本書分三篇，共14章，全面介紹了歐姆龍公司CP1H型可編程序控制器。第壹篇為基礎知識，共3章，介紹了PLC基本數(shù)制、基本結構、工作原理、編程語言，以及歐姆龍CP1H型PLC硬件系統(tǒng)；概述了歐姆龍PLC的編程軟件CXProgrammer。第二篇為編程指令，共10章，逐步詳解了時序指令、定時器/計數(shù)器指令、數(shù)據(jù)指令、運算指令、子程序調用及中斷控制指令、I/O單元指令和高速計數(shù)/脈沖輸出指令、通信指令、塊指令、字符串處理指令和特殊指令、工序步進/顯示/時鐘/調試/故障診斷/任務控制/機種轉換及其他指令。第三篇為應用設計，主要列舉了一些關于CP1H控制水輪發(fā)電機組的應用設計程序實例，供讀者參考，舉一反三。
本書深入淺出，概念準確、結構嚴謹、闡述簡明，可作為各類自動化專業(yè)本科課程教材和畢業(yè)設計指導教材，也可供相關研究生、工程技術人員、電氣注冊工程師參閱。
本書是作者30多年教學與科研工作的結晶，以饗讀者。
本書主要對CP1H型PLC的工作原理、硬件模塊、編程軟件CX-Programmer，以及它的時序輸入/輸出/控制、定時器/計數(shù)器、數(shù)據(jù)比較/傳送/移位/轉換/控制、各種運算、子程序調用及中斷控制、I/O單元用和高速計數(shù)/脈沖輸出、串行/網(wǎng)絡通信、塊程序/功能塊用、字符串處理和特殊指令、工序步進/顯示/時鐘/調試/故障診斷/任務控制/機種轉換等指令系統(tǒng)，應用圖示教學法進行了細致入微的解析，*后在對上述內(nèi)容深入理解的基礎上，給出了一些CP1H控制水輪發(fā)電機組的智能化設計程序。
本書深入淺出，概念準確、結構嚴謹、闡述簡明，可作為各類自動化專業(yè)本科課程教材和畢業(yè)設計指導教材，也可供相關研究生、工程技術人員、電氣注冊工程師參閱。
可編程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC），是在繼電順序控制基礎上發(fā)展起來的以微處理器為核心的工業(yè)界通用的自動化控制裝置，是計算機技術在工業(yè)控制領域的一種應用技術。隨著科學技術的進步和微電子技術的迅猛發(fā)展，PLC技術已廣泛應用于航空、航天、電力、水利、熱網(wǎng)、汽車制造、礦產(chǎn)、鋼鐵、化工等行業(yè)的自動化領域，在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)、加工與制造過程中起到十分重要的作用。PLC功能不斷提升，并以可靠、簡便等特點，成為一種工業(yè)趨勢，特別是具有網(wǎng)絡功能的PLC更受青睞。
為了滿足工業(yè)控制領域對設備的高性能、高集成度以及提高維護性能的需求，歐姆龍（OMRON）公司開發(fā)了具有高擴展性的小型一體化SYSMAC CP1H型PLC，主要包括CP1HX（標準型）、CP1H-XA（模擬量內(nèi)置型）和CP1H-Y（高速定位型）三種。CP1H集CS/CJ各種功能于一體，以內(nèi)置的多功能充實、強化了應用能力，并縮短了追加復雜程序的設計時間。CP1H擴展了集成高速脈沖輸出、標準搭載4軸、通用USB11并口等多種I/O功能，還具備串行通信兩個端口、自由選擇RS-232C和RS-485功能，另外模擬量監(jiān)控很適合各種裝置的平面檢查、防止元件生產(chǎn)中的小錯誤以及成型機油壓控制等場合。CP1H能擴展以太網(wǎng)等應用，支持標準的DeviceNet現(xiàn)場總線，對接Ethernet、CLK等網(wǎng)絡。
本書主要對CP1H型PLC的工作原理、硬件模塊、編程軟件CX-Programmer，以及它的時序輸入/輸出/控制、定時器/計數(shù)器、數(shù)據(jù)比較/傳送/移位/轉換/控制、各種運算、子程序調用及中斷控制、I/O單元用和高速計數(shù)/脈沖輸出、串行/網(wǎng)絡通信、塊程序/功能塊用、字符串處理和特殊指令、工序步進/顯示/時鐘/調試/故障診斷/任務控制/機種轉換等指令系統(tǒng)，應用圖示教學法進行了細致入微的解析，后在對上述內(nèi)容深入理解的基礎上，給出了一些CP1H控制水輪發(fā)電機組的智能化設計程序，這也是作者30多年教學與科研工作的結晶，以饗讀者。書中提出了治理水輪機組甩負荷抬機的科學方案，以預防此類事故，尤其預防薩彥·舒申斯克慘案重演。
由于作者水平有限，本書難免存在不足與缺點，希望廣大讀者尤其是行業(yè)內(nèi)專家學者批評指正。后，感謝機械工業(yè)出版社鼎力支持。
朱文杰，男，漢族，長沙人，1985年華中工學院（今華中科技大學）電力工程系畢業(yè)，1985～2001年實際發(fā)軔了湖南省教育史上關系重要生產(chǎn)力的《水電站自動化》高等教學教研工作、2001～2005年從事了《電力電子技術》和《可編程序控制器》高等教學工作。1987年參加制訂了全國《水電站自動化》應用教學大綱，1994年主研治理水輪機組甩負荷抬機。1990年代至本世紀初，參加校核了共十七卷《長沙市志》并留名后記，2002年被聘任為中國管理科學研究院研究員。2005年7月至今從事教研工作，其中2005年7月至2007年7月撰寫博客http://cslgdx.bokee.com。截至2016年1月年在水利部等刊物上公開發(fā)表論文50篇。
2007年7月至2016年1月編著圖書七部：《S7-200 PLC編程設計與案例分析》（機工2010）、《S7-300/400 PLC編程設計與案例分析》（機工2010）、《S7-1200 PLC編程設計與案例分析》（機工2011）、《S7-200 PLC編程及應用》（電力2012）、《三菱FX型PLC編程與應用》（電力2013）、《S7-1200 PLC編程與應用》（電力2015）、《現(xiàn)代電力電子技術與應用》。
篇基 礎 知 識
第1章數(shù)制與PLC綜述2
1.1BIN數(shù)、十六進制數(shù)和BCD數(shù)2
1.1.1BIN數(shù)2
1.1.2十六進制數(shù)3
1.1.3BCD數(shù)3
1.2PLC的產(chǎn)生與發(fā)展4
1.2.1PLC的產(chǎn)生、定義、功能、特點及分類4
1.2.2PLC的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢7
1.3PLC的基本結構、工作原理與編程語言9
1.3.1PLC的基本結構和各部分作用9
1.3.2PLC的工作原理13
1.3.3PLC的編程語言19
1.4歐姆龍PLC概述22
1.4.1歐姆龍PLC的歷史與發(fā)展22
1.4.2歐姆龍C系列P型PLC內(nèi)部資源分配25
1.4.3歐姆龍CS/CJ系列PLC簡介29
1.4.4歐姆龍CV系列PLC簡介31
第2章歐姆龍CP1H型PLC的硬件系統(tǒng)34
2.1CPU34
2.1.1CPU的外形與面板說明34
2.1.2CPU命名方法與參數(shù)36
2.2擴展單元37
2.2.1CPM1A擴展單元及連接37
2.2.2CJ擴展單元及連接38
2.3CPU的接線41
2.3.1CPU的電源端子接線41
2.3.2X/XA型CPU的I/O端子接線41
2.3.3Y型CPU的I/O端子接線42
2.4I/O存儲區(qū)的分配與編號44
2.4.1通道輸入/輸出繼電器區(qū)（CIO）44
2.4.2保持繼電器（HR）和特殊輔助繼電器（AR）49
2.4.3暫時存儲繼電器（TR）和數(shù)據(jù)存儲器（DM）49
2.4.4定時器和計數(shù)器49
2.4.5索引寄存器和數(shù)據(jù)寄存器50
2.4.6任務標志、狀態(tài)標志和時鐘脈沖50
2.4.7I/O存儲區(qū)分配與編號51
第3章歐姆龍PLC的編程軟件52
3.1編程軟件CXProgrammer52
3.1.1安裝編程軟件CXProgrammer52
3.1.2編程軟件CXProgrammer的主要功能及界面52
3.1.3編程軟件CXProgrammer的使用55
3.2仿真軟件CXSimulator64
3.2.1CXSimulator的組成64
3.2.2CXSimulator的使用64
3.3集成工具包CXOne67
3.3.1CXOne介紹67
3.3.2CXDesigner簡要介紹74
第二篇編 程 指 令
第4章時序指令83
4.1時序輸入指令83
4.1.1讀/讀非/與/與非/或/或非83
4.1.2塊與/塊或/非84
4.1.3功率流上升沿微分/功率流下降沿微分85
4.1.4LD型位測試/LD型位測試非/AND型位測試/AND型位測試非/OR型位測試/OR型位
測試非86
4.2時序輸出指令88
4.2.1輸出/輸出非/臨時存儲繼電器/保持/上升沿微分/下降沿微分88
4.2.2置位/復位/多位置位/多位復位90
4.2.3一位置位/一位復位/一位輸出92
4.3時序控制指令93
4.3.1無功能/結束/互鎖/互鎖解除93
4.3.2多重互鎖（微分標志保持型）/多重互鎖（微分標志非保持型）/多重互鎖解除94
4.3.3轉移/轉移結束/條件轉移/條件非轉移/多重轉移/多重轉移結束94
4.3.4循環(huán)開始/循環(huán)結束/循環(huán)中斷96
第5章定時器/計數(shù)器指令98
5.1定時器指令98
5.1.1定時器/高速定時器/超高速定時器99
5.1.2累計定時器/長時間定時器/多輸出定時器100
5.2計數(shù)器指令101
5.2.1計數(shù)器/可逆計數(shù)器102
5.2.2定時器/計數(shù)器復位103
第6章數(shù)據(jù)指令105
6.1數(shù)據(jù)比較指令105
6.1.1符號比較/時刻比較105
6.1.2無符號比較/無符號倍長比較/帶符號BIN比較/帶符號BIN倍長比較107
6.1.3多通道比較/表格一致/無符號表間比較/擴展表間比較109
6.1.4區(qū)域比較/倍長區(qū)域比較111
6.2數(shù)據(jù)傳送指令111
6.2.1傳送/倍長傳送/非傳送/倍長非傳送111
6.2.2位傳送/數(shù)字傳送/多位傳送112
6.2.3塊傳送/塊設定114
6.2.4數(shù)據(jù)交換/數(shù)據(jù)倍長交換/數(shù)據(jù)分配/數(shù)據(jù)抽取115
6.2.5變址寄存器設定116
6.3數(shù)據(jù)移位指令117
6.3.1移位寄存器/左右移位寄存器/非同步移位寄存器/字移位118
6.3.2左移一位/倍長左移一位/右移一位/倍長右移一位119
6.3.3帶CY左循環(huán)一位/帶CY倍長左循環(huán)一位/無CY左循環(huán)一位/無CY倍長左循環(huán)一位121
6.3.4帶CY右循環(huán)一位/帶CY倍長右循環(huán)一位/無CY右循環(huán)一位/無CY倍長右循環(huán)一位122
6.3.5左移一大位/右移一大位/N位數(shù)據(jù)左移一位/N位數(shù)據(jù)右移一位123
6.3.6數(shù)據(jù)左移N位/倍長左移N位/數(shù)據(jù)右移N位/倍長右移N位124
6.4數(shù)據(jù)轉換指令126
6.4.1BCDBIN轉換/BCDBIN倍長轉換/BINBCD轉換/BINBCD倍長轉換126
6.4.2單字2求補碼/雙字2求補碼/符號擴展128
6.4.3416/8256解碼器/164/2568編碼器129
6.4.4ASCII代碼轉換/ASCIIHEX轉換/位列位行轉換/位行位列轉換131
6.4.5帶符號BCDBIN轉換/帶符號BCDBIN倍長轉換/帶符號BINBCD轉換/帶符號
BINBCD倍長轉換/格雷碼轉換133
6.5表格數(shù)據(jù)處理指令137
6.5.1棧區(qū)域設定/棧數(shù)據(jù)存儲/先入先出/后入先出137
6.5.2表格區(qū)域宣言/記錄位置設定/記錄位置讀取139
6.5.3數(shù)據(jù)檢索/字節(jié)交換/值檢索/小值檢索140
6.5.4總數(shù)值計算/幀檢驗序列值計算142
6.5.5棧數(shù)據(jù)數(shù)輸出/棧數(shù)據(jù)讀取/棧數(shù)據(jù)更新/棧數(shù)據(jù)插入/棧數(shù)據(jù)刪除143
6.6數(shù)據(jù)控制指令145
6.6.1比積微運算/自帶整定PID運算145
6.6.2上下限限位控制/死區(qū)控制/靜區(qū)控制147
6.6.3時分割比例輸出/數(shù)據(jù)平均化149
6.6.4定校比例/定校比例2/定校比例3150
第7章運算指令153
7.1自加/自減指令153
7.1.1BIN增量/BIN倍長增量/BIN減量/BIN倍長減量153
7.1.2BCD增量/BCD倍長增量/BCD減量/BCD倍長減量154
7.2四則運算指令156
7.2.1帶符號無CY BIN加法運算/帶符號無CY BIN倍長加法運算/帶符號有CY BIN加法運算/
帶符號有CY BIN倍長加法運算156
7.2.2無CY BCD加法運算/無CY BCD倍長加法運算/帶CY BCD加法運算/帶CY BCD倍長加法
運算157
7.2.3帶符號無CY BIN減法運算/帶符號無CY BIN倍長減法運算/帶符號有CY BIN減法運算/
帶符號有CY BIN倍長減法運算159
7.2.4無CY BCD減法運算/無CY BCD倍長減法運算/帶CY BCD減法運算/帶CY BCD倍長減法
運算160
7.2.5帶符號BIN乘法運算/帶符號BIN倍長乘法運算/無符號BIN乘法運算/無符號BIN倍長乘法
運算/BCD乘法運算/BCD倍長乘法運算161
7.2.6帶符號BIN除法運算/帶符號BIN倍長除法運算/無符號BIN除法運算/無符號BIN倍長除法
運算/BCD除法運算/BCD倍長除法運算163
7.3邏輯運算指令165
7.3.1字邏輯與/雙字邏輯與/字邏輯或/雙字邏輯或165
7.3.2字異或/雙字異或/字同或/雙字同或167
7.3.3位取反/位雙字取反168
7.4特殊運算指令168
7.4.1BIN二次方根運算/BCD二次方根運算168
7.4.2數(shù)值轉換/BCD浮點除法運算/位計數(shù)器169
7.5單精度浮點轉換運算指令171
7.5.1浮點［單］16位BIN轉換/浮點［單］32位BIN轉換/16位BIN浮點［單］轉換/
32位BIN浮點［單］轉換172
7.5.2浮點［單］加法運算/浮點［單］減法運算/浮點［單］乘法運算/浮點［單］除法運算/
角度［單］弧度轉換/弧度角度［單］轉換173
7.5.3正弦運算［單］/余弦運算［單］/正切運算［單］/反正弦運算［單］/反余弦運算［單］/
反正切運算［單］175
7.5.4二次方根運算［單］/指數(shù)運算［單］/對數(shù)運算［單］/乘方運算［單］177
7.5.5單精度浮點數(shù)據(jù)比較178
7.5.6浮點［單］字符串轉換/字符串浮點［單］轉換179
7.6雙精度浮點轉換運算指令180
7.6.1浮點［雙］16位BIN轉換/浮點［雙］32位BIN轉換/16位BIN浮點［雙］轉換/
32位BIN浮點［雙］轉換180
7.6.2浮點［雙］加法運算/浮點［雙］減法運算/浮點［雙］乘法運算/浮點［雙］除法運算/
角度［雙］弧度轉換/弧度角度［雙］轉換181
7.6.3正弦運算［雙］/余弦運算［雙］/正切運算［雙］/ 反正弦運算［雙］/反余弦運算［雙］/
反正切運算［雙］183
7.6.4二次方根運算［雙］/指數(shù)運算［雙］/對數(shù)運算［雙］/乘方運算［雙］185
7.6.5雙精度浮點數(shù)據(jù)比較186
第8章子程序調用及中斷控制指令187
8.1子程序指令187
8.1.1子程序調用/宏/子程序進入/子程序返回187
8.1.2全局子程序調用/全局子程序進入/全局子程序返回189
8.2中斷控制指令191
8.2.1中斷屏蔽設置/中斷屏蔽前導191
8.2.2中斷解除/中斷任務執(zhí)行禁止/中斷任務執(zhí)行禁止解除192
第9章I/O單元指令和高速計數(shù)/脈沖輸出指令194
9.1I/O單元指令194
9.1.1I/O刷新//七段解碼器/數(shù)字式開關/十鍵輸入/十六鍵194
9.1.2矩陣輸入/七段顯示//智能I/O讀出//智能I/O寫入//CPU高功能單元每次I/O刷新197
9.2高速計數(shù)/脈沖輸出指令200
9.2.1動作模式控制/脈沖當前值讀取/脈沖頻率轉換/比較表登錄200
9.2.2快速脈沖輸出/脈沖量設置/定位/頻率加減速控制203
9.2.3原點搜索/脈寬調制輸出205
第10章通信指令208
10.1串行通信指令208
10.1.1協(xié)議宏/串行端口發(fā)送/串行端口接收208
10.1.2串行通信單元串行端口發(fā)送/串行通信單元串行端口接收/串行端口通信設定變更210
10.2網(wǎng)絡通信指令212
10.2.1網(wǎng)絡發(fā)送/網(wǎng)絡接收/命令發(fā)送/通用Explicit信息發(fā)送213
10.2.2Explicit讀出/Explicit寫入/Explicit CPU數(shù)據(jù)讀出/Explicit CPU數(shù)據(jù)寫入215
第11章塊指令219
11.1塊程序指令219
11.1.1塊程序開始/塊程序結束/塊程序暫時停止/塊程序再啟動219
11.1.2帶條件結束/帶條件結束非220
11.1.3條件分支塊/條件分支塊非/條件分支偽塊/條件分支塊結束221
11.1.4一掃描條件等待/一掃描條件等待非222
11.1.5定時等待/計數(shù)等待/高速定時等待223
11.1.6重復塊/重復塊結束/重復塊結束非225
11.2功能塊用特殊指令226
第12章字符串處理指令和特殊指令227
12.1字符串處理指令227
12.1.1字符串傳送/字符串連接/字符串從左讀出/字符串從右讀出/字符串從任意位置讀出227
12.1.2字符串檢索/字符串長度檢測/字符串置換/字符串刪除229
12.1.3字符串交換/字符串清除/字符串插入/字符串比較231
12.2特殊指令233
12.2.1置進位/清除進位/循環(huán)時間的監(jiān)視時間設定/狀態(tài)標志保存/狀態(tài)標志加載233
12.2.2CVCS地址轉換/CSCV地址轉換235
第13章其他指令237
13.1工序步進控制指令237
13.2顯示功能指令239
13.3時鐘功能指令240
13.3.1日歷加法/日歷減法240
13.3.2時/分/秒秒轉換//秒時/分/秒轉換//時鐘補正241
13.4調試處理指令和故障診斷指令243
13.4.1調試處理指令243
13.4.2非致命故障報警/致命故障報警/故障點檢測243
13.5任務控制指令248
13.6機種轉換用指令250
13.6.1塊傳送/數(shù)據(jù)分配/數(shù)據(jù)抽出250
13.6.2位傳送/位計數(shù)252
第三篇應 用 設 計
第14章歐姆龍CP1H型PLC應用設計255
14.1CP1H控制水力發(fā)電站空氣壓縮系統(tǒng)的設計255
14.1.1空氣壓縮裝置自動控制系統(tǒng)的任務與要求255
14.1.2CP1H控制系統(tǒng)的程序設計255
14.2CP1H控制水力發(fā)電站技術供水系統(tǒng)的設計259
14.2.1水電站技術供水系統(tǒng)的控制要求260
14.2.2CP1H控制系統(tǒng)的程序設計260
14.3CP1H控制水力發(fā)電站油壓裝置的設計262
14.3.1油壓裝置自動化的必要性與控制要求263
14.3.2油壓裝置CP1H控制系統(tǒng)的硬件設計263
14.3.3油壓裝置CP1H控制系統(tǒng)的程序設計264
14.4CP1H控制水力發(fā)電站集水井的設計269
14.4.1集水井排水裝置的自動控制要求269
14.4.2集水井CP1H控制系統(tǒng)的程序設計270
14.5CP1H控制潤滑、冷卻、制動及調相壓水系統(tǒng)的設計272
14.5.1CP1H控制機組潤滑和冷卻系統(tǒng)的設計272
14.5.2CP1H控制機組制動系統(tǒng)的設計275
14.5.3CP1H控制機組調相壓水系統(tǒng)的設計276
14.6CP1H治理甩負荷抬機并與控制調相壓水綜合化278
14.6.1甩負荷抬機的深層機理278
14.6.2CP1H治理水輪機組甩負荷抬機的系統(tǒng)設計281
14.6.3治理甩負荷抬機與控制調相壓水綜合化285
14.7CP1H控制水輪發(fā)電機組的設計288
14.7.1水輪發(fā)電機組自動操作輸入/輸出配置288
14.7.2水輪發(fā)電機組順序操作程序設計的考慮292
14.7.3機組自動控制程序的擬定293
14.7.4機組自動控制程序的解析298
14.7.5機組事故保護機故障信號系統(tǒng)303
參考文獻305
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