施耐德M241262PLC、觸摸屏、變頻器和伺服基礎(chǔ)及工程應(yīng)用課件：PLC的編程與應(yīng)用

《施耐德M241262PLC、觸摸屏、變頻器和伺服基礎(chǔ)及工程應(yīng)用》

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程011.1.1施耐德PLC的分類和功能1.1.2M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建和組態(tài)1.1.3POU和POU對(duì)象的添加1.1.4CFC編程的連線1.1.5存盤(pán)和編譯1.1.6下載項(xiàng)目程序至M262PLC的方法1.1.7使用SD卡下載程序1.1.8退出和打開(kāi)最近項(xiàng)目任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換021.2.1M241PLC的功能1.2.2M251PLC的功能1.2.3以太網(wǎng)NVL通信和性能限制1.2.4NVL數(shù)據(jù)交換的項(xiàng)目創(chuàng)建和硬件組態(tài)

基于物聯(lián)網(wǎng)、即插即用、開(kāi)放式且具有互操作性的EcoStruxure架構(gòu)與平臺(tái)，是施耐德公司推出的服務(wù)于家居、樓宇、數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)市場(chǎng)的軟件平臺(tái)。本項(xiàng)目詳細(xì)描述了項(xiàng)目的創(chuàng)建、POU的操作、程序的編制、存盤(pán)和編譯、項(xiàng)目程序的下載和項(xiàng)目的操作，并給出了M241和M251PLC的以太網(wǎng)NVL數(shù)據(jù)交換案例的實(shí)現(xiàn)方法和源程序。概述任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程任務(wù)目標(biāo)：使用EcoStruxureMachineExpertLogic軟件平臺(tái)創(chuàng)建M262PLC的新項(xiàng)目，并掌握項(xiàng)目的相關(guān)操作。1．施耐德PLC的分類

施耐德公司生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品種類繁多，配置靈活、緊湊結(jié)構(gòu)，并有豐富的通信方式、完善的編程軟件，可以分別用于小、中和大型項(xiàng)目。

目前，施耐德PLC廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等行業(yè)，使用情況大致可歸納為開(kāi)關(guān)量邏輯控制、模擬量控制、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理、通信及聯(lián)網(wǎng)。

施耐德PLC可分為工業(yè)機(jī)械自動(dòng)化控制器（PLC）、專用于伺服控制的伺服控制器、過(guò)程自動(dòng)化控制平臺(tái)、安全控制產(chǎn)品、商用機(jī)械自動(dòng)化控制器（PLC）和擴(kuò)展I/O平臺(tái)。1.1.1施耐德PLC的分類和功能

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程2．M262PLC的功能

TM262M35MESS8T的本體結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。1.1.1施耐德PLC的分類和功能

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程2．M262PLC的功能

ModiconM262邏輯/運(yùn)動(dòng)控制器配有1個(gè)集成的RTC、1個(gè)啟動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)和1個(gè)常開(kāi)報(bào)警繼電器觸點(diǎn)，DC24V/2A。

在每一臺(tái)M262的左側(cè)下部有一個(gè)二維碼，可以查詢M262的序列號(hào)的產(chǎn)品信息，在二維碼上方是M262的啟動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)，右側(cè)支持?jǐn)U展ModiconTM3I/O模塊。M262還配備了智能通信總線，可以在M262左側(cè)擴(kuò)展智能總線擴(kuò)展模塊（TMS…）。

ModiconM262運(yùn)動(dòng)控制器具有SSI或增量型編碼器接口，編碼器的脈沖頻率最高達(dá)200kHz，以太網(wǎng)口支持SERCOS實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制總線（支持EtherNet/IP和SERCOS在同一電纜中運(yùn)行）。1.1.1施耐德PLC的分類和功能

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程1．項(xiàng)目創(chuàng)建

單擊“文件”→“新建項(xiàng)目”→“缺省項(xiàng)目”→“控制器”，為項(xiàng)目選擇PLC，在SR_Main的語(yǔ)言列表框中選擇5種編程語(yǔ)言中的一種，選擇項(xiàng)目存放的位置，并編輯項(xiàng)目的名稱為“TM262的項(xiàng)目創(chuàng)建和硬件組態(tài)”，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建項(xiàng)目的過(guò)程如圖1-2所示。1.1.2M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建和組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程2．項(xiàng)目的IO_Bus擴(kuò)展

在ESME軟件的應(yīng)用程序樹(shù)下進(jìn)行擴(kuò)展模塊的添加，添加的I/O模塊在“設(shè)備和模塊”界面中，單擊“視圖”→“硬件目錄”→“設(shè)備和模塊”調(diào)出界面，如圖1-3所示。1.1.2M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建和組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程2．項(xiàng)目的IO_Bus擴(kuò)展

在M262PLC系統(tǒng)中添加擴(kuò)展模塊TM3DI16時(shí)，單擊工具箱中的“設(shè)備和模塊”→“DigitalIn”，選擇要添加的輸入模塊“TM3DI16/G”，拖拽到設(shè)備樹(shù)下的“IO_Bus（IObus-TM3）”中，如圖1-4所示。1.1.2M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建和組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程2．項(xiàng)目的IO_Bus擴(kuò)展

采用類似的方法添加設(shè)備清單中的其他擴(kuò)展模塊，單擊工具箱中的“設(shè)備和模塊”→“DigitalOut”用于添加邏輯輸出模塊TM3DQ16R/G；單擊工具箱中的“設(shè)備和模塊”→“Safety”用來(lái)添加安全模塊TM3SAC5R；單擊工具箱中的“設(shè)備和模塊”→“Transmitter&Receiver”用來(lái)添加TM3發(fā)送與接收模塊TM3XTRA1、TM3XREC1。

另一種添加設(shè)備的方法是單擊“設(shè)備樹(shù)”→“IO_Bus（IObus-TM3）”，在右鍵下拉菜單中選擇“添加設(shè)備”添加模塊。以添加發(fā)射器（接收器）擴(kuò)展模塊TM3XTRA1（TM3XREC1）為例，如圖1-5所示。添加發(fā)射器模塊時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)添加接收器模塊。1.1.2M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建和組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

ESME提供符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程開(kāi)發(fā)環(huán)境。IEC61131-3是PLC編程開(kāi)發(fā)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將程序的基本單位稱為程序組織單元（ProgramOrganizationUnit，POU），并定義了三種程序組織單元：函數(shù)（FC）、函數(shù)塊（FB）和程序（PROG）。POU有助于簡(jiǎn)化軟件的編程，并有利于功能和功能塊的模塊化重用，減小編程工作量。經(jīng)過(guò)聲明后，POU可相互調(diào)用。

函數(shù)（FC）：可以有輸入/輸出參數(shù)，但是沒(méi)有靜態(tài)變量。使用相同的參數(shù)調(diào)用函數(shù)時(shí)，總會(huì)產(chǎn)生相同的輸出結(jié)果。另外，定義函數(shù)時(shí)，必須指定返回值類型。

函數(shù)塊（FB）：也稱功能塊，可以有輸入/輸出參數(shù)，并且可以有靜態(tài)變量。使用相同的參數(shù)調(diào)用函數(shù)塊時(shí)，由于靜態(tài)變量的保持性，可能產(chǎn)生不同的輸出結(jié)果。

程序（PROG）：類似于C語(yǔ)言的Main函數(shù)。程序內(nèi)部調(diào)用函數(shù)或函數(shù)塊，外部被任務(wù)（Task）調(diào)用而執(zhí)行。1.1.3POU和POU對(duì)象的添加

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

在ESME中添加POU的方法如下：使用右鍵單擊“MyController”→“添加對(duì)象”→“POU”，編寫(xiě)POU的名稱和類型，選擇實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言后，單擊“打開(kāi)”按鈕添加POU對(duì)象，如圖1-6所示。

每個(gè)程序組織單元都包括名稱、變量聲明區(qū)和代碼區(qū)3部分。1.1.3POU和POU對(duì)象的添加

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

對(duì)CFC編程語(yǔ)言下的功能塊進(jìn)行連線時(shí)，使用鼠標(biāo)左鍵單擊節(jié)點(diǎn)并將其拖拽至連線的另一端，流程如圖1-7所示。1.1.4CFC編程的連線

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

項(xiàng)目創(chuàng)建完成后，用戶就可以進(jìn)行硬件的組態(tài)、編程、下載和調(diào)試。每一步完成后都可以單擊工具欄上的圖標(biāo)進(jìn)行存盤(pán)。

單擊菜單欄中的“編譯”，如果在消息欄中有錯(cuò)誤或警告的提示，則按照提示進(jìn)行處理后，重新進(jìn)行編譯，編譯后檢測(cè)沒(méi)有錯(cuò)誤才能下載。編譯后的消息框顯示如圖1-8所示。1.1.5存盤(pán)和編譯

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

TM262PLC上有3種方式可以進(jìn)行程序的下載。通過(guò)USBMini-B端口下載時(shí)，根據(jù)通信距離的不同可以選用兩款USB電纜，型號(hào)分別是BMXXCAUSBH018和TCSXCNAMUM3P，如圖1-9所示。1.1.6下載項(xiàng)目程序至M262PLC的方法

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

通過(guò)以太網(wǎng)端口下載時(shí)，選擇490NTW000+長(zhǎng)度的以太網(wǎng)通信電纜，如圖1-10所示。1.1.6下載項(xiàng)目程序至M262PLC的方法

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

通過(guò)M262通用的SD卡進(jìn)行程序下載，SD卡的插入位置如圖1-11所示。1.1.6下載項(xiàng)目程序至M262PLC的方法

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

選擇SD卡（容量小于32GB），右鍵單擊，在下拉菜單中選擇“格式化”，在彈出的“格式化”對(duì)話框中，選擇“FAT32（默認(rèn)）”，勾選“快速格式化”，單擊“開(kāi)始”按鈕，如圖1-12所示。在彈出的刪除卡上內(nèi)容的菜單中選擇“確定”，格式化完成后進(jìn)入下一步操作。1.1.7使用SD卡下載程序

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

單擊“工程”→“大容量存儲(chǔ)（USB或SD卡）”，如圖1-13所示。

選擇“宏”→“DownloadApp（a）”，如圖1-14所示。1.1.7使用SD卡下載程序

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

宏設(shè)置后進(jìn)行生成，單擊圖標(biāo)或“生成”按鈕，如圖1-15所示。

選擇SD卡，單擊“確定”按鈕，如圖1-16所示。1.1.7使用SD卡下載程序

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.1M262PLC的項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)和編程

單擊“文件”→“退出”可以退出項(xiàng)目，并關(guān)閉ESME軟件。

打開(kāi)已有的項(xiàng)目時(shí)，在ESME軟件主界面中，單擊“文件”→“最近的工程列表”，選擇最近編輯的項(xiàng)目即可。1.1.8退出和打開(kāi)最近項(xiàng)目

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

單擊“文件”→“退出”可以退出項(xiàng)目，并關(guān)閉ESME軟件。

打開(kāi)已有的項(xiàng)目時(shí)，在ESME軟件主界面中，單擊“文件”→“最近的工程列表”，選擇最近編輯的項(xiàng)目即可。1.1.8退出和打開(kāi)最近項(xiàng)目

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換任務(wù)目標(biāo)：使用ESME軟件的功能實(shí)現(xiàn)M241和M251PLC中變量的數(shù)據(jù)交換。

ModiconM241是具有速度控制和位置控制功能的高性能一體化PLC，配置了雙核CPU，能夠進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理。M241配置的以太網(wǎng)通信端口提供了FTP和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能，能夠整合到控制系統(tǒng)的架構(gòu)中，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)。

M241PLC內(nèi)置了Modbus串行通信端口、USB編程專用端口，有些型號(hào)還集成了用于分布式架構(gòu)的CANopen現(xiàn)場(chǎng)總線、位置控制功能（伺服電動(dòng)機(jī)控制用的高速計(jì)數(shù)器和脈沖輸出功能），可以根據(jù)工藝的需求選配適合的M241。M241PLC按照I/O點(diǎn)數(shù)來(lái)分，有24點(diǎn)I/O和40點(diǎn)I/O兩款。M241CEC24TPLC的外觀和功能區(qū)域分配如圖1-17所示。1.2.1M241PLC的功能

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

ModiconM251是一款模塊化和分布式架構(gòu)的PLC，與M241PLC不同的是M251PLC沒(méi)有內(nèi)置的I/O，但可以通過(guò)配置TM2/TM3模塊來(lái)擴(kuò)展I/O。M251全系列PLC配置了串行通信端口和編程端口，并內(nèi)置了以太網(wǎng)通信端口，有FTP和Web服務(wù)器功能，可以整合到控制系統(tǒng)架構(gòu)當(dāng)中，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)。1.2.2M251PLC的功能

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

M251有TM251MESE和TM251MESC兩款PLC，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如變頻器）和遠(yuǎn)程I/O可以通過(guò)CANopen總線或以太網(wǎng)端口與M251進(jìn)行通信。TM251MESE配備了2個(gè)RJ45以太網(wǎng)1端口，和1個(gè)RJ45以太網(wǎng)2端口。TM251MESC配備2個(gè)RJ45以太網(wǎng)端口和CANopen主站通信端口。

TM251MESE的外觀和功能區(qū)域分配圖如圖1-19所示。1.2.2M251PLC的功能

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

ESME軟件提供了多個(gè)PLC之間數(shù)據(jù)交換的通信方式，即NVL網(wǎng)絡(luò)變量列表，是基于以太網(wǎng)UDP通信的數(shù)據(jù)交換方式。

從一個(gè)NVL（發(fā)送器）到一個(gè)NVL（接收器）的數(shù)據(jù)傳輸不能超過(guò)200B。一個(gè)控制器的多個(gè)NVL（發(fā)送器）與其關(guān)聯(lián)NVL（接收器）之間的數(shù)據(jù)交換不能超過(guò)1000B的變量。NVL網(wǎng)絡(luò)變量的通信方式中，一個(gè)發(fā)送器最多對(duì)應(yīng)7個(gè)接收器。1.2.3以太網(wǎng)NVL通信和性能限制

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

首先按照1.1.2節(jié)的內(nèi)容創(chuàng)建PLC為M241的新項(xiàng)目，名稱為Tm241251通信，右鍵單擊設(shè)備樹(shù)下的項(xiàng)目名稱，添加新的M251PLC，如圖1-20所示。1.2.4NVL數(shù)據(jù)交換的項(xiàng)目創(chuàng)建和硬件組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

單擊“應(yīng)用程序樹(shù)”→“Application（MyController:TM241CEC24T）”，在右鍵下拉菜單中選擇“添加對(duì)象”→“網(wǎng)絡(luò)變量列表（發(fā)送端）”，如圖1-21所示。1.2.5添加發(fā)送端對(duì)象POU并組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

設(shè)置網(wǎng)絡(luò)變量列表（發(fā)送端）的一些基本參數(shù)，包括列表的名稱為“NVLTM241_Sender”，網(wǎng)絡(luò)類型為“UDP”，任務(wù)為“MAST”，列表標(biāo)識(shí)符為“1”，勾選“打包變量”發(fā)送，并將數(shù)據(jù)傳輸方式設(shè)為“循環(huán)傳輸”，將間隔（即發(fā)送周期）設(shè)為“500ms”，如圖1-22所示。1.2.5添加發(fā)送端對(duì)象POU并組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

右鍵單擊“NVLTM241_Sender”→“屬性”，在“鏈接到文件”選項(xiàng)卡中，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)變量列表保存文件的路徑和名稱，為TM251的接收做好準(zhǔn)備，如圖1-23所示。1.2.5添加發(fā)送端對(duì)象POU并組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

創(chuàng)建需要在TM251的接收端接收的變量，4個(gè)全局發(fā)送的DINT變量，如圖1-24所示。1.2.6添加接收端對(duì)象POU并組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的以太網(wǎng)NVL的數(shù)據(jù)交換

單擊應(yīng)用程序樹(shù)→“Application（MyController_1:TM251MESE）”→“添加對(duì)象”→“全局網(wǎng)絡(luò)變量列表（接收者）”，如圖1-25所示。1.2.6添加接收端對(duì)象POU并組態(tài)

PLC的編程與應(yīng)用任務(wù)1.2M241、M251PLC的