PLC可编程控制器-毕业论文.docx

长春工业大学毕业论文
目 录
1 绪论 3
1.1课题研究目的 3
1.2 PLC的产生、定义及分类 3
1.2.1 PLC 的产生 3
1.2.2 PLC的定义 3
1.2.3 PLC的分类 3
1.3 PLC的特点、功能及性能指标 3
1.3.1 PLC的特点 3
1.3.2 PLC的功能 3
1.3.3 PLC的性能指标 3
1.4 PLC的发展概况及发展方向 3
1.4.1国内/外PLC发展概况 3
1.4.2技术发展动向 3
2 CPM2A的性能和功能 3
2.1 CPM2A的性能 3
2.1.1 CPU单元 3
2.1.2 扩展I/O单元 3

2.1.3 高速计数器和中断 3
2.1.4完善的通信能力 3
2.2 CPM2A功能一览表 3
2.3 PLC网络技术 3
2.3.1 PLC网络系统 3
2.4.2 OMRON公司的PLC网络 3
2.4上位链接连接 3
2.4.1 1∶1上位链接的连接 3
2.4.2 1∶N上位链接通信的连接 3
2.4.3 无规约通信 3
2.4.4 1∶1 NT链接通信的连接 3
2.4.5 1∶1 PC链接通信的连接 3
2.4.6 CompoBus/S的I/O链接通信的连接 3
3 CX-Programmer7.3使用指南 3
3.1软件的安装 3
3.2软件的启动 3
3.3菜单简要说明 3
3.4工程工作区 3
3.5工具条 3
4 GKS型实验装置实验 3
4.1 小车直线运动 3
4.1.1 控制要求 3
4.1.2 I/O端口分配 3
4.1.3流程图 3
4.1.4外部电路连接图 (附图1) 3
4.2 五相步进电机的控制 3
4.2.1 控制要求 3
4.2.2 I/O端口分配 3
4.2.3外部电路连接图 (附图2) 3
4.3 四节传送带的控制 3
4.3.1 控制要求 3
4.3.2 I/O端口分配 3
4.3.3外部电路连接图 (附图3) 3
5 GKS型可编程实验装置实验改进 3
5.1 物料混合控制 3
5.1.1 控制要求 3
5.1.2 I/O端口分配 3
5.1.3设计思路 3
5.1.4流程图 3
5.1.5外部电路连接图 （附图4） 3
5.1.6梯形图 3
5.1.7指令表 3
5.1.8实验改进 3
5.2交通信号灯的控制 3
5.2.1 控制要求 3
5.2.2 I/O端口分配 3
5.2.3设计思路 3
5.2.4 流程图 3
5.2.5外部电路连接图 （附图5） 3
5.2.6梯形图 3
5.2.7指令表 3
5.2.8实验改进 3
6 总结 3
参考文献 3

59

1 绪论

1.1课题研究目的
随着科学技术的发展，电气控制技术在各个领域得到了越来越广泛的应用。可编程控制器（PLC）作为电气控制领域的一项新技术，经过30多年的发展，已经形成了完整的工业产品系列，从功能及技术指标等各个方面，都达到了成熟的工业控制计算机的软硬件水平。现已广泛的应用在包括逻辑运算，数值运算，数据转换，过程控制，位置控制，人机对话，网络通信等各种场合。PLC正在快速的改变着电气控制技术的面貌，正在成为电气控制领域人们改造自然，创造财富的有力工具。因而，越来越多的人们希望掌握PLC技术，让其更好地为各行各业服务。作为一位即将走出大学校门，踏入社会的大学生，希望通过这次毕业设计，对GKS型实验装置的研究，基本掌握对PLC的应用，能够运用到以后的工作中。

1.2 PLC的产生、定义及分类
PLC是从20世纪60年代未开始发展起来的工业控制装置，目前得到了广泛的使用。下面就是PLC的产生、定义及分给予简单的创新介绍。

1.2.1 PLC 的产生
在20世纪60年代，计算机技术已开始应用于工业控制了。但由于计算机技术本身的复杂性，编程难度高、难以适应恶劣的工业环境以及价格昂贵等原因，未能在工业控制中广泛应用。当时的工业控制，主要还是以继电—接触器组成控制系统。
1968年，美国最大的汽车制造商——通用汽车制造公司（GM），为适应汽车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用 “面向控制过程，面向对象”的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。即：
1969年，美国数字设备公司（GEC）首先研制成功第一台可编程序控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控制的新局面。接着，美国国MODICON公司也开发出可编程序控制器084。
1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可编程序控制器DSC-8。1973年，西欧国家也研制出了他们的第一台可编程序控制器。
我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。早期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成顺序控制而设计的。主要用于：1. 逻辑运算 2. 计时，计数等顺序控制，均属开关量控制。所以，通常称为可编程序逻辑控制器（PLC—Programmable Logic Controller）。
进入70年代，随着微电子技术的发展，PLC采用了通用微处理器，这种控制器就不再局限于当初的逻辑运算了，功能不断增强。因此，实际上应称之为PC——可编程序控制器。
至80年代，随大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PC得到了惊人的发展。使PC在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。

1.2.2 PLC的定义
可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

1.2.3 PLC的分类
PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。
1．按结构形式分类
根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。
（1）整体式PLC 整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。
（2）模块式PLC
模块式PLC是将PLC各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。
还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。
2．按功能分类
根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。
（1）低档PLC
具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。
（2）中档PLC
除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。
（3）高档PLC
除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。
3．按I/O点数分类
根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。
(1).小型PLC——I/O点数小于256点；单CPU、8位或16位处理器、用户存储器容量4K字以下。如美国通用电气（GE）公司胡E-I型。
(2). 中型PLC——I/O点数256～2048点；双CPU，用户存储器容量2～8K字以下。如德国西门子公司的SU-5、SU-6。
(3). 大型PLC——I/O点数> 2048点；多CPU16位、32位处理器，用户存储器容量8～16K字以下。如欧姆龙公司的C100H和CV100。

1.3 PLC的特点、功能及性能指标
PLC受到越来越多的控制界人士的重视，是由于它具有令通用计算机望尘莫及的特点和功能 。下面就此进行简单介绍。

1.3.1 PLC的特点
1. 可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2. 配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3.易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
5. 体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

1.3.2 PLC的功能
1.逻辑控制功能
  逻辑控制功能实际上就是位处理功能，是可编程控制器的最基本的功能之一。PLC设置有“与”、“或”、“非”等逻辑指令。利用这些指令，根据外部现场(开关、按钮或其他传感器)的状态，按照制定的逻辑进行运算处理后，将结果输出到现场的被控对象(电磁阀、接触器、继电器、指示灯等)。因此PLC可以代替继电器进行开关控制，完成触点的串联、并联等各种连接。另外，在PLC中一个逻辑位的状态可以无限次地使用，逻辑关系的修改变更也十分方便。
2.数据处理和数字量与模拟量的转化功能
  PLC设置有数据传送、比较、运算、移位、位操作、数字转换等数据处理指令和打印输出指令，并可对存储器间接寻址。PLC可以配有A/D转换模式和D/A转换模块，能实现对模拟量的测量和控制。
3.数据处理功能
  PLC设置有数据发送和接受指令，可与计算机、其他PLC和外设之间建立关系，并具有通信联网功能。
4.中断处理功能
  PLC设置有中断指令，通过中断响应，计时得到所输入状态的变化信息，能够急性故障检测和提高运行速度。
5.监控和自诊断功能
PLC设置有报警和运行信息的提示。它在系统发生异常时自动停止运行并发发送报警信号，能够保护和恢复现场，还能通过软件进行故障检测和程序校验。
6.拓展功能
PLC主机上设有输入输出扩展接口，通过专用模块配置要扩大信息处理范围和实现功能扩展。例如，配置扩展接口，可增加输入/输出点数，配置智能模块可使PLC增加伺服电机控制、闭环过程控制、温度控制、远程通信等专项特殊功能。

1.3.3 PLC的性能指标
1．存储容量
存储容量是指用户程序存储器的容量。用户程序存储器的容量大，可以编制出复杂的程序。一般来说，小型PLC的用户存储器容量为几千字，而大型机的用户存储器容量为几万字。
2．I/O点数
输入/输出（I/O）点数是PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量PLC性能的重要指标。I/O点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大。
3．扫描速度
扫描速度是指PLC执行用户程序的速度，是衡量PLC性能的重要指标。一般以扫描1K字用户程序所需的时间来衡量扫描速度，通常以ms/K字为单位。PLC用户手册一般给出执行各条指令所用的时间，可以通过比较各种PLC执行相同的操作所用的时间，来衡量扫描速度的快慢。
4．指令的功能与数量
指令功能的强弱、数量的多少也是衡量PLC性能的重要指标。编程指令的功能越强、数量越多，PLC的处理能力和控制能力也越强，用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。
5．内部元件的种类与数量
在编制PLC程序时，需要用到大量的内部元件来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。这些元件的种类与数量越多，表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。
6．特殊功能单元
特殊功能单元种类的多少与功能的强弱是衡量PLC产品的一个重要指标。近年来各PLC厂商非常重视特殊功能单元的开发，特殊功能单元种类日益增多，功能越来越强，使PLC的控制功能日益扩大
7．可扩展能力
PLC的可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。在选择PLC时，经常需要考虑PLC的可扩展能力。

1.4 PLC的发展概况及发展方向
PLC的发展与微电子技术和计算机技术密切相关，随着PLC的应用领域不断扩大，它本身也在不断发展。

1.4.1国内/外PLC发展概况
PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展 长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。 目前，全世界PLC生产厂家约200家，生产300多种产品在基于PLC自动化的早期PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型PLC（小于32 I/O）已经出现，价格只有几百欧元。随着软PLC(PC）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-Based控制的市场份额将逐步得到增长。 当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展，PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。

1.4.2技术发展动向
1. 产品规模向大、小两个方向发展
大： I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。
小： 由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。
2. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
3. 不断加强通讯功能
4. 新器件和模块不断推出
高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。
5. 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化
有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统。
6. 发展容错技术
采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7.追求软硬件的标准化。

2 CPM2A的性能和功能

2.1 CPM2A的性能
CPM2A在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制，中断输入，脉冲输出，模拟量设定，和时钟功能等。CPM2A CPU单元又是一个独立单元，能处理广泛的机械控制应用，所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品，完整的通信功能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通信。这些通信能力使用户能设计一个经济的分布生产系统［1］。

CPU单元含有20点，30点，40点或60点I/O，为使总的I/O容量提高到120点I/O可接入扩展I/O单元。也可以与模拟量I/O单元CompoBus/S的I/O链接单元连接。
外围端口
各编程设备与其它型号的OMRON PC都是兼容的。这个端口也可用于上位链接或无协议通信。
RS—232C端口
这个端口能用于上位链接，无规
约，1：1PC链接或1：1NT连
接通信

2.11 CPU单元
与一般的计算机一样，CPU是PLC的核心，它按机内系统程序赋予的功能指挥PLC有条不絮地工作，其主要任务有：
（1）接收并存储从编程设备输入的用户程序和数据，接收并存储通过输入器件送来的现场数据。
（2）诊断PLC内部电路的工作故障和程序的语法错误。
（3）PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，解释并按指令规定的任务进行数据传递，逻辑或算数运算，并根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，在经输出部件实现输出控制。
CPU芯片的性能关系到PLC处理控制信号的能力和速度，CPU位数越高，运算速度越快，系统处理的信息量越大，系统的性能越好。
CPM2A是一台设有20，30，40，或60内装I/O端子的PC，有三种输出可用（继电器输出，漏型晶体管输出和源型晶体管输出）和2种电源可用（100/240VAC或24VDC）。

2.1.2 扩展I/O单元
为使PC的I/O容量提高到最大的120点I/O，与CPU单元连接的扩展单元可多达3个。有三种扩展单元可用：20点I/O单元，8点输入单元，和8点输出单元。将3个20点I/O单元与60内装I/O端子的CPU单元连接就得到120点I/O的最大I/O容量。

2.1.3 高速计数器和中断
CPM2A计有五个高速计数器输入。一个响应频率为20kHz/5 kHz的高速计数器输入，与四个响应频率为2kHz的高速计数器输入（在计数器方式下）。高速计数器可以用在四种输入方式中的任一种下；微分相位方式(5kHz)，脉冲＋方向输入方式(20kHz)，增／减脉冲方式(20kHz)，或递增方式(20kHz)。当计数与一设置值匹配或下降在一规定范围内时，能触发中断。
中断输入（计数器方式）可用递增计数器或递减计数器(2kHz)并在计数与目标值匹配时触发中断（执行中断程序）。

2.1.4完善的通信能力
（1）上位链接
通过PC的RS-232C端口或外围端口可进行上位链接连接。在上位链接方式下连接的个人计算机或可编程终端可用于，如读／写PC的I/O存储器的数据或读／改变PC的操作方式的操作。

1：1上位链接通信 1：N上位链接通信
B500—AL004
命 链接适配器
令 命
CMP1—CIF01 令
应 CPM2A
答 NT—AL001
应
CPM2A（外围端口链接） 答
RS—232C/RS—422A
（可连接多达32台PC）

（2）无规约通信
TXD(48)和RXD(47 )指令可用无协议方式与标准串行设备交换数据。例如，从条形码阅读器接收数据或发送数据到串行打印机。串行设备可连接到RS-232C端口或外围端口。

从条形码阅读 数据输出到串行
器输入数据 打印机
条形码阅读器 串行打印机

CPM2A CPM2A
（RS—232C端口链接） （RS—232C端口链接）

（3）高速1：NT链接通信
在1:1 NT链接中，OMRON可编程终端(PT)可以直接与CPM2A连接。PT必须连接至RS-232C端口，它不可连接到外围端口。

OMRON PT

CPM2A
（RS—232C端口链接）

（4）1：1PC链接
一台CPM2A可以直接与别的CPM2A,CQM1,CPM1,CPM1A,CPM2C,SRM1(-V2)，或C200HS或C200HX/HG/HE PC链接。1:1 PC链接可以进行自动数据链接连接。PC必须通过RS-232C端口连接，它不可通过外围端口连接。

CPM2A CPM2A
（RS—232C端口链接） （RS—232C端口链接）

2.2 CPM2A功能一览表
主要功能
变更/说明

中断
中断输入，四个输入，见注1，响应时间50μS
间隔计时器中断
一个输入
设置值：0.5—319.968ms
精度：0.1ms
预定中断
单次 中断

高速计数器
高速计数器
一个输入，见注2
微分相位方式（5KZ）
脉冲+方向输入方式（20KZ）
增/减输入方式（20KZ）
递增方式（20KZ）
无中断
计数检查中断
（在计数等于设置值或在预置值范围内时产生中断）
中断输入（计数器方式）
四个输入，见注1
递增计数器（2KZ）
递减计数器（2KZ）
无中断
累计中断
脉冲输出
2个输出：无加速度/减速的单相脉冲输出，10HZ—10KHZ，见注3
可变占空率脉冲输出0.1—999.9HZ，占空率0—100%，见注3
1个输出：梯形加速/减速脉冲输出，见注3
脉冲+方向输出，增/减脉冲输出，10HZ—10KHZ
同步脉冲控制
1点， 见注2和注3
输入频率范围：10—500HZ，20HZ—1KHZ或300HZ—20KHZ
输出频率范围：10HZ—10KHZ
快速响应输入
4个输入，见注1，响应时间50μS
模拟量设定
2路控制（设定范围）
输入时间常数
为所有输入确定输入时间常数
日历/时钟
显示当前年，月，周日，日，时，分和秒
扩展单元功能
模拟量I/O单元功能
CompoBUS/S从站单元功能
注 1.这4个输入由中断输入，计数器方式的中断输入和快速响应输入共用，但每个输入只能用于一个目的。
2.这个输入由高速计数器和同步脉冲控制功能共用。
3.这个输出由脉冲输出和同步脉冲控制功能共用，这些功能只限于晶体管输出使用。

2.3 PLC网络技术
在工业控制中，对于控制任务的复杂控制系统，不可能单靠增大PLC的输入、输出点数或改进机型来实现复杂的控制功能，于是便想到将多台PLC相互连接形成网络。要想使多台PLC能联网工作，其硬件和软件都要符合一定的要求。硬件上，一般要增加通信模块、通讯接口、终端适配器、网卡、集线器、调制解调器、缆线等设备或器件；软件上，要按特定的协议，开发具有一定功能的通讯程序和网络系统程序，对PLC的软件、硬件资源进行统一管理和调度。

2.3.1 PLC网络系统
根据PLC网络的连接方式，可将其网络机构分为总线结构、环形结构和星形结构三种基本形式，如图2所示，每种结构都有各自得优点和缺点，可根据具体情况选择。总线结构，以其结构简单、可靠性高、易于扩展，被广泛应用。

图1 总线结构

图2 环形结构构结构
图3星形结构结构

图2-1 PLC总线结构

2.3.2 OMRON公司的PLC网络
OMRON PLC网络类型较多，功能齐全，可以适用各种层次工业自动化网络的不同需要。如图7-27所示为OMRON公司的PLC网络系统的结构体系示意图［2］。

图2-2 OMRON公司的PLC网络
OMRON的PLC网络结构体系大体分为三个层次：信息层、控制层和器件层。信息层是最高层，负责系统的管理与决策，除了Ethemet网外，HOST Link网也可算在其中，因为HOST Link网主要用于计算机对PLC的管理和监控。控制层是中间层，负责生产过程的监控、协调和优化，该层的网络有SYSMAC NET、SYSMAC Link、Controller Link和PLC Link网。器件层是最低层，为现场总线网，直接面对现场器件和设备，负责现场信号的采集及执行元件的驱动，有CompoBus/D、CompoBus/S和Remote I/O网。
Ethernet属于大型网，它的信息处理功能很强，支持FINS通信、TCP/IP和UDP/IP的Socket（接驳）服务、FTP服务。HOST Link网是OMRON推出较早、使用较广的一种网。上位计算机使用HOST通信协议与PLC通信，可以对网中的各台PLC进行管理与监控。
SYSMAC NET网属于大型网，是光纤环网，主要是实现有大容量数据链接和节点间信息通信。它适用于地理范围广、控制区域大的场合，是一种大型集散控制的网络。SYSMAC Link网属于中型网，采用总线结构，适用于中规模集散控制的网络。Controller Link网（控制器网）是 SYSMAC Link网的简化，相比而言，规模要小一些，但实现简单。PLC Link网的主要功能是各台PLC建立数据链接（容量较小），实现数据信息共享，它适用于控制范围较大，需要多台PLC参与控制且控制环节相互关联的场合。
CompoBus/D是一种开放、多主控的器件网，开放性是其特色。它采用了美国AB公司制定的DeviceNet通信规约，只要符合DeviceNet标准就可以接入其中。其主要功能有远程开关量和远程模拟量的I/O控制及信息通信。这是一种较为理想的控制功能齐全、配置灵活、实现方便的控制网络。CompoBus/S也为器件网，是一种高速ON/OFF现场控制总线，使用CompoBus/S专用通信协议。CompoBus/S的功能虽不及CompoBus/D，但它实现简单，通信速度更快，主要功能有远程开关量的I/O控制。Remote I/O网实际上是PLC I/O点的远程扩展，适用于工业自动化的现场控制。
Controller Link网推出时间较晚，只有新型号PLC（如C200H、CV、CS1、CQM1H等）才能入网，随着Controller Link网的不断发展和完善，其功能已覆盖了控制层其它三种网络。
目前，在信息层、控制层和器件层这三个网络层次上，OMRON主推Ethernet、Controller Link和CompoBus/D三种网。

2.4上位链接连接
上位连接是一个命令/响应通信系统。该系统中命令由上位机发送，相应的响应由目的PC返回。上位链接命令可用来读/写PC数据区的数据和读/写PC设定。

2.4.1 1∶1上位链接的连接
如下图所示，CPM2A CPU单元可通过CPU单元的外围端口或RS-232C端口与一台IBM PC/AT或兼容机或一台可编程终端（PT）连接。

（1）外围端口的连接
用CQM1-CIF01或CPM1-CIF01 RS-232C适配器连接到CPU单元的外围端口。

使用一个CQM1—CIF
CPM2A

CQM1—CIF02

IBM PC/AT
外围端口

使用一个CPM1—CIF01
CPM2A
CPM1—CIF01

IBM PC/AT或兼容机 外围端口
XW2Z—00S

（2）RS-232C端口的连接
用XW2Z-□00S或XW2Z-□00S-V连接电缆连接到CPU单元的RS-232C端口。

注：
XW2Z-□00S电缆附有１个D-Sub 25脚连接器，XW2Z-□00S-V电缆附有１个D-Sub 9脚连接器。

（3）电缆和适配器
CPM2A端口
电缆长度
型号
注释
外围p
3.3 m
CQM1-CIF02
25脚计算机串行口用
3.3 m +
0.15 m
CPM1-CIF01 +
XW2Z-S001
RS-232C
2 m
XW2Z-200S
25脚计算机串行口用
5 m
XW2Z-500S
2 m
XW2Z-200S-V
9脚计算机串行口用
5 m
XW2Z-500S-V
（4）通信设定
使用标准通信设定时，将CPU单元的通信开关设为ON；使用PC设置中的设定时将通信开关设为OFF。
注 ：
标准设定是：上位链接，9,600 bps7位数据，1个起始位，2个停止位，偶校验。

2.4.2 1∶N上位链接通信的连接
一台上位计算机可控制多达32台OMRON PC，其中包括CPM2A PC。下图分别示出RS-232C端口和外围端口配置，但二者可同时使用。
（1）RS-232C端口的连接

B500—AL004或NT—AL001（+5V）
RS—422A/485
XW2Z—00S

IBM PC/AT RS232C电缆 NT—AL001 NT—AL001
或兼容机 CPM2A CPM2A CPM2A
RS—232C RS—232C

多达32台PC

（2）外围端口的连接
B500—AL004或NT—AL001（+5V）
RS—422A/485
XW2Z—00S
RS—232C电缆
IBM PC/AT

或兼容机 CPM2A CPM2A CPM2A

外围端口 外围端口 外围端口

多达32台PC
注：
NT-AL001必须外接5 V直流电源。当NT-AL001与CPM2A PC连接时，由于CPM2A的RS-232C端口的第6脚提供5 V直流电源，所以无需外接电源。当NT-AL001与上位计算机连接时，必须提供外接