可编程控制器的配置与系统构成课件.ppt

1、第5章可编程控制器的配置与系统构成 系统配置是根据应用需要选配PLC 5.1 系统配置基本原理 系统配置包括各种OMRON可编程控制器的硬件组成、需要和能够实现的各种基本功能、控制系统的使用条件、可编程控制器内部的资源（各种数据区）及其应用等。 根据控制的需求和这种型号可编程控制器的功能进行选择，使组成的系统能够满足控制要求，这个过程就是系统配置过程。5.1.1 系统配置的前提条件1. PLC的使用要求：要求完成的控制功能；2. PLC的使用环境：历史的使用情况，熟悉该机种及软件；使用环境，空间分布，可靠性，使用条件；发展情况，可扩展性；3. PLC的市场情况：生产厂、市场占有率、产品的发展情

2、况、性能价格比等5.1.2 系统配置的基本原则1、完整性原则： CPU模块配置，速度和控制规模； 电源模块配置，电源，电压、电流等级； 内存的配置，控制程序的长度、大小； I/O模块、特殊模块的配置，根据系统； 机架及连接单元和连接电缆选择； 编程设备的配置，专用、计算机、手持。2、可靠性原则 产品自身质量，性能价格比； 技术服务情况，售后服务情况； 可靠性措施，接地、抗干扰等； 特殊可靠性要求，三种提高可靠性方法， 冷备份，热备份和冗余系统；3、发展性原则 系统配置时留有发展的余地 系统规模的扩大； 控制要求的提高； 控制范围的增加。 对PLC选形时尽可能选新型号 技术寿命长； 备品、备件充

3、足。4、继承性原则，新老设备的软、硬件的兼容性，备件的通用性；5、经济性原则 是否使用PLC，根据系统的复杂程度进行选择，发挥PLC和电气控制各自的特点； 使用什么PLC的配置，在满足完整性、可靠性、发展性、继承性的原则基础上选择比较优秀的方案。 最后的效益评估。5.1.3 系统配置的方法 系统配置可以使用估算法、计算法及测试法。 这三种方法不相互排斥，而是相互兼容与互补。 在实际的系统配置中，这几种方法都可以同时用到。1.估算法 估算法主要用于计算I/O点数， 输入点数：Ni=Ei (Pi-1) 输出点数：No=Ei (Pi-1) 开关量总数：N= Ni + No2. 计算法包括4方面的计算

4、： I/O模块点数的计算； 电源容量的计算； 响应时间的计算； 投入费用的计算。3.测试法 在系统配置时，一些重要数据不仅要进行计算，而且要进行实际测试，例如循环时间等，将实际编程的程序传送到可编程控制器中进行实际测试，判断系统及程序的可行性。4. 系统配置的步骤 类比法确定PLC的机型； 估算法确定I/O的大概点数； 计算法确定需要的模块数； 可靠性的设计； 费用计算； 性能测试和计算。5.2 箱体式可编程控制器的组成 箱体式可编程控制器是将CPU、电源、输入、输出模块等全部组合成一个整体形成箱体式的形式。 箱体式可编程控制器尽管是将一些输入、输出等模块组合在一起，但是当这些输入、输出口不够

5、用时，仍然可以进行扩展。5.2.1 结构 OMRON的箱体式CPM系列PLC有10点、20点、30点、40点4种规格，在面板上有接线端子、接插座、设定开关和指示灯，电源有交流100V240V，直流24V。 输入、输出端子在箱体的上、下端，为螺丝压板结构，指示灯表示输入、输出状态和5种工作状态，分别为PWR电源、RUN运行、ERR出错、COMM通讯、ALM报警 接插座在左边的盖板下，有一个接口和两个电位器（CPM1A30和CPM1A40）接口通过接适配器转换成RS232接计算机串口电位器可作为模拟量的设定值。 CPM1A的工作状态设定由软件进行。对内部DM66006655进行设定。 CPM1A3

6、0和CPM1A40面板右边的有扩展端口接插座，可扩展3个模块。5.2.2 类型 箱体式可编程控制器的类型很多，主要生产厂家有OMRON、西门子、GE、三菱等 各个长家都有许多箱体式可编程控制器的型号，OMRON早期有C20PC60P，C20HC60H等，现在有CPM1A、CPM2A 同一厂家、同一型号的PLC，输入、输出的点数和电源等级也不同。5.2.3 性能 PLC的性能可分为一般性能规格和技术性能规格。 一般性能规格是指：电源、功耗、冲击电流、绝缘电阻、抗躁音、抗振动、环境温度、环境湿度等。 技术性能规格在各个方面都有许多细节，例如扫描时间、程序空间、网络功能等，OMRON的CPM2A比C

7、PM1A有很多改进。5.2.4 CPM1A的继电器及数据区CPM1A的继电器区及数据区由几部分组成内部继电器区（IR）；特殊继电器区（SR）；暂存继电器区（TR）；保持继电器区（HR）；辅助记忆继电器（AR）；链接继电器区（LR）；定时器/计数器（TIM/CNT）；数据存储区（DIM）。1. 内部继电器区（IR） IR区一部分供I/O点使用，另一部分供PLC内部的程序使用； IR区以16点为一个单位称为通道，前3位为通道号，后2位是该通道的位地址； 输入继电器有10个通道，000009； 输出继电器有10个通道，010019。 内部辅助继电器有32个通道（200231）512点，I/O点未使用

8、的点也可使用。2. 特殊辅助继电器区（SR） SR共有24个通道（232255），384点。 232235宏指令输入，236239宏指令输出 240243中断03计数器设定值通道； 244247中断03计数器当前值通道； 248249高速计数器的当前值通道。 232249未使用时，可作为内部辅助继电器 250251模拟电位器的设定值通道。 25200高速计数器软件复位标志； 2530025307故障诊断标志BCD码0199 25309扫描时间超过100MS出错标志； 25313常ON，25314常OFF； 25315初始化脉冲； 25407步启动标志； 25400：1分脉冲； 25401：0.

9、02秒脉冲； 25500：0.1秒脉冲； 25501： 0.2秒脉冲； 25502：1秒脉冲。 25503指令执行出错标志； 25504进位标志位CY； 25505大于标志位GR，第一位大于第二位 25506等于标志位EQ； 25507小于标志位LE，第一位小于第二位3. 暂存继电器区（TR） CPM1A的暂存继电器TR有8个，TR0TR7 暂存继电器TR用于复杂的梯形图中分支点的ON/OFF状态的存放； 暂存继电器TR在同一个程序段中，不能重复使用。但在不同的程序段中，可以重复使用。4. 保持继电器区（HR） 保持继电器HR具有断电保持功能； 保持继电器HR00HR19，共320个继电器 H

10、R可以通道为单位使用，保存数据； HR可以位为单位使用，与KEEP指令配合使用，可保持停电前的状态。5. 辅助记忆继电器区（AR） 辅助记忆继电器AR有AR00AR16共 16个通道； AR区用于存储PLC的工作状态信息，包括扩展单元连接的台数，断电发生的次数，扫描周期最大值和当前值等； 例如AR08通道的0007表示RS232的通讯情况；AR11通道是高速计数器的各种标志6. 链接继电器区（LR） 链接继电器LR00LR15共16个通道，当CPM1A和其他PLC进行1:1链接时，链接继电器LR与对方PLC交换数据。 其他PLC包括CPM1A、CPM2A、CQM1、CPM1、SRM1、C200

11、HS、C200HE、C200HG、C200HX等OMRON系列的可编程控制器。7. 定时器/计数器（TIM/CNT） 定时器TIM用于计时，计数器CNT用于计数 CPM1A的定时器/计数器TC统一编号，共有128个，TC000127，不能重复使用； 定时器分为普通定时器TIM（0.1秒）和高速定时器TIMH（0.01秒）； 计数器也分为普通计数器CNT和可逆计数器CNTR； 断电后，定时器复位，计数器保持状态。8. 数据存储区（DM） 数据存储区（DM）有1536个字（通道）DM0000DM1023，DM6144DM6655 DM00000999，DM10221023可读写区 DM100010

12、21，故障履历存储区； DM61446599，只读存储区； DM66006655，系统设定区。 其中DM66006614，电源ON时一次读出 其中DM66156644，运行开始时一次读出 其中DM66456655，电源ON时多次读出PLC系统设定区功能：DM6600：电源ON时PLC的工作模式设定；DM6601：电源ON时内部继电器是否清零；DM6602：用户程序可否改写、编程器模式；DM6617：外设口通信服务时间设定；DM66186619：扫描周期时间设定；DM66206625：输入时间常数设定；DM6628：输入中断设定；DM6642：高速计数器设定；DM66506653：外设端口通信设

13、定；DM6655：故障履历设定。5.3 CPM1A的功能和使用方法 CPM1A具有修改时间常数、模拟设定电位器、中断输入、快速响应输入、定时中断高速计数器、上位机链接等功能。5.3.1模拟设定电位器功能 CPM1A中模拟设定电位器有两个，对应250和251通道，变化范围是0200。 模拟设定电位器使用于定时器见图5-4，由于普通定时器的时间精度是0.1秒，模拟设定电位器的变化范围是0200，因此可设定的时间是0.0秒20.0秒。 模拟设定电位器的设定值，可能受环境温度影响，在精度要求高的场合不宜采用。5.3.2 输入时间常数设定功能时间常数设定值范围：设定值1=1ms,2=2ms,3=4ms,

14、4=8ms, 5=16ms,6=32ms,7=64ms,8=128ms；DM6620的0003位对0000000002时间常数DM6620的0407位对0000300004时间常数DM6620的0811位对0000500006时间常数DM6620的1215位对0000700011时间常数DM6621的0007位对001通道输入时间常数DM6621的0815位对002通道输入时间常数DM6622的0007位对003通道输入时间常数DM6622的0815位对004通道输入时间常数DM6623的0007位对005通道输入时间常数DM6623的0815位对006通道输入时间常数DM6624的0007位

15、对007通道输入时间常数DM6624的0815位对008通道输入时间常数DM6625的0007位对009通道输入时间常数DM6625的0815位 没有使用5.3.3 输入中断功能 CPM1A10有0000300004两个中断，其他CPM1A系列有0000300006四个中断。 输入中断模式，当输入中断脉冲上升沿到来，中断主程序，执行中断程序； 计数中断模式，对外部信号进行高速计数，达到设定数，中断主程序，执行中断程序。 输入中断的设定，在DM6628（图5-9）使用中断程序注意事项 处理程序内部可以定义新的中断，可以解除中断； 中断处理程序内部，不可以调用别的中断 中断处理程序内部，不可以调用

16、子程序； 子程序中，不可以调用中断处理程序； 中断处理优先级，输入中断间隔定时器中断=高速定时器中断。 输入中断图（5-10）计数中断图（5-11）5.3.4 快速响应输入功能 快速响应输入的端口和和中断端口同号； 在DM6628的0003中设定0，00003为普通输入；1为中断输入，2为快速响应输入； 在DM6628的0407中设定0，00004为普通输入；1为中断输入，2为快速响应输入； 在DM6628的0811中设定0，00005为普通输入；1为中断输入，2为快速响应输入； 在DM6628的1215中设定0，00006为普通输入；1为中断输入，2为快速响应输入。5.3.5 间隔定时中断功

17、能 间隔定时中断使用注意事项和中断使用注意事项相同; 间隔定时中断有单触发模式和定时中断模式两种，设定时间从0.5319968ms； 单触发模式见图5-15； 定时中断模式见图5-16。5.3.6 高速计数器功能 CPM1A的高速计数器有递增输入和相位差两种输入模式，与中断功能一起使用。 实现目标值一致比较控制和区域比较控制 高速计数器设定方法：对DM6642的位设置0003为0相位差输入模式；4递增输入模式0407为0是Z相+软复位，1是软复位；0815为00不使用，01使用高速计数器。5.4 C200HPLC的组成 C200H系列包括C200HX/C200HG/C200HE三种型号； C2

18、00H系列的通信功能更强； C200H系列新增加了运动控制单元、双轴高速计数单元。5.4.1 C200H的特点1. 最大I/O点数达1184点；2. 处理速度，基本指令执行时间0.1s/条；3. 用户程序存储器，3124字；4. 数据存储器容量，6K字；5. 基本指令14条，特殊指令231条；6. 编程方式，简易、图形编程器和计算机；7. 定时器和计数器，512个；8. 安装机架，3、5、8、10槽四种；9. I/O系统，输入有开关量、模拟量和脉冲量3种；输出有继电器、晶体管、可控硅、模拟量和脉冲量等多种；还有多种I/O特殊模块和智能I/O单元；包括链接单元、位置控制单元、PID单元等；10.

19、通讯连网能力；11.两种Component网络总线,CompoBus/D开放总线；CompoBus/S低成本I/O总线；12.特殊I/O单元。5.4.2 C200H 的基本配置1. CPU单元，包括指示器、存储器盒、DIP开关、外设端口、RS232端口、通信板舱2. 电源单元，包括AC或DC输入、接地、24VDC输出等；3. 底板，包括CPU底板和扩展I/O底板；4. 标准I/O单元，表5-14。5.5 C200HPLC的数据区 PLC的存储器系统由系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器三部分组成。 数据存储器主要存放I/O点的状态、中间结果、系统运行状态、指令执行结果以及其他系统或用户数

20、据。5.5.1 PLC数据区概述 内部继电器，IR000235，3776位； 特殊继电器，SR236255，312位； 特殊继电器，SR256299，704位； 内部继电器，IR300511，3392位； 暂存继电器，TR0007，8位； 保持继电器，HR0099，1600位； 辅助继电器，AR0027，448位； 链接继电器，LR0063，1024位； 定时器/计数器，TC00511，512个； 数据存储器，DM00006143，6144个 DM00000999，1000字，普通DM； DM10002599，2600字，特殊I/O单元； DM26005999，3400字，普通DM； DM60

21、006030，31字，历史记录； DM61006143，44字，链接； 固定DM61446599 只读； DM66006655 PLC设置；扩展数据存储器，EM00006143，6144字。5.5.2 内部继电器（IR）1. I/O字，分为IR区域1和区域2，2. 输入位使用，外部信号输入，不能输出；3. 输出位使用，多次使用后，输出取决于最后一条指令的状态；4. 机架的I/O字分配，以10槽分配，少的则用最左边的IR地址5. 未使用的字，可作为内部继电器使用；6. 特殊I/O单元（表5-21）和从站机架（表5-22）的分配；7. I/O单元的位分配，一般可用816位，一些特殊的模块由于用作熔

22、断或报警标志，因此只能用位07；8. 中断输入单元位分配，只能使用所在底板第一槽的前8位；9. 高密度I/O单元的分配，表5-23。5.5.3 SR（专用继电器）区域 SR区域包括标志位和控制位，SR区域分为两段,第一段到SR255，当SR以字作指令的操作数时，不能超出这一段； 表5-24列出SR的标志位和控制位的功能； 常用SR的功能： 25313常通（ON）标志； 25314常断（OFF）标志； 25315第一个扫描周期标志； 25400为1分钟时钟脉冲； 25401为0.02秒时钟脉冲； 25500为0.1秒时钟脉冲； 25501为0.2秒时钟脉冲； 25502为1秒时钟脉冲； 25504进位（CY）标志； 25505大于（GR）标志； 25506等于（EQ）标志； 25507小于（LE）标志；等。其他的继电器区域 保持继电器区，HR0099； 暂存继电器区，TR07； 辅助继电器区，AR0027； 链接继电器区，LR0063； 定时器/计数器区，TC000512； 数据存储区，DM00001999。这些继电器区的作用和CPM1A类似。