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1、1施耐德小型施耐德小型PLC-TWIDO技术培训课程技术培训课程基础部分基础部分LEVEL 1Twido2第一章 PLC基础知识l目录l1.1 可编程控制器的发展历程l1.2 可编程控制器的基本结构l1.3 可编程控制器的工作原理1.3.1 扫描原理1.3.2 I/O映象区，响应时间1.3.3 PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路3第二章 TWIDO PLC基础知识l目录l2.1 TWIDO PLC系列构成l2.1.1 CPU模块的分类l2.1.2 离散量、模拟量扩展模块、通讯扩展模块l2.1.3 附件和可选件l2.1.4 TWIDO主要性能参数表l2.1.5 TWIDO的数据保持简介l
2、2.1.6 TWIDO的通讯功能简介l2.2 TWIDO的选型l2.2.1 如何理解PLC的性能指标l2.3 TWIDO的安装与接线l2.3.1 导轨安装l2.3.2 CPU电源接线l2.3.3 离散量I/O模块接线l2.3.4 模拟量I/O模块接线4第三章 硬件寻址和内部软元件 l目录l3.1 硬件地址分配方法l3.1.1 图解说明硬件地址分配方法(离散量I、Q和模拟量IW、QW的寻址规则)l3.2 TWIDO内部软元件介绍l3.2.1 位元件：M、S、MW:X0X15、功能块的位元件l3.2.2 字元件：MW、MD、MF、KW、KD、KF、SW、功能块的字元件l3.2.3 结构化元件：位串
3、、字表l3.2.4 字的寻址方式：直接寻址、索引寻址l3.2.5 标准功能块和专用功能模块5第四章 基本编程指令 l目录l4.1 布尔指令l4.1.1位逻辑指令（LD、AND、OR、ST等）l4.2 标准功能块l4.2.1 定时器TMl4.2.2 计数器Cl4.2.3 鼓控制器DRl4.2.4 队列堆栈寄存器R l4.3 数值处理指令l4.3.1 赋值指令l4.3.2 比较指令l4.3.3 整数算术指令l4.3.4 逻辑指令l4.3.5 移位指令l4.3.6 转换指令l4.3.7 单/双字转换指令6第四章 基本编程指令 l目录l4.4 程序指令lEND 指令 lNOP指令 l跳转指令 l子程序
4、指令 l4.5 浮点指令l浮点算术指令 l三角指令 l转换指令 l整数转换指令 浮点 7第五章 TWIDOSOFT编程软件 l目录l5.1 安装TWIDOSOFT软件l5.2 启动TWIDOSOFT软件l5.2.1 编程软件菜单、界面各部分介绍l5.3 硬件、软件配置方法l5.3.1 添加和配置选件、扩展模块的方法l5.3.2 软元件配置方法l5.4 梯形图编辑器的用法l5.4.1 输入梯形图的操作方法l5.4.2 输入梯级头的操作方法l5.5 指令表编辑器的用法l5.6 程序校验功能和交叉表引用l5.7 连接管理的功能和用法l5.8 程序下载、备份、运行程序、停止程序l5.9 程序保护功能l
5、5.10 在线监控、调试工具、动态数据表的用法l5.11 FIRMWARE升级工具的使用方法8第六章 TWIDO PLC的特殊应用 l目录l6.1 I/O点的特殊功能l6.1.1 外部输入端子RUN/STOP功能l6.1.2 PLC状态输出l6.1.3 输入滤波l6.1.4 锁存输入l6.1.5 高速计数l6.1.6 超高速计数l6.1.7 脉冲输出、脉宽调制l6.1.8 外部中断l6.1.9 超高速计数器中断l6.1.10 定周期中断l6.2 专用功能块的特殊功能l6.2.1 移位寄存器SBRl6.2.2 步进计数器SCl6.2.3 调度功能块l6.2.4 报文功能块MSG 9第六章 TWI
6、DO PLC的特殊应用 l目录l6.3 系统位S的应用l6.3.1 系统位应用举例：修改时钟时间l6.4 系统字SW的应用l6.4.1 系统字SW的应用举例：备份MW的值到EEPROM10第七章 TWIDO PLC通讯功能 l目录l7.1 MODBUS通讯介绍l7.1.1 MODBUS主、从站通讯端口的配置方法l7.1.2 MODBUS主站的编程方法l7.1.3 MODBUS主站标准协议的格式l7.1.4 如何填写MODBUS协议的字表l7.1.5 EXCH指令的用法l7.1.6 多条EXCH指令的协调方法l7.2 ASCII自由协议通讯介绍l7.2.1 如何填写ASCII自由协议通讯的字表1
7、1第八章 TWIDO PLC常见故障诊断 l目录l8.1 CPU、I/O模块各指示灯的含义l8.2 系统位、系统字中的错误代码12附录 1 TWIDO PLC的模块接线图l目录l1、安装方法l2、CPU模块接线图l3、离散量I/O模块接线图l4、模拟量I/O模块接线图l5、外部电池安装方法13TWIDO PLC 高级教程l目录l1.1 宏功能的应用l1.1.1 一般COMM通讯l1.1.2 变频器DRIVER通讯 l1.2 CANOPEN通讯介绍l1.2.1 CANOPEN配置工具的用法l1.2.2 CANOPEN的编程方法l1.3 AS-I通讯介绍l1.3.1 AS-I配置工具的用法l1.3
8、.2 AS-I的编程方法l1.4 OTB通讯介绍l1.4.1 OTB-ADVANTYS配置工具的用法l1.4.2 OTB-ADVANTYS的编程方法l1.5 以太网通讯介绍l1.5.1 配置设定以太网参数的方法l1.5.2 通过以太网与编程软件TWIDOSOFT连接l1.5.3 基于MODBUS TCP/IP的多台TWIDO PLC间的通讯l1.5.4 EXCH3指令的应用方法l1.6 PID指令的用法14第一章 PLC基础知识l目录l1.1 可编程控制器的发展历程l1.2 可编程控制器的基本结构l1.3 可编程控制器的工作原理1.3.1 扫描原理1.3.2 I/O映象区，响应时间1.3.3
9、PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路151.1 可编程控制器的发展历程 在现代化生产设备中，有大量的开关量、数字量、以及模拟量的控制装置。例如电机的启停、电磁阀的开闭、产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等等。过去，以上的控制主要是用继电器或分立的电子线路来实现。但是随着生产的飞速发展，人们对这些自控装置提出了更通用、易扩展、易维护、更可靠、更经济的要求。可编程序控制器(Programmable Logic Controller)就是根据上述要求开发出来的。它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了各具特色的系列产品。PLC是计算机家族中
10、的一员，是以微处理器为基础的工业控制器，具有较强的控制功能，处理速度快，应用灵活、广泛，经济性好，易于调试、维护和扩展。一般使用梯形图语言编程，易于理解和掌握。采用循环处理方式，响应快，适合于实时控制。目前世界上先进工业国都竞相开发、生产该类产品，我国现在正大量引进国外产品。总之，PLC已成为解决自动控制问题的最有效工具，它越来越受到人们的关注。161.2 可编程控制器的基本结构 硬件结构：PLC是一种用作自动控制的专用电子计算机，主要由以下几部分组成：1、输入-从外部取入信息；2、输出-将运算结果输出给外部；3、存储器-记忆系统和用户程序及数据；4、处理器(CPU)-执行用户程序，读取输入信
11、息，经运算后输出；5、电源-向各部分提供电源；6、外部编程设备(可选)-用于编程及监控、调试程序。其结构如下图所示：编程设备编程设备(可选）可选）存存储储器器(系系统统/用户程序）用户程序）处理器处理器CPUCPU电源电源输输 入入I/OI/O接接口口输输 出出I/OI/O接接口口171.3 可编程控制器的工作原理1.3.1 扫描原理1.3.2 I/O映象区，响应时间1.3.3 举例说明PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路181.3.1 扫描原理 PLC采用循环扫描的方式进行，循环扫描一次所用的时间称为一个扫描周期。扫描周期的长短由CPU指令执行速度、用户程序长短、有无外围设备与PLC交
12、换信息等多种因素决定，扫描周期的长短直接影响输入、输出的响应速度。一个扫描周期由以下几部分组成：内部处理：系统检测程序存储器容量、实时时钟当前值的修改、状态指示灯的改变、检测PLC运行/停止的变化、检测其它系统参数，处理来自编程端口的请求。读取输入信息：将输入信息读入存储器 程序处理：用户程序的执行 输出值刷新：刷新输出信号 19内部处理内部处理读取输入信息读取输入信息程序执行程序执行输出刷新输出刷新RUNSTOPPLC一个扫描周期的图例如下：201.3.2 I/O映象区，响应时间输入采样阶段：PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，存入输入映象区。输入采样结束后，进入扫描执行用户程序阶段
13、和更新输出映象区阶段。在这两个阶段，即使输入状态变化，输入映象区的数据不会改变。因此如输入信号是脉冲性质，则脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证此信号被正确读入。用户程序执行阶段：PLC总是按从上到下，从左到右的顺序扫描执行用户程序，对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新输出I/O映象区中对应位的状态，或者执行该梯形图所规定的特殊功能指令。因此在用户程序执行过程中，只有输入I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软元件在输出I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化。另外，先扫描到的梯形图，其程序执行结果会对后扫描到的并且用到过
14、这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，后扫描到的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对其前面的程序起作用。输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出电路，再经输出电路驱动相应的外设，这就是PLC的真正输出。21PLC的I/O响应时间 为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。以上两个主要原因，使得PLC得I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系
15、统慢很多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。所谓 I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如下图所示：最短I/O响应时间：最长I/O响应时间：221.3.3 PLC如何取代传统的继电器、接触器控制电路 最初研制生产的 PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：(1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。(2)PLC
16、则采用顺序扫描执行用户程序的工作方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等程序扫描到该触点时才会动作。为了消除二者之间由于工作方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的工作方式-扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。23图解说明PLC是如何取代传统的继电器、接触器控制电路 A1 A2 KM1 KM1 A3 A4 KM2 KM2 不用PLC
17、时的电机启动、停止控制电路：启动、停止按钮必须和控制电机的接触器物理上连接在一起。PLCA2 A4 KM2 KM1 A1 A3 I1I2I3I4Q1Q2Q2 I3 I4 Q2 I1 I2 Q1 Q1 使用PLC时的电机启动、停止控制电路：启动、停止按钮连接到PLC输入，接触器线圈电路连接到PLC的输出。控制逻辑通过梯形图程序实现。24第二章 TWIDO PLC基础知识l目录l2.1 TWIDO PLC系列构成l2.1.1 CPU模块的分类l2.1.2 离散量、模拟量扩展模块、通讯扩展模块l2.1.3 附件和可选件l2.1.4 TWIDO主要性能参数表l2.1.5 TWIDO的数据保持简介l2.
18、1.6 TWIDO的通讯功能简介l2.2 TWIDO的选型l2.2.1 如何理解PLC的性能指标l2.3 TWIDO的安装与接线l2.3.1 导轨安装l2.3.2 CPU电源接线l2.3.3 离散量I/O模块接线l2.3.4 模拟量I/O模块接线252.1 TWIDO PLC系列构成TWIDO PLC是紧凑型可编程控制器，可应用于各种设备的自动化控制系统中。TWIDO系列小型PLC具有灵活的配置、紧凑的结构、强大的功能、丰富的通讯方式、完善的编程软件、CPU的FIRMWARE可不断升级等特点,因此性价比极高。1 灵活的配置 多种CPU模块、数字量、模拟量扩展模块、通讯模块以及多种可选件，使得控
19、制系统的硬件构架更适合用户的应用要求。2 紧凑的结构 体积小巧，多种接线方式，易于安装。如附带40点I/O的CPU模块的正面面积只有名片大小。3 强大的功能 除具有PLC基本的控制和运算功能之外，还有双字、浮点数、三角函数、PID等的运算指令。单机的控制点数高达264点，用户程序容量达64KB。4 丰富的通讯方式 TWIDO PLC支持多种通讯方式，如TWIDO PLC之间的REMOT I/O和对等PLC的通讯方式、与其它智能设备的自由ASCII通讯方式、MODBUS的主站和从站通讯方式、通过以太网的通讯方式，甚至有一款40点PLC已内置以太网接口。众多的通讯功能使TWIDO PLC与其它电气
20、设备的配合更加完美。265 完善的编程软件 全中文的WINDOWS编程界面和在线帮助文档使用户编程更方便、更高效，支持多种编程接口，如串口、USB口、以太网口，甚至是远程有线、无线接口方式。6 CPU的FIRMWARE可不断升级 在不改变任何硬件的情况下，只需更新CPU的FIRMWARE,就能使CPU的功能不断地升级，满足用户新的需求。（就像升级电脑的BIOS一样）272.1.1 CPU模块的分类TWIDO是小型PLC，由本体和扩展模块组成。本体：集成了CPU，存储器，电源，输入、输出几部分。Twido 控制器有以下两种模式CPU本体：一体型CPU 模块型CPU 28多功能通讯口输入接线端子电
21、源接线端子输出接线端子CPU状态指示灯:RUN、PWR、ERRI/O LED指示灯2个模拟电位器通讯扩展适配器插槽时钟卡和内存卡插槽迷你显示单元插槽24VDC输出接线端子内置以太网接口（如型号为TWDLCAE40DRF，则有此接口）图11：TWIDO一体型CPU本体外形图 一体型CPU本体的外形如下图11所示：29模块型CPU本体的外形如下图12所示：多功能通讯口1个模拟电位器1个A/D转换时钟卡和内存卡插槽输入、输出接线端子CPU状态指示灯:RUN、PWR、ERRI/O LED指示灯电源接线端子图12：TWIDO模块型CPU本体外形图 30TWIDO系列PLC的CPU型号共有13种：其中TW
22、IDO PLC一体型CPU有8种型号：10 I/Os TWDLCAA 10DRF 、TWDLCDA 10DRF 不可扩展 16 I/Os TWDLCAA 16DRF 、TWDLCDA 16DRF 不可扩展 24 I/Os TWDLCAA 24DRF 、TWDLCDA 24DRF 可扩展4个模块 40 I/Os TWDLCAA 40DRF 可扩展7个模块 TWDLCAE 40DRF 可扩展7个模块,带以太网接口TWIDO PLC 模块型CPU有5种型号：20 I/Os TWDLMDA 20DTK 可扩展4个模块 TWDLMDA 20DUK 可扩展4个模块 TWDLMDA 20DRT 可扩展7个模
23、块 40 I/Os TWDLMDA 40DTK 可扩展7个模块 TWDLMDA 40DUK 可扩展7个模块以下是TWIDO PLC的一体型CPU和模块型CPU的两张汇总表：31一体型CPU汇总表：32模块型CPU汇总表：332.1.2 离散量、模拟量扩展模块和通讯扩展模块 TWIDO CPU本体可通过连接扩展模块增加I/O点数和特殊功 能（如AD/DA，通讯接口等）。离散量I/O有15种扩展模块 模拟量I/O有8个扩展模块 有多种点数组合、输出类型供用户选择 下表为离散量扩展I/O模块：34续表：35下表列出了模拟量扩展I/O模块：36TWIDO的通讯模块TWIDO PLC的通讯功能很强大，提
24、供多种通讯模块支持不同的通讯方式：（1）TWDNCO1M：CANOPEN主站模块，作为扩展模块使用，连接在本体控制器右侧，最大能连接16个从站，CANopen总线的参数设置完全在编程软件TwidoSoft中 完成。（2）TWDNOI10M3:AS-I主 站 模 块，作 为 扩 展 模 块 使 用，连 接 在 本 体 控 制 器 右 侧，一 台CPU最多能用两个TWDNOI10M3模块。（3）499TWD01100：以太网网桥，10/100兆，RJ45接口，可以配合任意型号TWIDO PLC使用,串行链路配置的自动检测。连接到Twido控 制器的RS-485端口，无需外接的辅助电源。以下列出了部
25、分TWIDO CPU可用的通讯模块：37以下列出了部分TWIDO CPU模块和扩展模块的照片，CPU模块和扩展模块之间采用硬连接方式：382.1.3 TWIDO的附件和可选件 TWIDO PLC具有可选卡插槽，可选择安装时钟卡、内存卡、通讯扩展卡、迷你型人机界面等选件。（1）TWDXCPRTC实时时钟(RTC)插卡：除TWDLCAA/E 40DRF两种CPU内置时钟功能外，其它的CPU都需安装TWDXCPRTC时钟卡后，才具有时钟功能。（2）TWDXCPMFK32/64内存卡：TWDXCPMFK32是32Kb的EEPROM存储卡，能备份和复制用户程序，能快速复制程序到多台PLC，操作简单只需把
26、TWDXCPMFK32插到其它CPU模块上，通电后TWDXCPMFK32中的程序会自动复制到CPU中；TWDXCPMFK64是64Kb的EEPROM存储卡，它能扩展用户程序至最大6000步。（3）TWDNAC/TWDNOZ系列扩展通讯卡：能扩展一路串行通讯接口，能实现MODBUS主/从站通讯、ASCII无协议通讯、REMOTE LINK等功能。用户能根据需要选择RS485或RS232,螺钉端子或MINI DIN接线方式。（4）TWDXCPODC/TWDXCPODM迷你型人机界面：即插即用，不需要任何编程即可使用，能显示PLC状态，存取CPU内部数据变量。39下表列出了可用选件和TWIDO PL
27、C的相关附件：40以下列出了部分TWIDO CPU可用选件和附件：注意：1：模块型控制器可以选择存储卡和RTC插卡。2：模块型控制器可以选择带有可选通信适配器的扩展操显示模块或通信扩展模块。3：一体型控制器可以选择存储卡或RTC插卡，对于板上已有RTC的，则只有存储卡。4：TWDLCA40DRF 和TWDLCAE40DRF一体型控制器都有内置RTC.因此，这些控制器上不可再增加RTC插卡，只能加存储卡；TWDLCAE40DRF、TWDLCA40DRF可外加外部电池。5：TWDLCAE40DRF一体型控制器内置 100Base-TX 以太网端口412.1.4 TWIDO主要性能参数表：42续表：
28、432.1.5 TIWDO数据保持简介 TIWDO PLC支持多种数据保持的方法：（1）所有CPU都内置锂电池，在锂电池充满电后，通过内部锂电池备份数据大约可持续30天(在25C(77F)时)。电池从0%到90%的充电时间为15小时。在充电9小时使用15小时的情况下，电池寿命大约为10年。此锂电池不可更换。（2）TWDLCA(A/E)40DRF一体型控制器，除内置的锂电池外，还可通过外加可更换的锂电池来保持数据，大约可持续备份数据3年(在25C(77F)时)。CPU前面板的BAT LED 指示灯会显示电池供电状态。（3）使用KW常量数据区来保持不需要被更改的常量数据（KW被存放在EEPROM中
29、，与电池无关，可长期保持）。（4）把常量数据编写在用户程序中，也能实现数据保持（此常量数据在程序中，被存放在EEPROM，与电池无关，可长期保持）。（5）可有选择性地用特殊指令把存放在MW中的动态数据（最大512个）保持到EEPROM中（此时MW中的动态数据被写入EEPROM中，与电池无关，可长期保持）。44TWIDO PLC数据和程序存储区TWIDO PLC内置的存储区分为两类：RAM存储区和EEPROM存储区。RAM存储区需要为其提供电源方能保持其中的数据不丢失(如TM-定时器和C-计数器的当前值数据)，RAM存储区能存放动态字、存储字、程序和动态数据；EEPROM不需要另外的供电就能永久
30、保存数据（如程序和常量字），EEPORM存储区能存放程序和配置数据。另外，还能保存最多可达512个的%MW字，要把动态数据MW存入EEPROM，需要做一些编程，下次CPU上电时，也需要做一些编程来把上次保持在EEPROM中数据再复制到RAM中。TWIDO PLC能选配32K备份卡或64K扩展存储卡：32K备份卡是一个可选择的外部卡，可用于保存程序和传递程序给其它Twido控制器。能用来更新控制器RAM中的程序，包含程序和常量，但不包含存储字；64K扩展存储卡是一个可选择的外部卡，用于扩展用户程序。当用户程序超过3000步时，需要选用64K扩展存储卡，此时64K扩展存储卡必须插在控制器中，卡中的
31、程序才可使用。45以下是TWIDO PLC的内存结构图：（1）内部存储器结构（没选用任何备份或扩展内存卡时）下图是控制器的存储器结构图。箭头显示了哪些内容可从RAM备份到EEPROM：46（2）使用32K（TWDXCPMFK32）外部备份卡时：备份卡用来保存程序及传递程序到其它Twido控制器。一旦程序安装或保存完毕，卡应从控制器卸载并放到旁边。卡只能保存程序和配置字（%MWs不能保存在32K备份卡里）。动态数据可存储在存储字里然后备份到EEPROM。当程序安装完成，任何在安装之前备份到EEPROM的%MWs都将丢失。下图是选用32K（TWDXCPMFK32）外部备份卡时的存储器结构图。箭头显
32、示了哪些内容可从RAM备份到EEPROM和卡：47（3）使用64K（TWDXCPMFK64）外部程序扩展卡时：64K扩展存储卡将Twido控制器的程序存储容量从32K扩展到64K。扩展程序使用时卡必须插在控制器里。如果卡被卸载，控制器将进入停止状态。存储字仍然备份到控制器的EEPROM。动态数据可存储在存储字里然后备份到EEPROM。64K扩展存储卡的上电动作和32K备份卡相同。下图是选用了64K（TWDXCPMFK64）扩展内存卡时的存储器结构图。箭头显示了哪些内容可从RAM备份到EEPROM和64K扩展内存卡：482.1.6 TIWDO的通讯功能简介 本节介绍以下各种通信类型：MODBUS
33、主/从站、远程连接、ASCII自由协议、Modbus TCP/IP、MODEM远程通讯。Twido提供了一个或两个串行通信口用于和远程I/O控制器、对等控制器或普通设备通讯。只能使用第一个端口和Twidosoft编程软件通讯。每个Twido控 制 器 支 持 三 种 不 同 的 基 本 协 议：远 程 连 接，ASCII自 由 协 议，或Modbus（Modbus主协议或Modbus从协议）。通过增加通讯扩展模块，TWIDO PLC还能被用作CANOPEN、ASI总线的主站。此外，TWDLCAE40DRF一体型控制器提供一个RJ-45以太网通信端口。其支持Modbus TCP/IP客户端/服务
34、端协议，可以在以太网上进行控制器之间的端对端通信或用TWIDOSOFT进行编程。49（1）MODBUS通讯 Modbus协议是一个主/从协议，它允许一个并且只能一个主机发送命令，查询从机的响应。主机可单独对一个从机发送命令，也可以广播方式对所有从机发送命令。从机对每一个单独发送给它们的查询返回讯息（响应）。但对广播方式的查询不做响应。Modbus主站模式-Modbus主站模式允许Twido控制器向从站发出Modbus查询并等待响应。Modbus主站模式只能通过“EXCH”指令得到支持。Modbus ASCII 和 RTU均为Modbus主站模式所支持。Modbus从站模式-Modbus从站模式
35、允许Twido控制器响应主站的Modbus查询，如果没有配置其它类型的通信，它将是缺省的通信模式。Twido控制器支持供对象访问的标准modbus 数据，控制功能和服务扩展。Modbus ASCII 和 RTU均为Modbus从站模式所支持。注意：RS-485网络（没有中继器）可安装32个设备（1个主机和最多31个从机），它们的地址可在1到247之间选择,距离可200米,通讯波特率达38400。50下图是MODBUS主/从站通讯结构图：主站从站1从站2从站10从站121从站30主站(下层网络)从站2从站4从站180从站121从站51TWIDO PLC的编程口和扩展串行口都能支持MODBUS主、
36、从站协议。TWIDO PLC做从站时，只需设定相应的参数即可，不需要编写通讯程序；TWIDO PLC做主站时，需设定相应的参数，还需要编写通讯程序去访问从站的数据。51（2）远程连接 远程连接协议是一种高速主/从总线，它支持一个主控制器和最多七个远程（从）控制器之间的少量数据通信。根据远程控制器的配置，传送相应的字元件或I/O位元件数据。远程控制器的类型可以是远程I/O或对等控制器，对于远程I/O只能传送I/O位元件数据，；对于对等控制器只能传送少量的字元件。注意：远程 I/O总线和协议属于专用，第三方设备不允许出现在网络中。确信远程连接中只有一个主控制器且每个从机都有唯一地址。一次只能有一个
37、通信端口配置成远程连接。52下图是远程连接通讯结构图：主站0REMOT I/O 1#站对等控制器 2#站对等控制器 5#站最多7个从站 TWIDO PLC工作于远程连接的方式下时，只需设定相应的参数即可，不需要编写通讯程序即可完成信息交换。53（3）ASCII自由协议 ASCII自由通讯协议是一个简单的半双工字符模式协议，用于传输或接收一个字符串到或自一个简单设备（打印机或终端）。此自由通讯协议使TWIDO PLC能与协议公开的其它设备或控制器进行通讯，如串口打印机、条形码读入器或智能仪表等设备。TWIDO PLC工作于ASCII自由通讯协议方式下时，用户必须编写通讯程序。主站0最多7个从站5
38、4（4）AS-I总线通讯 AS-I是一种执行器和传感器的现场网络，通过增加通讯扩展模块TWDNOI10M3，TWIDO PLC能被用作AS-I总线的主站，一个TWIDO PLC最多能用2块TWDNOI10M3主模块。TWIDOSOFT编程软件内置AS-I总线配置工具，能对AS-I总线上的每个从站进行配置和组态，用户使用时只需配置参数即可，不需要编写通讯程序。55（5）CANOPEN总线通讯 CANOPEN总线（Controller Area Network）最初发展于汽车行业，目前在许多场合得到应用，从工业到其他行业。通过增加通讯扩展模块TWDNCO1M，TWIDO PLC能被用作CANOPE
39、N总线的主站，一个TWIDO PLC最多能用1块TWDNCO1M主模块,并最多能管理16个从站。TWIDOSOFT编程软件内置CANOPEN总线配置工具，能对CANOPEN总线上的每个从站进行配置和组态，用户使用时只需配置参数即可，不需要编写通讯程序。56（6）以太网通讯 TWIDO PLC通过加装499TWD01100以太网网桥模块能够支持以太网通讯。另外，TWDLCAE40DRF内置以太网接口，TWDLCAE40DRF实现以太网上的传输是通过基于TCP/IP上的Modbus 应用协议。Modbus协议传输是典型的请求响应信息对。PLC可用作客户端或服务器，取决于其发送或接收信息。TWDLC
40、AE40DRF一体型控制器是一种4-实时-信道设备，可在100Base-TX 以太网上通信。.它可以完成100Base-TX 自协商功能，也可以在10Base-T 网络上工作。而且它还允许标记IP的连接，如在TwidoSoft 应用程序中配置的那样。每个TWDLCAE40DRF控制器默认赋给唯一静态IP地址。.设备的默认IP地址来自唯一的MAC物理地址(IEEE 全球地址)，将永久存储在一体型本体控制器中。为了增加网络的灵活性，除了使用默认的IP地址，TwidoSoft应用程序允许用户为设备配置不同的静态IP地址，也可定义子网和网关的IP地址。Modbus TCP 客户端/服务器 TWDLCA
41、E40DRF控制器可以是 Modbus TCP/IP客户端 或者服务器，分别取决于其查询或响应其他远程设备。TCP 通讯服务通过TCP端口502完成。Modbus客户端通过%EXCH3 指令和%MSG3 功能实现。用户可以对多条%EXCH3指令进行编程，但一次只能有一条%EXCH3指令被激活。TCP连接在%EXCH3指令被激活时由一体型控制器自动协商完成。57（7）Modem远程通讯 TWIDO PLC能提供远程Modem通讯接近方案。其编程口能连接外置式Modem，通过电话网络实现远距离通讯，如编程、设定参数、监控等。如果Modem是无线式的，TWIDO PLC也能实现无线远程通讯。下图是远
42、程通讯时的示意图：582.2 TWIDO的选型 要做到PLC的正确选型，不仅要对自控系统的工艺要求有深入的了解，也要对PLC的各种性能指标有正确的理解。592.2.1 如何理解PLC的性能指标PLC的主要性能指标有：存储容量、扫描周期、扩展能力、输入输出响应时间、通讯功能、编程语言等、指令系统。（1）存储容量 可编程控制器的存储器是由两部分组成的，即存放程序和其所需数据的存储器。前者多由EPROM组成，后者用RAM构成。存放系统程序的ROM在机器形成时由生产厂家已将程序写入，用户无法改变也不能访问，它们的容量大小也都已确定，不再变动。后者是随用户的使用情况变化的。生产PLC时，已按照机器型号设
43、置了一定存储容量的存储器，一般小型机器的存储容量1K到几K，大型机器的容量几十K，甚至到l一2M用户可以根据所需存储容量作为选择机型的一个条件。为此，用户必须根据用户程序的大小预估所需存储容量，并以此去选择机型。用户程序(包括有关数据存放所需的存储器)大小主要决定于被控对象的控制复杂性。所谓控制复杂性主要表现在控制量的多少和完成控制的难易。用户能根据经验计算公式，初步估算容量。离散量控制：在一般简易系统中，经验计算公式是：所需内存字数逻辑变量数X25 离散量数即输入点数和输出点数之和。60 模拟量的控制：由于对模拟量的处理都是经过模数转换后的数字量来进行的，而任何一个模拟量都需要用一个或几个字
44、节的数字量来表示，因此就要用数字传送和数宇运算指令组。一般情况，这些指令组的内存利用率是比较低的，所以所占内存数要增多。在模拟量输入、输出同时存在时，除上述数据处理内容外，一般还要进行一些较为复杂的运算。这时多数情况是闭环控制，内存需求量相对要大些。为此在估算内存需求量时常把这两种情况区分开来。下面给出参考经验计算公式。只有模拟量输入时：所需内存字数模拟量路数X120 在模拟量输入、输出同时存在时；所需内存字数模拟量路数回X250 上述路数一般是以十路模拟量为标准考虑的，当路数小于十路时所需内存量要大点，反之则小一些。所需内存量还和程序结构有关，当采用子程序结构或块式结构时有些程序可以采用多次
45、调用的方式，因此内存量可以大为减少，特别是在模拟量路数较多，输入转换、数字滤波或各路的运算处理基本相同时，内存需求量都会有明显的减少。61（2）扫描周期 可编程控制器可以被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备，它一直在周而复始地循环扫描，并执行由系统软件规定好了的任务。我们规定从扫描过程中的一点开始，经过顺序扫描又回到该点的过程为一个扫描周期。自监视扫描过程：为了保证设备可靠运行，出现故障及时反应，可编程控制器具有自监视功能。机器的自监视功能主要由一个硬件计时器完成(WDT)。该计时器有一设定值，扫描周期开始前计时器复位，然后开始计时。当扫描时间超过设定值，则报警并停止CPU运行，复位输入输出
46、。这种故障称为WDT故障，以防止因系统硬件或执行用户程序而引起的扫描周期过长。一般机器给WDT的设定值在10500ms。系统检查主要是对系统硬件及程序存储器内存储的程序做周期性检查，以保证每个扫描周期内系统处于完好状态。与编程器进行信息交换的扫描过程：系统应用程序是通过编程器送入的，对程序的修改也是通过它实现的，操作者可以通过它监视和修改程序的执行。因此在这个过程中用户可以利用它修改内存程序，读CPU状态，读或写数字变量或逻辑变量，封锁或开放输入输出以及控制CPU。在这一时间总线控制权为编程器，一般机器控制在一定时间内完成。与网络通信的扫描过程：主要是可编程控制器与上位计算机、其它可编程控制器
47、或一些终端设备，如条形码读入机、打印机一类设备进行通信。它和CPU与数字处理器信息交换的扫描过程都是随机器系统的情况可有可无的。一般小型系统没有这一扫描过程，这一扫描过程占用时间随信息交换量而变化。62 程序扫描过程和输入输出扫描过程：机器处于正常运行状态下，每一个扫描周期都包含这两个扫描过程，也就是要对用户程序执行一次。这两个过程在机器运行中是否执行是可控的。随着用户程序的长短，输入输出点数的多少，这两个过程所用时间也是变化的。一般情况下用一十粗略的指标，即每执行一千条指令所需时间(大约1msK字)来估算 从以上对扫描周期的分析可知。扫描周期由三部分组成即保证系统正常运行的公共操作、系统与外
48、部设备信息的交换和用户程序的执行，第一部分的扫描时间基本是固定的，随机器类型而有所不同。第二部分并不是每次扫描都有的，占用的扫描时间也是变化的。第三部分随用户控制程序的变化而变化，程序有长有短而且在各个扫描周期中也随着条件的不同面影响着程序长短的变化。因此这一部分扫描时间不仅对不同系统其长短不同，而且同一系统不同时间也有不同的扫描时间。所以系统扫描周期的长短，除了因是否运行用户程序而有较大的差异外，在运行用户程序时也不是完全固定不变的。实际上扫描周期的不固定，给机器实现某些控制是带来一些困难的。63（3）扩展能力1、控制容量的可扩展性：通过增加扩展模块来实现I/O点数的扩展、各种功能模块的扩展
49、，如模拟量、通讯、定位、计数、温度等。2、存储容量的可扩展性：存储容量的大小影响PLC对负责生产过程的控制，决定了用户程序、用户数据的容量。可通过加扩展内存卡来扩展存储容量。3、控制区域的扩展：随着PLC的应用领域的扩大，要求能实现PLC的I/O分布式控制，PLC的联网等通讯功能的扩展。64（4）指令功能 目前各个厂家的指令差异很大，还投有一种编程语言是所有可编程控制器都兼容的。各厂家产品的主要差异体现在指令的表达方式和指令的完整性上。一般来说各PLC都包括以下指令：基本逻辑指令、控制指令、算术指令等。指令丰富将有助于用户编程和调试，如现在的PLC能支持浮点数、三角函数等指令，则用户编程更方便
50、、计算结果更精确。65（5）指令执行时间 不同可编程控制器的运算速度不同，执行不同指令所用的时间也不同。一般来说各PLC执行指令的时间越短，越能缩短扫描周期，以保证系统的高响应性能。66（6）编程语言和编程设备 现代的可编程控制器一般能支持的编程语言有：梯形图、指令表、FBD、SFC、结构化文本等。编程设备一般是个人电脑和掌上编程器。支持的编程语言越多，用户编程越方便，更易选择符合工艺要求和习惯的编程方式。编程设备和软件则需符合人们的使用习惯，提供易于编程操作和调试的功能。PLC选型时要综合考虑上述几项性能特点，并结合工艺要求。PLC的选型要考虑功能性和经济性，正所谓“没有最好，只有最合适”。