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plc實習(xí)指導(dǎo)書 第一章可編程控制器的初步認(rèn)識 一、PLC的定義可編程控制器是采用微機(jī)技術(shù)的通用工業(yè)自動化裝置，近幾年來，在國內(nèi)已得到迅速推廣普及。 正改變著工廠自動控制的面貌，對傳統(tǒng)的技術(shù)改造、發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實際意義。 可編程控制器是60年代末在美國首先出現(xiàn)的，當(dāng)時叫可編程邏輯控制器，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。 其基本設(shè)計思想是把計算機(jī)功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。 根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容寫入控制器的用戶程序內(nèi)，控制器和被控對象連接也很方便。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的已不再是僅有邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。 另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。 由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。 目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用。 可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PC。 但由于PC容易和個人計算機(jī)（Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。 它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機(jī)編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯也都很方便。 用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。 二、PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異，通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源、編程器擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成。 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示電1.主機(jī)主機(jī)部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。 CPU是PLC的核心，它用以運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器、電腦、打印機(jī)等）的請求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。 PLC的內(nèi)部存儲器有兩類，一類是系統(tǒng)程序存儲器，主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器，主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。 本實習(xí)裝置選用FX1N型號三菱主機(jī)。 FX1N-40MR-001AC/DC/繼電器內(nèi)置數(shù)字量I/O（24路開關(guān)量輸入，16路繼電器輸出），另配置FXON-3A模擬量模塊（2路模擬量輸入，1路模擬量輸出）；FX2N-485-BD通信模塊；SC-09通信編程器，采用RS485網(wǎng)絡(luò)通信。 2輸入/輸出（I/O）接口I/O接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。 輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關(guān)等）的控制信號。 輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。 I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。 I/O點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項主要技術(shù)指標(biāo)，通常小型機(jī)有幾十個點，中型機(jī)有幾百個點，大型機(jī)將超過千點。 3電源輸入模塊CPU模塊輸出模塊可編程序控制器編程裝置接觸器電磁閥指示燈電源源限位開關(guān)選擇開關(guān)按鈕圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。 4編程器編程器是PLC的一種主要的外部設(shè)備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示PLC的工作情況。 除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將PLC與電腦聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。 5輸入/輸出擴(kuò)展單元I/O擴(kuò)展接口用于連接擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元與基本單元（即主機(jī)）。 6外部設(shè)備接口此接口可將編程器、打印機(jī)、條碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)相聯(lián)，以完成相應(yīng)的操作。 三、PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。 即在PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。 然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。 在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。 PLC的掃描一個周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 PLC在輸入采樣階段首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。 隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 PLC在程序執(zhí)行階段按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，執(zhí)行的結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。 第二章可編程控制器的編程元件 一、PLC的編程元件PLC是采用軟件編制程序來實現(xiàn)控制要求的。 編程時要使用到各種編程元件，它們可提供無數(shù)個動合和動斷觸點。 編程元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等。 PLC內(nèi)部這些繼電器的作用和繼電接觸控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似，也有“線圈”與“觸點”，但它們不是“硬”繼電器，而是PLC存儲器的存儲單元。 當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為“1”時，則表示相應(yīng)繼電器線圈得電，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。 所以，內(nèi)部的這些繼電器稱之為“軟”繼電器。 編程元件的名稱三菱PLC編程元件的名稱由字母和數(shù)字組成。 字母代表功能，表示元件類型如輸入繼電器用“X”表示，輸出繼電器用“Y”表示；數(shù)字元件序號，輸入、輸出繼電器的元件號采用八進(jìn)制數(shù)，遵循“縫八進(jìn)一”的原則。 其它編程元件的元件號采用十進(jìn)制數(shù)。 例如X07，Y10，M125。 二、輸入繼電器與輸出繼電器1.輸入繼電器(X)輸入繼電器可以理解為PLC的輸入通道，與輸入端相連，一個輸入繼電器就是PLC的一個輸入點。 必須注意輸入繼電器只受外部信號控制，不能由程序指令或其他部件驅(qū)動，在梯形圖中只能作觸點而不能作線圈。 輸入繼電器的觸點在梯形圖中的使用次數(shù)不受限制外部輸入信號的持續(xù)時間必須大于一個掃描周期。 2.輸出繼電器(Y)輸出繼電器是PLC的輸出通道，它將PLC的輸出信號傳送給輸出模塊。 再由后者驅(qū)動負(fù)載，一個輸出繼電器就是一個輸出點，它的線圈由用戶程序控制，其觸點在梯形圖中的使用次數(shù)不受限制。 輸出繼電器無斷電保持功能。 三、輔助繼電器(M)輔助繼電器是用軟件實現(xiàn)，它們不能接收外部的輸入信號，由程序驅(qū)動，也有常開和常閑觸點。 它是軟繼電器，一個輔助繼電器實為RAM單元的一個位。 它不能直接驅(qū)動負(fù)載，相當(dāng)于繼電器電路的中間繼電器。 輔助繼電器采用十進(jìn)制編號。 輔助繼電器有以下三種類型 (1)通用輔助繼電器(為不帶后備電池的RAM)，無斷電保持功能PLC恢復(fù)工作時之前狀態(tài)消失。 電源掉電后所有的通用輔助繼電器將變?yōu)镺FF。 （2)鎖存輔助繼電器有斷電保持功能，可保持?jǐn)嚯娗暗臓顟B(tài)，系統(tǒng)重新得電后，即可重現(xiàn)斷電前的狀態(tài)，并在該基礎(chǔ)上繼續(xù)工作。 由帶后備電池的RAM或E2RAM保持。 (3)特殊輔助繼電器共有256點具有特殊用途的輔助繼電器，他們是表示PLC的某種狀態(tài)。 特殊輔助繼電器分為兩類觸點利用型用戶可直接使用其觸點，但不能使用其線圈。 例如M8000為運行監(jiān)視輔助繼電器；當(dāng)PLC開機(jī)運行后，M8000為ON;停止運行時，M8000為OFF M8002為初始化脈沖輔助繼電器；當(dāng)PLC開機(jī)運行后，M8002僅在M8000由OFF變?yōu)镺N時，自動接通一個掃描周期，M8013當(dāng)PLC通電后，不管運行與否，自動產(chǎn)生周期是1s和時鐘脈沖；M8014當(dāng)PLC通電后，不管運行與否，自動產(chǎn)生周期和1min時鐘脈沖M8005為鋰后備電池電壓低指示輔助繼電器；電池電壓下降至規(guī)定值時變?yōu)镺N，可用他的觸點驅(qū)動輸出繼電器和外部指示燈，提醒工作人員更換電池。 線圈驅(qū)動型由用戶程序驅(qū)動其線圈，使PLC處于某種狀態(tài)。 例如M8033ON后，PLC進(jìn)入STOP狀態(tài)，所有輸出繼電器狀態(tài)保持不變；M8034ON后，禁止所有輸出；但是程序仍然正常執(zhí)行。 M8039ON后，PLC以D8039中指定的掃描時間工作。 四、狀態(tài)繼電器（S）狀態(tài)繼電器是用于編制順序控制程序的一種編程元件，它與步進(jìn)梯形指令STL一起使用。 繼電器亦分為通用狀態(tài)繼電器和鎖存狀態(tài)繼電器。 通用狀態(tài)寄存器沒有斷電保護(hù)功能，鎖存狀態(tài)繼電器有備用鋰電池，具有斷電保護(hù)功能。 S0S910點，作初始化狀態(tài)使用。 S900S99910點，可作信號報警器 五、定時器(T)PLC定時器的作用相當(dāng)于時間繼電器。 它的定時功能是通過對時鐘脈沖的計數(shù)來實現(xiàn)的。 時鐘脈沖的周期有1ms、10ms和100ms。 當(dāng)定時器的計數(shù)值和設(shè)定值相等時，其輸出觸點動作，即常開觸點閉合常閉觸點斷開。 定時器的設(shè)定值可通過常數(shù)k或數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容來設(shè)定。 T后面的數(shù)字表示定時器的定時類型和定時精度，定時類型分為通用型和積算型，T0-T245通用型T246-T255積算型，的K后面的為計數(shù)次數(shù)，定時時間的計算公式定時時間計數(shù)次數(shù)定時精度類型通用型T0T199T200T245積算型T245T249T250T255點數(shù)定時精度100ms10ms1ms100ms定時范圍0.1-3276.7s0.01-327.67s0.001-32.767s0.1-3276.7s通用定時器通用定時器的個數(shù)和元件號以及計數(shù)脈沖的周期，視具體PLC的型號而定。 通用定時器的工作原理可用下圖說明。 T200Y0X0T200K3283.28s X0Y0當(dāng)前值當(dāng)X0接通時T200開始對10ms脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值到達(dá)設(shè)定值328時，T200的常開觸點閉合使Y0線圈通電。 當(dāng)X0斷開時，T200線圈斷電其常開觸點斷開，Y0斷電。 圖中X0第一次接通時間小于定時器設(shè)定值，故Y0不可能通電。 通用定時器無斷電保持功能。 輸入電路斷開或掉電時被復(fù)位。 六、內(nèi)部計數(shù)器(C)計數(shù)器由計數(shù)裝置和觸點組成，計數(shù)裝置用來改變觸點的狀態(tài)，當(dāng)計數(shù)器達(dá)到設(shè)定值時，計數(shù)器觸點動作，即常開觸點閉合，常閉觸點斷開。 內(nèi)部計數(shù)器是對內(nèi)部映像寄存器(X，Y，M，S)提供的信號的上升沿進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器。 計數(shù)脈沖的ON和OFF的時間應(yīng)大于PLC的掃描周期，否則出現(xiàn)計數(shù)誤差。 16位加計數(shù)器16位加計數(shù)器的個數(shù)及元件號視PLC型號而定。 分為通用16位計數(shù)器和停電保持計數(shù)器。 16位加計數(shù)器的工作原理可用下圖說明RST是復(fù)位指令，使操作對象置0，使元件保持OFF。 X11為計數(shù)輸入，每當(dāng)X11接通時，計數(shù)器當(dāng)前值加1。 當(dāng)計數(shù)器計到設(shè)定值時，它的觸點狀態(tài)存儲單元被置一，動合觸點接通，動斷觸點閉合。 C0的常開觸點接通，之后即使X11再接通，計數(shù)器的當(dāng)前值不變。 當(dāng)復(fù)位輸入X10接通，執(zhí)行RST指令，計數(shù)器的當(dāng)前值復(fù)0，常開觸點斷開。 計數(shù)器的設(shè)定值可由常數(shù)K或數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容設(shè)定。 X10 七、數(shù)據(jù)寄存器(D)K6X11C0RSTC0C0Y0X10X11當(dāng)前值Y0123456每個數(shù)據(jù)寄存器都是16bit，其最高位為符號位。 可以用兩個數(shù)據(jù)寄存器組成32bit寄存器，其最高位為符號位。 如下所示1.通用數(shù)據(jù)寄存器只要不寫入新數(shù)據(jù)，原寫入數(shù)據(jù)保持不變。 但PLC狀態(tài)由RUNSTOP時，所有通用數(shù)據(jù)寄存器被清0。 若M8030為ON，PLC由RUNSTOP時，通用數(shù)據(jù)寄存器的值保持不變。 2.斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器只要不寫入新數(shù)據(jù)，原寫入數(shù)據(jù)保持不變。 無論電源接通與否，PLC運行與否均不改變原寫入的內(nèi)容。 3.特殊數(shù)據(jù)寄存器用于監(jiān)控PLC中各種元件的運行方式。 寄存器內(nèi)容，由PLC上電初始化寫入。 八、指針與常數(shù)指針P用于跳轉(zhuǎn)指令和子程序，指示程序跳轉(zhuǎn)地址和指示子程序入口地址。 指針I(yè)用于中斷，指示中斷服務(wù)程序入口地址。 常數(shù)K用于表示十進(jìn)制常數(shù)。 16bit常數(shù)范圍-32768+3276732bit常數(shù)范圍-2147483648+2147483647常數(shù)H用于表示十六進(jìn)制常數(shù)。 16bit常數(shù)范圍0FFFF32bit常數(shù)范圍0FFFFFFFF第三章可編程控制器的基本邏輯指令 一、梯形圖梯形圖是一種從繼電接觸控制電路圖演變而來的圖形語言。 它是借助類似于繼電器的動合、動斷觸點、線圈以及串、并聯(lián)等術(shù)語和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，直觀易懂。 梯形圖中常用“”圖形符號分別表示PLC編程元件的動斷和動合觸點；用“”表示它們的線圈。 梯形圖中編程元件的種類用圖形符號及標(biāo)注的字母或數(shù)加以區(qū)別。 梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意到以下三點梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。 每一邏輯行（或稱梯級）起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。 梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。 這個“概念電流”只是用來形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。 輸入繼電器用于接收外部輸入信號，而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動。 因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點，而不出現(xiàn)其線圈。 輸出繼電器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現(xiàn)。 輸出繼電器的觸點也可供內(nèi)部編程使用。 指令語句表是一種用指令助記符來編制PLC程序的語言，它類似于計算機(jī)的匯編語言，但比匯編語言易懂易學(xué)，若干條指令組成的程序就是指令語句表。 一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。 下例為PLC實現(xiàn)三相鼠籠電動機(jī)起/?？刂频膬煞N編程語言的表示方法 二、基本指令簡介基本指令如表所示名稱助記符目標(biāo)元件說明取指令LD X、Y、M、S、T、C常開接點邏輯運算起始取反指令LDI X、Y、M、S、T、C常閉接點邏輯運算起始線圈驅(qū)動指令OUT Y、M、S、T、C驅(qū)動線圈的輸出與指令A(yù)ND X、Y、M、S、T、C單個常開接點的串聯(lián)與非指令A(yù)NI X、Y、M、S、T、C單個常閉接點的串聯(lián)或指令OR X、Y、M、S、T、C單個常開接點的并聯(lián)或非指令ORI X、Y、M、S、T、C單個常閉接點的并聯(lián)或塊指令ORB無串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接與塊指令A(yù)NB無并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接主控指令MC Y、M公共串聯(lián)接點的連接主控復(fù)位指令MCR Y、M MC的復(fù)位置位指令SET Y、M、S使動作保持復(fù)位指令RST Y、M、S、D、V、Z、T、C使操作保持復(fù)位上升沿產(chǎn)生脈沖指令PLS Y、M輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出下降沿產(chǎn)生脈沖指令PLF Y、M輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出空操作指令NOP無使步序作空操作程序結(jié)束指令END無程序結(jié)束 1、邏輯取與輸出線圈指令（LD、LDI、OUT）LD常開觸點邏輯運算起始指令。 操作元件X（輸入繼電器）、Y（輸出繼電器）、M（內(nèi)部輔助繼電器）、T（時間繼電器）、C（計數(shù)器）、S（狀態(tài)繼電器）LDI常閉觸點邏輯運算起始指令。 操作元件X（輸入繼電器）、Y（輸出繼電器）、M（內(nèi)部輔助繼電器）、T（時間繼電器）、C（計數(shù)器）、S（狀態(tài)繼電器）在簡單電路中，每一條電路的第一個觸點用LD、LDI指令，用于將觸點接到母線上；在電路快中，每塊的第一個觸電使用LD、LDI指令；其他由兩個或兩個以上的觸點串連成的支路的第一個觸點使用LD、LDI指令。 OUT驅(qū)動線圈的輸出指令。 操作元件Y（輸出繼電器）、M（內(nèi)部輔助繼電器）、T（時間繼電器）、C（計數(shù)器）、S（狀態(tài)繼電器）對于輸入繼電器不能使用。 OUT指令驅(qū)動定時器T、計數(shù)器C時，必須設(shè)置常數(shù)K.（見下表）LD、LDI、OUT編程示例圖 2、觸點串聯(lián)指令（AND、ANI）AND常開觸點串聯(lián)指令。 ANI常閉觸點串聯(lián)指令。 AND、ANI均用于串連，并且是單個觸點與左邊電路串聯(lián)，并且串連的個數(shù)沒有限制，可以重復(fù)使用。 但是圖形器和打印機(jī)功能的限制，盡量一行不超過10個觸點和1個線圈，連續(xù)輸出總共不超過24行。 串聯(lián)和并聯(lián)指令是用來描述單個觸點與其他觸點或其他觸點組成的電路連接關(guān)系。 下圖中，雖然T1的觸點和Y4的組成的串聯(lián)電路與M101線圈是并聯(lián)關(guān)系，但T1動合觸點與左邊電路是串聯(lián)關(guān)系，因此對T1觸點使用串聯(lián)指令。 AND、ANI編程示例圖 3、觸點并聯(lián)指令（OR、ORI）梯形圖語句指令表梯形圖語句指令表OR常開觸點并聯(lián)指令。 ORI常閉觸點并聯(lián)指令。 OR和ORI用于單個觸電與前面電路的并聯(lián)，并聯(lián)觸點的左端接到該指令所在的電路塊的起始點（LD點）上，右端與前一條指令對應(yīng)的觸點的右端相連。 OR和ORI指令總是將單個觸電并聯(lián)到它前面已經(jīng)連接好的電路的兩端。 OR、ORI編程示例圖 4、邊沿檢測脈沖指令（LDP、LDF、ANDP，ANDF，ORP，ORF）梯形圖語句指令表LDP，ANDP，ORP指令用于對操作元件由OFFON時接通一掃描周期,又稱為上升沿微分指令。 LDF，ANDF，ORF指令用于對操作元件由ONOFF時接通一掃描周期，又稱為下降沿微分指令。 操作元件X，Y，M，T，C，S LDP，ANDP，ORP編程示例圖X2LDF，ANDF，ORF編程示例圖Y0M0X3M3T50LDP X21ORF X32OUT Y03LD M34ANDP T55OUT M0X2X3Y01個掃描周期 5、塊或指令（ORB）ORB編程示例圖 6、塊與指令（ANB）ANB編程示例圖梯形圖語句指令表梯形圖語句指令表 7、置位與復(fù)位指令（SET、RST）SET、RST編程示例圖梯形圖語句指令表 8、取反指令（INV） 9、脈沖輸出指令（PLS、PLF） 10、空操作指令（NOP） 11、結(jié)束指令（END） 三、常用高級程序指令簡介 1、位左移指令（SFTL）和位右移指令（SFTR）位右移SFTR和位左移SFTL指令使位元件中的狀態(tài)成組地向右或向左移動。 當(dāng)M0接通時，以M100開始的1（K1）位的內(nèi)容，向左移入以M101開始的共有11位（K11）的元件中去，每當(dāng)M0從OFF到ON時，向左一位一次。 移位后，如果源為1，則目標(biāo)置位，而源復(fù)位。 對圖a，如果X010斷開，則不執(zhí)行這條SFTR指令，源、目中的數(shù)據(jù)均保持不變。 如果X010接通，則將執(zhí)行位組件的右移操作，即源中的4位數(shù)據(jù)X003X000將被傳送到目位組件中的M15M12。 目位組件中的16位數(shù)據(jù)M15M0將右移4位，M3M0等4位數(shù)據(jù)從目的低位端移出，所以M3M0種原來的數(shù)據(jù)將丟失，但源中X003X000的數(shù)據(jù)保持不變.。 圖a SFTR指令舉例對圖b，如果X010斷開，則不執(zhí)行這條SFTL令，源、目中的數(shù)據(jù)均保持不變。 如果X010接通，則將執(zhí)行位組件的左移操作，即源中的4位數(shù)據(jù)X003X000將被傳送到目位組件中的M3M0目位組件中的16位數(shù)據(jù)M15M0將左移4位，M15M12等4位數(shù)據(jù)從目的高位端移出，所以M15M12原來的數(shù)據(jù)將丟失，但源中X003X000的數(shù)據(jù)保持不變.圖b SFTL指令舉例 2、區(qū)間復(fù)位指令（ZRST）ZERT(D1.)(D2.)區(qū)間復(fù)位是指將指定范圍內(nèi)(D1.)到(D2.)的同一類型的元件復(fù)位。 如上圖，當(dāng)X0閉合，使從目標(biāo)(D1.)的C0到目標(biāo)(D2.)的C3之間的成批軟元件復(fù)位為零。 當(dāng)X1閉合，使從目標(biāo)(D1.)的M10到目標(biāo)(D2.)的M25之間的成批軟元件復(fù)位為零。 應(yīng)用成批復(fù)位指令時，操作數(shù)(D1.)、(D2.)必須為同一類型元件。 四、梯形圖編程規(guī)則及步驟（一）決定系統(tǒng)所需的動作及次序。 當(dāng)使用可編程控制器時，最重要的一環(huán)是決定系統(tǒng)所需的輸入及輸出，這主要取決于系統(tǒng)所需的輸入及輸出接口分立元件。 輸入及輸出要求 （1）第一步是設(shè)定系統(tǒng)輸入及輸出數(shù)目，可由系統(tǒng)的輸入及輸出分立元件數(shù)目直接取得。 （2）第二步是決定控制先后、各器件相應(yīng)關(guān)系以及作出何種反應(yīng)。 （二）將輸入及輸出器件編號每一輸入和輸出，包括定時器、計數(shù)器、內(nèi)置繼電器等都有一個唯一的對應(yīng)編號，不能混用。 （三）畫出梯形圖。 根據(jù)控制系統(tǒng)的動作要求，畫出梯形圖。 梯形圖設(shè)計規(guī)則 （1）觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 應(yīng)根據(jù)自左至右、自上而下的原則和對輸出線圈的幾種可能控制路徑來畫。 （2）不包含觸點的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。 （3）在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸頭多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。 在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。 這種安排，所編制的程序簡潔明了，語句較少。 （4）不能將觸點畫在線圈的右邊，只能在觸點的右邊接線圈。 （四）將梯形圖轉(zhuǎn)化為程序把繼電器梯形圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊炭刂破鞯木幋a，當(dāng)完成梯形圖以后，下一步是把它編碼成可編程控制器能識別的程序。 這種程序語言是由地址、控制語句、數(shù)據(jù)組成。 地址是控制語句及數(shù)據(jù)所存儲或擺放的位置，控制語句告訴可編程控制器怎樣利用數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的動作。 （五）在編程方式下用鍵盤輸入程序。 （六）編程及設(shè)計控制程序。 （七）測試控制程序的錯誤并修改。 （八）保存完整的控制程序。 第四章可編程序控制器的編程及應(yīng)用第一節(jié)可編程序控制器的編程 一、梯形圖的基本編程特點梯形圖格式中的繼電器不是物理繼電器，每個繼電器和輸入接點均為存儲器中的一位，相應(yīng)位為“1”態(tài)，表示繼電器線圈通電或常開接點閉合或常閉接點斷開梯形圖中流過的電流不是物理電流，而是“概念”電流，也稱“能流”。 它是用戶程序解算中滿足輸出執(zhí)行條件的形象表示方式。 “概念”電流只能從左向右流動，梯形圖中的繼電器接點可在程序中無限次引用，既可常開又可常閉，梯形圖中用戶邏輯解算結(jié)果，可馬上為后面用戶程序的解算所利用。 梯形圖中輸入接點和輸出線圈不是物理接點和輸出線圈，用戶程序的解算是根據(jù)PLC內(nèi)I/O映象區(qū)每位的狀態(tài)，而不是解算時現(xiàn)場開關(guān)的實際狀態(tài)。 輸出線圈只對應(yīng)輸出映象區(qū)的相應(yīng)位，不能用該編程元件直接驅(qū)動現(xiàn)場機(jī)構(gòu)，該位的狀態(tài)必須通過I/O摸板上對應(yīng)的輸出單元才能驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 二、梯形圖設(shè)計的步驟1.決定系統(tǒng)所需的動作及次序。 當(dāng)使用可編程控制器時，最重要的一環(huán)是決定系統(tǒng)所需的輸入及輸出，這主要取決于系統(tǒng)所需的輸入及輸出接口分立元件。 輸入及輸出要求第一步是設(shè)定系統(tǒng)輸入及輸出數(shù)目，可由系統(tǒng)的輸入及輸出分立元件數(shù)目直接取得。 本實驗裝置的輸入輸出點數(shù)是輸入12點，輸出8點。 第二步是決定控制先后、各器件相應(yīng)關(guān)系以及作出何種反應(yīng)。 2.將輸入及輸出器件編號每一輸入和輸出，包括定時器、計數(shù)器、內(nèi)置繼電器等都有一個唯一的對應(yīng)編號，不能混用。 3.畫出梯形圖。 根據(jù)控制系統(tǒng)的動作要求，畫出梯形圖。 梯形圖設(shè)計規(guī)則觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 應(yīng)根據(jù)自左自右、自上而下的原則和對輸出線圈的幾種可能控制路徑來畫。 不包含觸點的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。 在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸頭多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。 在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。 這種安排，所編制的程序簡潔明了，語句較少。 不能將觸點畫在線圈的右邊，只能在觸點的右邊接線圈。 4.將梯形圖轉(zhuǎn)化為程序把繼電器梯形圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊炭刂破鞯木幋a，當(dāng)完成梯形圖以后，下一步是把它編碼成可編程控制器能識別的程序。 這種程序語言是由地址、控制語句、數(shù)據(jù)組成。 地址是控制語句及數(shù)據(jù)所存儲或擺放的位置，控制語句告訴可編程控制器怎樣利用數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的動作。 5.在編程方式下用鍵盤輸入程序。 6.編程及設(shè)計控制程序。 7.測試控制程序的錯誤并修改。 8.保存完整的控制程序。 三、PLC的編程原則1.輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等器件的觸點可以多次重復(fù)使用，無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點的使用次數(shù)。 2.梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。 觸點不能放在線圈的右邊。 下圖是接點和線圈的順序一個邏輯行編程順序則是從上到下，從左到右進(jìn)行3.除步進(jìn)程序外，任何線圈、定時器、計數(shù)器、高級指令等不能直接與左母線相連。 如果需要任何時候都被執(zhí)行的程序段，可以通過特殊內(nèi)部常閉繼電器或某個內(nèi)部繼電器的常閉觸點來連接。 4.在程序中，不允許同一編號的線圈兩次輸出。 5.不允許出現(xiàn)橋式電路。 觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 (a)不正確(b)正確6.程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左至右的方式編寫。 為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應(yīng)為“左大右小，上大下小”。 如例1.幾條支路并聯(lián)時，串聯(lián)觸點多的，安排在上面（先畫），如下圖(a)不正確(b)正確例2.幾個支路串聯(lián)時，并聯(lián)觸點多的支路塊安排在左面，如下圖(a)不正確(b)正確第二節(jié)可編程序控制器的基本電路 一、自鎖電路自鎖電路在梯形圖中的應(yīng)用極其廣泛。 自鎖電路的最主要的特點就是具有“記憶”功能。 當(dāng)X1為ON時，X2的動斷觸點接通，Y0的線圈“得電”，Y0的動合觸點同時閉合，現(xiàn)在就算是X1為OFF，“能流”仍然能經(jīng)YO的動合觸點和X2的動斷觸點流過Y0的線圈，Y0仍為ON,這就是自鎖或自保持功能。 當(dāng)X2為ON時，其動斷觸點斷開，停止條件滿足即解鎖條件滿足，使Y0“失電”，其動合觸點斷開。 以后即使X2為OFF，動斷觸點恢復(fù)接通狀態(tài)，Y0仍然“失電”。 二、置位復(fù)位電路置位復(fù)位電路也是具有“記憶”功能，但是記憶功能是通過置位、復(fù)位指令實現(xiàn)。 當(dāng)動合觸點X1閉合時，執(zhí)行置位指令SET，使Y0得電，X1斷開時，Y0繼續(xù)保持得電狀態(tài)；當(dāng)動合觸點X2閉合時，執(zhí)行復(fù)位指令RST,使Y0失電。 值得注意的是，在置位復(fù)位電路中，控制復(fù)位的是X2動合觸點，而在自鎖電路，使Y0失電的是X2動合觸點。 Y0梯形圖X1Y0X2LD X1梯級開始，（表示動合觸點）X1接至左母線OR Y0或運算，并聯(lián)自鎖觸點Y0ANI X2與運算，串連（表示動斷觸點）X2OUT Y0輸出，梯級結(jié)束語句指令表X1X2SET Y0RST Y0梯形圖LD X1SET Y0使Y0得電LD X2RST Y0使Y0失電語句指令表 三、互鎖控制電路在互鎖電路中，Y0和Y1中只要有一個繼電器線圈先接通，另一個繼電器就不能再接通。 從而保證任何時候兩者都不能同時啟動。 這種互鎖控制常用于被控的是一組不允許同時動作的對象，如電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制等。 四、延時電路在FX型PLC定時器有三種標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖（周期分別為0.01s、0.1s、1s），可用于時間延時控制。 請看下面幾個例子。 例1.是最簡單的延時電路，當(dāng)X0為ON時，啟動定時器，經(jīng)過300.1=3秒之后，Y0得電。 例2利用兩個定時器組合以實現(xiàn)長延時.當(dāng)X0為ON，啟動定時器T0,100.1=1S后，T0觸點接通，啟動定時器T1,200.1=2S后，T1觸點接通,Y0得電。 X1X2Y1Y1Y2X1X2Y2Y1Y2T0Y0X0T0K30LD X1OR Y1ANI X2ANI Y2OUT Y1LD X2OR Y2ANI X2ANI Y1OUT Y2語句指令表0LD X01OUT T02K303LD TO4OUT Y0語句指令表梯形圖梯形圖 五、閃爍電路閃爍電路的梯形圖，時序圖如下圖所示。 開始時T0,T1均為OFF。 當(dāng)X0為ON后，動合觸點X0接通，線圈T0得電，3S后定時時間到，動斷觸點T0接通，使Y0得電，同時啟動T1定時器，開始定時，3S后T1的定時間到，動斷觸點T1得電斷開，使線圈T0失電，同時也使動合觸點T0斷開，使Y0變?yōu)镺FF，同時使動斷觸點T1斷電閉合，線圈T0又開始定時，以后Y0將這樣周期性地“得電”和“失電”，直到X0變?yōu)镺FF。 Y0“得電”和“失電”的時間分別等于T1和T0的設(shè)定值。 閃爍電路實際上是一個具有正反饋的振蕩電路，T0和T1的輸出信號通過它們的觸點分別控制對方線圈，形成了正反饋。 T0T1X0T0K10K20000Y0T1Y0T1T0T0K30K30T1X0X0T1Y020s10sT00LD X01OUT T02K103LD TO4OUT T15K206LD T17OUT Y0語句指令表梯形圖時序圖一個掃描周期Y03S3S3S3S Y03S3S3S3SX0Y0T0X06S梯形圖0LD X01ANI T02OUT T13K304LD T15OUT Y06OUT T17K30語句指令表第五章可編程序控制器的編程軟件不同廠家的PLC有不同類型的編程軟件及編程工具。 市場中常見的編程軟件有西門子S7系列的STEP7-MCRO/WIN、歐姆龍的CX-Programmer和CX-Simulator及三菱的FXGP/WIN和GX DEVELOPER等。 本章重點介紹三菱公司針對FX系列PLC開發(fā)的編程軟件，學(xué)習(xí)時只要抓住建立程序過程的主要步驟和操作的要點，經(jīng)過實際操作后就完全可以掌握這些編程工具及編程軟件的應(yīng)用。 一、程序編制環(huán)境及功能1進(jìn)入程序編制環(huán)境當(dāng)在計算機(jī)中安裝好編程軟件后，在計算機(jī)的開始菜單中選“程序”，找MELSOFT，選GX Developer啟動項，或者在GX Developer的安裝目錄下，一般為盤符MELSECGppw，用鼠標(biāo)左鍵雙擊Gppw.exe，就可以進(jìn)入GX Developer程序編制環(huán)境。 當(dāng)雙擊用戶程序的工程文件時，例如，用鼠標(biāo)左鍵雙擊Gppw.gpj或者Gppw.gps，也可以進(jìn)入GX Developer程序編制環(huán)境。 其主菜單和工具欄分別如圖1和圖2所示時序圖圖1GX Developer編程環(huán)境圖2GX Developer編程環(huán)境（打開工程時）2工具欄全部工具條如圖3所示(a)標(biāo)準(zhǔn)工具條(b)程序工具條(c)梯形圖標(biāo)記工具條(d)梯形圖SFC工具條(e)SFC塊工具條(f)注釋工具條(g)數(shù)據(jù)切換工具條(h)軟元件填充工具條圖3GX Developer編程環(huán)境中有8種工具條(a)標(biāo)準(zhǔn)工具條(b)程序工具條(c)梯形圖標(biāo)記工具條(d)梯形圖SFC工具條(e)SFC塊工具條(f)注釋工具條(g)數(shù)據(jù)切換工具條(h)軟元件填充工具條3基本文件操作功能PLC程序文件，都與“工程”文檔相關(guān),如圖4所示圖4工程菜單4梯形圖程序操作功能梯形圖程序的輸入，可以使用梯形圖標(biāo)記工具條中的圖標(biāo)按鈕（見圖2），或“(E)”菜單中的“梯形圖標(biāo)記(S)”子菜單來輸入，如圖2所示；梯形圖程序，可以使用主菜單上的“查找/替換(S)”和“(E)”菜單或者梯形圖寫入狀態(tài)下的鼠標(biāo)右鍵菜單來完成5轉(zhuǎn)換在梯形圖寫入模式下，輸入完P(guān)LC程序后，需要將梯形圖轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部格式 二、梯形圖程序建立及操作1建立梯形圖程序文件先進(jìn)入GX Developer程序主界面。 通過單擊“工程”菜單中的“創(chuàng)建新工程(N)”，或者按下快捷鍵Control+N，或者單擊標(biāo)準(zhǔn)工具條中的圖標(biāo)框，在下拉菜單中選擇合適的PLC系列，選擇合適的PLC類型；然后，選擇程序類型，設(shè)置工程名和工程標(biāo)題，最后按確定，則可進(jìn)入梯形圖編程編環(huán)境。 可以單擊“瀏覽”按鈕，選擇梯形圖程序所要存放的文件路徑，就出現(xiàn)如圖5所示的創(chuàng)建新工程對話圖5創(chuàng)建新工程對話框2.打開梯形圖程序文件進(jìn)入GX Developer程序主界面。 通過單擊“工程”菜單中的“打開工程(O)”，或者按下快捷鍵Control+O，或者單擊標(biāo)準(zhǔn)工具條中的圖標(biāo)，就出現(xiàn)如圖6所示的打開工程對話框圖6打開工程對話框3讀取梯形圖程序文件將程序從PLC傳輸?shù)接嬎銠C(jī)（上載或者讀?。?，可以通過“在線(O)”菜單中的“PLC讀取(R)”菜單項來完成。 或者,在沒有打開PLC工程文件的情況下，用鼠標(biāo)點擊單擊標(biāo)準(zhǔn)工具條中的圖標(biāo)，就出現(xiàn)如圖7所示的PLC選擇對話框。 （與PLC的寫入類似，下面一起講解）圖7PLC讀取4讀取其他格式的梯形圖程序文件在“工程(F)”菜單中選擇“讀取其他格式的文件(I)”則顯示如圖8(a)所示的子菜單（已經(jīng)建立工程）或者如圖8(b)所示的子菜單（未經(jīng)建立工程），再選擇相應(yīng)的文件格式讀入PLC程序(a)(b)圖8讀取其他格式的文件子菜單(a)已經(jīng)建立工程(b)未經(jīng)建立工程5梯形圖程序輸入梯形圖程序的輸入，可以用梯形圖標(biāo)記工具條中的圖標(biāo)按鈕來輸入，工具條如圖9所示；或用“(E)”菜單中的“梯形圖標(biāo)記(S)”子菜單來輸入，如圖10所示圖9梯形圖標(biāo)記工具條圖10梯形圖標(biāo)記子菜單例如，要輸入特殊繼電器M8000的常開觸點，單擊梯形圖標(biāo)記工具條中的圖標(biāo)，或者在梯形圖標(biāo)記子菜單中選擇“常開觸點(A)”，或者按下功能鍵F5，則會在GX Developer編程環(huán)境中顯示如圖11所示的軟元件輸入框，輸入M8000，按確定圖11軟元件輸入6梯形圖程序梯形圖程序，可以使用主菜單上的“查找/替換(S)”和“(E)”菜單或者梯形圖寫入狀態(tài)下的鼠標(biāo)右鍵菜單來完成。 如圖1113所示。 梯形圖程序時，要處于梯形圖寫入模式。 在“(E)”菜單中，用“讀出模式(R)”、“寫入模式(W)”切換梯形圖模式圖11編查找替換菜單圖12菜單圖13梯形圖寫入模式下鼠標(biāo)右鍵菜單7梯形圖的轉(zhuǎn)換在梯形圖寫入模式下，輸入完P(guān)LC程序后，需要將梯形圖轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部格式。 未轉(zhuǎn)換時，梯形圖背景呈灰色，轉(zhuǎn)換完成時，梯形圖背景呈白色可以單擊程序工具條中的程序變換圖標(biāo)，或者選擇“變換(C)”菜單下的“變換(C)”菜單項，或者按下功能鍵F4，來完成轉(zhuǎn)換。 “變換(C)”菜單如圖9所示如果有錯誤，或存在不能變換的梯形圖，則不能完成轉(zhuǎn)換，光標(biāo)停留在出錯處。 需修正錯誤后，才能轉(zhuǎn)換。 為避免錯誤累積，方便差錯，建議每輸入一段程序，就做一次轉(zhuǎn)換。 圖14變換菜單8梯形圖程序的存儲通過單擊“工程”菜單中的“保存工程(S)”，或者按下快捷鍵Control+S，或者單擊標(biāo)準(zhǔn)工具條中的圖標(biāo)，就可以保存梯形圖文件如果建立工程時，沒有輸入工程名，則會出現(xiàn)如圖15所示的另存工程對話框或者單擊“工程”菜單中的“另存工程為(A)”，就出現(xiàn)如圖15所示的另存工程對話框，有可能要求選擇合適的路徑，設(shè)置工程名和工程標(biāo)題，最后按保存，選擇確認(rèn)新建或者確認(rèn)替換(a)(b)(c)圖15另存工程對話框(a)輸入路徑、工程名對話框(b)確認(rèn)新建(c)確認(rèn)替換 三、梯形圖程序下載到PLC程序從計算機(jī)寫入（或者下載）到PLC中，可以通過“在線”菜單中的“PLC寫入”菜單項來完成。 或者單擊標(biāo)準(zhǔn)工具條中的圖標(biāo)，就會出現(xiàn)如圖16所示的對話框圖16PLC寫入點擊“傳輸設(shè)置”，就會出現(xiàn)如圖17所示的對話框圖17傳輸設(shè)置點擊“通訊測試”，看看是否能正常通訊，如果不能，則雙擊“串行”所示圖標(biāo)，選擇合適的“”端口，這里選擇的是“1”端口，點擊“確認(rèn)”，回到圖16所示對話框。 點擊“遠(yuǎn)程操作”，就會出現(xiàn)如圖18所示的對話框圖18遠(yuǎn)程操作把“操作”中的“R