教育部PLC工程師師資培訓

NJ系列控制器專題全國應用工程師教育部師資培訓2014年3月9日NJ是什么?SYSMAC

MACHINE

CONTROL集數(shù)字、運動、網(wǎng)絡控制于一身的一體化工業(yè)控制器。NJ系列自動化控制器是PLC，但又不僅僅是PLC。無與倫比的高速性與可靠性并重。自動化控制平臺NJ主要特點內置SD卡槽，USB編程口，EtherCAT通信口，Ethernet/IP通信口內置運動控制模塊豐富的指令庫(792個，不包括ST語言命令)高速性：LD指令，1.9ns（5系），3ns（3系）程序容量大小以MB為單位，總數(shù)為20MB（5系）NJ變量大小4MB斷電不保存，2MB斷電保存（5系）注：程序容量包括執(zhí)行對象和變量教材P4、P7與ks類比的方式不合理軟件版本在V1.06以上NJ主要特點程序容量和變量的多少與硬件及軟件版本有關高速性NJ高速性的數(shù)據(jù)說明（其實無可比性）運動控制1為16軸動作無I/O控制環(huán)境運動控制2為32軸及110K步程序環(huán)境NJ系列的型號NJ

CPU型號另，NJ501-1520、1420、1320為數(shù)據(jù)庫專用型，可通過EtherNet/IP連接微軟SQL

Server或甲骨文Oracle

DatabaseNJ系列的型號NJ301運動控制軸數(shù)與軟硬件版本關系*注，可控實軸數(shù)仍是：8軸（NJ301-1200），4軸（NJ301-1100）NJ系列的型號NJ

Robotics

CPU型號（儲備知識）NJ501-4500、4400、4300的Robot控制為三角機器人（Delta）NJ501-4310的Robot控制為獨立機器人（SCARA：SelectiveComplianceAssemblyRobotArm，選擇順應性裝配機器手臂或串聯(lián)式機器人）NJ系列的結構NJ外形，各部件位置和名稱（5系和3系外形一樣）NJ系列的結構DIP開關SD卡指示燈NJ系列的結構CPU狀態(tài)指示燈NJ系列的軟件SysmacStudio是NJ系列控制器對應的軟件（目前最新V1.08

2014.1）實現(xiàn)配置、編程、模擬、監(jiān)控功能匯集于一體NJ系列的本地配置使用單元模塊為CJ系列的單元模塊（不是全部可用）最長距離12米最多4個機架最多10個單元NJ系列的本地配置可用的CJ單元CJ1W-IC101，CJ1W-II101，CS1W-CN□□3

供電單元型號為NJ-PA3001,NJ-PD3001供電單元上有5VDC輸出(6A)，24VDC輸出(1A)，總功率不能超過30W其他：CJ系列的PA單元不能在NJ上使用NJ用供電單元NJ用SD卡說明（可擦寫10萬次）NJ系列的本地配置EtherNet/IP簡介EtherNet/IP不僅是控制器與控制器之間的網(wǎng)絡，同樣可以用于現(xiàn)場網(wǎng)絡，另外由于使用標準的以太網(wǎng)技術，所以可以通用許多傳統(tǒng)以太網(wǎng)的儀器設備。（現(xiàn)由ODVA掌握及推廣）NJ系列的網(wǎng)絡配置NJ系列EtherNet/IP網(wǎng)絡特點網(wǎng)絡變量更新周期時間和任務周期時間同步標簽中可以設置奇數(shù)字節(jié)通過Tagdatalink實現(xiàn)靈活的通訊支持最多32個鏈接配置了專用的Socket通訊用功能塊EtherCAT網(wǎng)絡簡介EtherCAT(EthernetControlAutomationTechnology)是基于以太網(wǎng)但比以太網(wǎng)更高速和高效的一種高性能工業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)。（現(xiàn)由ETG掌握及推廣）NJ系列EtherCAT網(wǎng)絡特點支持菊花鏈和分支鏈接兩種方式最多支持192個從站從站間線纜長度最大100米使用專用分支器NJ系列的網(wǎng)絡配置NJ系列的網(wǎng)絡配置EtherNet/IP觸摸屏EtherNet/IP上位機EtherNet/IP

PLCEtherNet/IP視覺傳感器EtherCAT伺服EtherCAT變頻器EtherCATI/O從站EtherCAT視覺傳感器EtherCAT光纖傳感器EtherCAT激光傳感器EtherCAT位移傳感器EtherCAT通信耦合器（含安全控制）內置EtherNet/IP和EtherCATNJ系列的網(wǎng)絡配置NX

I/ONX安全控制I/OEtherCAT通信耦合器配置（含安全控制）EtherCAT耦合器終端最多連接63個NX單元單元數(shù)量單元補給電源I/O數(shù)量I/O補給電源一個安全CPU最多控制32/128個安全I/O單元(256/1024點)NJ系列軟件系統(tǒng)IEC61131-3國際標準目前，要求使用IEC61131-3標準的要求比以往增加許多，在亞洲，也已經(jīng)收到來自歐洲企業(yè)的影響。(現(xiàn)由PLC

Open開發(fā)及推廣)推廣IEC61131-3的好處可讀性可重復利用性多種編程語言(對于NJ:梯形圖、ST)可移植性（對于不同廠家而言）要注意程度BL、CL、RL可對應學校的標準化教育NJ系列軟件系統(tǒng)程序組織單元（ProgramOrganizatinUnit）建立一個用戶程序的最基本單位。按功能分為功能(Funtion)、功能塊(FB)、程序(Program)NJ系列軟件系統(tǒng)POU功能FUNFUN不需要設置名字FUN不占用內存沒有數(shù)量限制不具備狀態(tài)記憶一般只要輸入相同，就會輸出同樣的結果。功能塊FBFB需要設置名字FB占用內存區(qū)有數(shù)量限制可對狀態(tài)進行記憶能夠實現(xiàn)即使是相同的輸入，也可能產(chǎn)生不同的輸出結果。NJ系列軟件系統(tǒng)指令有功能指令、功能塊指令任務（Task）將I/O刷新、用戶程序執(zhí)行等一系列過程按執(zhí)行條件或執(zhí)行序列編制的對象。有三種類型任務：主周期任務、周期任務、事件任務程序必須分配給任務才可執(zhí)行，一個任務最多可分配128個程序。NJ系列軟件系統(tǒng)事件任務的執(zhí)行有兩種方式：1.指令：ActEventTask2.條件：位或數(shù)值NJ系列軟件系統(tǒng)任務優(yōu)先級標簽數(shù)據(jù)鏈接系統(tǒng)服務任務周期（Task

Period）主周期任務的掃描周期是固定的（0.5ms，1ms，2ms，4ms）。周期任務的掃描周期是主周期任務的整倍數(shù)。NJ系列軟件系統(tǒng)主周期任務時間和各周期任務時間均可獨立設置配置（Configuration）配置是控制模型的最上層，是將可編程控制器系統(tǒng)資源組態(tài)的過程。NJ系列軟件系統(tǒng)資源就是任務的組合NJ的變量分為全局變量(Globalvariables)和局部變量(Localvariables)全局變量是在整個資源中都可以使用的變量，設備變量都是全局變量。局部變量是存在在單一的POU內部。全局變量程序局部變量FUN局部變量FB局部變量NJ系列軟件系統(tǒng)局部變量大體上分為內部變量和外部變量對于每一個POU,在使用時需要登記變量，登記在其變量表內的即是局部變量；FB和FUN內登記的局部變量會有所不同；不同的程序，功能塊，功能的內部變量是不能彼此調用的；為了被所有的程序，功能塊，功能調用，此類變量被設置為全局變量；為了將硬件（設備）或者外部的信號可以被采用，此類變量也為全局變量。NJ系列軟件系統(tǒng)教材P20、21頁說明不好變量名稱數(shù)據(jù)類型初始值AT指定保持常數(shù)網(wǎng)絡公開注釋NJ系列軟件系統(tǒng)變量定義

名稱定義注意事項最多127個字節(jié)不區(qū)分字母大小寫不可以用除“_”之外的任何符號不可以數(shù)字開頭，不可以P_開頭不可以用“_”結束不可以出現(xiàn)連續(xù)“_”數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型布爾型位字符串文本字符串型整數(shù)無符號整數(shù)實數(shù)型持續(xù)時間型日期型時刻型日期時刻型NJ系列軟件系統(tǒng)POU實例名型導出數(shù)據(jù)類型(衍生)結構體聯(lián)合體枚舉體數(shù)組教材1的P23表格少了數(shù)組類型教材2的P27頁是有的數(shù)據(jù)范圍表示：INT(0..100)表示數(shù)據(jù)在0~100之間，教材2的P31頁錯誤。數(shù)組的概念數(shù)組可以將同樣規(guī)格屬性的數(shù)據(jù)組合，然后作為一整個塊來處理最常見的運用是在運動控制中對于坐標的設定NJ系列軟件系統(tǒng)1維數(shù)組定義：ARRAY[0..7]OFINT教材2的P30頁錯誤功能塊在梯形圖編程環(huán)境功能塊在ST編程環(huán)境NJ系列軟件系統(tǒng)功能在梯形圖編程環(huán)境功能在ST編程環(huán)境NJ系列軟件系統(tǒng)NJ系列編程操作創(chuàng)建工程流程啟動軟件及建立新項目NJ系列編程操作CPU機架的構成和設定（1）雙擊CPU/ExpansionRacks（2）插入單元（3）高功能單元的設定（4）機架的添加NJ系列編程操作控制器的設定默認啟動模式（運行或編程）SD卡上電檢測系統(tǒng)服務監(jiān)控時間及動作時指令錯誤歷史記錄寫保護及禁止備份到SD卡NJ系列編程操作I/OMapI/OMap是一種將軟件(變量)和硬件(單元)聯(lián)合起來的機制NJ系列的I/OMap可以手動生成或者自動生成自動生成的設備變量名稱，EtherCAT從站為E開頭，CJ單元模塊為J開頭NJ系列編程操作POU的創(chuàng)建POU中程序，功能，功能塊創(chuàng)建NJ系列編程操作編程書寫規(guī)范不能有空行NJ系列的梯形圖允許一個線圈后添加一個線圈NJ系列允許輸出線圈，功能，功能塊前不添加開關輸入NJ系列編程操作快捷鍵（C：接點，/：取反接點，O：線圈，I：FUN指令，F(xiàn)：FB指令，R：添加行）NJ系列編程操作內存用量不保持變量保持變量POU實例(行)模塊文件(含自定義FB)程序的登錄任務設置（Task

Settings）

程序分配設置（Program

Assignment

Settings）；將程序分配給對應的任務。NJ系列編程操作建立(Build)的概念（Check很重要）建立的目的是為了將用戶所編輯的程序轉換成CPU能夠執(zhí)行的格式；當變更POU，數(shù)據(jù)類型，全局變量5秒內建立(Build)會自動執(zhí)行。NJ系列編程操作同步（Synchronization）同步功能是將SysmacStudio的數(shù)據(jù)和NJ系統(tǒng)控制器的數(shù)據(jù)進行傳遞及比較的一種功能。NJ系列編程操作教材1的P43頁翻譯為同期比較NJ系列編程操作模擬（Simulation）變量監(jiān)視（Watch

Controller）監(jiān)視程序內部變量時，需在變量名前加程序名，用“.”隔開。TOF指令OF指令是當輸入信號ON后Q專為TRUE,當輸入信號OFF后開始計時，到達PT值后,Q斷開輸出轉為FALSE。NJ系列編程操作NJ系列編程操作Timer指令定時單位是0.1s，TimerDat必須給輸入變量（類型_sTimer）。ADD、+指令支