《PLC》第2章-CP1H PLC 硬件系统.ppt

,第2章CP1HPLC硬件系统,参考学时6,,,第2章主要内容,2.1C系列PLC的类型2.2CP1HPLC的系统特点与基本结构2.3CPU单元2.4标准I/O单元2.5模拟量I/O单元2.6存储器2.7扩展单元,,,2.1C系列PLC类型,1.超小型I/O点64以下，用户程序容量1KB，整体结构。,2.小型I/O点256以下，用户程序容量4KB，整体结构。,3.中型256～1024点，用户程序容量8KB，模块结构。,4.大型1024点以上，用户程序容量8KB以上，模块结构。,5.超大型4000点以上，用户程序容量16KB以上，采用模块结构。,,OMRONC系列PLC产品线,,,,程序容量，I/O点数,,功能,,CQM1,CPM1A,C200HE/HG/HX,,,,CVM1CVM1D,CV,,,,SYSMACC系列PLC,,,小型PLCCxxP、CxxHCQM1、CQM1H,中型PLCC200HS/H,CJ1C200HX/HG/HECS1,CS1D,I/O点数,弱,微型PLCSPxxCPM1A、CPM2A,大型PLCCVM1D、CVM1CV500/1000/2000C1000H/C2000H,少,多,强,功能,,新一代微小尺寸中规模PLC,CJ1,CJ1M系列,,CP1H系列,,模块化CS1,紧凑型CJ1,无论是小规模还是大规模的控制都可以通过同样的规格与操作来完成，包括FB的程序编程。,CP1H,CP1L,多功能一体机CP系列,CP系列设计理念,,CP1L-60,,CP1H-60,Future,CP系列家族谱,,是为了应对中国客户对设备性能不断提高的需求高精度、高效率、易操作,CP1H,3G3MZ,SSZ,NT5Z,,,CP1L,包装印刷,电子制造,,纺织机械,CP系列针对小规模控制系统优化的PLC,,,2.2CP1H系统特点与基本结构,CP1H的系统特点CP1H的基本结构,,,2.2.1CP1H系统特点（1）,⑴处理速度快基本指令0.1μs/条，高级指令0.3μs/条⑵程序容量（20KW）与I/O容量（DM区32KW）大⑶整体式机构体积小，功能强，空间利用率大⑷软硬件兼容性好⑸系统扩展性好最多7个扩展单元，最大I/O点数320点⑹高速性能强模拟量输入/输出、高速中断、高速计数、高频脉冲输出，高速处理400条指令⑺功能块编程语言简便,,,2.2.1CP1H系统特点（2）,⑻程序组织模式结构化CP1HPLC可将程序划分为最多32个实现不同控制功能的循环任务段，另外提供了电源断开中断、定时中断、I/O中断和外部I/O中断等4类256个中断任务。⑼串行通信功能强CP1HPLC的串行通信口最多可以装2个（RS-232C或RS-422A/485选件板可供选择），可以方便地实现与可编程终端（简称PT）、变频器、温度控制器、智能传感器及PLC之间的各种连接。⑽USB通信方式简便总结功能强、速度快、体积小、适用性广,,0.1μS,0.3μS,0.64μS,1.72μS,16.3μS,CPM1A,CPM2A,CP1H,指令执行速度（内部产品比较）,,,MOV指令,LD指令,7.8μS,,,0.55μS,4.1μS,CP系列特点高速处理,CP1L,,CP1L功能特点举例脉冲输出,SSZ,,,SSZ,,,,,,,,脉冲输出,脉冲输出,CP1L所有机型单相100kHz2轴双相50kHz2轴,例如包装机械的放卷和裁切,,CP1L功能特点举例高速计数,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,RS485ModbusRTU,CP1L所有机型单相100kHz4轴相位差50kHz2轴,例如纺织机械的多轴联动,,CP1L功能特点举例变频器定位功能,高速计数指令与脉冲输出指令的综合应用,,串行PLC连接功能,ModBus-RTU简易主站功能,调用FB库中的通讯功能块,CP1L功能特点举例串行通讯功能,CP1H具备的优点，CP1L同样具备,,,2.2.2CP1H基本结构,CP1HPLC采用整体式结构，由CPU、系统存储器、用户程序存储器、I/O单元和编程器等组成。,,CP1HPLC主机结构图,,,2.3CPU单元（1）,CP1HCPU单元包括基本型（X型）、模拟量型（XA型）和脉冲型（Y型）。,,,XA型CP1HPLC主机结构图,,,2.3CPU单元（2）,1.工作指示灯与七段显示数码管,,,2.3CPU单元（3）,2.模拟电位器,,3.外部模拟量输入连接器,,2.3CPU单元（4）,,4.拨动开关,,2.3CPU单元（5）,,5.内置模拟量输入切换开关,,2.3CPU单元（6）,,6.存储盒,,2.3CPU单元（7）,,7.电源与接地端子8.选件板槽位,,2.3CPU单元（8）,,9.扩展I/O单元连接器（CP1H本身自带）10.CJ单元适配器（CP1W-EXT01）,,2.3CPU单元（9）,,,2.4标准I/O单元,,模块式PLC的标准I/O单元,,,2.5模拟量I/O单元（1）,,模拟量输入/输出规格,,,2.5模拟量I/O单元（2）,,,2.5模拟量I/O单元（3）,,模块式PLC的模拟量I/O单元,,,存储器概述数据区域结构CIO区内部辅助继电器区W保持继电器区HR特殊辅助继电器区AR暂存继电器区TR定时器区T,计数器区C数据存储区DM变址寄存器IR数据寄存器DR任务标志TK状态标志P_□时钟脉冲,2.6存储器,,,2.6.1存储器概述,用户程序存储区最多保存288个任务I/O存储区CIO区、W区、H区、TR区、A区、DM区、T区、C区、状态标志时钟脉冲、任务标志TK、IR、DR参数区PLC系统设定、路由表及CPU高功能单元系统设定区域内置闪存存储盒,,存储器,,,,,常用术语工作位和工作字标志位和控制位数据区域的寻址数据结构无符号二进制数带符号二进制数数制转换,2.6.2数据区域结构,,,1.常用术语（1）,位二进制数的一位，取值1或0，分别对应继电器线圈得电（ON）或失电（OFF）及继电器触点的通（ON）或断（OFF）。数字4位二进制数构成一个数字，这个数字可以是0～9（表示十进制数），也可以是0～F（表示十六进制数）。字节2个数字或8位二进制数构成一个字节。字2个字节构成一个字，俗称为通道（CH），一个通道含有16位（16个继电器）。,,PLC的存储器是字元件，按字使用，每个字16位（4位十进制或十六进制数）。继电器是位元件，按位使用，他们的地址按通道进行管理。,,1.常用术语（2）,,,2.工作位和工作字,数据区域中的某些字和位无固有用途时，在编程中可以用它们控制其他位。用于这种功能的字或位称为工作字或工作位。大多数（不是全部）没有占用的位都可用作工作位。,,,3.标志位和控制位,标志位能通过自动置ON或OFF来反映某些操作状态。有些标志位可由用户设置为ON和OFF，但大多数标志位只能读，而不能被直接控制。控制位是由用户设置ON和OFF来控制特定操作的位。用位而非标志命名的位统称作控制位，例如，重启动位就是控制位。,,,4.数据区域的寻址（1）,根据数据区域的简称寻址某一继电器区的字或位。按字指定存储区域时，应包括存储区域简称（如有必要）和3～5位的字地址。若按位指定存储区域时，字地址加上位序号一同组成某个4或5位数的地址。,,,4.数据区域的寻址（2）,,,5.数据结构（1）,以十进制形式输入的数据用BCD码形式存储，以十六进制形式输入的数据用二进制形式存储。字中每4位代表一位数，每一个十进制数或十六进制数都可以等价地表示成4位二进制。这样，一个字就能表示4位数字，这4位数依次从右向左编号。,,,5.数据结构（2）,对于整个字，数字序号为0的数称为最右位数字，数字序号为3的数称为最左位数字。输入数据时，应按要求输入适当的形式。特别是按字输入数据时，采用十进制或十六进制输入视所用的指令而定，用户编程时需要认真判断。,,,6.无符号二进制数,无符号二进制数是标准格式，无符号数总是表示正的，范围是0（0000H）～65,535（FFFFH），8位数字的值范围从0（00000000H）～4,294,967,295（FFFFFFFFH）,,,7.带符号二进制数（1）,带符号二进制数可正可负，符号由位15表示，位15为OFF时表示正，位15为ON时表示负。正数范围从0（0000H）～32,767（7FFFH），负数范围从-32,768（8000H）～-1（FFFFH）。8位数字的正值范围从0（00000000H）～2,147,483,647（7FFFFFFFH），8位数字的负值范围从-2,147,483,648（80000000H）～-1FFFFFFFFH）。,,,7.带符号二进制数（2）,,,8.数制转换（1）,二进制数↓十六进制数,0010011110100011,,,,3,A,7,2,10011110100011（B）,27A3（H）,,,8.数制转换（2）,二进制数（BCD码）↓十进制数,0011011110010101,,,,5,9,7,3,11011110010101（B）,3795（D）,4位BCD码必须小于“1010”,,,2.6.3CIO区,输入输出继电器区内置模拟输入输出区数据链接继电器区CPU总线单元继电器区特殊I/O单元继电器区串行PLC链接继电器区DeviceNet继电器区,,,,1.输入输出继电器区,输入输出继电器区是PLC输入输出单元映象区，它既可以字寻址，也可以位寻址。当字寻址时，只需用4位数字表示I/O字（或I/O通道）；若以位寻址时，则需在字号后再加2位数字，用6位数表示I/O位（一个继电器）。在CP1H中，输入区为0～16字（0.00～16.15位）。这些位不能用于输出指令。输出区为100～116通道（100.00～116.15位）。一台CP1HCPU单元最多可连接7个扩展单元，总计34个I/O通道数，一旦超出会产生“I/O点数超出”错误，CP1H不能运行。,,,,,2.内置模拟输入输出区,XA型CP1H的内置模拟输入区200～203；模拟输出区210～211。,,,3.数据链接继电器区,数据链接继电器区的寻址范围CIO1000～1199，用于Controller链接网中的数据链接或PLC链接系统中的PC链接。不使用时可作为工作字或工作位使用。,,,4.CPU总线单元继电器区,使用CJ系列CPU总线单元时可分配状态信息的区域，寻址范围CIO1500～1899，共400个字按单元号分配给各CPU总线单元，用于传送单元操作状态等数据。,,,5.特殊I/O单元继电器区,使用CJ系列特殊I/O单元时可分配状态信息的区域，寻址范围CIO2000～2959，共960个字按单元号分配给各特殊I/O单元，每个单元10个字。,,,6.串行PLC链接继电器区,串行PLC链接继电器区用于CP1H之间或CP1H与CJ1M之间的数据链接。寻址范围CIO3100～3189，共90个通道，串行PLC链接通过内置RS-232C端口，进行CPU单元间的数据交换（无程序的数据交换）。串行PLC链接区的通道分配需根据主站中的PLC系统设定而自动设定。,,,7.DeviceNet继电器区,使用CJ系列DeviceNet单元的远程I/O主站功能时，分配给各从站的区域（固定分配时）的寻址范围CIO3200～3799，共600个字。通过软件开关可选择以下固定分配区域1～3中的任何一个。,,,,2.6.4内部辅助继电器区W,内部辅助继电器是指只能在程序中调用的继电器。内部辅助继电器区由两部分构成，其寻址范围如下①CIO区中1200～1499和3800～6143，这两个区域在PLC扩展功能时可以被分配用作其他用途。②字W000～W511，此区域不能被分配用作其他用途，因此编程时应优先使用字W000～W511。,,,2.6.5保持继电器区HR,HR区可用于各种数据的存储和操作。HR区的字寻址H000～H511。HR区既可以字访问，也可以位访问，但在字号或位号前需冠以“H”字符，以区别于其他区。当系统工作方式改变、电源中断或PLC操作停止时，HR区数据保持不变。,,,2.6.6特殊辅助继电器区AR,AR区的寻址范围是A000～A959，它被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。A000～A447为系统只读区，A448～A959为可读写区，可以作为工作通道或工作位由用户使用。即使对于可读写区也不可进行持续的强制置位或复位。该区既可以字寻址，也可以位寻址，寻址方式为字号或位号前加前缀“A”。AR区具有掉电保护数据的功能。,,,2.6.7暂存继电器区TR,TR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，但IL和ILC分支指令又不适合的场合。TR区的寻址范围是TR00～TR15，只能进行位寻址，TR区寻址时需在地址号前加前缀“TR”，在程序的一个分支内，同一个TR号不能重复使用，但在不同的程序分支间同一个TR号可重复使用。,,,2.6.8定时器区T,定时器区为定时器指令（TIM/TIMX）、高速定时器指令（TIMH/TIMHX）、超高速定时器指令（TMHH/TMHHX）、累积定时器指令（TTIM/TTIMX）、块程序的定时器待机指令（TIMW/TIMWX）、高速定时器待机指令TMHW/TMHWX等提供了4096个定时器的编号T0000～T4095，用于访问这些指令的定时完成标志和当前值（PV）。当定时器编号被用于位操作时，该编号为定时完成标志，此标志可以作为常开或常闭条件在程序中被调用；当定时器编号被用于字处理时，该编号为定时器的PV值字号，此值可以作为普通字读取。电源掉电时，T区将不保持定时器的当前值。,,,2.6.9计数器区C,计数器区为计数器指令（CNT/CNTX）、可逆计数器指令（CNTR/CNTRX）、块程序的计数器待机指令（CNTW/CNTWX）提供了4096个计数器的编号C0000～C4095，通过计数器编号访问这些指令的计数完成标志和当前值（PV）。当计数器编号被用于位操作时，该编号为计数完成标志，此标志可以作为常开或常闭条件在程序中被调用；当计数器编号被用于字处理时，该编号为计数器的PV值字号，此值可以作为普通字读取。内置高速计数器0～3不使用计数器编号。,,,2.6.10数据存储器区DM,DM区是一个只能以字为单位存取的多用途数据区，不能用于位操作指令，但可以用位测试指令TST和TSTN。PLC上电或改变工作模式时DM区中数据保持不变。,,,,2.6.11变址寄存器IR,16个变址寄存器（IR0～IR15）用于间接寻址一个字，每个变址寄存器存储一个PLC存储地址，该地址是在I/O存储区中一个字的绝对地址。用MOVR指令将一个常规数据区地址转换成它的PLC存储地址，并将该值写到指定的变址寄存器中（固定分配时）。,,,2.6.12数据寄存器DR,间接寻址中利用16个数据寄存器（DR0～DR15）来偏移变址寄存器中的PLC存储地址。将数据寄存器中的值加到变址寄存器中的PLC存储地址上，来指定一个位或字在I/O存储区中的绝对内存地址，数据寄存器中的数据是带符号的二进制数，取值范围是-32768～32767，因此变址寄存器中的内容既可以偏移到高地址，也可以偏移到低地址。,,,,2.6.13任务标志TK,任务标志TK00～TK31对应着循环任务0～31。当对应的循环任务处于运行状态时，任务标志置ON；当对应的循环任务处于等待状态时，任务标志置OFF。这些标志仅指示循环任务的状态，而不反映中断任务的状态。,,,2.6.14状态标志,状态标志主要包括指令执行结果的运算标志，如错误标志、等于标志等。这些标志的状态反映指令执行的结果，只能读取不能直接从指令或编程装置对这些标志进行写操作。它们是用标记（如CY，ER）或符号（如P_On，P_EQ）指定，而不是由地址指定。需注意的是以“P_”开头的状态标志在CX-Programmer中作为全局符号，任务切换时所有的状态标志清零，因此状态标志的状态不能传递到下一个循环任务中，而ER、AER的状态只在出现错误的任务中保持。所有指令共享状态标志，它们的状态通常在一个扫描周期内会改变，因此当指令执行完毕须立即读取状态标志，最好是在同一执行条件的分支中。,,,,2.6.15时钟脉冲,时钟脉冲是由CPU内部的定时器按规定的时间间隔交替置ON和OFF的标志,它们用符号而不是地址指定。时钟脉冲是只读标志,不能用指令或编程装置执行写操作。每个时钟位在规定的脉冲周期前半时内为“1”，在后半时内为“0”，即每个时钟脉冲发生器标志的占空比为11。,,,,★2.7扩展单元（自学）,CPM1A系列扩展单元（最多单元数，扩展字数，分配字号，电流消耗）CJ系列扩展单元（最多单元数，扩展字数，分配字号，电流消耗）,,,本章重点小结,1.CP1HPLC的整体式结构及其各部分的功能。,2.CP1HPLC的扩展方式。,3.CPU、存储器单元的配置及指示灯含义。,4.标准I/O单元的定义及配置。,5.模拟量I/O单元的配置。,,,作业题（1）,1.简述整体结构与模块结构的区别。,2.简述I/O扩展方式及内容。,3.CP1HPLC是由哪些部分组成的,4.CPU单元上ERR/ALM灯闪烁与常亮各什么含义,,,作业题（2）,6.简述CP1HPLC系统的特殊I/O单元最大配置。,7.某特殊I/O单元的单元号设为5，则这个单元占CIO区和DM区的哪些通道,8.举例说明CP1HPLC的系统特点。,5.简述各存储区的寻址方式及主要用途。,,,思考题,2.特殊I/O单元为什么要设置单元号若一台PLC上的2块特殊单元的单元号设置重复，将产生什么错误,1.结合现场总线的特点，采用DeviceNet实现PLCI/O扩展的好处有哪些,,