欧姆龙PLC应用系统设计实例精解

第1章 可编程序控制器概述

第2章 老化测试台控制系统项目分析

第3章 老化测试台控制系统硬件设计

第4章 老化测试台控制系统I/O分配与参数设置

第5章 老化测试台控制系统程序设计

第6章 老化测试台控制系统调试与运行管理

第7章 CJ1系列PLC指令系统

第8章 梯形图编辑软件使用方法

参考文献

前 言

可编程序控制器（PLC）是综合了计算机技术、自动化控制技术和通信技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、操作灵活、编程简便以及适合于工业环境等一系列优点，在工业自动化、过程控制、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为现代工业控制的三大支柱之一。

近年来，PLC应用向智能化和网络化发展，且逐渐成为主流趋势，应用人才需求旺盛，从而催生了新兴职业——“可编程序控制系统设计师”。市场上与PLC技术相关的各类参考书已不胜枚举。但是，仍有相当多的读者未能建立起PLC系统的概念，也未能掌握使用PLC解决实际工程问题的流程和方法，仅学习了某一机型PLC的某些指令或某一两项技术，缺乏整体的把握，不免会有盲人摸象的感觉。

本书独辟蹊径地以设计某一实际项目的PLC控制系统为主线，按照《可编程序控制系统设计师国家职业标准》，全面且详细地介绍了项目分析、控制方案设计、硬件系统的选型与配置、输入/输出点与内存地址的分配，特殊功能模块的参数设置，程序设计与系统调试的方法，以及运行管理措施等内容。为了兼顾不同层次的读者，在各设计环节中穿插了逻辑控制、顺序控制、模拟信号处理及串行通信总线等新技术的内容，并在本书最后简要介绍了相关指令和编程软件的使用方法，力求起到拾遗补缺的作用。

本书的编写理念是重在教授方法，而非教某一机型如何使用。虽然书中案例是以欧姆龙CJ1系列PLC为参考机型构建的控制系统，但是读者在掌握了解决实际问题的方法后可以灵活应用任何品牌的PLC。

本书的编著者霍罡曾参与起草《可编程序控制系统设计师国家职业标准》，是北京市级精品课程《可编程序控制器》主讲教师，主持过多项工程项目。本书在编写过程中，得到了欧姆龙自动化（中国）有限公司的大力支持，特别感谢北京联合大学樊晓兵老师、欧姆龙自动化（中国）有限公司张月兰经理给予的帮助。同时，书中参考和引用了参考文献中的部分资料，在此向相关作者一并表示衷心感谢！

作 者

2010年1月2100433B

本书以欧姆龙公司CJ1系列可编程序控制器（PLC）为基本机型，以HG-09型电磁波探测器老化测试台的PLC控制系统为设计案例，详细介绍了利用PLC系统开发工程项目的流程和方法，内容涵盖了项目分析、控制方案设计、硬件系统的选型与配置、I/O点与内存地址的分配，特殊功能模块的参数设置，PLC程序常用设计方法与经典程序片段，系统调试方法、PLC日常维护措施、PLC故障诊断与处理方法等，涉及逻辑控制、顺序控制、模拟信号处理及串行通信总线等新技术的应用。

《欧姆龙系列PLC入门与应用实例》强调这项技术的工程性、应用性，对阅读《欧姆龙系列PLC入门与应用实例》的电气工程技术人员在业务上提高一个层次是十分有效的。《欧姆龙系列PLC入门与应用实例》分别介绍了欧姆龙系列PLC的组成与工作原理、欧姆龙系列PLc的结构与内部器件、欧姆龙系列PLC的指令系统、CPM1A系列PLC的指令系统、PLC应用技术、PLC系统的设计、欧姆龙系列PLC工业控制应用实例、欧姆龙编程器及其使用、欧姆龙PLC的安装与系统接线。《欧姆龙系列PLC入门与应用实例》是作者多年实践和教学的总结，语言通俗易懂，结构清晰、简洁，并配以丰富的图例与表例，使读者学习起来轻松便捷，且能应用于实践，有较强的实用性。

• 版次：1

• 商品编码：12835379

• 品牌：化学工业出版社

• 包装：平装

• 用纸：胶版纸

• 正文语种：中文

内容简介

本书讲述欧姆龙CJ2M系列PLC编程技术，包括欧姆龙PLC硬件系统、指令系统、配套软件和触摸屏的应用。在不同类型单元的应用中简单介绍了与欧姆龙PLC配合应用的外围元器件、传感器、仪表和电气设备，从工业控制系统的角度说明欧姆龙PLC和外围电路的配合应用，重点讲解了欧姆龙PLC通信技术，包括串口RS-485通信、以太网通信和物联网远程监控技术。

本书的读者对象为工业自动化领域的工程技术人员，以及企业中从事维护工作的电气、仪表和机电一体化等专业的技术人员。

目录

第1章 欧姆龙CJ系列PLC硬件系统 / 001

1.1 欧姆龙PLC控制系统组成 / 001

1.1.1 基本系统 / 001

1.1.2 扩展系统 / 002

1.2 欧姆龙PLC机架构成单元 / 003

1.2.1 CJ2M CPU单元 / 003

1.2.2 串行通信选件板 / 005

1.2.3 电源单元 / 006

1.2.4 基本I/O单元 / 006

1.2.5 高功能单元 / 012

1.2.6 I/O控制单元和I/O接口单元 / 017

1.3 欧姆龙NS系列触摸屏 / 019

1.3.1 功能与参数 / 019

1.3.2 系统参数设置 / 021

1.3.3 与主机通信 / 022

第2章 欧姆龙PLC指令系统 / 023

2.1 欧姆龙PLC编程基础 / 023

2.1.1 数据类型 / 023

2.1.2 存储器区 / 024

2.1.3 存储器区寻址 / 025

2.2 欧姆龙PLC常用指令 / 026

2.2.1 位逻辑指令 / 026

2.2.2 定时器和计数器指令 / 028

2.2.3 比较指令 / 030

2.2.4 数据传送指令 / 031

2.2.5 递增、递减指令 / 031

2.2.6 顺序控制指令 / 032

2.2.7 四则运算指令 / 033

2.2.8 浮点数运算指令 / 034

2.2.9 数据控制指令 / 036

2.2.10 子程序指令 / 037

2.2.11 串行通信指令 / 039

2.2.12 网络通信指令 / 041

第3章 欧姆龙CX-One软件包 / 044

3.1 欧姆龙PLC编程软件CX-Programmer / 044

3.1.1 初始界面 / 044

3.1.2 新建工程 / 046

3.1.3 多任务 / 056

3.1.4 功能块 / 058

3.2 欧姆龙触摸屏编程软件CX-Designer / 060

3.2.1 新建项目 / 060

3.2.2 通信设置 / 061

3.2.3 通用设置 / 062

3.2.4 屏幕界面编辑 / 064

3.2.5 程序传输 / 071

3.3 欧姆龙串口通信协议宏软件CX-Protocol / 071

3.3.1 协议宏概念 / 071

3.3.2 软件界面 / 072

3.3.3 协议宏应用 / 073

第4章 欧姆龙PLC基本I/O单元应用 / 080

4.1 输入单元及其常用外围元器件 / 080

4.1.1 控制按钮与控制开关 / 080

4.1.2 限位开关与接近开关 / 081

4.1.3 物位开关 / 082

4.1.4 其他检测开关 / 082

4.1.5 输入单元接线方式 / 083

4.2 输出单元及其常用外围元器件 / 084

4.2.1 继电器和接触器 / 084

4.2.2 电磁阀和电动阀 / 085

4.2.3 输出单元接线方式 / 087

4.3 欧姆龙PLC基本I/O单元应用示例 / 087

4.3.1 控制要求 / 087

4.3.2 电路设计 / 088

4.3.3 逻辑分析 / 089

4.3.4 程序设计 / 091

4.3.5 程序调试 / 093

第5章 欧姆龙PLC模拟量单元应用 / 094

5.1 常用仪表 / 094

5.1.1 温度变送器 / 094

5.1.2 压力变送器 / 095

5.1.3 液位计 / 095

5.1.4 流量计 / 096

5.1.5 电子秤 / 097

5.2 常用调节设备 / 098

5.2.1 调节阀 / 098

5.2.2 变频器调速 / 099

5.2.3 液压泵调速 / 101

5.3 欧姆龙PLC模拟量单元应用示例 / 102

5.3.1 控制要求 / 102

5.3.2 电路设计 / 103

5.3.3 功能与逻辑分析 / 107

5.3.4 PLC程序设计 / 109

5.3.5 触摸屏程序设计 / 116

第6章 欧姆龙PLC串行通信单元应用 / 120

6.1 MODBUS通信协议 / 120

6.1.1 简介 / 120

6.1.2 接线方式 / 121

6.1.3 报文格式 / 122

6.2 支持MODBUS协议外围设备 / 124

6.2.1 调节阀 / 124

6.2.2 流量计 / 126

6.2.3 伺服装置 / 128

6.2.4 多功能电度表 / 134

6.2.5 低压电动机保护控制器 / 136

6.2.6 RS-485接口I/O模块 / 139

6.2.7 温度变送器 / 141

6.2.8 压力变送器 / 141

6.3 欧姆龙PLC与变频器通信 / 142

6.3.1 英威腾CHE100 / 142

6.3.2 ABB ACS510 / 144

6.3.3 西门子 MM440 / 146

6.4 欧姆龙PLC串行通信单元应用示例 / 150

6.4.1 控制要求 / 150

6.4.2 电路设计 / 150

6.4.3 PLC程序设计 / 151

6.4.4 触摸屏程序设计 / 156

第7章 欧姆龙PLC与上位机串口通信 / 157

7.1 上位机通过串口监控欧姆龙PLC示例 / 157

7.1.1 串行通信选件板HOSTLINK协议 / 157

7.1.2 串行通信单元MODBUS协议 / 164

7.2 物联网远程监控欧姆龙PLC示例 / 168

7.2.1 物联网平台 / 168

7.2.2 有人物联GPRS数传终端USR-G770 / 171

7.2.3 上位机VB.NET程序 / 173

7.2.4 手机App程序 / 177

7.2.5 有人云“云组态” / 183

第8章 欧姆龙PLC网络通信单元应用 / 188

8.1 欧姆龙FINS/UDP通信 / 188

8.1.1 PLC之间FINS/UDP报文解析 / 188

8.1.2 上位机FINS/UDP通信测试 / 192

8.2 欧姆龙FINS/TCP通信 / 193

8.2.1 FINS/TCP报文格式 / 193

8.2.2 上位机通过网络接口监控PLC示例 / 197

第9章 欧姆龙PLC综合应用实例 / 202

9.1 控制方案 / 202

9.1.1 控制要求 / 202

9.1.2 控制逻辑 / 204

9.2 控制系统设计 / 205

9.2.1 电气原理图 / 205

9.2.2 硬件组态 / 208

9.3 输料装置PLC程序设计 / 215

9.3.1 设备启停控制 / 215

9.3.2 气动阀顺序动作控制 / 215

9.3.3 模拟量采集与转换 / 217

9.4 基液PLC程序设计 / 218

9.4.1 设备启停控制 / 218

9.4.2 串口通信 / 220

9.4.3 模拟量处理 / 222

9.4.4 网络通信 / 224

9.4.5 变频器频率控制 / 225

9.5 液添PLC程序设计 / 225

9.5.1 设备启停控制 / 225

9.5.2 串口通信 / 226

9.5.3 变频器速度控制 / 229

9.6 触摸屏程序设计 / 231

9.6.1 控制界面 / 231

9.6.2 报警界面 / 233

参考文献 / 234 2100433B

本书既可供PLC工程技术人员阅读，也可供高校教师和学生参考。通过实例伞面讲解两门子S7－200/S7－1200/S7－300 PLC的高级应用。内容包括梯形图的编程方法、PLC在过程控制中应用、PLC在运动控制中的应用、PLC的通信及其通信模块的应用、PLC在变频器调速系统中的应用、S7－200/S7－1200/S7－300 PLC的程序下载方法、PLC软件仿真和PLC故障诊断。

书中实例都用工程实际的开发过程详细介绍，便于读者模仿学习。每个实例都有详细的软件、硬件配置清单，并配有接线图和程序。本书所附配套资源中有重点实例源程序和操作过程视频文件。