哈工大PLC技术培训讲义课件

PlantAutomationTechnology王宏2022/12/12PlantAutomationTechnology王宏1.可编程控制器Unity单机型分散型集中型ZelioLogicTwido

机床设备离散控制批量处理过程控制PremiumQuantumMicroM340M238M258LMC058M2181.可编程控制器Unity单机型分散型集中型ZelioL可编程控制器-背板式结构类型展示M340-1100mm

93mm

32mm

4-6-8–12插槽机架所有扩展模块均可热插拔BMXXBP0*00加强涂层型选择-40到70度宽温范围可编程控制器-背板式结构类型展示M340-1100mm9可编程控制器-背板式结构类型展示M340-2动力强劲——海量存储空间！超大内存!4Mb,最大70Kinst256K数据8M用于应用程序备份包含SD存储卡可使用任何IEC语言可采用范型编程增加重要注释数据记录处方维护指南16M以上空间用于文件!标准文件系统易于通过FTP传输到PCFTP可编程控制器-背板式结构类型展示M340-2动力强劲——海量可编程控制器-背板式结构类型展示M340-3基于M340的整体解决方案HMI远程I/O运动控制其他产品……CANopenMFBsCANopen,ModbusCANopen,Modbus,EthernetEthernetModbusUSB可编程控制器-背板式结构类型展示M340-3基于M340的整可编程控制器-一体式结构类型展示M218M218本体TM2模块转接附件TM2扩展模块M218扩展模块可自由扩展的模块40点本体扩展最多7个模块24点本体扩展最多4个模块可扩展新软连接模块或TM2模块可编程控制器-一体式结构类型展示M218M218本体TM2可编程控制器-一体式结构类型展示M258-1USBA用于上传/下载应用程序和固件内置CANopen主站1RJ45串口&1RJ45Ethernet端口USBB编程口LED状态指示灯IO包括10快速输入&4快速输出,可插拔端子块24VDC电源模块用于给CPU和IO供电TM5扩展模块,本地或者远程IO++紧凑IO单片IO高性能:

双核CPU,64MbRAM,128Mbflash

存储2PCI插槽,用于扩展可选的通讯模块(ProfibusDP,SL)IO总线12Mb/s可编程控制器-一体式结构类型展示M258-1USBA用于可编程控制器-一体式结构类型展示M258-2扩展电缆发送器接受器CPDMPDMPDM123456最大模块数: 250块最大距离(两个站点间): 100米最小循环时间: 100µs12Mbits/s超快运算速度：22ns/布尔指令超大容量内存：64MRAM超大存储空间：128MFlash可编程控制器-一体式结构类型展示M258-2扩展电缆发送器接可编程控制器-应用设计1-水处理介绍可编程控制器-应用设计1-水处理介绍可编程控制器-应用设计1-水处理方案140CPU31110UNITY

透明就绪可编程控制器-应用设计1-水处理方案140CPU31110以太网应用方法-模块的以太网服务服务ModbusTCP信息BootP/DHCP客户端DHCP服务器FDR服务器SNMPGlobaldataI/Oscanning经由FTP装载软件(firmware)内置http服务器网页诊断用户自定义网页NOE模块YesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes(*)处理器YesYesYesNoYesNoNoYesYesYesNoBMXP342020/2030BMXNOE0100以太网应用方法-模块的以太网服务服务NOE模块处理器BM以太网应用方法-ModbusTCP信息端口502保留用于ModbusTCP信息Modbus信息能用于EthernetTCP/IP及Internet上的自动控制数据交换，也可以是其他应用数据（文件，网页，e-mail,…）端口502能在客户机模式或服务器模式下通讯在服务器模式下，端口502信息每个PLC周期能够处理8个请求和响应（读位，写字…）在客户机模式，端口502信息信息每个PLC周期能够处理16个请求和响应客户机/服务器Client服务器请求请求响应响应以太网应用方法-ModbusTCP信息端口502保以太网应用方法-BootP/DHCP服务BootP或DHCP服务使设备从地址服务器获取IP地址NOE模块或处理器上的以太网口可以配置为BootP客户端或DHCP服务器DHCP服务器也可以响应BootP请求BootP/DHCP

serverRequestforIP@YourIP@BootP:BootstrapProtocol/DHCP:DynamicHostConfigurationProtocol以太网应用方法-BootP/DHCP服务BootP以太网应用方法-故障设备替换服务FDR服务给予IP地址，给远程设备配置参数DHCP服务器根据工作站已配置的名字（设备名）给予IP地址。FTP/TFTP服务器保存，然后恢复配置参数给工作站NOE模块是FDR服务器DHCPserver

+

FDRserverRequestforparametersDeviceIP@

ConfigurationparametersReplacedfaultydevice以太网应用方法-故障设备替换服务FDR服务给予IP地址以太网应用方法-简单网络管理协议SNMP协议使得网络管理员去监控以太网架构中的所有元件，确保问题发生时快速诊断。服务器，工作站，路由器，交换机…包括管理者和代理的管理系统管理者发送请求给代理，监管整个或部分网络(Get_Request,Get_Next_Request,Set_Request)代理:每一个被监管的设备都有1个或多个名为代理的软件模块，发送设备信息给管理者（硬件信息，配置参数，统计…）网络管理协议使用UDP传输层每一个代理包含1个MIB数据库(管理信息基础)，收集所有交换对象网络管理者能够读或写MIB的信息2个等级MIB:标准MIBII或Schneider专有MIB以太网应用方法-简单网络管理协议SNMP协议使得网络管理员以太网应用方法-全局数据服务数据发布IP多波地址

例：51发布组在站之间自动和实时交换数据数据在相同的发布组交换同步远程应用或共享变量在1个组内可以有64个站数据交换使用标准的生产者/消费者机制来优化执行和维护最小的网络负载以太网应用方法-全局数据服务数据发布IP多波地址

例：2DistributiongroupVariable1Variable2Variable3VariablenPubPubPubSubSubSub以太网应用方法-全局数据特性每一站可以发布1变量(最大1024字节)和订阅1到64变量.一个健康位(状态位)来显示每一个订阅是否有效发布/订阅协议基于UDP/IP

用于数据的发布DistributiongroupVariable1Va通过

ModbusTCP/IP自动读/写I/OSwitchHubI/Odevices以太网应用方法-I/O扫描服务无须编程，对每一个远程设备输入/输出自动周期性的读/写。远程输入值放在读区域远程输出值放在写区域周期扫描独立于PLC的循环，每一个远程设备特定通过

ModbusTCP/IP自动读/写I/OSwitch以太网应用方法-I/O扫描特性当PLC在运行的模式下执行扫描功能对每一个远程设备进行

TCP/IP连接管理

(每一个被扫描的设备是一个连接)在TCP/IP协议子集中使用Modbus读/写请求，来对每一个设备输入/输出进行扫描在应用内存中更新读/写区域刷新每一远程设备的状态位应用预配置fallback值以太网应用方法-I/O扫描特性当PLC在运行的模式下执以太网应用方法配置TCP/IP信息使能模板访问控制能访问模块502端口的远程设备以太网应用方法配置TCP/IP信息使能模板访问控制能访以太网应用方法-配置I/Oscanning使能IOscanning被扫描的设备列表以太网应用方法-配置I/Oscanning使能被扫描以太网应用方法-通过FTP协议文件装载协议允许2个设备间文件交换FTP基于客户端/服务器原理客户端服务器请求文件以太网应用方法-通过FTP协议文件装载协议允许2个设备间文可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)介绍工艺顺序为：理胚－>上胚－>加热－>送胚前进－>电动合模－>吹瓶－>送胚返回可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)介绍工艺顺序为：可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)方案可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)方案可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)介绍高速连续织带染色机具上色、固色、漂洗、烘干为一体的新型染色机，主要适用于背包带、吊装带、拉力带及花边带的染色、漂洗及烘干,织带染色后要求色泽均匀.可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)介绍高速可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)方案可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)方案CANopen应用方法-架构总览CANopen总线用于连接到总线设备间的数据交换。

隐性交换(通过%QW,%IW)显性交换(通过write/readvar)CANopen总线端口集成在一些处理器上。BMXP342010/2030处理器物理接口为9针SubDCANopenCANopen应用方法-架构总览CANopen总线用于CANopen应用方法-集成端口特性

波特率

设备

总线长度

服务

速度/长度(速度与总线长度有关)Charactermode

20,50,125,250,500,1000Kbd(根据长度)

63设备（最大）

0到2500米

NMT,PDO,SDO,SYNC,EMCY1Mbits20m500Kbits100m250Kbits250m125Kbits500m50Kbits1000m20Kbits2500mCANopen应用方法-集成端口特性

波特率

设备CharCANopen应用方法-

OSI模型 CANopen定义应用层不用

控制器局域网络(CAN)协议定义出OSI数据链路层和物理层模型7:ApplicationLayer6:PresentationLayer5:SessionLayer4:TransportLayer3:NetworkLayer2:Datalink

Layer1:Physical

LayerOSI模型CANopen应用方法-OSI模型 CANopen定义应@127@2@3@4@5@6@7@5@2CANopen应用方法-通讯协议原理CAN是基于广播通讯机制@127@2@3@4@5@6@7@5@2CA@127@2@3@4@5@6@7优先级:

识别码最小的二进制数有最高的优先级@5@3@5@3优先级,根据COBID给定的(@+index),最小的COBID有最高的优先级CANopen应用方法-通讯协议原理@127@2@3@4@5@6@7优先级:

识@1@2@3@4@5@6@7@5@3@5@3优先级:

识别码最小的二进制数有最高的优先级CANopen应用方法-通讯协议原理优先级,根据COBID给定的(@+index),最小的COBID有最高的优先级@1@2@3@4@5@6@7@5@3@5@CANopen应用方法-PDO(ProcessDataObjects过程数据对象)PDOs是在一个生产者和一个或多个消费者之间进行的隐性交换(对于这个交换，M340使用%QW和%IW对象)PDOs(ProcessDataObjects)映像到一个最大8字节的CAN帧中。PDOProducerPDOConsumer最大8字节/PDOPDOConsumerPDOConsumerCANopen应用方法-PDO(ProcessDataCANopen应用方法-SDO(ServiceDataObject服务数据对象)SDOs是显性交换，使用READ_VAR和WRITE_VAR命令SDO(ServiceDataObject)读或写预定义的对象（EDS文件）SDO传输协议允许传输任何大小的对象ClientServer请求回答orCANopen应用方法-SDO(ServiceDatCANopen应用方法-处理器集成端口的接线Subd9在处理器上集成了一个SUBD-9针连接口针脚信号12CAN-L3CAN-GND456GND7CAN-H89CANopen应用方法-处理器集成端口的接线Subd9在处理总线参数： 根据总线物理长度或设备特性设定总线速度 设定同步消息的周期3在处理器的状态内存区域中分配PDO数据通讯映像区，输入/输出，%MW字或%M位。2将PDO通讯与任务类型绑定4步骤

1:主站配置总线参数：3在处理器的状态内存区域中分配PDO数据通讯映像区传输特性的配置。双击PDO行中的传输类型或抑制时间列，进行传输方式的选择： 同步或异步BileftBileft步骤

2:从站节点的‘高级’配置6传输特性的配置。双击PDO行中的传输类型或抑制时间列Bi可编程控制器-应用设计4-能源(定日镜)介绍定日镜:将太阳光线集中反射到固定方向的光学装置，可作赤,纬方向的移动。可编程控制器-应用设计4-能源(定日镜)介绍定日镜:将太阳光可编程控制器-应用设计3-吹瓶机方案可编程控制器-应用设计3-吹瓶机方案变量共享通讯方法-SoMachineNetwork-应用USB编程下载电缆TCSXCNAMUM3PUSB编程下载电缆XBTZG935通讯连接电缆XBTZ9780SoMachineNetwork变量共享通讯方法-SoMachineNetwork-应用U变量共享通讯方法-

PLC中添加符号配置表1右击Application,添加对象2选择符号配置表34变量共享通讯方法-PLC中添加符号配置表1右击Applic变量共享通讯方法-符号配置表中共享PLC变量给HMI更新符号配置表中的共享变量，使之与PLC中变量变化同步变量共享通讯方法-符号配置表中共享PLC变量给HMI更新符号变量共享通讯方法-配置VejioDesignerI/O管理器1234注意:必须保证该配置参数与M238内置串口的通讯参数保持一致！变量共享通讯方法-配置VejioDesignerI/O管变量共享通讯方法-配置I/O管理器PLC设备地址检索出的M238地址将M238地址写入123变量共享通讯方法-配置I/O管理器PLC设备地址检索出的M2变量共享通讯方法-导入SoMachine变量右键点击1234变量共享通讯方法-导入SoMachine变量右键1234可编程控制器-应用设计5-新能源(多线切割)介绍多线锯切方机是多线切割的一种，它通过金属丝的高速往复运动，把硅锭切成方形的四方块，供后续工序应用。是太阳能行业重要的、不可缺少的、理想的工作母机可编程控制器-应用设计5-新能源(多线切割)介绍多线锯切方机可编程控制器-应用设计5-新能源(多线切割)方案可编程控制器-应用设计5-新能源(多线切割)方案Modbus编程应用方法－Modbus库功能块串行通讯库Modbus编程应用方法－Modbus库功能块串行通讯库Modbus编程应用方法－WRITE_READ_VAR：读取和写入Modbus设备上的内部寄存器

Modbus编程应用方法－WRITE_READ_VAR：读取PlantAutomationTechnology王宏2022/12/12PlantAutomationTechnology王宏1.可编程控制器Unity单机型分散型集中型ZelioLogicTwido

机床设备离散控制批量处理过程控制PremiumQuantumMicroM340M238M258LMC058M2181.可编程控制器Unity单机型分散型集中型ZelioL可编程控制器-背板式结构类型展示M340-1100mm

93mm

32mm

4-6-8–12插槽机架所有扩展模块均可热插拔BMXXBP0*00加强涂层型选择-40到70度宽温范围可编程控制器-背板式结构类型展示M340-1100mm9可编程控制器-背板式结构类型展示M340-2动力强劲——海量存储空间！超大内存!4Mb,最大70Kinst256K数据8M用于应用程序备份包含SD存储卡可使用任何IEC语言可采用范型编程增加重要注释数据记录处方维护指南16M以上空间用于文件!标准文件系统易于通过FTP传输到PCFTP可编程控制器-背板式结构类型展示M340-2动力强劲——海量可编程控制器-背板式结构类型展示M340-3基于M340的整体解决方案HMI远程I/O运动控制其他产品……CANopenMFBsCANopen,ModbusCANopen,Modbus,EthernetEthernetModbusUSB可编程控制器-背板式结构类型展示M340-3基于M340的整可编程控制器-一体式结构类型展示M218M218本体TM2模块转接附件TM2扩展模块M218扩展模块可自由扩展的模块40点本体扩展最多7个模块24点本体扩展最多4个模块可扩展新软连接模块或TM2模块可编程控制器-一体式结构类型展示M218M218本体TM2可编程控制器-一体式结构类型展示M258-1USBA用于上传/下载应用程序和固件内置CANopen主站1RJ45串口&1RJ45Ethernet端口USBB编程口LED状态指示灯IO包括10快速输入&4快速输出,可插拔端子块24VDC电源模块用于给CPU和IO供电TM5扩展模块,本地或者远程IO++紧凑IO单片IO高性能:

双核CPU,64MbRAM,128Mbflash

存储2PCI插槽,用于扩展可选的通讯模块(ProfibusDP,SL)IO总线12Mb/s可编程控制器-一体式结构类型展示M258-1USBA用于可编程控制器-一体式结构类型展示M258-2扩展电缆发送器接受器CPDMPDMPDM123456最大模块数: 250块最大距离(两个站点间): 100米最小循环时间: 100µs12Mbits/s超快运算速度：22ns/布尔指令超大容量内存：64MRAM超大存储空间：128MFlash可编程控制器-一体式结构类型展示M258-2扩展电缆发送器接可编程控制器-应用设计1-水处理介绍可编程控制器-应用设计1-水处理介绍可编程控制器-应用设计1-水处理方案140CPU31110UNITY

透明就绪可编程控制器-应用设计1-水处理方案140CPU31110以太网应用方法-模块的以太网服务服务ModbusTCP信息BootP/DHCP客户端DHCP服务器FDR服务器SNMPGlobaldataI/Oscanning经由FTP装载软件(firmware)内置http服务器网页诊断用户自定义网页NOE模块YesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes(*)处理器YesYesYesNoYesNoNoYesYesYesNoBMXP342020/2030BMXNOE0100以太网应用方法-模块的以太网服务服务NOE模块处理器BM以太网应用方法-ModbusTCP信息端口502保留用于ModbusTCP信息Modbus信息能用于EthernetTCP/IP及Internet上的自动控制数据交换，也可以是其他应用数据（文件，网页，e-mail,…）端口502能在客户机模式或服务器模式下通讯在服务器模式下，端口502信息每个PLC周期能够处理8个请求和响应（读位，写字…）在客户机模式，端口502信息信息每个PLC周期能够处理16个请求和响应客户机/服务器Client服务器请求请求响应响应以太网应用方法-ModbusTCP信息端口502保以太网应用方法-BootP/DHCP服务BootP或DHCP服务使设备从地址服务器获取IP地址NOE模块或处理器上的以太网口可以配置为BootP客户端或DHCP服务器DHCP服务器也可以响应BootP请求BootP/DHCP

serverRequestforIP@YourIP@BootP:BootstrapProtocol/DHCP:DynamicHostConfigurationProtocol以太网应用方法-BootP/DHCP服务BootP以太网应用方法-故障设备替换服务FDR服务给予IP地址，给远程设备配置参数DHCP服务器根据工作站已配置的名字（设备名）给予IP地址。FTP/TFTP服务器保存，然后恢复配置参数给工作站NOE模块是FDR服务器DHCPserver

+

FDRserverRequestforparametersDeviceIP@

ConfigurationparametersReplacedfaultydevice以太网应用方法-故障设备替换服务FDR服务给予IP地址以太网应用方法-简单网络管理协议SNMP协议使得网络管理员去监控以太网架构中的所有元件，确保问题发生时快速诊断。服务器，工作站，路由器，交换机…包括管理者和代理的管理系统管理者发送请求给代理，监管整个或部分网络(Get_Request,Get_Next_Request,Set_Request)代理:每一个被监管的设备都有1个或多个名为代理的软件模块，发送设备信息给管理者（硬件信息，配置参数，统计…）网络管理协议使用UDP传输层每一个代理包含1个MIB数据库(管理信息基础)，收集所有交换对象网络管理者能够读或写MIB的信息2个等级MIB:标准MIBII或Schneider专有MIB以太网应用方法-简单网络管理协议SNMP协议使得网络管理员以太网应用方法-全局数据服务数据发布IP多波地址

例：51发布组在站之间自动和实时交换数据数据在相同的发布组交换同步远程应用或共享变量在1个组内可以有64个站数据交换使用标准的生产者/消费者机制来优化执行和维护最小的网络负载以太网应用方法-全局数据服务数据发布IP多波地址

例：2DistributiongroupVariable1Variable2Variable3VariablenPubPubPubSubSubSub以太网应用方法-全局数据特性每一站可以发布1变量(最大1024字节)和订阅1到64变量.一个健康位(状态位)来显示每一个订阅是否有效发布/订阅协议基于UDP/IP

用于数据的发布DistributiongroupVariable1Va通过

ModbusTCP/IP自动读/写I/OSwitchHubI/Odevices以太网应用方法-I/O扫描服务无须编程，对每一个远程设备输入/输出自动周期性的读/写。远程输入值放在读区域远程输出值放在写区域周期扫描独立于PLC的循环，每一个远程设备特定通过

ModbusTCP/IP自动读/写I/OSwitch以太网应用方法-I/O扫描特性当PLC在运行的模式下执行扫描功能对每一个远程设备进行

TCP/IP连接管理

(每一个被扫描的设备是一个连接)在TCP/IP协议子集中使用Modbus读/写请求，来对每一个设备输入/输出进行扫描在应用内存中更新读/写区域刷新每一远程设备的状态位应用预配置fallback值以太网应用方法-I/O扫描特性当PLC在运行的模式下执以太网应用方法配置TCP/IP信息使能模板访问控制能访问模块502端口的远程设备以太网应用方法配置TCP/IP信息使能模板访问控制能访以太网应用方法-配置I/Oscanning使能IOscanning被扫描的设备列表以太网应用方法-配置I/Oscanning使能被扫描以太网应用方法-通过FTP协议文件装载协议允许2个设备间文件交换FTP基于客户端/服务器原理客户端服务器请求文件以太网应用方法-通过FTP协议文件装载协议允许2个设备间文可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)介绍工艺顺序为：理胚－>上胚－>加热－>送胚前进－>电动合模－>吹瓶－>送胚返回可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)介绍工艺顺序为：可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)方案可编程控制器-应用设计2-包装行业(吹瓶机)方案可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)介绍高速连续织带染色机具上色、固色、漂洗、烘干为一体的新型染色机，主要适用于背包带、吊装带、拉力带及花边带的染色、漂洗及烘干,织带染色后要求色泽均匀.可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)介绍高速可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)方案可编程控制器-应用设计3-纺织行业(高温织带染色机)方案CANopen应用方法-架构总览CANopen总线用于连接到总线设备间的数据交换。

隐性交换(通过%QW,%IW)显性交换(通过write/readvar)CANopen总线端口集成在一些处理器上。BMXP342010/2030处理器物理接口为9针SubDCANopenCANopen应用方法-架构总览CANopen总线用于CANopen应用方法-集成端口特性

波特率

设备

总线长度

服务

速度/长度(速度与总线长度有关)Charactermode

20,50,125,250,500,1000Kbd(根据长度)

63设备（最大）

0到2500米

NMT,PDO,SDO,SYNC,EMCY1Mbits20m500Kbits100m250Kbits250m125Kbits500m50Kbits1000m20Kbits2500mCANopen应用方法-集成端口特性

波特率

设备CharCANopen应用方法-

OSI模型 CANopen定义应用层不用

控制器局域网络(CAN)协议定义出OSI数据链路层和物理层模型7:ApplicationLayer6:PresentationLayer5:SessionLayer4:TransportLayer3:NetworkLayer2:Datalink

Layer1:Physical

LayerOSI模型CANopen应用方法-OSI模型 CANopen定义应@127@2@3@4@5@6@7@5@2CANopen应用方法-通讯协议原理CAN是基于广播通讯机制@127@2@3@4@5@6@7@5@2CA@127@2@3@4@5@6@7优先级:

识别码最小的二进制数有最高的优先级@5@3@5@3优先级,根据COBID给定的(@+index),最小的COBID有最高的优先级CANopen应用方法-通讯协议原理@127@2@3@4@5@6@7优先级:

识@1@2@3@4@5@6@7@5@3@5@3优先级:

识别码最小的二进制数有最高的优先级CANopen应用方法-通讯协议原理优先级,根据COBID给定的(@+index),最小的COBID有最高的优先级@1@2@3@4@5@6@7@5@3@5@CANopen应用方法-PDO(ProcessDataObjects过程数据对象)PDOs是在一个生产者和一个或多个消费者之间进行的隐性交换(对于这个交换，M340使用%QW和%IW对象)PDOs(ProcessDataObjects)映像到一个最大8字节的CAN帧中。PDOProducerPDOConsumer最大8字节/PDOPDOConsumerPDOConsumerCANopen应用方法-PDO(ProcessDataCANopen应用方法-SDO(ServiceDataObject服务数据对象)SDOs是显性交换，使用READ_VAR和WRITE_VAR命令SDO(ServiceDataObject)读