2.1　主机单元

2.1.1　CP1H系列PLC的主机

（1）CP1H主机的规格　按使用电源的类型分，有AC型和DC型两种；按输出方式分，有继电器输出型和晶体管输出型两种。CP1H的CPU单元有3种类型：X、XA和Y，其中X为基本型，XA型带内置模拟量输入/输出端子，Y型带脉冲输入/输出专用端子，见表2-1。

（2）CP1L主机的规格　CP1L CPU单元类型见表2-2。

（3）CP1E主机的规格　CP1E的CPU单元有3种类型：E型、N型和NA型，见表2-3。

（4）CP1H主机的面板结构和基本功能　CP1系列PLC的结构仅以CP1H-XA40型PLC为例介绍主机面板结构和基本功能。其他CP1系列PLC的结构可以查找欧姆龙公司的相关手册。

CP1H属整体式结构，除中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源外，还有USB端口、通信端口，还可以加装扩展单元等。下面介绍日本欧姆龙公司整体式的CP1H-XA40型PLC主机面板的布置及各个接线端子和接口的作用，面板结构如图2-1所示。

①电池盖。打开盖可将电池放入。

②工作指示LED。指示CP1H的工作状态。主机面板的中部有6个工作状态显示LED，如图2-2所示。其作用见表2-4。

③外围设备USB端口。与电脑连接，由安装在上位机的软件CX-Programmer对PLC进行编程及监视。

④7段LED显示。在2位的7段LED上显示CP1H CPU单元的异常信息及模拟电位器损伤时的当前值等CPU单元的状态。此外，可用梯形图显示任何代码。

⑤模拟电位器。通过旋转电位器，可使A642 CH的值在0～255范围内任意变更。

⑥外部模拟设定输入连接器。通过外部施加0～10V电压，可将A643 CH的值在0～255范围内任意变更。

⑦拨动开关。6个拨动开关的作用见表2-5。

⑧内置模拟输入/输出端子台（仅限XA型）。模拟输入4点、模拟输出2点。模拟量输入/输出端子台排列及引脚功能如图2-3所示。

⑨内置模拟输入切换开关（仅限XA型）。将各模拟输入在电压输入下使用还是电流输入下使用间切换。切换开关的1～4分别用来设定模拟输入1～模拟输入4的电流或电压输入。某一切换开关为ON，其相应模拟输入为电流输入；OFF时为电压输入。出厂设定为电压输入。如图2-4所示为内置模拟输入切换开关。

⑩存储器卡槽位。安装CP1W-ME05M（512KB）存储器卡。可将CP1H CPU单元的梯形图程序、参数、数据内存（DM）等传送并保存到存储器卡。

电源、接地、输入端子台。输入端子台。电源、接地、输入端子台作用见表2-6。

选件板槽位。槽位1和槽位2上可分别选装RS-232C选件板CP1W-CIF01、RS-422A/485选件板CP1W-CIF11。

输入指示LED。输入端子的接点为ON时，指示灯亮。

扩展I/O单元连接器。可连接CPM1A系列的扩展I/O单元（输入输出40点/输入输出20点/输入8点/输出8点），及扩展单元（模拟输入输出单元、温度传感器单元、CompoBus/S I/O连接单元、DeviceNet I/O连接单元）最大为7台。

输出指示LED。输出端子的触点为ON时，指示灯亮。

外部电源供给、输出端子台。对外部提供DC -24V、最大300mA的电源。可作为输入设备或现场传感器的服务电源。

CJ单元适配器用连接器。位于CP1H CPU单元的侧面，要通过CJ单元适配器CP1W-EXT01，连接CJ系列特殊I/O单元或CPU总线单元，最多两个单元。但是注意不可以连接CJ系列的基本I/O单元。CP1L/CP1E没有此功能。

（5）CP1系列PLC外部设备　PLC的外部设备通常包括个人计算机（含专用适配卡和组态软件）、编程设备、显示终端，以及可编程终端、打印机、数据访问设备等。

①编程设备　常见的PLC编程设备包括手持编程器（也称简易编程器）和计算机辅助编程。CP1系列PLC只能使用计算机辅助编程。在PC上装上CX-P编程软件，用专用电缆将PC的USB端口与PLC的USB端口相连接，或用通信电缆将PC的RS-232C端口与CP1的RS-232C端口相连接。用户通过CX-Programmer（简称CX-P）编程软件在计算机上编程，然后下载到CP1系列PLC中。

②可编程终端　可编程终端（Programmable Terminals，PT）又称工业级人机界面（Human Machine Inrerface，HMI），PT与PLC用通信线缆连接后，通过覆膜键盘或屏幕上的触摸键，可向PLC输入数据。在普通个人计算机（Personal Computer，PC）上使用厂家提供的支持软件，通过调用各种控件，如按钮、数值输入、指示灯、数值显示、文字显示、信息显示、条状图、曲线图、XY图、仪表、动态图、图形元素、静态文字、静态图形及通用元件，可以制作数百种生动、丰富的画面。完成编译后，通过连接PC的RS-232C端口和PT的RS-232C端口的通信线缆，将控制画面由PC下载到PT，此后，PT就可以脱离PC而独立运行。使用PT，可取消传统的控制面板，从而简化了硬件，减少了接线，也就节省了PLC的I/O单元。

PT的第2个通信端口（RS-232C）与PLC的通信端口（RS-232C）通过通信线缆相连接，此后，可使用PT对PLC控制系统进行操作并显示各种信息。

2.1.2　CP1H系列PLC的基本功能

（1）内置模拟量输入/输出功能（仅限XA型）　CP1H-XA40型CPU单元最显著的特点是它的内置模拟量输入/输出功能（XA型的CP1H CPU单元中内置模拟输入4点/输出2点），内置模拟量输入/输出功能见表2-7。另外CP1E NA型20点CPU单元中有内置模拟量输入2点/输出1点。

（2）中断功能和快速响应功能　CP1H的CPU单元，通常周期性重复“公共处理→程序执行→I/O刷新→外设端口服务”4个工作阶段，执行周期性任务。与此不同，根据特定要求的发生，可以在该周期执行任务的中途中断，使其执行特定的程序，这称为中断功能。

PLC的输出对输入的响应速度受扫描周期的影响，在某些特殊情况下可能使一些瞬间的输入信号被遗漏。为了防止发生这种情况，CP1H系列PLC中设计了快速响应输入功能。有了这个功能，PLC可以不受扫描周期的影响随时接收最小脉冲信号宽度为30μs的瞬间脉冲。X/XA型的情况下最大可使用8点，Y型的情况下最大可使用6点。表2-8为输入中断和快速响应输入。

（3）调整计数器功能　CP1H系列PLC有4个高速读数器，CP1H高速读数器输入模式有4种：递增模式、相位差输入模式、增/减（加/减）模式和脉冲+方向模式。高速读数器读数模式有两种：线性模式和环形模式。

使用高速计数器时，部分内容要预选在CX-P编程软件上进行设置，否则高速计数器是不工作的。高速计数器的规格见表2-9。

（4）脉冲输出功能　可从CPU单元内置输出中发出固定占空比脉冲输出信号，并通过脉冲输入的伺服电动机驱动器进行定位/速度控制。脉冲输出功能见表2-10和表2-11。

2.1.3　CP1H系列 PLC主机单元

CP1H系列PLC是欧姆龙公司于2005年推出的小型机，与以往产品CPM2A 40点PLC输入输出型尺寸相同，但处理速度可达其10倍。该机型外形小巧，速度极快，执行基本命令仅需0.1μs，且内置功能强大。

CP1H系列PLC配备与CS/CJ系列共通的体系结构，最多同时可带7台欧姆龙CPM1A系列的扩展I/O及2台CJ1系列的高功能I/O或高功能CPU单元，大大增强了开关量和模拟量的扩展能力。另外，CP1H系列PLC取消了手持编程器的支持，它采用USB接口与编程计算机连接，还提供了RS-232C和RS-485接口与外设连接通信。

欧姆龙CP1H PLC的主机单元又称CPU单元，它包括X型（基本型）、XA型（带内置模拟量输入输出端子）和Y型（带脉冲输入输出专用端子）3种类型。在这些类型的主机单元中，XA型主机单元最具代表性，下面以该类型的主机单元为例进行说明。

（1）实物外形　CP1H-XA型PLC主机单元实物外形如图2-5所示。

（2）面板说明　CP1H-XA型PLC主机单元面板的结构如图2-6所示。面板各部分功能说明如下。

①处理幅度大幅提高

a.达到CJ1M相同的指令执行速度，用微型PLC即可达到顶级的性能。

b.高速处理约400种指令。

c.通过功能块（FB）功能、任务功能使程序的编制、管理更加简单。

②丰富的高速计数器功能　将旋转编码器连接到内置输入，即可进行高速计数器输入。由于有丰富的高速计数器点数，可用1 台来控制多轴装置。

X/XA型：高速计数器100kHz（单项）/50kHz（相位差）4点（注）为标配。如图2-7所示。

注：对每个输入接点，通过PLC 系统的设定来选择是否在通用输入、输入中断、脉冲接收、高速计数器中的任何一个状态下使用。

Y型：高速计数器100kHz（单相）/50kHz（相位差）2 点（注）以外，还配备高速计数器功能固定端子1M Hz（单相）/500kHz（相位差）2 点。如图2-8所示。

注：对每个输入接点，通过PLC 系统的设定来选择是否在通用输入、输入中断、脉冲接收、高速计数器中的任何一个状态下使用。

③多样的脉冲控制　可从CPU 单元内置输出点发出固定占空比脉冲信号，脉冲输入到伺服电动机驱动器来达到定位/速度控制。可进行X，Y，Z，θ的4 轴控制。Y 型的情况下，可达到1MHz 高速脉冲率。

X/XA型：脉冲输出100kHz 最大4 轴（注） （单元版本Ver1.0 及以下是为脉冲输出100kHz 最大2 轴+30kHz 最大2 轴）为标准配备。如图2-9所示。

Y型：脉冲数出100kHz 最大2 轴（注）以外，脉冲输出专用端子1MHz（线性驱动器）最大2 轴为标准配备。如图2-10所示。

注：对每个输出接点，通过指令来选择是否在通用输出、脉冲输出、PWM输出中的任何一个状态下使用。

通过1MHz 脉冲、线性伺服电动机/直接驱动电动机等可达到高速高精度定位。

④原点搜索　可用1指令执行各种输入输出信号（原点附近输入信号、原点输入信号、定位结束信号、偏差计数器复位输出等）组合的精密的原点搜索。

此外，也可进行原点复位，直接移动到所确定的原点。

⑤输入中断功能　内置输入的上升沿或下降沿时，可启动中断任务（直接模式）。此外，可对内置输入上升沿或下降沿进行计数，如达到某个值，可启动中断任务（计数器模式）。

最大点数为X/XA 型8 点（注）、Y 型6 点（注）。

注：对每个输入接点，通过PLC 系统的设定来选择是否在通用输入、输入中断、脉冲接收、高速计数器中的任何一个状态下使用。此外，输入中断（计数器模式）的响应频率为所使用的各中断的总计5kHz 以下。

⑥脉冲接收功能　通过将内置输入设为脉冲接收功能，可与周期时间无关，切实捕捉到最小输入信号幅度30μs 为止的输入。

最大点数为X/XA 型8 点（注）、Y 型6 点（注）。

注：对每个输入接点，通过PLC 系统的设定来选择是否在通用输入、输入中断、高速计数器中的任何一个状态下使用。

⑦模拟量输入输出功能（仅限XA型）　内置模拟电压/电流输入4 点、模拟电压/电流输出2 点 的模拟量输入输出功能。如图2-11所示。

⑧模拟设定　可通过用螺丝刀调节模拟电位器，可以将特殊辅助继电器区域（A642 CH）的值在0～255的范围内任意变更。这样，可在没有外围工具的情况下，简单地对时间及计数器进行变更。如图2-12所示。

根据外部模拟输入0～10V（分辨率256），将模拟值进行A/D 转换并反映在特殊辅助继电器区域（A643 CH）。这样，可以应用在不特别要求精度的方面，例如室外温度等的变化及电位计输入等需要在现场调整设定值等。如图2-13所示。

⑨与各种组建的连接相容性　CX-Programmer 等的外围工具CX-One，从计算机的USB 端口，通过市场上销售的USB电缆与CP1H 的内置USB 端口相连接。如图2-14所示。

最大可安装2 个串行通信选件板（RS-232C×1 端口或RS-422A/485×1 端口）。因包含USB 端口最大可有3 个串行通信端口，可轻松实现同时连接计算机、PT、CP1H、各种组件（变频器、温度调节、智能传感器等）。如图2-15所示。

注1：通过Modbus-RTU 简易主站功能（所以类型共通），可通过简单地串行通信对变频器等Modbus 从站进行控制。

如先在固定分配区域（DM）中设定Modbus 从站设备的地址、功能、数据，将软件开关置为ON，可在无程序状态下进行1 次信息的发送接收。如图2-16所示。

注2：通过串行PLC连接（所以类型共通），使用RS-422A/485 选件板，在最大9 台的CP1H-CP1H-CJ1M 之间，可在无程序状态下每台CPU共享最大10 CH 的数据。如图2-17所示。

⑩7段LED显示　用2位的7段LED显示，将PLC的状态更简易地进行告知。这样，可以提高设备运行中故障状态的检测和维护性。如图2-18所示。

无电池运转　可将程序、PLC 系统设定等自动保存到CPU 单元内置闪存内。此外，DM 区数据可以保存到内存内，作为上电时的初始数据。这样，即使无电池也可将程序及DM 区的初始值（如处方设定）保存到CPU 单元内部。如图2-19所示。

存储盒　可将程序及DM 区初始值等内置闪存内的数据保存到存储盒（选件），作为备份数据来保存。此外，编制相同系统时，可以用存储盒将程序及初始值数据等简单地复制到其他的CPU单元内。如图2-20所示。

安全功能　为了防止梯形图程序的非授权读取，在CPU 单元设计密码保护功能。读取CX-Programmer 的梯形图程序时，密码输入与所登录的密码不一致时，禁止进行程序的读取。

此外，密码输入不一致连续5次时，其后2h内将不再接受密码输入。

可扩展CJ系列高功能单元　通过CJ 单元适配器，连接CJ 系列的特殊I/O 单元、CPU 总线单元最大2 单元，而且可进行与上位/下位网络的连接、模拟输入输出的扩展等。如图2-21所示。

2.1.4　CP1H命名方法与参数

（1）主机单元的命名方法　CP1H系列主机单元的命名方法如下：

（2）主机单元的参数　CP1H系列主机单元的参数见表2-12。