南京理工大学
集散测控系统课程论文
作者： 林波 学号： 111010179 学院（系）： 机械工程学院 专业： 测试技术与仪器 题目： 欧姆龙系列PLC概述
指导老师： 狄长安 评阅老师： 狄长安
时 间： 2012年 6月
目录
欧姆龙系列PLC概述 ................................................. 2
1.引言...................................................................................................................... 2 2.典型PLC简介 .................................................................................................... 4
2.1 C200Hα系列可编程控制器 .................................................................. 4 2.2 CV系列可编程序控制器 .................................................................. 10 2.3 CPM2A系列可编程序控制器 ............................................................ 12 2.4 CQM1H系列可编程序控制器.......................................................... 14 2.5 CS1系列可编程序控制器 ............................................................... 23 3. 欧姆龙PLC控制系统设计 ............................................................................ 27
3.1 PLC控制系统设计和调试的一般步骤： .......................................... 27 3.2 PLC系统设计的基本原则 ..................................................................... 28 3.3 PLC选型原则 ......................................................................................... 29 3.4 实例：污水处理厂DCS自动监控系统 ............................................... 31 4.结语.................................................................................................................... 34 参考文献：........................................................................................................... 35
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欧姆龙系列PLC概述
摘要：日本OMRON公司是世界上生产可编程序控制器（PLC）的著名厂家之一，
OMRON的大、中、小、微型机各具特色各有所长，在中国市场上的占有率位居前列，在国内用户中享有较高声誉。本文主要对欧姆龙系列的一些PLC的发展过程、结构特点进行简单介绍，另外还对PLC系统设计流程就行介绍并举例说明。
Abstract：The Japanese company OMRON is one of the most famous
manufacturers in the world producing programmable controller (PLC) , OMRON’s large, medium and small, miniature PLC each has its characteristic and strong point , and share among the top in the Chinese market, enjoy high reputation in domestic users. This paper briefly introduces development process, structure characteristics of OMRON’s PLC .In addition; it introduces the design process of PLC system and gives an example.
1.引言
为了解决继电气控制系统中存在的许多问题，于是PLC逐步在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。欧姆龙公司作为世界最大PLC生产厂商之一，它的PLC产品在市场享有较高的声誉。
OMRON公司从80年代至今，产品多次更新换代，80年代初期，OMRON的大、中、小型机分别为C系列的C2000、C1000、C500、C120、C20等。这些型号的PC指令少，而且指令执行时间长，内存也小，内部器件有限，PC体积大。例如，C20仅20条指令，基本指令执行时间为4us~80us。上述产品目前已基本被淘汰。
随后小型机换代出现P型机，替代了C20机。P型机I/O点数最多可达148点。指令增加到37条，指令执行的速度加快了，基本指令执行时间为4us，体积也明显缩小。P型机有较高的性能价格比，且易于掌握和使用，因而具有较强的竞争力，在当时的小型机市场上独占鳌头。
80年代后期，OMRON开发出H型机，大、中、小型对应由C2000H/C1000H、C200H、C60H/C40H/C28H/C20H。大、中型机为模块式结构，小型机为整体式结构。H型机的指令增加较多，有100多种，特别出现了指令的微分执行，一条指令可顶多条指令使用，为编程提供了方便。H型机指令的执行速度又加快了，大型H机基本指令执行时间才0.4us，而C200H机也只有0.7us。H型机的通信功能增强了，甚至小型H机也配有RS232C口，与计算机可以直接通信。大型机C2000H的CPU可进行热备配置，其一般的I/O单元还可在线插拔。中型机C200H的特殊功能模块很丰富，结构合理，功能齐全，为当时中型机中较优秀的机型，获得了非常广泛的应用。C200H曾用于太空实验站，开创业界先例。
另外，OMRON还开发出微型机SP20/SP16/SP10。这类机型点数少，最少
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10点，但可自身联网（PLC Link），最多可达80点。它的体积很小，功能单一，价格较低，特别适合于安装空间小、点数要求不多的继电控制场合。
90年代初期，OMRON推出无底板模块式结构的小型机CQM1。CQM1控制I/O点数最多可达256点。CQM1的指令已超过100种，它的速度较快，基本指令执行时间为0.5us，比中型机C200H还要快。CQM1的DM区增加很多，虽为小型机，但DM区可达6K，比中型机C200H的2K大很多。CQM1共有7种CPU单元，每种CPU单元都带有16个输入点（称为内置输入点），有输入中断功能，都可接增量式旋转编码器进行高速计数，计数频率单相5kHz、两相2.5kHz。CQM1还有高速脉冲输出功能，标准脉冲输出可达1kHz。此外，CPU42带有模拟量设定功能，CPU43有高速脉冲I/O端口，CPU44有绝对式旋转编码器端口，CPU45由A/D、D/A端口。CQM1虽然是小型机，但采用模块式结构，像中型机一样，也由A/D、D/A、温控等特殊功能单元和各种通信单元。CQM1的CPU单元除CPU11外都自带RS232C通信口。
在CQM1推出之前，OMRON推出大型机CV系列，其性能比C系列大型H机有显著的提高，它极大地提高了OMRON在大型机方面的竞争实力。1998年底，OMRON推出了CVM1D双极热备系统，它具有双CPU单元和双电源单元，不仅CPU可热备，而且电源也可热备。CVM1D继承了CV系列的各种功能，可以使用CV的I/O单元、特殊功能单元和通信单元。CVM1D的I/O单元可在线插拔.明显加快，特别是后5年，OMRON在中型机和小型机上又有不少技术更新。
中型机从C200H发展到C200HS。C200HS于1996年进入中国市场，到了1997年全新的中型机C200Hα又来了。它的性能比C200HS又有显著提高。除基本性能比C200HS提高外，α机突出特点是它的通信组网能力强。例如，CPU单元除自带的RS232C口外，还可插上通信板，板上配有RS232C、RS422/RS485口，α机使用协议宏功能指令，通过上述各种串行通信口与外围设备进行数据通信。α机可加入OMRON的高层信息网Ethernet网，还可加入中层控制网Controller Link网，而C200H、C200HS不可以。
1999年OMRON在中国市场上又推出比α机功能更加完美的CS1系列机型，虽然CS1兼容了α机的功能，但不能简单地看作是α机改进，而是一次质的飞跃，它的性能突飞猛进。CS1代表了当今PLC发展的最新动向。
OMRON在小型机方面也取得了长足的进步。1997年，OMRON在推出α机的同时，就推出P型机的升级产品，即小型机CPM1A。与P型机相比，CPM1A体积很小，只及同样I/O点数P型机的1/2，但是它的性能改进很大，例如，它的指令有93种、153条，基本指令执行时间为0.72us，程序容量达2048字，单相高速计数达5kHz（P型机为2kHz）、两相为2.5kHz（P型机无此功能），有脉冲输出、中断、模拟量设定、子程序调用、宏指令功能等。通信功能也增强了，可实现PLC与PLC链接、PLC与上位机通信、PLC与PT链接。
CPM2AE时OMRON公司专为中国市场开发的，该机型仅有60点继电器输出的CPU单元，使CPM2A-60CDR-A的简化机型。CPM2AE删除CPM2A的一些功能以减少成本，降低售价。被删除的功能主要有：后备电池（可选）、RS232端口、CTBL指令（寄存器比较指令）等。其它功能则与CPM2A完全相同。
CQM1H是小型机CQM1的升级换代产品。CQM1是OMRON PLC家族中的一朵奇葩，它有漂亮的外表，拥有齐全的功能。而CQM1H在延续原先CQM1所有优点的基础上，提升并充实了CQM1的多种功能。CQM1H对CQM1有很
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好的兼容性，对原先使用CQM1的老用户来说，升级换代十分方便。CQM1H的推出更加巩固OMRON在中小型PLC领域无与伦比的优势。CQM1H在三大性能方面作了重大的提升和充实：I/O控制点数、程序容量和数据容量均比CQM1的翻一番；提供多种先进的内装板，能胜任更加复杂和柔性的控制任务；CQM1H可以加入Controller Link网，还支持协议宏通信功能。
可以看出，最近几年OMRON PLC技术的发展日新月异，升级换代呈明显加速趋势，这是计算机技术飞速发展和市场激烈竞争的必然结果限于篇幅，本文选择OMRON当今的主流机型C200Hα、CV系列和新推出CPM2A、CQM1H和CS1系列PLC予以简介。
2.典型PLC简介
2.1 C200Hα系列可编程控制器
C200Hα是C200HX/HG/HE的简称，它是中型机C200H/C200HS的后续机型。α机的模块有电源单元、CPU单元、基本I/O单元、特殊功能单元和通信单元，所有模块通过其底部的总线插头安装在CPU底板或I/O扩展底板上。
图2.1为C200Hα的一种CPU单元面板图。
图2.1 CPU单元面板图
CPU单元上有内存卡（存储器）的插槽，可插接多种存储器盒。外设端口接外围设备如编程器等。有些α机的CPU单元由RS232C口。在CPU上有一个通信板的插槽，插上通信板后，极大地增强了α机的通信联网功能。CPU上的DIP开关设定PC的工作方式。
α机有存储介质为EPROM（电可编程制度存储器）和EEPROM（电可擦可编程序只读存储器）两种形式的内存卡（存储器盒），如图2.2所示。CPU可以直接读写EEPROM内存卡，CPU改写EEPROM的次数几乎不受限制，
但对于EPROM内存卡，CPU只能读出，不能写入，要将程序写入EPROM，
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