系列的硬件配置

9.2.1　CPM系列PLC的硬件配置

1）CPM1A小型机的组成

CPM系列PLC是SYSMAC C系列PLC的典型产品，分CPM1A和CPM2A两种整体式PLC，后者是前者的改进型。CPM1A的CPU单元从I/O点数上分有4种类型：10点、20点、30点、40点；CPM2A的CPU单元也有4种类型：20点、30点、40点、60点，但增加了部分功能指令，运行速度更快，功能更强。CPM1A与CPM2A使用相同的I/O扩张单元、特殊功能单元和通信单元。与所有小型机一样，CPM1APLC采用整体式结构，如图9.6所示。内部由基本单元、电源、系统程序区、用户程序区、输入/输出接口、I/O扩展单元、编程器接口及其他外部设备组成。

（1）主机单元

CPM1A整体式PLC的基本单元，内含CPU，可以单独使用，是PLC控制系统不可缺少的部分。其外部连接口主要有I/O接线端子、各种外连插座或插槽以及各种运行信号指示灯等部分。

图9.6　CPM1A型CPU主机单元外形示意图

在CPM1APLC主机面板上有两个隐藏式插槽：一个是通讯编程器插槽，插接手持式编程器即可进行编程和现场调试；配接一个专用适配器RS-232即可与个人计算机（PC机）通讯。在Windows系统平台下可直接用梯形图进行编程操作，大大改进了编程环境，并可以进行实时监控和调试。另一个是I/O扩展插槽，可用于连接I/O扩展单元。

CPU主机面板上设有若干个LED指示灯，其状态指示如表9.7所示。

表9.7　CPU主机面板LED指示灯状态指示

（2）I/O扩展单元

I/O扩展单元主要用于增加PLC系统的I/O点数以满足实际应用的需要。I/O扩展

单元与CPU单元相似，只是体积稍小。但它没有CPU，不能单独使用，只有I/O扩展插槽，没有通信编程器插槽。在它的左右两侧设有I/O连接插座，当CPU单元需要扩展I/O点数时，可直接用带扁平电缆的插头连接。输入、输出端子分别连接输入或输出电路，对应的LED显示灯亮、灭分别表示输入或输出的通、断状态。扩展单元的I/O点数分别为12点/8点。只有I/O点数为30点和40点的CPU单元才能扩展，且最多只能连接3个I/O扩展单元。

（3）编程器

CPM1A系列小型机可采用多种编程设备进行编程，现场调试和编程比较常用的是手持式编程器。这种编程器体积小、结构紧凑、便于携带，通过连接电缆直接插入编程器槽，在距主机一定距离处即可进行编程。利用手持式编程器可进行用户程序的输入、修改、调试等操作以及对系统运行情况进行监控。手持式编程器只能用助记符号指令输入程序，而不能直接显示梯形图。

CPM1A系列PLC也可以采用计算机进行编程和实时监控，其配有专用的编程软件CX-Programmer。

2）CPM1A小型机的主要性能指标

（1）主要性能参数

CPM1A机型的主要性能参数如表9.8所示，表中所列I/O点数为主机本身所带I/O点数和连接扩展单元后所能达到的最大I/O点数。

表9.8　OMRON CPM1A的主要性能参数

（2）CPM1A系列PLC的输入/输出特性

CPM1A属于小型PLC，一般用于逻辑控制系统，因此输入、输出主要是开关量信号。其输入特性和输出特性分别如表9.9和表9.10所示。

表9.9　CPM1A系列机型输入特性规格表

注：实际ON/OFF响应时间通过PLC系统的设置可切换为1ms、2ms、4ms、8ms、16ms、32ms、64ms、128ms。

表9.10　CPM1A系列机型输出特性规格表

3）CPM1A继电器地址分配及继电器功能作用

CPM1A内部的继电器分为7大类区域：内部继电器区（IR）、特殊继电器区（SR）、暂存继电器区（TR）、保持继电器区（HR）、辅助继电器区（AR）、链接继电器区（LR）、定时器/计数器继电器区（TIM/CNT）和数据存储区（DM）。区域中的每一位继电器都有“0”和“1”两种状态，而且可以通过程序被访问，所以把这类继电器称为“软”继电器。

OMRON公司的系列PLC采用通道（CH）的概念来标识数据存储区中的各类继电器及其区域，即将各类继电器及其区域划分为若干个连续的通道，PLC按通道号对各类继电器进行寻址访问。CPM1A的通道用3位数字表示，称为通道号，一个通道内一般有16位。在指明一个位时用5位数字表示，称为继电器号，前3位数字为该位所在通道的通道号，后两位数字为该位在通道中的序号，一个通道中16个位的序号为00～15，如01005表示010通道中的05位。

CPM1A继电器地址的分配及继电器功能作用如表9.11所示。

表9.11　继电器地址分配及功能表

（1）内部继电器IR

分为两部分，一部分供I/O点使用；另一部分供PLC内部的用户程序使用。

I/O区分配的通道号为000～019，其中000～009为输入通道，010～019为输出通道。000、001通道作为CPU主机的输入通道；010、011通道作为CPU主机的输出通道。

内部继电器IR200～IR231CH（512点）只可在程序中作为继电器线圈、接点、通道数据使用，而不能作为输入、输出继电器去直接读入外部信号或向外部输出，程序中使用的顺序及常开/常闭触点的使用次数无限制，电源切断或运行停止时复位。相当于在继电器控制回路中的中间继电器。内部继电器在电源切断或CPU停止运行时复位。

（2）辅助记忆继电器AR00～AR15CH（256点）

辅助记忆继电器用于PC的系统状态标志，具有断电保持功能。其功能可参看有关资料。

（3）暂存继电器TR0～TR7（8点）

用于对回路的分叉点的ON/OFF状态作暂存的继电器，只在用助记符编程时使用。用梯形图编程时，在内部由于能自动处理，暂存继电器没有使用的必要。

程序中暂存继电器使用顺序及使用次数无限制，但在同一段程序中，TR继电器号不能重复使用，否则会造成程序出错。

使用方法：在梯形图的最末一个分支点以后有两个以上的与接点串接的输出，或在一个与接点串接的输出后面，还有一个没有通过接点的直接输出时，在分支点上要使用TR暂存继电器，只能用LD及OUT指令。

（4）保持继电器HR00～HR19CH（256点）

在电源切断时或在编程状态向编程状态转换时，保持原有的ON/OFF状态。使用方法与内部辅助继电器一样。一般可用KEEP（FUN11）指令，也可用OUT指令，但切记使用OUT指令时要有自保回路。

保持继电器的复位信号要尽量使用常开点，否则可能在电恢复时复位该HR继电器。

（5）链接继电器LR00～LR15CH（256点）

当CPM系列PLC同其他CPM系列、CQM1、CPM1、C200HS/C200Hα等PLC进行1∶1连接时，进行数据交换（输入输出），一方作主动方，另一方作从动方，用链接继电器作为输入输出缓冲区与对方交换数据。在CPM1A中使用1∶1上位链接功能时，能够用外围设备在主动局和从动局的系统设定区域（DM6650）中设定。

（6）定时/计数器（TIM/CNT）

CPM1A型机提供128个定时/计数器（Timer/Counter Relay），其设定值均通过软件来实现。在程序设计中定时器和计数器数量可任意进行组合，但总数不能超过128个。在编程中，用做定时器时，要在其编号前加TIM，例如TIM001；用作计数器时，要在其编号前加CNT，例如CNT001。在同一程序中，如果某一编号已用做定时器，就不能再用做计数器使用，反之亦然。定时/计数器的具体编号（为TIM/CNT000～127）。

此外，在CPM1A中，对于上述继电器编号，也可以用来进行高速定时（又称高速定时器TIMH）和可逆计数（又称可逆计数器CNTR），它们在使用时需要用特殊指令代码来指定。其功能和使用方法将在指令部分说明。

（7）特殊继电器（SR）

特殊继电器（Special Relay）用于监视PLC的工作状态，自动产生时钟脉冲对状态进行判断等，特殊继电器只能当作具有特定功能的继电器接点使用。其特点是用户不能对其进行编程，而只能在程序中读取其触点状态。

CPM1A型机中常用的15个专用继电器及它们的具体编号和功能如下：

①25200继电器。高速计数复位标志（软件设置复位）。

②25208继电器。外设通讯口复位时仅一个扫描周期为ON，然后回到OFF状态。

③25211继电器。强制置位/复位的保持标志。在编程模式与监视模式互相切换时，ON为保持强制置位/复位的接点；OFF为解除强制置位/复位的接点。

④25309继电器。扫描时间出错报警。当PLC的扫描周期超过100s时，25309变ON并报警，但CPU仍继续工作；当PLC的扫描周期超过130s时，CPU将停止工作。

⑤25313为常ON继电器。

⑥25314为常OFF继电器。

⑦25315继电器。第一次扫描标志。PLC开始运行时，25315为ON一个扫描周期，然后变OFF。

⑧25500～25502继电器。时钟脉冲标志。这3个继电器用于产生时钟脉冲，可用在定时或构成闪烁电路。

25500。产生0.1s脉冲（0.05sON/0.05sOFF），在电源中断时能保持当前值。

25501。产生0.2s脉冲（0.1sON/0.1sOFF），具有断电保持功能。

25502。产生1s脉冲（0.5sON/0.5sOFF），具有断电保持功能。

⑨25503～25507继电器 这五个继电器为算术运算标志。

25503。出错标志。若算术运算不是BCD码输出时，则25503为ON。

25504。进位标志CY。若算术运算结果有进位/错位时，则25504为ON。

25505。大于标志GR。在执行CMP指令时，若比较结果“＞”，则25505为ON。

25506。相等标志EQ。在执行CMP指令时，若比较结果“＝”，则25506为ON。

25507。小于标志LE。在执行CMP指令时，若比较结果“＜”，则有25507为ON。

（8）数据存储继电器（DM）

数据存储继电器（Data Memory Relay）实际是RAM中的一个区域，又称数据存储区（DM区）它只能以通道的形式访问。CPM1A型机提供的读/写数据存储器寻址范围为DM0000～DM1023（共1 024字），只读数据存储器寻址范围为DM6144～DM6655（共512字）。编程时需要在通道号前标注DM，DM区具有掉电保持功能。