设定在PLC系统设置的[内置输入设置]中将[高速计数器0]设定为[使用]。项目设定内容为：线性模式，Z相信号+软复位，相位差输入。四、高速计数器使用举例4．比较表设计——采用区域比较四、高速计数器使用举例5．程序设计a)主程序b)中断任务10c)中断任务11d)中断任务121）当工件端面未进入传感器检测范围时，0.03为0FF，复位标志A531.00为ON，

2）在主程序中，当工件端面进入传感器检测范围时，首先以Z相复位+软件复位的方式复位计数器0，然后登陆比较表并开始比较，比较结果由中断任务10、11、12处理。3）区域1、2、3比较一致的标志为A274.00、A274.01、A274.02。比较结果在区域1、3时置位100.01;比较结果在区域2时置位100.00。4）当工件端面走出传感器检测范围时，由INI指令停止比较。公共处理运算处理I/O刷新公共处理运算处理I/O刷新1个扫描周期30μs以上输入端子0000300003映象为了防止在循环扫描时遗漏瞬间输入信号的现象出现，在PLC中设计了快速响应功能，可接收最小脉冲宽度为0.2ms（CPM1A）/30μs（CP1H）

。在CP1H的CPU单元中，8个输入(0.00～0.03、1.00～1.03)可用于快速响应输入。在使用快速响应功能时，要将输入设置成“快速”。第四节快速响应功能使用CX-P编程软件在PLC设置中将“内置输入设置”页面下部的“中断输入”中需要快速相应的输入端设置成“快速”

晶体管输出型单元一般都具有脉冲输出功能。CPM1A能输出2轴频率为2kHz的脉冲，CP1HX型能输出4轴频率为100kHz的脉冲，

Y型能输出2轴频率为1MHz、2轴频率为100kHz的脉冲。

脉冲输出主要用于控制步进电机或伺服电机等需要脉冲驱动的设备。第五节脉冲输出功能（1）脉冲输出模式

脉冲输出可以设置成连续或独立两种模式。

连续模式：由指令控制输出脉冲频率、开始和停止；

独立模式：当输出的脉冲数达到指定值时，输出脉冲停止。（2）脉冲输出方式

CW/CCW输入和脉冲+方向输入两种方式。（3）脉冲启动和停止方式一、脉冲输出功能简介（4）原点搜索原点返回功能

二、脉冲输出/输入端子分配1）为适应单脉冲（脉冲+方向）模式和双脉冲（CW/CCW）模式两种不同的控制模式，提供了4组不同模式的输出。2）为了配合原点搜索和原点返回功能，分配了对应的原点输入信号。

三、脉冲输出的相关指令

三、脉冲输出的应用（2）脉冲频率和脉冲数计算

假设驱动器细分设定为s=5000S/rad(步/转)时，如果转速n是60rad/min(转/分)，则要求脉冲频率为：

电机转动N=60，则所需脉冲数S为：（1）控制要求

按下SB1（0.01），步进电机以60转/分钟的速度正向转动60圈，正转结束后，按下SB2（0.02），步进电机以60转/分钟的速度反向转动60圈；在运行过程中按下SB3（0.03），步进电机停止运行；在正（反）转过程中按下反（正）转按钮无效，（3）控制程序1）0.01由OFF→ON时，通过PLUS指令由相对脉冲指定将脉冲输出0的脉冲输出量设定为300000，通过SPED指令设定为脉冲方式、正向、独立模式、目标频率5000Hz。2）0.02由OFF→ON时，通过PLUS指令由相对脉冲指定将脉冲输出0的脉冲输出量设定为300000，通过SPED指令设定为脉冲方式、反向、独立模式、目标频率5000Hz。3）0.03由OFF→ON时，通过SPED指令设定为脉冲方式、正向、独立模式、目标频率0Hz（步进电机停止运行）。4）A280.04：高速脉冲输出0的脉冲输出中标志位，在正向运行过程中使反转控制无效，反之亦然。通信模式无协议通信HOSTLink通信串行PLC链接1:NNT链接Modbus-RTU

简易主站功能第六节通信功能一、无协议通信

无协议通信是指不需要通信协议和数据转换的通信，使用TXD或RXD指令与配备RS-232C端口或RS-422A/485端口的标准设备进行单方向数据收发。二、HOSTLink通信PLC与上位计算机的通信称为HOSTLink

通信。HOSTLink通信1∶1方式

HOSTLink通信1∶N方式RS232C适配器Link适配器三、串行PLC链接

RS232C适配器RS232C适配器1.1:1PLCLink通信一方作为主单元，另一方作为从单元。2台PLC利用链接继电器（LR）区交换数据，实现信息共享。2.1:NPLCLink通信CP1H加装RS-422A/485C选件板CP1W-CIF11，能实现1∶NPLCLink通信，其中一台作为主单元，其他作为从单元（最大8台）四、1：NNT链接

PTRS232电缆PT（可编程终端，俗称触摸屏）是一种非常受欢迎的人机对话设备。CP系列能够使用1:NNT链接模式与PT(可编程终端)实现通信1：11：N422/485电缆五、

Modbus-RTU简易主站功能Modbus-RTU主站使用RS-232C或RS-422A/485选件板，CP1HCPU单元可作为Modbus-RTU主站工作，通过操纵软件开关来发送Modbus-RTU命令。Modbus-RTU从站（变频器）1.模拟量I/O扩展单元主要性能

模拟量输入范围可设置成DC0~10V、DC1~5V、4~20mA，分辨率为1/256模拟量输出范围可设置成0~10VDC、4~20mA或-10~+10VDC。当输出是0~10VDC、4~20mA时，分辨率为1/256；当输出是

-10~+10VDC时，分辨率为1/512。型号：CPM1A-MAD01和CPM1A-MAD02。CPM1A-MAD01有2路模拟量输入和1路模拟量输出；CPM1A-MAD02有4路模拟量输入和1路模拟量输出。第七节模拟量I/O单元一、外置模拟量单元2（4）路模拟量输入输入1（1，2）：通道m+1输入2（3，4）：通道m+21路模拟量输出输出1：通道n+1CPM1A-MAD01CPM1A-MAD02“m”表示本单元（模拟量I/O扩展单元）前面已连接的单元（CPU单元、特殊扩展单元或I/O扩展单元）被分配的最后一个输入的通道号；“n”表示本单元（模拟量I/O扩展单元）前面已连接的单元（CPU单元、特殊扩展单元或I/O扩展单元）被分配的最后一个输出的通道号。

2．模拟量I/O扩展单元的参数设定（1）模拟量I/O扩展单元的地址（2）模拟量I/O扩展单元的设定

通道字设置

I/O信号范围设定N+2通道低8位0706050403020100输入4输入3输入2输入1起动量程起动量程起动量程起动量程N+2通道高8位1514131211100908不使用输入4输入3输入2输入1输出111平均值起动量程项目内容输入量程0：0~10V；1：1~5V/4~20mA起动0：不使用；1：使用平均值0：不使用；1：使用输出量程0：0~10V/4~20mA；1：-10~+10V/4~20mA起动0：不使用；1：使用模拟量通道分配

S是符号位，当S=0时，表示正电压输出；当S=1时，表示负电压输出。S只有在使用-10~+10V量程时才有效。位15141312111009080706050403020100m+1输入2（00~FF)输入1（00~FF）m+2输入4（00~FF)输入3（00~FF）n+1S0000000输出1（00~FF）3．模拟量I/O扩展单元应用

1）30点CPU为18点输入，12点输出，分别占用000、001通道和010、011通道。2）因为除CPM1A-MAD02外没有其他扩展单元，模拟量I/O扩展单元的输入1、2分配002通道，输入3、4分配003通道，输出分配012通道。3）根据通道字设置和I/O信号范围设定，013通道的16位（从高到低）为1100001111111111，即C3FF。例：CPM1APLC30点的CPU连接一个CPM1A-MAD02模拟量I/O扩展单元，现有4路模拟量输入，输入范围均为DC1~5V/4~20mA，不使用平均值；1路输出，输出范围为DC-10~+10V/4~20mA。MOV#C3FF013MOV002DM0000MOV003DM0001设置范围读输入1、2的转换值读输入3、4的转换值输出模拟量MOVDM0010012执行条件253.15执行条件执行条件输入数据处理二、内置模拟量单元XA型CP1HCPU单元已内置4路输入、2路输出的模拟量I/O单元。在CPU单元左下角的接线端子即为模拟量接线端子。1．内置模拟量单元主要性能内置模拟量输入范围可设置成DC-10V~10V、0~10V、1~5V、0~5V、0~20mA和4~20mA6种，分辨率有1/6000和1/12000两种。2）内置模拟量输出范围也可设置成DC-10V~10V、0~10V、1~5V、0~5V、0~20mA和4~20mA6种，分辨率也有1/6000和1/12000两种。模拟量和数字量的关系a)-10～10V的转换关系b)0～10V的转换关系c)0～5V的转换关系d)1～5V的转换关系2．内置模拟量I/O单元的地址和参数设定内置模拟量I/O单元的地址分配是固定的，4个模拟量输入分别对应200、201、202和203通道；2个模拟量输出分别对应210和211通道。内置模拟量I/O单元的设置使用编程软件CX-P在“设置”/“内建AD/DA”中设置，设置的项目有：分辨率、使用、使用平均化、范围，将要使用的打“√”。请注意，设置后，应将该设置传送到PLC，并关闭PLC的电源后再开启，使设置生效。3.内置模拟量I/O单元的应用

某水箱底部安装压力传感器，经变送器输出1~5V的直流电压，水箱深3米，水位3米时变送器输出电压恰为5V，要求在水位0.5米时开启水泵（100.00），水位2.5米时关闭水泵（100.00），试利用CP1H的内置A/D单元完成控制要求。设计：1)起动按钮0.00，停止按钮0.01；2)信号进入模拟量0,转换值存于200通道。3)分辨率选用1/6000，范围1~5V。本章小结1.输入中断有直接中断和计数器中断两种；间隔定时中断有单次模式和重复模式两种。2.高速计数器中断有目标比较中断和带域比较中断两种；复位方式有Z相信号+软件复位和软件复位两种。3.脉冲输出有连续模式和独立模式两种；脉冲输出方式有CW/CCW输出和脉冲+方向输出两种。4.高速计数常用于光电编码器等传感器高速脉冲的输入计数；

脉冲输出常用于控制步进电机和伺服电机；模拟量I/O常用于温度、压力、流量等连续变化量的控制。第七章

控制系统的设计、调试和维护内容提要

本章主要介绍PLC控制系统的设计、调试和维护。它包括PLC控制系统的设计步骤、PLC选型、系统硬件设计方案、PLC输入/输出电路设计、系统供电、接地设计和软件设计等，还介绍了系统的调试和日常维护。

由于实际被控对象千变万化，PLC在各系统中承担职责也不尽相同，所以本案例叙述的方法和步骤只是起到入门引导的作用，具体问题还有待读者在实践中深化。第一节控制系统的设计步骤和PLC选型第二节系统硬件设计方法第三节系统软件设计方法第四节信号处理及程序设计第五节PLC控制系统的安装、调试及维护一、控制系统的设计步骤第一节控制系统的设计步骤和PLC选型1．分析被控对象，明确控制要求2．制定电气控制方案3．确定输入/输出设备及信号特点4．选择可编程控制器5．分配输入/输出点地址6．设计电气线路7．设计控制程序8．调试9．技术文件整理

二、可编程控制器的选择基本性能售后服务先进性性能价格比高满足控制要求整体选择：特殊功能通信连网基本原则：1.基本单元的选择1）响应速度2）存储容量3）扩展能力4）结构形式5）特殊功能6）通信功能

l）总指令数2）指令种类3）表达方式4）编程工具

2.指令系统的选择3.I/O模块的选择根据输入信号的类型（开关量、数字量、模拟量、电压类型、等级和变化频率），选择与之相匹配的输入模块。根据负载的要求（负载电压、电流的类型，是NPN输出型还是PNP输出型等）、数量等级以及对响应速度的要求等选用合适的输出模块。根据系统要求安排合理的I/O点数，并有一定的余量，1）性价比2）系列产品3）售后服务4.其他选择第二节控制系统硬件设计I/O点数和种类控制功能设备状况工艺要求

系统硬件设计依据一、系统硬件设计总体方案PLC被控对象单台控制

PLC被控对象2被控对象1被控对象3多台控制1.控制系统类型(1）集中控制系统PLC被控对象4通信单元I/OA被控对象1被控对象2被控对象3I/OBI/OC远程控制

（1）集中控制系统PLC2被控对象2被控对象1被控对象3PLC1PLC3上位机通信方式1PLC2被控对象2被控对象1被控对象3PLC1PLC3上位机通信方式2(2）分布式控制系统自动运行方式半自动运行方式单步运行方式手动运行方式

2.系统的运行方式正常停止暂时停止紧急停止3.系统的停止方式二、系统硬件设计文件1.系统硬件配置图2.模块统计表3.I/O地址分配表输

入输

出元件名称、代号输入点元件名称、代号输出点自动/调整控制开关SA10.10夹紧油缸推动电磁铁YC110.00一次/多次循环控制开关SA20.11夹紧油缸拉动电磁铁YC210.01主轴调整转换开关SA31.02刀架纵向动作电磁铁YC310.02夹具调整转换开关SA41.03刀架横向动作电磁铁YC410.03机械手调整转换开关SA51.04机械手电磁铁YC510.04横刀架调整转换开关SA60.07主轴交流接触器KM210.05纵刀架调整转换开关SA70.08循环启动按钮SB40.09急返停止按钮SB30.00刀架纵进SQ10.01刀架横进SQ20.02刀架横退SQ30.03机械手返回SQ40.04机械手送料SQ50.05刀架纵退SQ600006（4）I/O接线图三、PLC输入/输出电路设计(1)开关元件的接线

0.000.010.020.03PLC

COM（一）PLC输入电路设计2.输入元件的接线方式1.根据输入信号类型合理选择输入模块CP1H系列内置模拟量单元(2)模拟量输入/输出接线(3)传感器接线

有接点输出型直流2线式NPN集电极开路输出型NPN电流输出型PNP电流输出型电压输出型（4）脉冲输入接线3．减少输入点的方法具有相同性能和功能的输入触点可串联或并联后再输。与系统控制部分关系不大的输入信号可放在PLC之外。利用系统不同的工作方式。利用软件。用矩阵输入的方法。用矩阵输入的方法扩展输入点用矩阵输入扩展输入端解码用梯型图（二）PLC输出电路的设计2）模拟量信号：1.根据负载类型确定输出方法1）开关量信号：继电器输出：交流负载或直流负载

开通与关断延迟时间约为10ms晶体管输出：直流负载

开通与关断时间均小于1ms合适的D/A模块晶闸管输出：交流负载

开通与关断时间约为1ms和10ms2.输出负载接线方式交流负载直流负载（NPN晶体管输出）（1）开关量负载的接线方式（2）脉冲量负载的接线方式24V电源驱动器接线5V电源驱动器接线1）输出模块的额定输出电流、电压必须大于负载所需求的电流和电压。如果负载实际电流较大，输出模块无法直接驱动，可以加中间驱动环节。3．选择输出电流电压2）在同一公共端所有输出点的数量，必须确保同时接通输出负载的电流之和小于公共端所允许通过的电流值。1）在输出负载回路中加装熔断器，进行短路保护。2）直流电感性负载，在电感性负载两端并联续流二极管。3）交流电感性负载，应在其两端并联阻容吸收回路。4）实际使用中常将所有的开关量输出都通过中间继电器驱动负载，以保证PLC输出模块的安全。4．输出电路的保护5.减少输出点的方法（4）某些相对独立的受控设备也可用普通继电器直接控制。（3）矩阵输出（2）并联输出6.留有余量（1）分组输出分组输出四、系统供电及接地设计（一）系统供电设计2.电源模块的选择

电源模块的输入电压电源模块的输出功率扩展单元中的电源模块电源模块接线1.供电系统的保护措施

隔离变压器交流稳压器

UPS电源晶体管开关电源3.供电系统设计（二）接地设计

1.接地要求2.接地处理方法

接地电阻一般应小于4Ω要保证足够的机械强度要采取防腐蚀措施，进行防腐处理单独设计接地一、软件设计概述紧密结合生产工艺熟悉控制系统的硬件结构具备计算机和自动化方面的知识

第三节控制软件系统设计

二、软件设计的内容参数表输入信号表输出信号表中间标志表存储单元表程序框图程序结构框图控制功能框图程序清单程序说明书三、程序设计的一般步骤了解系统概况熟悉被控对象熟悉编程器、编程软件和编程语言定义输入／输出信号表框图设计程序编写程序测试编写程序说明书

1．分清主电路和控制电路四、控制程序的局部设计方法（一）图形转换法虚线内是控制电路这是主电路2．确定输入/输出元件，分配地址输入输出其他SB20.00KM110.00KA200.00SB10.01KM210.01KS0.02KM310.02热继电器的触点不接入PLC的输入点3．主电路、PLC的供电和I/O接线设计4．设计梯形图输入输出其他SB20.00KM110.00KA200.00SB10.01KM210.01KS0.02KM310.02原控制电路控制梯形图该方法能基本解决简单的控制回路改造。但不是百分之百成功！！（二）经验设计法需要两个基础熟悉继电器控制电路，能抓住控制电路的核心所在，能将一个较复杂的控制电路分解成若干个分电路，能熟练分析各分电路的功能和各分电路之间的联系；熟悉梯形图中一些典型的单元程序，如定时、计数、单稳态、双稳态、互锁、启停保、脉冲输出等。1．主电路和I/O接线图主电路和I/O接线图分析设计同前2．电路分析1）起动→SB2

→

KM1得电→主触点闭合→电动机起动→转速上升一定值时→KS动合触点闭合→KA得电并自锁→KM3得电→短接起动电阻→电动机转速继续上升→至稳定运行。2）制动→SB1

→KM1失电→其动断触点闭合（KA得电并保持）→KM2得电，KM3失电→电动机处于反接制动状态（串入电阻限流）→当转速快速下降到一定值时→KS动合触点断开，KM2释放→电动机进入自由停车。3．根据控制要求编写梯形图1）起动：SB2

→

KM1得电→主触点闭合→电动机起动→转速上升一定值时→KS动合触点闭合→KA得电并自锁→KM3得电→短接起动电阻→电动机转速继续上升→至稳定运行。2）制动：SB1

→KM1失电→其动断触点闭合（KA得电并保持）→KM2得电，KM3失电→电动机处于反接制动状态（串入电阻限流）→当转速快速下降到一定值时→KS动合触点断开→

KM2释放→电动机进入自由停车。1）起动：

SB2+→

KM1+→KS+→KA+→KM3+2）制动：SB1

→KM1-→KM2+，KM3-

→KS-

→

KM2-这样是不是更简单，调试更方便（三）逻辑函数设计法（1）根据控制要求建立真值表输入输出0.000.010.0210.0010.0110.02000000001100010100011010100100101010110010111001（2）按真值表写出逻辑表达式（3）按逻辑表达式画出梯形图例：三个按钮中任意一个按下时，灯H0亮；任意两个按钮按下时，灯H1亮；三个按钮同时按下时，灯H2亮；没有按钮按下时，所有灯都不亮。1．采用基本指令的设计2．采用应用指令的设计第一条梯形图，BCNT指令是统计0通道中信号为ON的个数，并将统计结果存放于D1。随后的三条梯形图是比较输出。（四）顺序控制的同步设计1．控制要求

交通灯在自动状态时，按下起动按钮，能按照东西红灯亮、南北绿灯亮→东西红灯亮、南北绿灯闪亮→东西红灯亮、南北黄灯亮→东西绿灯亮、南北红灯亮→东西绿灯闪亮、南北红灯亮→东西黄灯亮、南北红灯亮→东西红灯亮、南北绿灯亮……做循环输出。按下停止按钮，无输出，全部灯不亮。PLC输出波形如图7-22所示，整个循环时间为32s。同步设计是采用一个时钟脉冲触发，在该触发脉冲的作用下改变输出的状态，除此之外，输出状态的变化没有其他原因。（1）确定时间最小单元

根据控制要求将整个循环细分成32个时间单元，每个时间单元都是1s。3．同步设计

（2）确定每个时间单元的输出数据

首先根据控制要求（参考图7-22），确定100通道中，32个时间单元的输出状态。100通道在各时间单元对应的16进制码分别为21、21、21、21、21、21、21、21、21、21、20、21、20、21、22、22、0C、0C、0C、0C、0C、C0、0C、0C、0C、0C、04、0C、04、0C、14、14。（3）存放数据

将以上是数据分别写入D1~D32，D0写入00。第一条梯形图是起动和停止控制；第二条梯形图停止时，D0的数据清零；第三条梯形图在起动后，用秒脉冲的上升沿将D0的数据加1；第四条梯形图当D0>=33时，将D0的数据恢复为1;第五条梯形图采用间接寻址的方式将*D0对应的数据传送到100通道输出。（将D0中的数据作为数据存储器的地址，如D0中存放的数据是20时，*D0=D20），（4）编写程序

程序的主要功能是在时钟脉冲的触发下，将每个时间单元对应的数据输出。五、编程软件的应用（一）符号编程符号编程的优点梯形图标识直观，不需要记住I/O分配表，调试方便。地址修改方便，如果要将SB1的地址改为0.05，不需要在梯形图上一个一个修改，只要在“本地符号表”中做一次修改即可。这个方法特别适用于一个元件在梯形图中有多次出现的状况，修改方便，不会有错。(1)生成符号(2)建立梯形图程序（二）分段编程

如果程序较长，在调试程序时，上下寻找非常不便。可以利用CX-P编程软件的功能，将程序分成数段。

将顺序控制程序分成“设置”、“自动”、“手动”和“输出”程序段。（三）功能块编程1．什么是功能块

功能块（FunctionBlock）简称FB，它将具有特定功能的程序预先编辑打包，形成一个特定的功能单元，称为功能块FB。FB可嵌入到原有的梯形图中执行。FB具有以下优点1）相似控制功能模块化。2）编程语言多样化。3）编程操作简单化4）自带功能块库FBL(FunctionBlockLibrary)。2．功能块操作1）功能块定义——创建FB2）功能块实例——调用FB例：

对n个电机进行正反转起动停止控制。

每个电机的控制都有正转起动（SBZ）、反转起动（SBF）、停止（SBT）三个输入按钮，正转接触器（KMZ）、反转接触器（KMF）两个输出设备，正反转的时间可以分别设定。（1）功能块定义

2）设置功能块属性3）设置输入、输出和内部变量4）编写程序1）插入功能块（2）功能块实例1）在主程序中调用功能块2）I/O地址和变量对应3．功能块库FBLCP1HPLComronlib目录下包含如下功能块：二维读码器操作；变频器的起停读取或设置参数等；对PLC的操作；多多点电源控制器的启停和参数读写；读取或设置RFID读码器的参数；智能传感器读写参数的操作；视觉传感器的控制操作；E列数字传感器起停和读写操作；温控器或温度控制单元的操作；伺服驱动器的操作；读取系列无线传输设备的状态数据等。第四节信号处理及程序设计可以消除小于可编程序控制器一个扫描周期的脉冲干扰信号一、输入信号的处理1．开关信号的采集与程序设计利用输入时间常数对输入信号滤波利用软件对输入信号滤波防止输入信号抖动的方法2．模拟信号的采集与程序设计（1）模拟量输入信号的数值整定过程量的最大测量范围量化误差模拟量输入模块数据通道的数据应从数据字的第0位开始系统偏移量线性化

（2）模拟量信号滤波的方法

如平均值滤波法、惯性滤波法、中间值滤波法，可同时使用几种方法对某一采样值进行滤波，效果更好。

3．边沿信号的采集和程序设计

可应用微分指令二、故障信号的检测及程序设计

（2）逻辑错误检测

事先编制好一些常见故障的异常逻辑程序，加进用户程序中。1．故障检测

为了提设备的可靠性和可维修性，故障检测是控制系统设计的一个必要组成部分，常用的方法有：时限故障检测、逻辑错误检测等。（1）时限故障检测2．故障信号显示（1）直接分别显示

好处是清楚、易于分辨。缺点不经济。（2）集中共用显示

优点是经济，缺点是不能清楚地指示出故障的具体部位。（3）分类组合显示

将所有的故障检测信号按层次、项目分组，当具体的故障发生时，检测信号同时分别送往区域、部件、元件等显示组。这样就可以指示故障发生在某区域、某部件、某元件上。第五节控制系统的安装、调试及维护

一、控制系统的安装1．PLC控制系统对布线的要求1）对PLC主机电源的配线应使用双绞线，并与动力线分开。2）接地端子必须接地，接地线必须使用2mm2以上的导线。3）输出/输入线应与动力线及其它控制线分开走线。4）传递模拟量的信号线应使用屏蔽线，一端接地。5）基本单元和扩展单元间传输要采用厂家提供的专用连接线。6）所有配线必须使用压接端子或单线。7）系统的动力线应足够粗。2．输出/输入对工作环境的要求

按《操作手册》的要求执行。二、控制系统的调试1．调试前的操作1）在通电前，认真检查电源线、接地线、输出/输入线是否正确连接，各接线端子螺丝是否拧紧。2）在断电情况下，将编程器或带有编程软件的PC机等编程外围设备通过通讯电缆和PLC的通讯接口连接。3）接通PLC电源，确认“PWR”电源指示LED点亮。将PLC的模式设定为“编程”状态。4）写入程序，检查控制梯形图的错误和文法错误。2．软件调试常用技术

（1）强制置位/复位（2）微分监控（3）联机编辑（4）数据跟踪三、控制单元的故障处理1、故障分类和确认CP1HCPU单元中出现的故障大致可分为以下四类CPU错误/CPU待机/致命错误/非致命错误可由CPU单元指示灯、7段显示器和辅助区来显示。2、故障处理流程

请按照《操作手册》处理流程。3．I/O故障诊断I/O故障通常是由于输入/输出设备缺陷和安装问题、输入/输出接线短缺或接线不正确、用户程序错误或不合理造成的，按图7-34步骤分析。主检查流程图主检查流程图I/O调试流程图调试流程图四、PLC控制系统的维护

应做好定期的常规维护、检修工作。以每六个月到一年一次为宜，若外部环境较差时，可视具体情况缩短检修时间。

PLC日常维护检修的项目为：供给电源在电源端子上判断电压是否在规定范围之内。周围环境周围温度、湿度、粉尘等是否符合要求。输入/输出电源在输入/输出端子上测量电压是否在基准范围内。各单元是否安装牢固，外部配线螺丝是否松动，连接电缆有否断裂老化。输出继电器输出触点接触是否良好。锂电池

PLC内部锂电池寿命一般为三年，应经常注意。本章小结1.可编写程序控制器控制系统的设计分为硬件设计和软件设计两大部分。2.控制系统的设计必须按照被控对象的控制要求来设计。3.PLC的选择要符合控制要求。4.在编写梯形图前，先要画出控制流程图和程序结构图，尽量采用模块化编程。第八章

可编程序控制器网络内容提要

PLC网络技术的应用愈来愈普及，与其它工业控制局域网相比，具有高性价比、高可靠性等主要特点，深受用户欢迎。本章主要介绍网络通信相关基础知识，简单介绍典型的PLC网络。第一节PLC网络通信的基础知识第二节OMRONPLC网络第三节PLC网络在自动化立体仓库中的应用一、通信系统的基本结构数字设备通信控制调制解调通信线路调制解调通信控制数字设备数字设备为信源或信宿。通信控制器负责数据传输控制，主要功能有：链路控制，同步、差错控制等。调制解调器是一种信号变换设备，完成数据与电信号之间的变换，以匹配通信线路的信道特性。通信线路又称信道，包括通信介质和有关中间的通信设备，是数据传输的通道。第一节PLC网络通信的基础知识二、通信方式

1．并行通信与串行通信

并行数据通信是以字节或字为单位的数据传输方式，传送速度快，传输线数多，成本高，用于近距离的数据传送，如PC机各种内部总线、PLC各种内部总线、PLC与插在其母板上的模块之间的数据传送都是并行方式。串行数据通信是以二进制的位（bit）为单位的数据传输方式，串行通信需要的信号线少，最少的只需要两根线，适用于通信距离较远的场合，一般工业控制网络使用串行数据通信。2．异步通信与同步通信

按同步方式，可将串行通信分为异步通信和同步通信。异步通信发送的字符由一个起始