第10章 三菱和欧姆龙系列PLC

主编：陈建明副主编：巫付专朱晓东熊军华电气控制与PLC应用（第十章）第10章三菱和欧姆龙系列PLC熟悉三菱FX2N系列PLC的组成、编程元件以及指令体系熟悉欧姆龙CPM1A系列PLC的组成、编程元件以及指令体系学习目标：教学内容：10.1三菱小型可编程序控制器10.2欧姆龙小型可编程序控制器第10章三菱和欧姆龙系列PLC10.1三菱小型可编程序控制器三菱公司是日本生产PLC的主要厂家之一，先后推出的小型、超小型PLC有F、F1、F2、FX0、FX1、FX2、FX2C、FX2N等系列。其中F系列已停产，取而代之的是FX2N系列，属于高性能叠装式机种，为三菱公司的典型产品。另外，三菱公司还生产A系列PLC的中大型模块式机种，主要系列型号有ANS、ANA、Q4AR等产品。返回10.1.1FX系列PLC简介FX2N系列PLC在运算速度、指令数量和通讯能力等方面都较以往的型号有了很大的提高，是一种小型化、高速度、高性能的PLC。主要由基本单元(BasicUnit)、扩展单元(ExtensionUnit)及特殊功能单元(SpecialFunctionUnit)构成。基本单元有CPU、存储器、输入输出端口及电源，是PLC的主要组成部分。扩展单元是用于增加I/O点数的装置，内部设有电源但没有CPU，需要与基本单元一起使用。特殊功能单元主要是一些专门用途的装置，如位置控制模块、模拟量控制模块等。返回10.1.1FX系列PLC简介下图为FX2N-64MR型PLC的外形图10.1.1FX系列PLC简介FX系列型号名称的含义10.1.1FX系列PLC简介三菱FX2N系列PLC基本单元FX2N系列基本单元的种类有16种，扩展单元种类有4种，如表10-1所示。每个基本单元最多可以连接一个功能扩展板、八个特殊单元和特殊模块。主要技术指标主要技术指标包括输入输出指标、电源指标、性能指标等。表10-2列出了其主要的技术指标。10.1.2FX2N系列PLC的器件及编号FX2N系列PLC的编程元件有输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器、计数器、数据寄存器和指针共八类。编程元件的名称由字母和数字组成，字母代表该类元件的功能，数字代表该类元件的编号，输入输出继电器的编号为八进制数，其它元件的编号为十进制数。返回10.1.2FX2N系列PLC的器件及编号常数的表示PLC的程序在进行数值处理时，必须使用常数K（10进制数）或常数H（16进制数）（但是输入输出继电器的编号使用的是八进制数）。K是表示十进制整数的符号，主要用于指定定时器或计数器的设定值或应用指令操作数中的数值。H是十六进制数的表示符号，主要用于指定应用指令的操作数的数值。10.1.2FX2N系列PLC的器件及编号输入继电器(X)、输出继电器(Y)入继电器是PLC接收外部输入信号的端口，输入继电器的触点在程序中可随意使用，但这种输入继电器不能用程序驱动。输出继电器是PLC向外部设备负载发送信号的端口，用来将PLC的输出信号通过输出电路硬件驱动外部负载。PLC在每一个周期开始时读取输入信号，输入信号的通、断持续时间应大于PLC的扫描周期。如果不满足这一条件，可能会丢失输入信号。输出继电器的线圈“通电”后，继电器型输出模块中对应的硬件输出继电器的常开触点闭合，使外部负载工作。硬件输出继电器只有一个常开触点，接在PLC的输出端子上。10.1.2FX2N系列PLC的器件及编号辅助继电器(M)PLC内有很多辅助继电器，它们是由软件来实现的，是PLC的一种内部状态标志，相当于继电器控制系统中中间继电器的作用。辅助继电器既不能连接输入信号，也不能直接驱动外部负载，只能在程序中使用。其编号用十进制数表示，如表10-4所示。10.1.2FX2N系列PLC的器件及编号状态继电器(S)状态继电器S是构成状态转移图(SFC)的基本要素，是对工序步进型控制进行编程的重要软元件，与步进顺控指令STL组合使用。定时器(T)定时器根据时钟脉冲的累积进行计时，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms三种，当所计时间到达设定值时，定时器输出触点动作。定时器的种类及地址编号如表10-6所示。10.1.2FX2N系列PLC的器件及编号计数器(C)内部计数器：是在执行扫描操作时对内部元件(如X、Y、M、S、T、C)的信号进行计数的计数器，有16位增计数器和32位增/减双向计数器两类。高速计数器：FX系列PLC中共有21个高速计数器，元件编号为C235～C255。这些计数器在PLC中共享8个高速计数器输入端X000～X007。高速计数器是按中断方式运行的，与扫描周期无关。高速计数器分为1相1计数型、1相2计数型和2相2计数型三类。10.1.2FX2N系列PLC的器件及编号数据寄存器(D)数据寄存器是用来存储数据和参数的元件，用D表示。数据寄存器可以存储16位二进制数或称一个字。要想存储32位二进制数据(双字)，必须同时用两个序号连续的数据寄存器进行数据存储。指针指针用作跳转、中断等程序的入口地址，与跳转、子程序、中断程序等指令一起使用。按用途可分为分支用指针P和中断用指针I两类，其中中断用指针I又分为输入中断用、定时器中断用和计数器中断用三种。10.1.3FX2N系列PLC指令系统FX2N系列PLC有基本指令27种，步进指令2种，应用指令128种共298个。其编程语言除了基本的语句表编程方式外，还可采用梯形图编程方式，以及对应机械动作流程进行顺控设计的SFC(顺序功能图)编程方式，而且这些程序可以相互进行转换。指令表及梯形图程序如果按照一定的规则编写，也可以实现到SFC图的逆变换。返回10.1.3FX2N系列PLC指令系统基本指令基本指令一般由助记符和操作元件组成，助记符是每一条基本指令的符号，它表明操作功能；操作元件是被操作的对象。有些基本指令只有助记符，没有操作元件。基本指令如表10-11所示。步进指令FX2N系列PLC步进指令有两条，其助记符及功能如表10-12所示。10.1.3FX2N系列PLC指令系统应用指令应用指令是PLC数据处理能力的标志，由于数据处理远比逻辑处理复杂，因此应用指令的使用也比逻辑指令更为复杂。FX2N系列的应用指令分为数据处理类、程序控制类、特种应用类及外部设备类。与基本指令不同的是，应用指令不含表达梯形图符号间相互关系的成分，而是直接表达本指令要做什么。10.2欧姆龙小型可编程序控制器欧姆龙(OMRON)公司的的PLC产品中，小型PLC主要是P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列以及CPM2C、CQM1、CQM1H等型号，中型机主要是C200H、CS1系列，大型机是C1000H、C2000H、CV等系列。返回10.2.1CPM1A系列PLC简介小型PLC中P型机曾以其较高的性价比优势在我国得到了广泛应用，目前已升级为功能更强的CPM1A系列。CPM1A系列PLC不仅具备了以往小型PLC所具有的功能，如尽可能使安装空间最小化，实现了具有10点-100点输入输出点数的弹性构成，而且还可连接可编程控制终端，使得应用更加灵活。返回10.2.1CPM1A系列PLC简介CPM1A系列PLC的主机CPM1A系列PLC的主机按I/O点数分，有10点、20点、30点、40点四种类型；按使用电源的类型分，有AC型和DC型两种；按输出方式分，有继电器输出型和晶体管输出型两种。表10-15为CPM1A系列主机的规格，图10-7为CPM1A的主机外观。10.2.1CPM1A系列PLC简介CPM1A系列PLC的I/O扩展单元CPM1A系列的I/O扩展单元有三种类型、七种规格。表10-16为I/O扩展单元的规格和类型，图10-8为扩展单元的连接形式。10点、20点的主机没有扩展连接器，所以不能连接I/O扩展单元。30点、40点的主机具有扩展连接器，但最多能连接3台I/O扩展单元。10.2.1CPM1A系列PLC简介主要性能指标主要性能指标见表10-17编程工具CPM1A系列的编程工具有两种：专用编程器和装有专用编程软件的个人计算机。专用编程器有CQM1-PRO01和C200H-PRO27两种。CQM1-PRO01编程器本身带有2米长的电缆，可以直接连在主机的外设端口上。C200H-PRO27编程器本身不带电缆，需用C200H-CN222或C200H-CN422的专用电缆与主机连接。10.2.2CPM1A型PLC的器件及编号CPM1A型PLC的器件及编号CPM1A系列PLC的内部器件以通道的形式进行编号，通道号用二位、三位或四位数表示。一个通道中有16位，一个继电器对应通道中的一位，16位的序号为00～15，所以一个继电器的编号由两部分组成：一部分是通道号，另一部分是该继电器在该通道中的位序号。返回10.2.2CPM1A型PLC的器件及编号特殊辅助继电器的功能(SR)特殊辅助继电器（23200~25507）是用于CPM1A的动作状态标志、动作启动标志、时钟脉冲的输出、模拟电位器、高速计数器、计数模式中断等各种功能的设定值/当前值的存储单元。辅助记忆继电器(AR)辅助记忆继电器有AR00~AR15共16个通道，主要作为与CPM1A运行有关的动作标志、高速计数、脉冲输出动作状态标志、扫描周期存入的使用，在CPM1A电源断开后或在开始或终止运行时，这些位的状态均能够保持不变。数据存储区(DM)数据存储区用来存储数据。该区共有1536个通道，每个通道16个位。通道编号用4位数且冠以DM字样表示，其编号为DM0000~DM1023、DM6144~DM6655。对DM的说明：(1)只能以通道为单位使用，不能以位为单位使用。(2)DM0000~DM0999、DM1022~DM1023为程序可读写区，用户程序可自由读写其内容。(3)DM1000~DM1021主要用作故障日志存储区，记录有关故障信息。(4)DM6144~DM6599为只读存储区，用户程序可以读出但不能用程序改写其内容，利用编程器可以预先写入数据内容。(5)DM6600~DM6655称为系统设定区，用来设定各种系统参数，其数据只能用编程器写入。(6)数据存储区具有掉电保持功能。10.2.3CPM1A型PLC的指令系统CPM1A系列PLC有17条基本指令。表10-22给出了常用的基本指令的格式、梯形图符号、操作数的含义及范围、指令的功能及执行指令对标志位的影响等。CPM1A系列PLC有136条应用指令，有一些指令同时具有微分指令，其表示方法是在原指令前加@，在下列表中仅给出了非微分指令的梯形图，如果有微分指令，则在指令功能中用（有微分指令）标出。返回第十章习题与思考题三菱FX2N系列PLC中共有几种类型的辅助继电器？这些辅助继电器各有什么特点？三菱FX2N系列PLC基本指令共有多少条？说明每一条指令的名称和功能。CPM1A系列PLC的内部继电器区是怎样划分的？哪些继电器有断电保持功能？对CPM1A系列PLC执行微分型指令和非微分型指令有什么区别？什么情况下需使用微分型指令？返回