PLC初学者学习步骤

一、小型CP系列1、I/O接线

1、接线

（1）、PLC输入接线包括按钮输入接线、NPN型接近或光电开关接线、PNP型接近或光电开关接线。

（2）、PLC输出接线包括继电器输出型接线、晶体管NPN型输出接线、晶体管PNP型输出接线。同时按负载的不同类型进行接线，如：灯、继电器、伺服等。主要掌握PLC的几种不同输出类型的差别，接线上的注意点。（接线的基本技巧是电流导通法和电压的适应负载）

（3）、实际动手把按钮和继电器接入PLC。实现单按钮启停。

2、简单编程

（1）、熟悉软件的基本操作包括：OMRON软件刻录、安装，打开编程软件，新建工程，保存工程，打开工程，与PLC在线，模拟，监视I/O地址，新建任务，新建段，新建I/O表，设置PLC参数等。

（2）、了解小型PLC的I/O分配和扩展包括：CP1E/CP1L/CP1H三个系列本体的I/O分配和三个系列扩展模块的I/O分配。弄懂外部输入输出，PLC内存分配（各部分内存区的作用和不同点）。

（3）、熟悉基本指令包括：TIM/SET/RSET/KEEP/CNT/MOV/MOVL/XFER等指令。

（4）、学会PLC的简单操作（如上下载程序）包括：懂得拨码开关的作用和设置，USB上下载程序，串口上下载程序等。

（5）、PLC硬件的熟悉、选型。包括：熟悉小型PLC的各个系列、各个型号的特点和区别。他们包含的功能、扩展等。

3、掌握小型PLC的一些基本功能

（1）、脉冲控制功能（重点掌握）包括：弄懂脉冲控制原理，CW/CCW与脉冲加方向控制的区别，连续模式与独立模式的区别，原点搜索的作用，相对与绝对的差别。学会点动、停止、相对位置正反转、原点搜索（熟悉掌握原点搜索的几种不同方式的区别和设置）、绝对位置正反转、自动往复走等功能。通过以上功能掌握SPED/INI/PLUS/PLS2/ACC等指令的使用。

（2）、串口通信功能（重点掌握）包括：串口通信原理、接线、端口定义。PLC与触摸屏连接、PLC与PLC连接、PLC与电脑连接、PLC与温控器/变频器等连接、PLC与第三方设备连接。根据以上的几种连接，掌握NT-LINK/PC-LINK/HOST-LINK/TOOLBUS/串口网关/RS-232C(无协议）等通信方式。学会与不同设备通信时连接线的制作。

（3）、以太网通信功能（重点掌握）包括：以太网通信原理，IP地址的作用和设置，了解TCP和UDP方式的差别，了解路由表的作用，学会制作路由表。掌握CP1W-CIF41、CJ1W-EIP21、CJ1W-ENT21等以太网模块的使用，了解OMRON FINS指令的通信和CJ1W-EIP21数据共享功能。

（4）、高数计数功能包括：接线，旋转编码器的原理及使用，PLC的高数计数设置，高数计数的几种不同方式的原理及使用，高数计数中断功能，比较表登录比较等。

（5）、模拟量功能包括：了解数模转换和模数转换，平均值功能，峰值功能和谷值功能等。知道电流与电压的差异，懂得如何接线等。

（6）、中断功能包括：中断原理及作用。区分定时中断、外部I/O中断、高数计数中断、输入中断。

二、中型CJ系列

1、了解CPU及各种模块硬件构成

（1）、CPU模块包括：CJ1M/CJ1G/CJ1H以及CJ2M/CJ2H这几个系列CPU的功能，硬件结构，特点等。

（2）、了解其它各种模块的作用包括：I/O输入输出单元（CJ1W-ID211/261和CJ1W-OD211/261)、以太网模块（CJ1W-ETN21/CJ1W-EIP21)、位置控制单元（CJ1W-NC113/213/413/133/233/433)、模拟量输入单元（CJ1W-AD041/081)、模拟量输出单元（CJ1W-DA041/081)等。

2、控制功能（1）、伺服控制主要掌握CJ1W-NC413的功能。包括：控制原理、接线、直接操作、存储器操作、学会CX-Position软件的使用。

（2）、网络控制主要掌握以太网控制和DeviceNet控制功能。以太网包括：CJ1W-ETN21与CJ1W-EIP21的差异、以太网通信原理、以太网通信特点、了解OMRON FINS通信功能（掌握SEND/RECV/CMND等指令的使用）、了解CJ1W-EIP21的数据共享功能（掌握Network Configurater软件的的使用）。DeviceNet包括：CJ1W-DRM21模块的使用及接线、OMRON DeviceNet从站的数据共享配置、其它厂家DeviceNet从站的数据共享配置。

（3）、串口通信主要掌握CJ1W-SCU21/31/41模块的使用。了解协议宏功能以及CX-Protocol软件的使用。

（4）、模拟量控制主要掌握CJ1W-AD041/081和CJ1W-DA041/081模块的使用。

3、编程

（1）、了解CJ系列的I/O及内存分配

（2）、学会创建I/O表

（3）、掌握梯形图编程、功能块的使用、SFC顺序功能图编程、ST语言编程。

三、实验

（1）、触摸屏连接PLC实验；

（2）、高数计数和中断功能实验；

（3）、模拟量控制变频器程序的编写与测试；

（4）、RS485通信方式控制变频器的程序编写与测试；

（5）、DeviceNet通信的实验；

（6）、小型PLC与CJ内置脉冲控制的动手实验；

（7）、NC单元的脉冲控制功能的动手实验；

（8）、PC-Link通信实验；

（9）、串口无协议通信TXD、RXD指令程序的编写与测试；

（10）、以太网通信SEND/RECV/CMND指令程序的编写与测试；

（11）、温控器与PLC通信实验。

PROFINET基础知识介绍，实例讲解西门子PLC通讯控制机器人！

工业以太网一般使用IEEE 802.3中定义的以太网标准。针对自动化系统的网络节点辅助采用了服务质量（ QOS）机制。PROFINET作为工业以太网之一，它采用了三种不同的方法来实现。这样既满足了普通以太网的需求，又满足了工业系统对不同应用的实时性的要求。如下图1所示。

图1、PROFINET使用到的三种协议栈

① 使用了IEEE 802.3以太网标准和TCP/IP，报文结构如图2所示。大多数的PROFINET通信是通过没有被修改的以太网和TCP/IP包来完成。这使得可以无限制地把办公网络的应用集成到PROFINET网络中。

图2、TCP/IP报文结构

② RT的通信不仅使用了带有优先级的以太网报文帧（如下图3所示），而且优化掉了OSI协议栈的3层和4层。这样大大缩短了实时报文在协议栈的处理时间，进一步提高了实时性能。由于没有TCP/IP的协议栈，所以RT的报文不能路由。

图3、PROFINET RT报文结构

③ IRT通信是满足最高的实时要求，特别是针对于等时同步的应用。IRT是基于以太网的扩展协议栈，能够同步所有的通信伙伴并使用调度机制。IRT通信需要在IRT应用的网络区域内使用IRT交换机。在IRT域内也可以并行传输TCP/IP协议包，如图4所示。

图4、PN控制器和PN设备的分片处理机制

以PROFINET RT为例来理解在整个通信的过程中实时性能是如何来保证的。

从通信的终端设备（PN控制器和PN设备）来看，首先采用了优化的协议栈，这一点可以在图1的 ②看到。这样一来在终端的设备上数据报文被处理的时间大大的缩短，这是实时性能保证的一个方面。其次是终端设备上采用的分时间段处理机制，这一点可以在图5看到。这样保证了在每个通信的循环的周期内终端设备即可以处理RT的实时数据又可以处理TCP或UDP的数据。且在每个循环内优先处理RT的实时数据。这里需要强调的是每个PN终端设备只对自己的负责，需要发送的数据会按发送循环发送、对于由其他设备发到自己的数据会进行立即接收，且发送和接收是并行处理。

图5、RT的时间调度机制

从通信的传输设备（SCALANCE X交换机）来看，首先采用百兆全双工的交换网络，这样一来每个终端设备的每个端口都是独享带宽，且可以双向不间断的收发数据。其次是交换机支持802.1P或802.1Q的标准，使得发到交换机网络的PN的数据帧被优先处理和转发，如图6所示。这一点保证了PN在网络上的快速转发，也是实时性能保证的另一个方面。

图6、交换机802.1Q的工作机制

上面介绍的是PN RT的实时性能从机理上如何保证的。而从量化的角度去分析的话，PN RT完全是靠计算来精确保证每个发送循环所能发送的报文及对RT数据的时间的预留。

对于RT来说，在物理层上传输的最小报文帧来为88个字节，最大报文帧来为1488个字节。其中包括了12个字节的帧间隔，如下图7所示。

图7、RT的报文的长度

百以太网的传输速率 ：

每个字节传输需要的时间：

最小的RT报文帧需要的传输时间 0.08

一个PN控制下带3个最小报文帧（40个字节的C_SDU）的PN设备，PN 控制器的发送循环为250 ，通信建立后在PN接口上抓报分析PN的通信可以分析出PN数据帧对时间调度的情况，如下图8所示。

图8、PN RT的时间调度机制

除了对PROFINET RT和IRT的通信调度的分析外，还对PROFINET的抗干扰性作了大量的研究。在对PROFINET推广的时候，很多用户很关心PROFINET是不是和PRROFIBUS一样，存在抗干扰的性能差的特点。我从理论和实际实验上验证了PROFINET的抗干扰性能优于PROFIBUS的抗干扰性能。PROFINET是基于IEEE 802.3的以太网标准。所以对PROFINET的抗干扰分析实质上是对工业以太网的抗干扰分析。

好吧！理论说完了，我们实例讲解一下吧！

今天带来的案例是博途PLC通过PROFINET连接库卡机器人！

网线连接至控制柜门上的KLI端口，另一端连接到交换机，PLC也连接到交换机（交换机无型号要求），交换机再连接到电脑。

首先将编程电脑、PLC、KUKA设置成统一网段，因KUKA的底层设置原因，最好不更改机器人IP地址

1：添加新设备 2:导入GSD文件

安装GSD，并把KUKA设备进行组态

在视图里面进行连接

删除安全模块、设置地址、设备名称

设置好以上后（包括PLC地址），接下来就可以编译下载到PLC。下载完成后PLC会报红灯，是因为下一级组件存在故障，即还没有设置机器人端，连接不到下一级组件，所以报错。也可以使用此方法判断是否连接成功。

WorkVisual对KUKA进行设置

激活、添加Profinet、DTM选择Profinet

双击Profinet进行设置

进行信号映射

首先生成代码，再下载到控制器，注意在控制器上做好确认工作

机器人侧的信号确认：

机器人侧即为映射时的IN(..),PLC侧则是在博图里对KUKA设备设置时的IO地址

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