【正文】 ：IR20000～23115（200～231CH）特殊輔助繼電器384位：23200～25515（232～255CH）保持繼電器320位：HR0000～1915（HR00～19CH）暫存繼電器 （TR）8位： （TR0～7）定時(shí)/計(jì)數(shù)器128點(diǎn)：TIM/CNT000～127數(shù)存儲器：（DM）讀/寫： 1024字（DM0000～1023）只讀： OMRON手持式編程器只能用助記符號指令輸入程序，而不能直接顯示梯形圖。3．編程器CPM1A系列小型機(jī)可采用多種編程設(shè)備進(jìn)行編程，在現(xiàn)場調(diào)試和編程比較常用的是手持式編程器。它沒有CPU，不能單獨(dú)使用，只有I/O擴(kuò)展插槽而沒有通信編程器插槽。另一個(gè)是I/O擴(kuò)展插槽，可用于連接I/O擴(kuò)展單元。1．基本單元CPM1A系列整體式PLC的基本單元又稱主機(jī)單元，內(nèi)含CPU，可以單獨(dú)使用，是PLC控制系統(tǒng)不可缺少的部分，其外部連接口主要有I/O接線端子、各種外連插座或插槽，以及各種運(yùn)行信號指示燈等部分。在一般的工業(yè)控制系統(tǒng)中，小型PLC機(jī)要比大、中型機(jī)的應(yīng)用更廣泛。具有體積更小、指令更豐富、性能更優(yōu)越，通過I/O擴(kuò)展可實(shí)現(xiàn)10~140點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的靈活配置，并可連接可編程終端直接從屏幕上進(jìn)行編程，CPM型機(jī)是OMRON產(chǎn)品用戶目前選用最多的小型機(jī)系列產(chǎn)品。大致可以分成微型、小型、中型和大型四大類產(chǎn)品。 OMRON當(dāng)掌握了一種PLC的功能和應(yīng)用之后，學(xué)習(xí)其它PLC是非常容易的。第四章考慮目前國內(nèi)PLC的實(shí)際使用狀況和各學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的現(xiàn)狀，本章介紹使用廣泛的OMRON公司C系列PLC產(chǎn)品和西門子公司S7系列PLC產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，供選擇學(xué)習(xí)和參考，與FX系列相同和類似的內(nèi)容本章不再作介紹。 C系列PLC概述一、 概述日本OMRON（立石公司）電機(jī)株式會社是世界上生產(chǎn)PLC的著名廠商之一。整體式結(jié)構(gòu)的微型PLC機(jī)是以C20P為代表的機(jī)型。OMRON 中型機(jī)以C200H系列最為典型，主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型號產(chǎn)品。在電氣設(shè)備的控制應(yīng)用方面，一般采用小型PLC機(jī)都能夠滿足需求。I/O接線端子可直接用來連接控制現(xiàn)場的輸入信號（開關(guān)、按鈕等）和被控執(zhí)行部件（接觸器、電磁閥等），總的I/O端子數(shù)量就稱I/O點(diǎn)數(shù)，CPM1A系列整體式CPU可分作10點(diǎn)、20點(diǎn)、30點(diǎn)、40點(diǎn)。CPU主機(jī)面板上設(shè)有若干LED指示燈，其燈亮、閃爍表示單元狀態(tài)見表41：表41在它的左右兩側(cè)設(shè)有I/O連接插座，當(dāng)CPU單元需要擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，可直接采用帶扁平電纜的插頭連接即可。這種編程器體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、便于攜帶。CPM1A系列PLC也可以采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程和實(shí)時(shí)監(jiān)控，OMRON公司SYSMAC C系列PLC配備專用編程軟件CXProgrammer。 CPM1A的主要性能參數(shù)特性10點(diǎn)I/O20點(diǎn)I/O30點(diǎn)I/O40點(diǎn)I/O結(jié) 512字（DM6144～6655）輸入量主要邏輯開關(guān)量輸出方式繼電器、晶體管、可控硅聯(lián)網(wǎng)功能I/O Link 、HostLink (C200、CS1還可PCLink)工作電源AC100～240V或DC24V 、50/60Hz2．CPM1A系列PLC的輸入/輸出特性CPM1A屬于小型的PLC，一般用于邏輯量的控制系統(tǒng)，因此輸入，輸出主要是開關(guān)量信號。 格線 圖電源電壓DC24V、+10%、15%表43圖輸入阻抗IN00000~00002：2kΩ其它：輸入電流IN00000~00002：12 mA TYP其它： 5mA TYPON電壓最小 OFF電壓最大 DC ON響應(yīng)時(shí)間1～128ms 以下（缺省8 ms）注OFF響應(yīng)時(shí)間1～128ms 以下（缺省8 ms）注注：實(shí)際ON/OFF響應(yīng)時(shí)間通過PLC系統(tǒng)的設(shè)置可切換為1ms、2ms、4ms、8ms、16ms、32ms、64ms、128ms表44 目規(guī) 格電 路另外，各種擴(kuò)展外設(shè)也會有相應(yīng)的型號特性，具體使用可查閱有關(guān)手冊。 目10點(diǎn)I/O20點(diǎn)I/O30點(diǎn)I/O40點(diǎn)I/O電源電壓AC電源型AC100~240V，50/60HzDC電源型DC24V允許電壓范圍AC電源型AC85~264VDC電源型~功率消耗AC電源型30VA以下60VA以下DC電源型6W 以下20W 以下沖擊電流30A以下60A以下供給外部電源（僅AC型）供應(yīng)電壓DC24V電源輸出容量200mA300mA絕緣電阻AC端子與機(jī)殼之間20MΩ以上（DC500V兆歐表）耐壓AC電源端子與機(jī)殼之間AC2300V、50/60Hz、一分鐘漏電流10mA以下抗震動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)10~，在X、Y、Z方向各80分鐘抗沖擊15G，在X、Y、Z方向各3次使用環(huán)境溫度/濕度0~55C/10~90%RH重量AC電源型400g以下500g以下600g以下700g以下DC電源型300g以下400g以下500g以下600g以下擴(kuò)展I/O單元300g以下CPM1A型PLC的數(shù)據(jù)區(qū)繼電器通道號分配見表46。其中的通道號表示了繼電器的類別。它們與I/O端子之間的關(guān)系可見表43，表44中的輸入/輸出電路。 CPM1A輸入輸出繼電器編號 內(nèi)部繼電器實(shí)質(zhì)上是一些存儲器單元，它們不能直接控制外部負(fù)載，只能在PLC內(nèi)部起各種控制作用，或直接受外部信號控制。內(nèi)部輔助繼電器沒有掉電保持狀態(tài)的功能。（3）保持繼電器（HR） 保持繼電器用于各種數(shù)據(jù)的存儲和操作，它具有停電記憶功能，可以在PLC掉電時(shí)保持其數(shù)據(jù)不變。在編程中使用保持繼電器時(shí)，除了標(biāo)明其編號外，還要在編號前加上“HR”字符以示區(qū)別，例如“HR0001”。其特點(diǎn)是用戶不能對其進(jìn)行編程，而只能在程序中讀取其觸點(diǎn)狀態(tài)。在編程模式與監(jiān)視模式互相切換時(shí)，ON為保持強(qiáng)制置位/復(fù)位的接點(diǎn)；OFF為解除強(qiáng)制置位/復(fù)位的接點(diǎn)。PLC開始運(yùn)行時(shí)，25315為ON一個(gè)掃描周期，然后變OFF。25503~25507繼電器：這五個(gè)繼電器為算術(shù)運(yùn)算標(biāo)志。編程時(shí)需要在通道號前標(biāo)注“DM”，DM區(qū)具有掉電保持功能。 C系列PLC指令系統(tǒng)操作數(shù)既可以是前面介紹的通道號和繼電器編號，也可以是DM區(qū)或是立即數(shù)。圖41 總連接時(shí)，使用AND LD指令的條數(shù)比實(shí)際電路塊數(shù)少1。圖432）使用OR LD指令的條數(shù)≤8，即最多只能有9個(gè)電路塊相連接。圖44 電路塊并聯(lián)的編程4．TR指令的應(yīng)用 在梯形圖程序中如果有幾個(gè)分支輸出，并且分支后面還有觸點(diǎn)串聯(lián)時(shí)，前面的邏輯指令就不能直接寫出其指令程序，這時(shí)要用暫存繼電器TR來暫時(shí)保存分支點(diǎn)的狀態(tài)后再進(jìn)行編程。圖45PLC電源掉電時(shí)，定時(shí)器復(fù)位。 定時(shí)器指令的應(yīng)用6．計(jì)數(shù)器指令編程應(yīng)用 CPM1A系列PLC計(jì)數(shù)器工作方式為遞減型，當(dāng)其輸入端（IN）的信號每出現(xiàn)一次由OFF→ON的跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前數(shù)值減1。當(dāng)R端復(fù)位信號和IN端計(jì)數(shù)信號同時(shí)到達(dá)時(shí)，復(fù)位信號優(yōu)先。圖47這類指令在簡易編程器上一般沒有對應(yīng)的指令鍵，只是為每個(gè)指令規(guī)定了一個(gè)功能代碼，用兩位數(shù)字表示。該指令應(yīng)用在程序中留出一個(gè)地址，以便調(diào)試程序時(shí)插入指令，還可用于微調(diào)掃描時(shí)間。本指令也可用來分段調(diào)試程序。IL/ILC指令的功能是：如果控制IL的條件成立（即ON），則執(zhí)行互鎖指令。 IL/ILC指令的應(yīng)用在圖48a 中，當(dāng)外接輸入觸點(diǎn)00002閉合（即ON），IL/ILC互鎖條件滿足，指令順序執(zhí)行。4．跳轉(zhuǎn)開始指令JMP（0 4）和跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令JME（0 5）這兩條指令不帶操作數(shù)，JMP指令表示程序轉(zhuǎn)移的開始，JME指令表示程序轉(zhuǎn)移的結(jié)束。圖49b是JMP/JME指令應(yīng)用的另一種梯形圖表達(dá)形式，功能完全相同但表達(dá)形式更為直觀。 另外JMP/JME指令應(yīng)配對使用，否則PLC顯示出錯(cuò)。移位寄存器有數(shù)據(jù)輸入端（IN）、移位時(shí)鐘端（CP）及復(fù)位端（R），必須按照輸入（IN）、時(shí)鐘（CP）、復(fù)位（R）和SFT指令的順序進(jìn)行編程。圖410移位指令在使用時(shí)須注意：起始通道和結(jié)束通道，必須在同一種繼電器中且起始通道號≤結(jié)束通道號。KEEP指令應(yīng)用見圖411。其功能與基本指令中的普通定時(shí)器作用相似，唯一區(qū)別是TIMH定時(shí)精度為0. 01s，定時(shí)范圍為0~?？扇?00CH~019CH, 200CH~252CH, HR00~HR19。如只要程序執(zhí)行一次，則應(yīng)該用微分指令。在使用CNTR指令編程時(shí)須注意，若APC和SCP端同時(shí)為ON，則不能進(jìn)行計(jì)數(shù)操作。圖415如圖416所示是一個(gè)用200通道中的數(shù)據(jù)與一個(gè)常數(shù)進(jìn)行比較的編程示例。當(dāng)MOV前面的狀態(tài)為0FF時(shí)，執(zhí)行MOVN指令，在每個(gè)掃描周期中把S中的源數(shù)據(jù)求反后傳送到目標(biāo)D所指定的通道中去。若要求傳送過程只進(jìn)行一次，則應(yīng)當(dāng)使用DIFU或DIFD指令。 圖417其指令應(yīng)用見圖41圖419。 加法指令的操作數(shù)內(nèi)容S1/S2000~019CH200~231CHHR00~HR19TIM/CNT000~127DM0000~1023DM6144~6655四位常數(shù)D010~019CH200~231CHHR00~HR19—DM0000~1023—注：DM6144~6655不能用程序?qū)懭耄ㄖ荒苡猛鈬O(shè)備設(shè)定）加法指令的應(yīng)用見圖418，在梯形圖中，若10CH的數(shù)據(jù)為0153，則執(zhí)行ADD指令后HR9CH中的數(shù)據(jù)為1387，專用繼電器25504狀態(tài)為OFF；若10CH通道的數(shù)據(jù)為9795，則執(zhí)行ADD指令后HR9CH中的內(nèi)容為1029，并產(chǎn)生了進(jìn)位，專用繼電器25504的狀態(tài)為ON。在編寫SUB指令語言時(shí)，必須指定被減數(shù)，減數(shù)和差值的存放通道三個(gè)數(shù)，其指令應(yīng)用如圖419所示。 SUB指令的應(yīng)用說明：執(zhí)行減法運(yùn)算前必須加一條清進(jìn)位位指令CLC（41）；被減數(shù)和減數(shù)必須是BCD數(shù)，否則25503置ON，不執(zhí)行SUB指令；若運(yùn)算結(jié)果有借位，則進(jìn)位標(biāo)志繼電器25504為ON；若運(yùn)算結(jié)果為零，則專用繼電器25506變?yōu)镺N。 S7系列PLC概述S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7300）和中、高性能要求的PLC（如S7400）等。與S7200 PLC比較，S7300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（~）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少。S7300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接ASI總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。4． 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺提供了從控制級一直到現(xiàn)場級的一致性通訊，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動(dòng)化站以及通過不同的級交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。6． SIMATIC S7工業(yè)軟件西門子的工業(yè)軟件分為三個(gè)不同的種類：（1）編程和工程工具 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為可編程序控制器（PLC）運(yùn)行用戶的程序，運(yùn)行在安裝了Windows 。（3）人機(jī)界面軟件 ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。它的設(shè)計(jì)適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動(dòng)化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。 S7200系列PLC擴(kuò)展單元型號及輸入輸出點(diǎn)數(shù)類 型型 號輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM2218無EM222無8EM2234/8/164/8/16模擬量擴(kuò)展模塊EM2313無EM232無2EM235313．編程器PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7200系列PLC的專用編程軟件為STEP7Micro/WIN。6．文本顯示器文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。（二）S7200系列PLC的主要技術(shù)性能下面以S7200 CPU224為例說明S7系列PLC的主要技術(shù)性能。中斷控制，定時(shí)控制（1~255ms）子程序級8級用戶程序保護(hù)3級口令保護(hù)指令集邏輯運(yùn)算、應(yīng)用功能位操作執(zhí)行時(shí)間掃描時(shí)間監(jiān)控300ms（可重啟動(dòng)）內(nèi)部標(biāo)志位256，可保持：EEPROM中0~112計(jì)數(shù)器0~256，可保持：256，6個(gè)高速計(jì)數(shù)器定時(shí)器可保持：256，4個(gè)定時(shí)器，1ms~30s16個(gè)定時(shí)器，10ms~5min236個(gè)定時(shí)器，100ms~54min接口一個(gè)RS485通信接口可連接的編程器/PCPG740PII，PG760PII，PC（AT）本機(jī)I/O數(shù)字量輸入：14，其中4個(gè)可用作硬件中斷，1