教育部PLC工程師師資培訓(xùn)

NJ系列控制器專題全國(guó)應(yīng)用工程師教育部師資培訓(xùn)2014年3月9日NJ是什么?SYSMAC

MACHINE

CONTROL集數(shù)字、運(yùn)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)控制于一身的一體化工業(yè)控制器。NJ系列自動(dòng)化控制器是PLC，但又不僅僅是PLC。無與倫比的高速性與可靠性并重。自動(dòng)化控制平臺(tái)NJ主要特點(diǎn)內(nèi)置SD卡槽，USB編程口，EtherCAT通信口，Ethernet/IP通信口內(nèi)置運(yùn)動(dòng)控制模塊豐富的指令庫(792個(gè)，不包括ST語言命令)高速性：LD指令，1.9ns（5系），3ns（3系）程序容量大小以MB為單位，總數(shù)為20MB（5系）NJ變量大小4MB斷電不保存，2MB斷電保存（5系）注：程序容量包括執(zhí)行對(duì)象和變量教材P4、P7與ks類比的方式不合理軟件版本在V1.06以上NJ主要特點(diǎn)程序容量和變量的多少與硬件及軟件版本有關(guān)高速性NJ高速性的數(shù)據(jù)說明（其實(shí)無可比性）運(yùn)動(dòng)控制1為16軸動(dòng)作無I/O控制環(huán)境運(yùn)動(dòng)控制2為32軸及110K步程序環(huán)境NJ系列的型號(hào)NJ

CPU型號(hào)另，NJ501-1520、1420、1320為數(shù)據(jù)庫專用型，可通過EtherNet/IP連接微軟SQL

Server或甲骨文Oracle

DatabaseNJ系列的型號(hào)NJ301運(yùn)動(dòng)控制軸數(shù)與軟硬件版本關(guān)系*注，可控實(shí)軸數(shù)仍是：8軸（NJ301-1200），4軸（NJ301-1100）NJ系列的型號(hào)NJ

Robotics

CPU型號(hào)（儲(chǔ)備知識(shí)）NJ501-4500、4400、4300的Robot控制為三角機(jī)器人（Delta）NJ501-4310的Robot控制為獨(dú)立機(jī)器人（SCARA：SelectiveComplianceAssemblyRobotArm，選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂或串聯(lián)式機(jī)器人）NJ系列的結(jié)構(gòu)NJ外形，各部件位置和名稱（5系和3系外形一樣）NJ系列的結(jié)構(gòu)DIP開關(guān)SD卡指示燈NJ系列的結(jié)構(gòu)CPU狀態(tài)指示燈NJ系列的軟件SysmacStudio是NJ系列控制器對(duì)應(yīng)的軟件（目前最新V1.08

2014.1）實(shí)現(xiàn)配置、編程、模擬、監(jiān)控功能匯集于一體NJ系列的本地配置使用單元模塊為CJ系列的單元模塊（不是全部可用）最長(zhǎng)距離12米最多4個(gè)機(jī)架最多10個(gè)單元NJ系列的本地配置可用的CJ單元CJ1W-IC101，CJ1W-II101，CS1W-CN□□3

供電單元型號(hào)為NJ-PA3001,NJ-PD3001供電單元上有5VDC輸出(6A)，24VDC輸出(1A)，總功率不能超過30W其他：CJ系列的PA單元不能在NJ上使用NJ用供電單元NJ用SD卡說明（可擦寫10萬次）NJ系列的本地配置EtherNet/IP簡(jiǎn)介EtherNet/IP不僅是控制器與控制器之間的網(wǎng)絡(luò)，同樣可以用于現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，另外由于使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)，所以可以通用許多傳統(tǒng)以太網(wǎng)的儀器設(shè)備。（現(xiàn)由ODVA掌握及推廣）NJ系列的網(wǎng)絡(luò)配置NJ系列EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)變量更新周期時(shí)間和任務(wù)周期時(shí)間同步標(biāo)簽中可以設(shè)置奇數(shù)字節(jié)通過Tagdatalink實(shí)現(xiàn)靈活的通訊支持最多32個(gè)鏈接配置了專用的Socket通訊用功能塊EtherCAT網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介EtherCAT(EthernetControlAutomationTechnology)是基于以太網(wǎng)但比以太網(wǎng)更高速和高效的一種高性能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（現(xiàn)由ETG掌握及推廣）NJ系列EtherCAT網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)支持菊花鏈和分支鏈接兩種方式最多支持192個(gè)從站從站間線纜長(zhǎng)度最大100米使用專用分支器NJ系列的網(wǎng)絡(luò)配置NJ系列的網(wǎng)絡(luò)配置EtherNet/IP觸摸屏EtherNet/IP上位機(jī)EtherNet/IP

PLCEtherNet/IP視覺傳感器EtherCAT伺服EtherCAT變頻器EtherCATI/O從站EtherCAT視覺傳感器EtherCAT光纖傳感器EtherCAT激光傳感器EtherCAT位移傳感器EtherCAT通信耦合器（含安全控制）內(nèi)置EtherNet/IP和EtherCATNJ系列的網(wǎng)絡(luò)配置NX

I/ONX安全控制I/OEtherCAT通信耦合器配置（含安全控制）EtherCAT耦合器終端最多連接63個(gè)NX單元單元數(shù)量單元補(bǔ)給電源I/O數(shù)量I/O補(bǔ)給電源一個(gè)安全CPU最多控制32/128個(gè)安全I(xiàn)/O單元(256/1024點(diǎn))NJ系列軟件系統(tǒng)IEC61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)目前，要求使用IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的要求比以往增加許多，在亞洲，也已經(jīng)收到來自歐洲企業(yè)的影響。(現(xiàn)由PLC

Open開發(fā)及推廣)推廣IEC61131-3的好處可讀性可重復(fù)利用性多種編程語言(對(duì)于NJ:梯形圖、ST)可移植性（對(duì)于不同廠家而言）要注意程度BL、CL、RL可對(duì)應(yīng)學(xué)校的標(biāo)準(zhǔn)化教育NJ系列軟件系統(tǒng)程序組織單元（ProgramOrganizatinUnit）建立一個(gè)用戶程序的最基本單位。按功能分為功能(Funtion)、功能塊(FB)、程序(Program)NJ系列軟件系統(tǒng)POU功能FUNFUN不需要設(shè)置名字FUN不占用內(nèi)存沒有數(shù)量限制不具備狀態(tài)記憶一般只要輸入相同，就會(huì)輸出同樣的結(jié)果。功能塊FBFB需要設(shè)置名字FB占用內(nèi)存區(qū)有數(shù)量限制可對(duì)狀態(tài)進(jìn)行記憶能夠?qū)崿F(xiàn)即使是相同的輸入，也可能產(chǎn)生不同的輸出結(jié)果。NJ系列軟件系統(tǒng)指令有功能指令、功能塊指令任務(wù)（Task）將I/O刷新、用戶程序執(zhí)行等一系列過程按執(zhí)行條件或執(zhí)行序列編制的對(duì)象。有三種類型任務(wù)：主周期任務(wù)、周期任務(wù)、事件任務(wù)程序必須分配給任務(wù)才可執(zhí)行，一個(gè)任務(wù)最多可分配128個(gè)程序。NJ系列軟件系統(tǒng)事件任務(wù)的執(zhí)行有兩種方式：1.指令：ActEventTask2.條件：位或數(shù)值NJ系列軟件系統(tǒng)任務(wù)優(yōu)先級(jí)標(biāo)簽數(shù)據(jù)鏈接系統(tǒng)服務(wù)任務(wù)周期（Task

Period）主周期任務(wù)的掃描周期是固定的（0.5ms，1ms，2ms，4ms）。周期任務(wù)的掃描周期是主周期任務(wù)的整倍數(shù)。NJ系列軟件系統(tǒng)主周期任務(wù)時(shí)間和各周期任務(wù)時(shí)間均可獨(dú)立設(shè)置配置（Configuration）配置是控制模型的最上層，是將可編程控制器系統(tǒng)資源組態(tài)的過程。NJ系列軟件系統(tǒng)資源就是任務(wù)的組合NJ的變量分為全局變量(Globalvariables)和局部變量(Localvariables)全局變量是在整個(gè)資源中都可以使用的變量，設(shè)備變量都是全局變量。局部變量是存在在單一的POU內(nèi)部。全局變量程序局部變量FUN局部變量FB局部變量NJ系列軟件系統(tǒng)局部變量大體上分為內(nèi)部變量和外部變量對(duì)于每一個(gè)POU,在使用時(shí)需要登記變量，登記在其變量表內(nèi)的即是局部變量；FB和FUN內(nèi)登記的局部變量會(huì)有所不同；不同的程序，功能塊，功能的內(nèi)部變量是不能彼此調(diào)用的；為了被所有的程序，功能塊，功能調(diào)用，此類變量被設(shè)置為全局變量；為了將硬件（設(shè)備）或者外部的信號(hào)可以被采用，此類變量也為全局變量。NJ系列軟件系統(tǒng)教材P20、21頁說明不好變量名稱數(shù)據(jù)類型初始值A(chǔ)T指定保持常數(shù)網(wǎng)絡(luò)公開注釋NJ系列軟件系統(tǒng)變量定義

名稱定義注意事項(xiàng)最多127個(gè)字節(jié)不區(qū)分字母大小寫不可以用除“_”之外的任何符號(hào)不可以數(shù)字開頭，不可以P_開頭不可以用“_”結(jié)束不可以出現(xiàn)連續(xù)“_”數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型布爾型位字符串文本字符串型整數(shù)無符號(hào)整數(shù)實(shí)數(shù)型持續(xù)時(shí)間型日期型時(shí)刻型日期時(shí)刻型NJ系列軟件系統(tǒng)POU實(shí)例名型導(dǎo)出數(shù)據(jù)類型(衍生)結(jié)構(gòu)體聯(lián)合體枚舉體數(shù)組教材1的P23表格少了數(shù)組類型教材2的P27頁是有的數(shù)據(jù)范圍表示：INT(0..100)表示數(shù)據(jù)在0~100之間，教材2的P31頁錯(cuò)誤。數(shù)組的概念數(shù)組可以將同樣規(guī)格屬性的數(shù)據(jù)組合，然后作為一整個(gè)塊來處理最常見的運(yùn)用是在運(yùn)動(dòng)控制中對(duì)于坐標(biāo)的設(shè)定NJ系列軟件系統(tǒng)1維數(shù)組定義：ARRAY[0..7]OFINT教材2的P30頁錯(cuò)誤功能塊在梯形圖編程環(huán)境功能塊在ST編程環(huán)境NJ系列軟件系統(tǒng)功能在梯形圖編程環(huán)境功能在ST編程環(huán)境NJ系列軟件系統(tǒng)NJ系列編程操作創(chuàng)建工程流程啟動(dòng)軟件及建立新項(xiàng)目NJ系列編程操作CPU機(jī)架的構(gòu)成和設(shè)定（1）雙擊CPU/ExpansionRacks（2）插入單元（3）高功能單元的設(shè)定（4）機(jī)架的添加NJ系列編程操作控制器的設(shè)定默認(rèn)啟動(dòng)模式（運(yùn)行或編程）SD卡上電檢測(cè)系統(tǒng)服務(wù)監(jiān)控時(shí)間及動(dòng)作時(shí)指令錯(cuò)誤歷史記錄寫保護(hù)及禁止備份到SD卡NJ系列編程操作I/OMapI/OMap是一種將軟件(變量)和硬件(單元)聯(lián)合起來的機(jī)制NJ系列的I/OMap可以手動(dòng)生成或者自動(dòng)生成自動(dòng)生成的設(shè)備變量名稱，EtherCAT從站為E開頭，CJ單元模塊為J開頭NJ系列編程操作POU的創(chuàng)建POU中程序，功能，功能塊創(chuàng)建NJ系列編程操作編程書寫規(guī)范不能有空行NJ系列的梯形圖允許一個(gè)線圈后添加一個(gè)線圈NJ系列允許輸出線圈，功能，功能塊前不添加開關(guān)輸入NJ系列編程操作快捷鍵（C：接點(diǎn)，/：取反接點(diǎn)，O：線圈，I：FUN指令，F(xiàn)：FB指令，R：添加行）NJ系列編程操作內(nèi)存用量不保持變量保持變量POU實(shí)例(行)模塊文件(含自定義FB)程序的登錄任務(wù)設(shè)置（Task

Settings）

程序分配設(shè)置（Program

Assignment

Settings）；將程序分配給對(duì)應(yīng)的任務(wù)。NJ系列編程操作建立(Build)的概念（Check很重要）建立的目的是為了將用戶所編輯的程序轉(zhuǎn)換成CPU能夠執(zhí)行的格式；當(dāng)變更POU，數(shù)據(jù)類型，全局變量5秒內(nèi)建立(Build)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行。NJ系列編程操作同步（Synchronization）同步功能是將SysmacStudio的數(shù)據(jù)和NJ系統(tǒng)控制器的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞及比較的一種功能。NJ系列編程操作教材1的P43頁翻譯為同期比較NJ系列編程操作模擬（Simulation）變量監(jiān)視（Watch

Controller）監(jiān)視程序內(nèi)部變量時(shí)，需在變量名前加程序名，用“.”隔開。TOF指令OF指令是當(dāng)輸入信號(hào)ON后Q專為TRUE,當(dāng)輸入信號(hào)OFF后開始計(jì)時(shí)，到達(dá)PT值后,Q斷開輸出轉(zhuǎn)為FALSE。NJ系列編程操作NJ系列編程操作Timer指令定時(shí)單位是0.1s，TimerDat必須給輸入變量（類型_sTimer）。ADD、+指令支