欧姆龙PLC

3.3 OMRON C系列可编程序控制器简介

可编程序控制器（简称PLC①）是基于计算机技术发展起来的一种工业控制器。国际电工委员会对它作了如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备都应按易于与工业控制器系统连成一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计。”

PLC具有可靠性高，编程简单，使用方便，控制系统构成简单等优点，是实现机电一体化的重要手段和发展方向。经过30多年的发展，PLC除可以完全取代传统继电接触器控制系统的基本功能外，还具有了计算机控制系统的数据处理、联网通讯、模拟量处理等功能。本节仅从实验的需要对OMRON 公司的小型PLC C20P的基本逻辑控制功能作一简单的介绍。

3.3.1 可编程序控制器的组成和编程元件

PLC虽然采用了计算机技术，但为了满足一般电气工程技术人员的要求，其系统管理软件已将用户程序的编程按照继电器线路形式来设计，即所谓的“梯形图”形式，因此应用时可以不必对计算机的概念做深入了解，而只从对应的继电接触器控制形式来理解PLC的组成。图3. 32为PLC的继电接触器等效电路。

图3.32 PLC的等效电路

PLC的等效电路可分为三个部分：输入部分、输出部分、内部逻辑控制电路。

输入部分：输入部分可认为有许多的输入继电器组成。接在每个输入端上的输入继电器由接到输入端上的外部信号（被控设备上的各种开关量信息或操作台上的操作指令）来驱动，它有许多用软件实现的动合（常开）和动断（常闭）触点，可在控制电路编程时重复使用。

PLC是可编程序逻辑控制器（Programmable Logical Controller）的缩写，随着其发展，其功能已超过逻辑控制的范围，故改称可编程序控制器（Programmable Controller），但其缩写又与个人计算机混淆，故仍沿用PLC作为可编程序控制器的缩写。

输出部分：这部分由许多输出继电器组成，它有许多用软件实现的动合（常开）和动断（常闭）触点，可在编程时使用。每一个输出继电器有一个硬件的动合（常开）触点与输出端相连，用以驱动外部负载，外部负载的驱动电源需外接。

逻辑控制电路：这部分由用户根据控制要求编制的程序组成。它处理输入部分得到的信息，并判断哪些功能需作输出。除了输入、输出继电器可供编程使用以外，还有许多内部辅助继电器供内部编程时使用。

OMRON C 系列可编程序控制器编程元件的编码方式有两类，输入、输出继电器和内部辅助继电器采用“通道号+位号”的编码方法，每个通道采用16进制编号。保持继电器、定时器/计数器、暂存继电器、数据存储器采用“识别码+序号”的编码方法。其继电器地址分配如表3.9。

表3.9 继电器的地址分配

名称点数通道号继电器地址

输入继电器80 00～04 CH 0000～0415

输出继电器80 05～09 CH 0500～0915

内部辅助继电器128 10～18 CH 1000～1807

特殊辅助继电器

备份电池电压降低时接通16 18～19 CH 1808

扫描时间大于100ms时接通1809

高速计数器硬件清零时接通1810 PLC正常运行时常断1811、1812、1814 PLC正常运行时常通1813

PLC上电时导通一个周期1815

0.1S、0.2S、1S时钟脉冲1900～1902 算术运算指令操作数错误接通1903

算术运算指令进位、借位时接通1904

比较指令大于、等于、小于时接通1905～1907 暂存继电器8 TR0～TR7

保持继电器160 HR000～HR915

定时器/计数器48 TIM/CNT00～TIM/CNT 47

数据存储器(DM) 64 DM 00～DM 63

1. 输入、输出继电器

实际上分配给输入、输出端子的继电器。但对于具体的配置来说，不一定有相应的继电器与之对应。如C 20P仅有12个输入点和8个输出点，可以使用的输入继电器为0000～0011，可以使用的输出继电器为0500～0507。没有使用的输入、输出通道可以用作内部辅助继电器号使用。

2. 内部辅助继电器

内部辅助继电器类似于继电接触器系统中的中间继电器，是在程序内可以自由使用的继电器。

3. 特殊辅助继电器

特殊辅助继电器编号为1808～1907，他们用来监视PLC的工作情况，根据需要可以在编程时使用。但需注意1903～1908在执行END指令时复位，所以不能在编程器上监视它们的状态。这里仅对几个实验中可能用到的作一介绍。

（1）1815：当PLC上电时，1815接通一个扫描周期。可以用此继电器作为具有复位端的继电器的复位信号。

（2）1900～1902：这几个继电器为内部时钟脉冲发生器。1900为周期0.1S，1901为周期0.2S，1902为周期1S的方波时钟脉冲。

（3）1905～1907：这3个为标志继电器。在执行比较指令CMP时，如果比较的结果是“>”,则1905接通；如果比较的结果是“=”,则1906接通；如果比较的结果是“<”,则1907接通。

4. 暂存继电器

C系列PLC提供了8个暂存继电器TR0～TR7。对于不能使用IL（02）和ILC（03）来编程的分支电路，可以使用暂存继电器。

5. 保持继电器

由于有备份电池，当电源掉电时，保持继电器能够保持它们原来的状态。对于需要保持掉电前状态的工作场合需要应用保持继电器。

6. 定时器、计数器

C系列PLC中共有48个定时器、计数器。TIM/CNT00～47，如果一个编号用做定时器，就不能再用做计数器了。但电源掉电时，定时器被复位，而计数器保持当前值不变。

7. 数据存储器(DM)

数据存储器内不能以单独的点来使用，要以通道（字）为单位（16位）来使用。断电也能保持数据。

新的OMRON C 系列可编程序控制器的继电器地址分配做了扩展，如表3.10。

3.10 新机型继电器的地址分配

名称点数通道号继电器地址输入继电器160 000～009 CH 00000～00915

输出继电器160 010～019 CH 01000～01915

内部辅助继电器512 200～231CH 20000～23115

特殊辅助继电器

PLC上电时导通一个周期384 232～255 CH 25315

0.1S、0.2S、1S时钟脉冲25500～25502 比较指令大于、等于、小于时接通25505～25507

暂存继电器8 TR0～TR7

保持继电器520 HR0000～HR1915

定时器/计数器128 TIM/CNT000～TIM/CNT 127 数据存储器(DM) 1002字DM0000～DM 1023