欧姆龙CP1H型PLC编程与应用

　　本书分三篇，共14章，全面介绍了欧姆龙公司CP1H型可编程序控制器。第壹篇为基础知识，共3章，介绍了PLC基本数制、基本结构、工作原理、编程语言，以及欧姆龙CP1H型PLC硬件系统；概述了欧姆龙PLC的编程软件CXProgrammer。第二篇为编程指令，共10章，逐步详解了时序指令、定时器/计数器指令、数据指令、运算指令、子程序调用及中断控制指令、I/O单元指令和高速计数/脉冲输出指令、通信指令、块指令、字符串处理指令和特殊指令、工序步进/显示/时钟/调试/故障诊断/任务控制/机种转换及其他指令。第三篇为应用设计，主要列举了一些关于CP1H控制水轮发电机组的应用设计程序实例，供读者参考，举一反三。 本书深入浅出，概念准确、结构严谨、阐述简明，可作为各类自动化专业本科课程教材和毕业设计指导教材，也可供相关研究生、工程技术人员、电气注册工程师参阅。

　　朱文杰，男，汉族，长沙人，1985年华中工学院（今华中科技大学）电力工程系毕业，1985～2001年实际发轫了湖南省教育史上关系重要生产力的《水电站自动化》高等教学教研工作、2001～2005年从事了《电力电子技术》和《可编程序控制器》高等教学工作。1987年参加制订了全国《水电站自动化》应用教学大纲，1994年主研治理水轮机组甩负荷抬机。1990年代至本世纪初，参加校核了共十七卷《长沙市志》并留名后记，2002年被聘任为中国管理科学研究院研究员。2005年7月至今从事教研工作，其中2005年7月至2007年7月撰写博客http：//cslgdx.bokee.com。截至2016年1月年在水利部等刊物上公开发表论文50篇。2007年7月至2016年1月编著图书七部：《S7-200 PLC编程设计与案例分析》（机工2010）、《S7-300/400 PLC编程设计与案例分析》（机工2010）、《S7-1200 PLC编程设计与案例分析》（机工2011）、《S7-200 PLC编程及应用》（电力2012）、《三菱FX型PLC编程与应用》（电力2013）、《S7-1200 PLC编程与应用》（电力2015）、《现代电力电子技术与应用》。

第一篇基 础 知 识
第1章数制与PLC综述2
1.1BIN数、十六进制数和BCD数2
1.1.1BIN数2
1.1.2十六进制数3
1.1.3BCD数3
1.2PLC的产生与发展4
1.2.1PLC的产生、定义、功能、特点及分类4
1.2.2PLC的发展概况和发展趋势7
1.3PLC的基本结构、工作原理与编程语言9
1.3.1PLC的基本结构和各部分作用9
1.3.2PLC的工作原理13
1.3.3PLC的编程语言19
1.4欧姆龙PLC概述22
1.4.1欧姆龙PLC的历史与发展22
1.4.2欧姆龙C系列P型PLC内部资源分配25
1.4.3欧姆龙CS/CJ系列PLC简介29
1.4.4欧姆龙CV系列PLC简介31
第2章欧姆龙CP1H型PLC的硬件系统34
2.1CPU34
2.1.1CPU的外形与面板说明34
2.1.2CPU命名方法与参数36
2.2扩展单元37
2.2.1CPM1A扩展单元及连接37
2.2.2CJ扩展单元及连接38
2.3CPU的接线41
2.3.1CPU的电源端子接线41
2.3.2X/XA型CPU的I/O端子接线41
2.3.3Y型CPU的I/O端子接线42
2.4I/O存储区的分配与编号44
2.4.1通道输入/输出继电器区（CIO）44
2.4.2保持继电器（HR）和特殊辅助继电器（AR）49
2.4.3暂时存储继电器（TR）和数据存储器（DM）49
2.4.4定时器和计数器49
2.4.5索引寄存器和数据寄存器50
2.4.6任务标志、状态标志和时钟脉冲50
2.4.7I/O存储区分配与编号51
第3章欧姆龙PLC的编程软件52
3.1编程软件CXProgrammer52
3.1.1安装编程软件CXProgrammer52
3.1.2编程软件CXProgrammer的主要功能及界面52
3.1.3编程软件CXProgrammer的使用55
3.2仿真软件CXSimulator64
3.2.1CXSimulator的组成64
3.2.2CXSimulator的使用64
3.3集成工具包CXOne67
3.3.1CXOne介绍67
3.3.2CXDesigner简要介绍74
第二篇编 程 指 令
第4章时序指令83
4.1时序输入指令83
4.1.1读/读非/与/与非/或/或非83
4.1.2块与/块或/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型位测试/LD型位测试非/AND型位测试/AND型位测试非/OR型位测试/OR型位
测试非86
4.2时序输出指令88
4.2.1输出/输出非/临时存储继电器/保持/上升沿微分/下降沿微分88
4.2.2置位/复位/多位置位/多位复位90
4.2.3一位置位/一位复位/一位输出92
4.3时序控制指令93
4.3.1无功能/结束/互锁/互锁解除93
4.3.2多重互锁（微分标志保持型）/多重互锁（微分标志非保持型）/多重互锁解除94
4.3.3转移/转移结束/条件转移/条件非转移/多重转移/多重转移结束94
4.3.4循环开始/循环结束/循环中断96
第5章定时器/计数器指令98
5.1定时器指令98
5.1.1定时器/高速定时器/超高速定时器99
5.1.2累计定时器/长时间定时器/多输出定时器100
5.2计数器指令101
5.2.1计数器/可逆计数器102
5.2.2定时器/计数器复位103
第6章数据指令105
6.1数据比较指令105
6.1.1符号比较/时刻比较105
6.1.2无符号比较/无符号倍长比较/带符号BIN比较/带符号BIN倍长比较107
6.1.3多通道比较/表格一致/无符号表间比较/扩展表间比较109
6.1.4区域比较/倍长区域比较111
6.2数据传送指令111
6.2.1传送/倍长传送/非传送/倍长非传送111
6.2.2位传送/数字传送/多位传送112
6.2.3块传送/块设定114
6.2.4数据交换/数据倍长交换/数据分配/数据抽取115
6.2.5变址寄存器设定116
6.3数据移位指令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/倍长左移一位/右移一位/倍长右移一位119
6.3.3带CY左循环一位/带CY倍长左循环一位/无CY左循环一位/无CY倍长左循环一位121
6.3.4带CY右循环一位/带CY倍长右循环一位/无CY右循环一位/无CY倍长右循环一位122
6.3.5左移一大位/右移一大位/N位数据左移一位/N位数据右移一位123
6.3.6数据左移N位/倍长左移N位/数据右移N位/倍长右移N位124
6.4数据转换指令126
6.4.1BCD→BIN转换/BCD→BIN倍长转换/BIN→BCD转换/BIN→BCD倍长转换126
6.4.2单字2求补码/双字2求补码/符号扩展128
6.4.34→16/8→256解码器/16→4/256→8编码器129
6.4.4ASCII代码转换/ASCII→HEX转换/位列→位行转换/位行→位列转换131
6.4.5带符号BCD→BIN转换/带符号BCD→BIN倍长转换/带符号BIN→BCD转换/带符号
BIN→BCD倍长转换/格雷码转换133
6.5表格数据处理指令137
6.5.1栈区域设定/栈数据存储/先入先出/后入先出137
6.5.2表格区域宣言/记录位置设定/记录位置读取139
6.5.3数据检索/字节交换/最大值检索/最小值检索140
6.5.4总数值计算/帧检验序列值计算142
6.5.5栈数据数输出/栈数据读取/栈数据更新/栈数据插入/栈数据删除143
6.6数据控制指令145
6.6.1比积微运算/自带整定PID运算145
6.6.2上下限限位控制/死区控制/静区控制147
6.6.3时分割比例输出/数据平均化149
6.6.4定校比例/定校比例2/定校比例3150
第7章运算指令153
7.1自加/自减指令153
7.1.1BIN增量/BIN倍长增量/BIN减量/BIN倍长减量153
7.1.2BCD增量/BCD倍长增量/BCD减量/BCD倍长减量154
7.2四则运算指令156
7.2.1带符号无CY BIN加法运算/带符号无CY BIN倍长加法运算/带符号有CY BIN加法运算/
带符号有CY BIN倍长加法运算156
7.2.2无CY BCD加法运算/无CY BCD倍长加法运算/带CY BCD加法运算/带CY BCD倍长加法
运算157
7.2.3带符号无CY BIN减法运算/带符号无CY BIN倍长减法运算/带符号有CY BIN减法运算/
带符号有CY BIN倍长减法运算159
7.2.4无CY BCD减法运算/无CY BCD倍长减法运算/带CY BCD减法运算/带CY BCD倍长减法
运算160
7.2.5带符号BIN乘法运算/带符号BIN倍长乘法运算/无符号BIN乘法运算/无符号BIN倍长乘法
运算/BCD乘法运算/BCD倍长乘法运算161
7.2.6带符号BIN除法运算/带符号BIN倍长除法运算/无符号BIN除法运算/无符号BIN倍长除法
运算/BCD除法运算/BCD倍长除法运算163
7.3逻辑运算指令165
7.3.1字逻辑与/双字逻辑与/字逻辑或/双字逻辑或165
7.3.2字异或/双字异或/字同或/双字同或167
7.3.3位取反/位双字取反168
7.4特殊运算指令168
7.4.1BIN二次方根运算/BCD二次方根运算168
7.4.2数值转换/BCD浮点除法运算/位计数器169
7.5单精度浮点转换??运算指令171
7.5.1浮点［单］→16位BIN转换/浮点［单］→32位BIN转换/16位BIN→浮点［单］转换/
32位BIN→浮点［单］转换172
7.5.2浮点［单］加法运算/浮点［单］减法运算/浮点［单］乘法运算/浮点［单］除法运算/
角度［单］→弧度转换/弧度→角度［单］转换173
7.5.3正弦运算［单］/余弦运算［单］/正切运算［单］/反正弦运算［单］/反余弦运算［单］/
反正切运算［单］175
7.5.4二次方根运算［单］/指数运算［单］/对数运算［单］/乘方运算［单］177
7.5.5单精度浮点数据比较178
7.5.6浮点［单］→字符串转换/字符串→浮点［单］转换179
7.6双精度浮点转换??运算指令180
7.6.1浮点［双］→16位BIN转换/浮点［双］→32位BIN转换/16位BIN→浮点［双］转换/
32位BIN→浮点［双］转换180
7.6.2浮点［双］加法运算/浮点［双］减法运算/浮点［双］乘法运算/浮点［双］除法运算/
角度［双］→弧度转换/弧度→角度［双］转换181
7.6.3正弦运算［双］/余弦运算［双］/正切运算［双］/ 反正弦运算［双］/反余弦运算［双］/
反正切运算［双］183
7.6.4二次方根运算［双］/指数运算［双］/对数运算［双］/乘方运算［双］185
7.6.5双精度浮点数据比较186
第8章子程序调用及中断控制指令187
8.1子程序指令187
8.1.1子程序调用/宏/子程序进入/子程序返回187
8.1.2全局子程序调用/全局子程序进入/全局子程序返回189
8.2中断控制指令191
8.2.1中断屏蔽设置/中断屏蔽前导191
8.2.2中断解除/中断任务执行禁止/中断任务执行禁止解除192
第9章I/O单元指令和高速计数/脉冲输出指令194
9.1I/O单元指令194
9.1.1I/O刷新//七段解码器/数字式开关/十键输入/十六键194
9.1.2矩阵输入/七段显示//智能I/O读出//智能I/O写入//CPU高功能单元每次I/O刷新197
9.2高速计数/脉冲输出指令200
9.2.1动作模式控制/脉冲当前值读取/脉冲频率转换/比较表登录200
9.2.2快速脉冲输出/脉冲量设置/定位/频率加减速控制203
9.2.3原点搜索/脉宽调制输出205
第10章通信指令208
10.1串行通信指令208
10.1.1协议宏/串行端口发送/串行端口接收208
10.1.2串行通信单元串行端口发送/串行通信单元串行端口接收/串行端口通信设定变更210
10.2网络通信指令212
10.2.1网络发送/网络接收/命令发送/通用Explicit信息发送213
10.2.2Explicit读出/Explicit写入/Explicit CPU数据读出/Explicit CPU数据写入215
第11章块指令219
11.1块程序指令219
11.1.1块程序开始/块程序结束/块程序暂时停止/块程序再启动219
11.1.2带条件结束/带条件结束非220
11.1.3条件分支块/条件分支块非/条件分支伪块/条件分支块结束221
11.1.4一扫描条件等待/一扫描条件等待非222
11.1.5定时等待/计数等待/高速定时等待223
11.1.6重复块/重复块结束/重复块结束非225
11.2功能块用特殊指令226
第12章字符串处理指令和特殊指令227
12.1字符串处理指令227
12.1.1字符串传送/字符串连接/字符串从左读出/字符串从右读出/字符串从任意位置读出227
12.1.2字符串检索/字符串长度检测/字符串置换/字符串删除229
12.1.3字符串交换/字符串清除/字符串插入/字符串比较231
12.2特殊指令233
12.2.1置进位/清除进位/循环时间的监视时间设定/状态标志保存/状态标志加载233
12.2.2CV→CS地址转换/CS→CV地址转换235
第13章其他指令237
13.1工序步进控制指令237
13.2显示功能指令239
13.3时钟功能指令240
13.3.1日历加法/日历减法240
13.3.2时/分/秒→秒转换//秒→时/分/秒转换//时钟补正241
13.4调试处理指令和故障诊断指令243
13.4.1调试处理指令243
13.4.2非致命故障报警/致命故障报警/故障点检测243
13.5任务控制指令248
13.6机种转换用指令250
13.6.1块传送/数据分配/数据抽出250
13.6.2位传送/位计数252
第三篇应 用 设 计
第14章欧姆龙CP1H型PLC应用设计255
14.1CP1H控制水力发电站空气压缩系统的设计255
14.1.1空气压缩装置自动控制系统的任务与要求255
14.1.2CP1H控制系统的程序设计255
14.2CP1H控制水力发电站技术供水系统的设计259
14.2.1水电站技术供水系统的控制要求260
14.2.2CP1H控制系统的程序设计260
14.3CP1H控制水力发电站油压装置的设计262
14.3.1油压装置自动化的必要性与控制要求263
14.3.2油压装置CP1H控制系统的硬件设计263
14.3.3油压装置CP1H控制系统的程序设计264
14.4CP1H控制水力发电站集水井的设计269
14.4.1集水井排水装置的自动控制要求269
14.4.2集水井CP1H控制系统的程序设计270
14.5CP1H控制润滑、冷却、制动及调相压水系统的设计272
14.5.1CP1H控制机组润滑和冷却系统的设计272
14.5.2CP1H控制机组制动系统的设计275
14.5.3CP1H控制机组调相压水系统的设计276
14.6CP1H治理甩负荷抬机并与控制调相压水综合化278
14.6.1甩负荷抬机的深层机理278
14.6.2CP1H治理水轮机组甩负荷抬机的系统设计281
14.6.3治理甩负荷抬机与控制调相压水综合化285
14.7CP1H控制水轮发电机组的设计288
14.7.1水轮发电机组自动操作输入/输出配置288
14.7.2水轮发电机组顺序操作程序设计的考虑292
14.7.3机组自动控制程序的拟定293
14.7.4机组自动控制程序的解析298
14.7.5机组事故保护机故障信号系统303
参考文献305