教育部PLC工程师师资培训

1、NJ系列控制器专题全国应用工程师教育部师资培训2014年3月9日NJNJ是什么是什么? ?SYSMAC MACHINE CONTROL集数字、运动、网络控制于一身的一体化工业控制器。NJ系列自动化控制器是PLC，但又不仅仅是PLC。无与伦比的高速性与可靠性并重。自动化控制平台NJNJ主要特点主要特点内置SD卡槽， USB编程口， EtherCAT通信口，Ethernet/IP通信口内置运动控制模块丰富的指令库(792个，不包括ST语言命令)高速性：LD指令，1.9ns（5系），3ns（3系）程序容量大小以MB为单位，总数为20MB（5系）NJ变量大小4MB断电不保存，2MB断电保存（5系）注：

2、程序容量包括执行对象和变量教材教材P4P4、P7P7与与ksks类类比的方式不合理比的方式不合理软件版本在软件版本在V1.06V1.06以上以上NJNJ主要特点主要特点程序容量和变量的多少与硬件及软件版本有关高速性高速性NJ高速性的数据说明（其实无可比性）运动控制1为16轴动作无I/O控制环境运动控制2为32轴及110K步程序环境NJNJ系列的型号系列的型号NJ CPU型号另，另，NJ501-1520、1420、1320为数据库专用型，可通过为数据库专用型，可通过EtherNet/IP连接微软连接微软SQL Server或甲骨文或甲骨文Oracle DatabaseNJNJ系列的型号系列的型号

3、NJ301运动控制轴数与软硬件版本关系*注，可控实轴数仍是：注，可控实轴数仍是：8轴（轴（NJ301-1200），），4轴（轴（NJ301-1100）NJNJ系列的型号系列的型号NJ Robotics CPU型号（储备知识）NJ501-4500、4400、4300的的Robot控制为三角机器人（控制为三角机器人（Delta）NJ501-4310的的Robot控制为独立机器人（控制为独立机器人（SCARA： Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配机器手臂或串联式机器人），选择顺应性装配机器手臂或串联式机器人）NJNJ系列的结构系列的结构NJ

4、外形，各部件位置和名称（5系和3系外形一样）NJNJ系列的结构系列的结构DIP开关SD卡指示灯NJNJ系列的结构系列的结构CPU状态指示灯NJNJ系列的软件系列的软件Sysmac Studio是NJ系列控制器对应的软件（目前最新V1.08 2014.1）实现配置、编程、模拟、监控功能汇集于一体NJNJ系列的本地配置系列的本地配置使用单元模块为CJ系列的单元模块（不是全部可用）最长距离最长距离1212米米最多最多4 4个机架个机架最多最多1010个单元个单元NJNJ系列的本地配置系列的本地配置可用的CJ单元CJ1W-IC101，CJ1W-II101，CS1W-CN3 供电单元型号为NJ-PA30

5、01,NJ-PD3001供电单元上有5VDC输出(6A)，24VDC输出(1A)，总功率不能超过30W其他：CJ系列的PA单元不能在NJ上使用NJ用供电单元NJ用SD卡说明（可擦写10万次）NJ系列的本地配置EtherNet/IP简介EtherNet/IP不仅是控制器与控制器之间的网络，同样可以用于现场网络，另外由于使用标准的以太网技术，所以可以通用许多传统以太网的仪器设备。（现由ODVA掌握及推广 ）NJ系列的网络配置NJ系列EtherNet/IP网络特点 网络变量更新周期时间和任务周期时间同步网络变量更新周期时间和任务周期时间同步 标签中可以设置奇数字节标签中可以设置奇数字节 通过通过Ta

6、g data linkTag data link实现灵活的通讯实现灵活的通讯 支持最多支持最多3232个链接个链接 配置了专用的配置了专用的SocketSocket通讯用功能块通讯用功能块EtherCAT网络简介EtherCAT(Ethernet Control Automation Technology)是基于以太网但比以太网更高速和高效的一种高性能工业网络系统。（现由ETG掌握及推广 ）NJ系列EtherCAT网络特点 支持菊花链和分支链接两种方式支持菊花链和分支链接两种方式 最多支持最多支持192192个从站个从站 从站间线缆长度最大从站间线缆长度最大100100米米 使用专用分支器使用

7、专用分支器NJ系列的网络配置NJNJ系列的网络配置系列的网络配置EtherNet/IP触摸屏EtherNet/IP上位机EtherNet/IP PLCEtherNet/IP视觉传感器EtherCAT伺服EtherCAT 变频器EtherCAT I/O从站EtherCAT视觉传感器EtherCAT光纤传感器EtherCAT激光传感器EtherCAT位移传感器EtherCAT通信耦合器（含安全控制）内置EtherNet/IP和EtherCATNJNJ系列的网络配置系列的网络配置NXNX I/OI/ONXNX安全控制安全控制 I/OI/OEtherCAT通信耦合器配置（含安全控制）EtherCATE

8、therCAT耦合器终端耦合器终端最多连接最多连接6363个个NXNX单元单元单元数量单元数量单元补给电源单元补给电源I/OI/O数量数量I/OI/O补给电源补给电源一个安全一个安全CPUCPU最最多控制多控制32/12832/128个个安全安全I/OI/O单元单元(256/1024(256/1024点点) )NJ系列软件系统IEC61131-3国际标准 目前，要求使用IEC61131-3标准的要求比以往增加许多，在亚洲，也已经收到来自欧洲企业的影响。(现由PLC Open开发及推广 )推广IEC61131-3的好处可读性可重复利用性多种编程语言(对于NJ:梯形图、ST)可移植性（对于不同厂家

9、而言）要注意程度BL、CL、RL可对应学校的标准化教育NJ系列软件系统程序组织单元（P Program O Organizatin U Unit）建立一个用户程序的最基本单位。按功能分为功能(Funtion)、功能块(FB)、程序(Program)NJ系列软件系统POU功能FUNFUN不需要设置名字FUN不占用内存没有数量限制不具备状态记忆一般只要输入相同，就会输出同样的结果。功能块FBFB需要设置名字FB占用内存区有数量限制可对状态进行记忆能够实现即使是相同的输入，也可能产生不同的输出结果。NJ系列软件系统指令有功能指令、功能块指令指令有功能指令、功能块指令任务（Task）将I/O刷新、用户

10、程序执行等一系列过程按执行条件或执行序列编制的对象。有三种类型任务：主周期任务、周期任务、事件任务程序必须分配给任务才可执行，一个任务最多可分配128个程序。NJ系列软件系统事件任务的执行有两种方式：事件任务的执行有两种方式：1.1.指令：指令：ActEventTaskActEventTask2.2.条件：位或数值条件：位或数值NJ系列软件系统任务优先级标签数据链接系统服务任务周期（Task Period）主周期任务的扫描周期是固定的（0.5ms，1ms，2ms，4ms）。周期任务的扫描周期是主周期任务的整倍数。NJ系列软件系统主周期任务时间和各周期任务时间均可独立设置主周期任务时间和各周期任

11、务时间均可独立设置配置（Configuration）配置是控制模型的最上层，是将可编程控制器系统资源组态的过程。NJ系列软件系统资源就是任务的组合资源就是任务的组合NJ的变量分为全局变量(Global variables)和局部变量(Local variables)全局变量是在整个资源中都可以使用的变量，设备变量都是全局变量。局部变量是存在在单一的POU内部。全局变量全局变量程序局部变量程序局部变量FUNFUN局部变量局部变量FBFB局部变量局部变量NJ系列软件系统局部变量大体上分为内部变量和外部变量对于每一个POU,在使用时需要登记变量，登记在其变量表内的即是局部变量；FB和FUN内登记的局

12、部变量会有所不同；不同的程序，功能块，功能的内部变量是不能彼此调用的；为了被所有的程序，功能块，功能调用，此类变量被设置为全局变量；为了将硬件（设备）或者外部的信号可以被采用，此类变量也为全局变量。NJ系列软件系统教材教材P20P20、2121页说明不好页说明不好变量名称数据类型初始值AT指定保持常数网络公开注释NJ系列软件系统变量定义 名称定义注意事项名称定义注意事项最多最多127127个字节个字节不区分字母大小写不区分字母大小写不可以用除不可以用除“_”_”之外的任何符号之外的任何符号不可以数字开头，不可以不可以数字开头，不可以P_P_开头开头不可以用不可以用“_”_”结束结束不可以出现连

13、续不可以出现连续“_”_”数据类型基本数据类型布尔型位字符串文本字符串型整数无符号整数实数型持续时间型日期型时刻型1.日期时刻型NJ系列软件系统POUPOU实例名型实例名型导出数据类型导出数据类型( (衍生衍生) )结构体结构体联合体联合体枚举体枚举体数组数组教材教材1 1的的P23P23表格少了数组类型表格少了数组类型教材教材2 2的的P27P27页是有的页是有的数据范围表示：数据范围表示：INT(0.100)INT(0.100)表示数据在表示数据在01000100之间，教材之间，教材2 2的的P31P31页错误。页错误。数组的概念数组可以将同样规格属性的数据组合，然后作为一整个块来处理最常

14、见的运用是在运动控制中对于坐标的设定NJ系列软件系统1 1维数组定义：维数组定义：ARRAY0.7 OF INTARRAY0.7 OF INT教材教材2 2的的P30P30页错误页错误 功能块在梯形图编程环境 功能块在ST编程环境NJ系列软件系统 功能在梯形图编程环境 功能在ST编程环境NJ系列软件系统NJ系列编程操作创建工程流程启动软件及建立新项目NJ系列编程操作CPU机架的构成和设定（1）双击CPU/Expansion Racks （2）插入单元 （3）高功能单元的设定（4）机架的添加NJ系列编程操作控制器的设定默认启动模式（运行或编程）SD卡上电检测系统服务监控时间及动作时指令错误历史记

15、录1.写保护及禁止备份到SD卡NJ系列编程操作I/O MapI/O Map是一种将软件(变量)和硬件(单元)联合起来的机制NJ系列的I/O Map可以手动生成或者自动生成 自动生成的设备变量名称，EtherCAT从站为E开头，CJ单元模块为J开头NJ系列编程操作POU的创建POU中程序，功能，功能块创建NJ系列编程操作编程书写规范不能有空行NJ系列的梯形图允许一个线圈后添加一个线圈NJ系列允许输出线圈，功能，功能块前不添加开关输入NJ系列编程操作快捷键（快捷键（C C：接点，：接点，/ /：取反接点，：取反接点，O O：线：线圈，圈，I I：FUNFUN指令，指令，F F：FBFB指令，指令，

16、R R：添加行）：添加行）NJ系列编程操作内存用量不保持变量不保持变量保持变量保持变量POUPOU实例实例( (行行) )模块文件模块文件( (含自定义含自定义FB)FB)程序的登录任务设置（Task Settings） 程序分配设置（Program Assignment Settings）；将程序分配给对应的任务。NJ系列编程操作建立(Build)的概念（Check很重要）建立的目的 是为了将用户所编辑的程序转换成CPU能够执行的格式；当变更POU，数据类型，全局变量5秒内建立(Build)会自动执行。NJ系列编程操作同步（Synchronization）同步功能是将Sysmac Studi

17、o的数据和NJ系统控制器的数据进行传递及比较的一种功能。NJ系列编程操作教材1的P43页翻译为同期比较NJ系列编程操作模拟（Simulation）变量监视（Watch Controller）监视程序内部变量时，需在变量监视程序内部变量时，需在变量名前加程序名，用名前加程序名，用“. .”隔开。隔开。TOF指令OF指令是当输入信号ON后Q专为TRUE,当输入信号OFF后开始计时，到达PT值后,Q断开输出转为FALSE。 NJ系列编程操作NJ系列编程操作TimerTimer指令指令 定时单位是定时单位是0.1s0.1s，TimerDatTimerDat必须给输入变量必须给输入变量（类型（类型_sTi