第三章歐姆龍C系列P型機簡介

1、第三章歐姆龍C系列P型機簡介日本OMRON公司是專業(yè)生產(chǎn)控制設(shè)備的廠家，其SYSMACC系列PLC產(chǎn)品以其較好的性能價格比爾廣泛應(yīng)用于材料處理、食品加工、過程控制等領(lǐng)域，在我國市場上也占有較大的份額。OMRONC系列PLC可分為微型、小型、中型、和大型四大類。微型PLC以C20和C20P為代表，是整體式結(jié)構(gòu)，C系列P型機就是在C20的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由C20P,C28P,C40P和C60P四種型號，I/O容量最小為20點，最多可擴展至120點。本章介紹OMRONC系列P型機的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)。3.1 組成結(jié)構(gòu)及特點C系列P型機采用整體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部組成一個計算機系統(tǒng)，包括、電源、微處

2、理器、系統(tǒng)存儲器、控制邏輯、接口電路、I/O單元等。此外，還可提供編程器接口插槽，以及用戶存儲器接口插槽，用于安裝用戶程序存儲器。面板上設(shè)有電源指示、系統(tǒng)運行指示、報警和出錯指示。系統(tǒng)上電后，綠色POWER指示燈亮，系統(tǒng)正常運行時候綠色RUN指示燈亮，系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)不停機故障時紅色ALARM指示燈亮，出現(xiàn)停機故障時，紅色ERROR指示燈亮。交流供電定額PLC還提供直流24V輸出，可用于輸入回路，但由于，在使用過程中，一旦出現(xiàn)故障，需要拆開機器進行檢修比較麻煩，所以一般不建議這樣使用。C系列P型機采用整體結(jié)構(gòu)，體積小、尺寸緊湊，大幅度節(jié)省了安裝空間。采用了比較先進的微處理器，可用于一般的控制

3、系統(tǒng)。系統(tǒng)的特點如下：1、處理速度基本指令執(zhí)行時間在4-17.5卩條之間，平均指令執(zhí)行時間為10卩條。2、變成容量1194字（步）。3、指令系統(tǒng)除12條基本指令外，有25條特殊功能指令，可實現(xiàn)諸如運算、數(shù)值比較、碼制變換、微分功能。4、編程方式使用簡易編程器是可用助記符命令語句聯(lián)機編程，使用圖形編輯器或智能編程器時則可利用梯形圖及高級語言編程。5、I/O點數(shù)最小點數(shù)為20,最大點數(shù)為148,一個CPU單元可擴展一個或兩個I/O擴展單元和一個I/O連接單元或模擬定時器單元。6、定時器和計數(shù)器系統(tǒng)內(nèi)部提供48個定時器和計數(shù)器供用戶使用。7、輸入類型開關(guān)量，模擬量，脈沖。8、輸出類型繼電器，晶閘管，

4、晶體管，模擬量。9、抗干擾能力PLC內(nèi)裝信號調(diào)節(jié)和濾波電路，具有良好的抗電子噪聲干擾能力，不需配備隔離變壓器，在CPU與I/O之間裝有光電隔離電路，可抗峰值為1000V的噪聲干擾。10、聯(lián)網(wǎng)能力既可與C系列其他PLC組成通信網(wǎng)絡(luò)，也可通過主機連接單元與上位機通訊。11、特殊功能I/O單元除基本I/O單元外，C系列P型機還配有高速計數(shù)功能，最多可接收2kHz的脈沖信號，并配有模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，可實現(xiàn)模擬量輸入和輸出等。3.2 工作原理PLC采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后，又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。這個工作過程分為內(nèi)

5、部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行和輸出處理幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。1、內(nèi)部處理階段，PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時器等。2、通信操作服務(wù)階段，PLC與一些智能模塊通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的現(xiàn)實內(nèi)容。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時，之進行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運行狀態(tài)時，從內(nèi)部處理、通信操作、到程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。3、輸入處理，又叫輸入采樣。在此階段，順序度如所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映象寄存器。在此輸入映象寄存器被刷新，接著進入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時，輸入映象

6、寄存器與外界隔離，即使輸入信號發(fā)生變化，其映象寄存器的內(nèi)容也不會發(fā)生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段能被讀入信息。4、程序執(zhí)行階段，根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左右后，先上后下的步序，逐句描述，執(zhí)行程序。但遇到跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)用戶程序設(shè)計到輸入輸出狀態(tài)時，PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對應(yīng)映象寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，運算結(jié)果在存入有關(guān)器件的寄存器中。對每個器件而言，其間映象寄存器中寄存的內(nèi)容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。5、輸出處理，也叫輸出刷新，程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象

7、寄存器中的Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅(qū)動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。循環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點，也可以說PLC是串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作優(yōu)質(zhì)的區(qū)別，PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點競爭和時序失配的問題。3.3 指令系統(tǒng)C系列P型機具有比較豐富的指令集，按功能可以分為兩大類，即基本指令和特殊（專用）功能指令。基本指令是指直接對輸入輸出點進行簡單操作的指令，包括輸入、輸出和邏輯“與”、“或”、“非”等指令，在編程器的鍵盤上，沒有與基本指令的符號和助記符相同的鍵，輸入基本指令時，只要按

8、下相應(yīng)的鍵即可。特殊功能指令是指進行數(shù)據(jù)處理、運算和程序控制等操作的指令，包括算術(shù)運算指令、定時器與計數(shù)器指令、數(shù)據(jù)傳送指令、數(shù)據(jù)比較指令等。特殊功能指令在表示方法上比基本指令略微復(fù)雜，為便于編程器的操作，為每一條特殊功能指令制定了一個功能代碼，用兩位數(shù)字表示，用編程器輸入時，只要按下“FUN鍵和功能代碼即可。PLC的指令一般有助記符和操作數(shù)量部分組成，助記符標(biāo)志著CPU執(zhí)行此指令所要完成的功能，而操作數(shù)則指出了CPU的操作對象，操作數(shù)既可以是前面介紹的通道號和繼電器號，也可以是DM區(qū)或立即數(shù)，立即數(shù)可以用十進制表示，也可以用十六進制表示。執(zhí)行指令可能影響的系統(tǒng)標(biāo)志有：ER錯誤標(biāo)志；CY進位標(biāo)

9、志；EQ相等標(biāo)志；GR大于標(biāo)志；LE小于標(biāo)志。一 基本指令LD，OUT，AND，OR，NOT和END這六條指令幾乎對任何程序都是不可缺少的，除END指令外，其余5條指令在編程器上都有各自對應(yīng)的按鍵，可直接鍵入這些指令。END指令作為特殊功能指令對待，其功能代碼為01。下面介紹一下它們各自的含義。LD每條邏輯線或邏輯塊的開始；OUT輸出一位；AND邏輯與；OR邏輯或；NOT邏輯非；END(01)程序結(jié)束；ANDLD兩個程序塊串聯(lián)；ORLD兩個程序塊并聯(lián)。二 專用指令專用指令，一般是指用在某些特殊功能如運算、計時、計數(shù)等。下面介紹一下C系列P型機的專用指令。1、互鎖和清除互鎖IL(02)/ILC(

10、03)IL(02)總是與ILC(03)配合使用，分別位于一段分支程序的首、尾處。若IL的輸入條件不足(即IL支路前面的位為OFF狀態(tài))則位于IL和ILC中間的指令不執(zhí)行，若IL的輸入條件滿足，則位于IL和ILC之間的指令正常執(zhí)行，如同程序中沒有IL和ILC指令一樣。2、暫存寄存器TR在程序中不能使用IL/ILC時，TR為可用作多個輸出分支點上的暫存繼電器。TR為可以多次重復(fù)使用，但在同一程序中不能重復(fù)使用同一個TR，P型機共有8個TR位，所以一段程序中最多只能有8個使用TR暫存的分支點。TR不是獨立的編程指令，必須和LD或OUT等基本指令一起使用。3、跳轉(zhuǎn)和跳轉(zhuǎn)結(jié)束JMP(04)/JME(05

11、)JMP和JME指令配合使用，其功能是根據(jù)當(dāng)時條件來決定是執(zhí)行它們之間的指令還是跳過它們之間的指令。在一個程序中，最多可8次使用JMP-JME指令，它們之間不能用高速基數(shù)指令。4、鎖存繼電器KEEP(011)鎖存繼電器KEEP可保持其ON或OFF狀態(tài),直到它的兩個輸入端之一是它復(fù)位或置位。KEEP指令的編程順序是先置“1端”，后復(fù)位端，當(dāng)置“1段”輸入為ON時，繼電器保持為ON直到復(fù)位端輸入為ON，使之變?yōu)镺FF。復(fù)位端具有高優(yōu)先級，當(dāng)兩個輸入同時為ON時，復(fù)位優(yōu)先。所有的輸出繼電器、輔助繼電器和保持繼電器都可作為鎖存繼電器。5、定時器和計時器指令TIM/CNT定時器TIM，位遞減型，其操作數(shù)

12、包括定時器號和設(shè)定值兩個數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入條件滿足時開始計時，定時時間到時定時輸出為ON。TIM的定時范圍為0-999.9s，TIM號可在00-47之間任意指定，但不能與CNT號重復(fù)。計數(shù)器CNT，是一項預(yù)置遞減計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)輸入信號從OFF變?yōu)镺N時，計數(shù)器的設(shè)定值減1。計數(shù)器的設(shè)定值范圍為0000-9999，必須用BCD數(shù)設(shè)定，其取值區(qū)域可以是I/O繼電器、輔助繼電器、保持繼電器的內(nèi)容或立即數(shù)。6、微分指令DIFU(13)/DIFD(14)前沿微分DIFU(13)合后沿微分DIFD(14)指令用于在滿足條件時產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖，DIFU指令在輸入端檢測到一個OFF到ON的跳變信號時，DIFU

13、輸出為ON，DIFD指令在輸入端檢測到一個ON到OFF的跳變信號時，DIFD輸出為ON。7、數(shù)據(jù)比較指令CMP(20)CMP比較指令用于一個通道的內(nèi)容與另外一個通道的內(nèi)容或四位16進制常數(shù)進行比較。編程時，CMP指令后應(yīng)該有兩個數(shù)據(jù)，其中一個數(shù)據(jù)必須為通道的內(nèi)容。除暫存寄存器外，所有繼電器的內(nèi)容和常數(shù)都可以用CMP指令。8、數(shù)據(jù)傳送指令MOV(21)/MVN(22)數(shù)據(jù)傳送指令MOV傳送一個指定的通道內(nèi)容或一個四位十六進制常數(shù)到另一個通道中去，取反傳送指令MVN(22)則把源通道的內(nèi)容取反，然后再傳送到目的通道中去。因此MON和MVN指令需要指定兩個數(shù)據(jù)，一個是源通道或常數(shù)，另一個是目的的通道

14、。9、加法指令A(yù)DD(30)加法指令A(yù)DD將兩個通道內(nèi)容或一個通道內(nèi)容與一個常數(shù)相加，其和送到另外一個通道。因此，加法指令必須指定三個數(shù)，即加數(shù)、被加數(shù)及和。另外，還有一個特殊加法指令I(lǐng)NC(38)自加一指令，即當(dāng)輸入信號ON時，會對某一通道內(nèi)的數(shù)進行加一運算，結(jié)果放回該通道。10、減法指令SUB(31)減法指令SUB的功能是把一個通道的內(nèi)容減去另一個通道中的內(nèi)容或一個常數(shù)，沏茶送到第三個通道，SUB指令必須指定三個數(shù)，即被減數(shù)、減數(shù)、差。另外，還有一個特殊的減法指令DEC(39)自減一指令，即當(dāng)輸入信號ON時，會對某一通道內(nèi)的數(shù)進行減1運算，結(jié)果放回該通道。11、BCD數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)指令B

15、IN(23)BIN指令的功能是把四位十進制數(shù)轉(zhuǎn)換位十六位二進制數(shù)。在BIN指令中，必須制定存放轉(zhuǎn)換前十進制數(shù)的通道即源通道、存放轉(zhuǎn)換后十六位二進制數(shù)的通道即目的通道。12、二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD數(shù)的指令BCD(24)BCD指令的功能是把存放在源通道中的十六位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為四位十進制數(shù)，存放到目的通道。在BCD指令中，必須制定源通道和目的通道。13、數(shù)字譯碼指令MLPX(76)數(shù)字譯碼指令MLPX的功能是將指定通道中的四位十六進制數(shù)中的一位或幾位分別一程1或幾個從“0到”“15的”十進制數(shù)，并按譯碼后的結(jié)果，將指定通道的對應(yīng)位置為“1。”使用MLPX指令必須指定三個數(shù)據(jù)，即源通道、標(biāo)志位和目的通道

16、。14、編碼指令DMPX(77)編碼指令DMPX將源通道中位“1的”偽的最高位號編碼為一個十六進制數(shù)，并將其輸出致目的通道中指定的數(shù)字位，而目的通道中其它位數(shù)據(jù)不變，一次最多為四個連續(xù)的源通道進行編碼，得到三個數(shù)字送致目的通道中。DMPX指令要指定三個數(shù)，即源通道、目的通道和標(biāo)志位。15、移位寄存器指令SFT(10)移位寄存器指令SFT的功能是把一個指定通道的十六位數(shù)據(jù)按位左移，也可以把幾個通道聯(lián)在一起移位。16、字移位指令WSFT(16)字移位指令WSFT以通道為單位將數(shù)據(jù)從開始通道向結(jié)束通道依次移動一個字(16位)，開始通道中補零，結(jié)束通道中的數(shù)據(jù)將丟失。SWFT指令必須設(shè)置開始通道和結(jié)束通道。17、置進位標(biāo)志STC(40)