第5章 FX系列基本指令及編程

1、5.1 FX系列系列PLC基本邏輯指令基本邏輯指令5.2 基本電路的程序設(shè)計基本電路的程序設(shè)計5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法第第5章章 FX系列系列PLC基本邏輯基本邏輯 指令與編程方法指令與編程方法本章教學(xué)重點：（1）FX系列PLC基本邏輯指令及應(yīng)用；（2）基本電路環(huán)節(jié)的梯形圖設(shè)計；（3）PLC梯形圖程序的經(jīng)驗設(shè)計法。第第5章章 FX系列系列PLC基本邏輯基本邏輯 指令與編程方法指令與編程方法 本章能力要求： 通過本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該掌握FX系列PLC基本邏輯指令的應(yīng)用、掌握基本電路環(huán)節(jié)的梯形圖程序設(shè)計，能夠熟練應(yīng)用經(jīng)驗法對PLC控

2、制系統(tǒng)進行設(shè)計。第第5章章 FX系列系列PLC基本邏輯基本邏輯 指令與編程方法指令與編程方法 FX系列PLC共有29條基本邏輯指令。基本邏輯指令是PLC中最基礎(chǔ)的編程語言，用基本邏輯指令可以編制出開關(guān)量控制系統(tǒng)的用戶程序。本章將以三菱FX系列PLC基本邏輯指令為例說明指令的含義和梯形圖繪制的基本方法，并介紹PLC程序的基本設(shè)計方法。第第5章章 FX系列系列PLC基本邏輯基本邏輯 指令與編程方法指令與編程方法5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 本節(jié)在介紹基本指令的時候?qū)⒅噶钫Z句表編程語言和梯形圖編程語言二者的優(yōu)勢結(jié)合起來，以便讀者能更好地理解這些指令。 5.1.1 邏輯取及線圈

3、驅(qū)動指令邏輯取及線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT 邏輯取與線圈驅(qū)動指令如表5-1所示。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令表表5-1 邏輯取、取反、輸出指令表邏輯取、取反、輸出指令表5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 1指令說明 （1）LD（load）：用于常開觸點與左母線連接的指令。操作元件可以是X、Y、M、T、C和S。 （2）LDI（load inverse）：用于常閉觸點與左母線連接的指令。操作元件可以是X、Y、M、T、C和S。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 （3）OUT（out）：用于驅(qū)動線圈的輸出指令。操作元件可以是Y、M、T、

4、C和S，不能用于輸入繼電器。 （4）LD和LDI指令還可以與ANB、ORB指令配合，用于電路塊的起點。 （5）OUT指令可以連續(xù)使用若干次，相當(dāng)于線圈的并聯(lián)。OUT指令的操作元件是定時器T和計數(shù)器C時，必須設(shè)置常數(shù)K，如圖5-1所示。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 2指令應(yīng)用 邏輯取、取反及線圈驅(qū)動指令的應(yīng)用如圖5-1所示。a）梯形圖 b）指令表圖圖5-1 邏輯取、取反及線圈驅(qū)動指令的應(yīng)用邏輯取、取反及線圈驅(qū)動指令的應(yīng)用5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 5.1.2 觸點串聯(lián)、并聯(lián)指令觸點串聯(lián)、并聯(lián)指令A(yù)ND、ANI、OR、ORI 單個觸點的串聯(lián)、并聯(lián)指

5、令如表5-2所示。 表表5-2 觸點串聯(lián)、并聯(lián)指令觸點串聯(lián)、并聯(lián)指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 1指令說明 （1）AND（and）：用于單個常開觸點與左邊電路的串聯(lián)連接。 （2）ANI（and inverse）：用于單個常閉觸點與左邊電路的串聯(lián)連接。 AND和ANI都是一個程序步的指令，后面必須有被操作的元件名稱及元件號，操作元件可以是X、Y、M、T和C。在使用該指令時，串聯(lián)觸點的個數(shù)沒有限制，但是因為圖形編輯器和打印機的功能限制。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 值得注意的是，如果是兩個或兩個以上觸點并聯(lián)連接的電路再串聯(lián)連接時，需要用到后述的AN

6、B指令。 （3）OR（or）：用于單個常開觸點與前面電路的并聯(lián)連接。 （4）ORI（or inverse）：用于單個常閉觸點與前面電路的并聯(lián)連接。 OR和ORI都是一個程序步的指令，后面必須有被操作的元件名稱及元件號，操作元件可以是X、Y、M、T和C。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 OR和ORI指令是從該指令的當(dāng)前步開始，對前面的LD、LDI指令進行并聯(lián)連接的指令，左端接到該指令所在電路塊的起始點（LD、LDI點）上，右端與前一條指令對應(yīng)的觸點的右端相連。OR和ORI并聯(lián)連接的次數(shù)無限制，但是因為圖形編輯器和打印機的功能限制，建議盡量并聯(lián)的次數(shù)不超過24次。 值得注意的是

7、，如果是兩個或兩個以上觸點串聯(lián)連接的電路再并聯(lián)連接時，需要用到后述的ORB指令。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 2指令應(yīng)用 單個觸點的串聯(lián)和并聯(lián)的應(yīng)用如圖5-2所示。a）梯形圖 b）指令表圖圖5-2 單個觸點的串聯(lián)和并聯(lián)單個觸點的串聯(lián)和并聯(lián)5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 3連續(xù)輸出 OUT指令使用后，再通過觸點對其他線圈使用OUT指令的方式稱為縱接輸出或連續(xù)輸出。如圖5-3a所示，Y0輸出后通過X4的觸點去驅(qū)動線圈Y1。這種連續(xù)輸出只要順序不錯，可以重復(fù)多次使用。但是如果驅(qū)動順序換成如圖5-3b的形式，則屬于多重輸出結(jié)構(gòu)，必須使用堆棧指令（MPS、M

8、RD、MPP），使用堆棧指令則使程序步數(shù)增多，因此不推薦使用多重輸出結(jié)構(gòu)。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令a）推薦程序 b）不推薦程序圖圖5-3 連續(xù)輸出電路、多重輸出電路連續(xù)輸出電路、多重輸出電路5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 5.1.3 電路塊連接指令電路塊連接指令A(yù)NB、ORB 兩個或兩個以上的觸點組成的電路稱為“電路塊”，電路塊連接指令如表5-3所示。 表表5-3 電路塊連接指令電路塊連接指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 1指令說明 （1）ANB（and block）：電路塊串聯(lián)連接指令。由兩個或兩個以上觸點并聯(lián)的電路稱

9、為并聯(lián)電路塊，ANB指令將并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)。在使用ANB指令之前應(yīng)該先完成并聯(lián)電路塊的內(nèi)部連接，并聯(lián)電路塊中各支路的起始觸點使用LD或LDI指令。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 （2）ORB（or block）：電路塊并聯(lián)連接指令。由兩個或兩個以上觸點串聯(lián)連接的電路稱為串聯(lián)電路，ORB指令用于將串聯(lián)電路塊進行并聯(lián)連接。串聯(lián)電路塊的起始觸點要使用LD或LDI指令，完成了電路塊的內(nèi)部連接后，使用ORB指令將前面已經(jīng)連接好的電路塊并聯(lián)起來。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 （3）ANB、ORB指令可以重復(fù)使用多次，但是連續(xù)使用ORB時，應(yīng)限制在8次

10、以下。 2指令應(yīng)用 ANB、ORB指令的應(yīng)用如圖5-4所示。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令a）梯形圖 b）指令表圖圖5-4 電路塊連接電路塊連接5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 5.1.4 置位與復(fù)位指令置位與復(fù)位指令SET、RST 置位與復(fù)位指令如表5-4所示。 表表5-4 置位與復(fù)位指令置位與復(fù)位指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 1指令說明 （1）SET（set）：置位指令，使元件保持的指令，操作元件為Y、M、S。如圖5-5所示，當(dāng)X0常開觸點接通時，Y0變?yōu)镺N并保持該狀態(tài)，即使X0常開觸點斷開，Y0也仍然保持ON的狀態(tài)。

11、 （2）RST（reset）：復(fù)位指令，使元件保持復(fù)位的指令，操作元件是Y、M、S、T、C、D、V和Z。如圖5-5所示，當(dāng)X1常開觸點接通時，Y0變?yōu)镺FF并保持該狀態(tài)，即使X1常開觸點再次斷開，Y0也仍然保持OFF狀態(tài)。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 （3）對于同一編程元件可以重復(fù)多次使用SET、RST指令，順序可以任意，但是對于外部輸出，只有最后執(zhí)行的一條指令才有效。 （4）RST指令可以對定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器的內(nèi)容清零。如圖5-6所示，當(dāng)X0常開觸點接通時，累積型定時器T246復(fù)位；當(dāng)X3常開觸點接通時，計數(shù)器C200復(fù)位，當(dāng)前值變?yōu)?。如果不希望

12、計數(shù)器和累積型定時器具有斷電保持功能，可以在用戶程序開始運行時用初始化脈沖M8002將其復(fù)位。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 2指令應(yīng)用 置位與復(fù)位指令的應(yīng)用如圖5-5所示，RST復(fù)位指令對定時器與計數(shù)器的應(yīng)用如圖5-6所示。圖圖5-5 置位與復(fù)位指令置位與復(fù)位指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令圖圖5-6 定時器與計數(shù)器的復(fù)位定時器與計數(shù)器的復(fù)位5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 5.1.5 脈沖輸出指令脈沖輸出指令PLS、PLF 脈沖輸出指令如表5-5所示。 表表5-5 脈沖輸出指令脈沖輸出指令5.1 FX系列系列PLC基基本本

13、邏輯指令邏輯指令 1指令說明 （1）PLS：上升沿微分輸出指令，使用PLS指令后，元件Y、M（不包括特殊輔助繼電器）僅在驅(qū)動輸入由OFF轉(zhuǎn)為ON時的一個掃描周期內(nèi)動作。如圖5-7c所示，M0僅在X0常開觸點由斷開變?yōu)榻油ǖ囊粋€掃描周期內(nèi)為ON。 （2）PLF：下降沿微分輸出指令，使用PLF指令后，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入由ON轉(zhuǎn)為OFF的一個掃描周期內(nèi)動作。如圖5-7c所示，M1僅在X1常開觸點由接通變?yōu)閿嚅_的一個掃描周期內(nèi)為ON。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 2指令應(yīng)用 脈沖輸出指令的應(yīng)用如圖5-7所示。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令a）梯形圖 b

14、）指令表 c）時序圖圖圖5-7 脈沖輸出指令應(yīng)用脈沖輸出指令應(yīng)用5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 5.1.6 邊沿檢測觸點指令邊沿檢測觸點指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF 邊沿檢測觸點指令也稱為脈沖式觸點指令，如表5-6所示。 表表5-6 邊沿檢測觸點指令邊沿檢測觸點指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 1指令說明 （1）LDP、ANDP和ORP是用作上升沿檢測的觸點指令，他們僅在指定位元件的上升沿（由OFF變?yōu)镺N）時接通一個掃描周期。（2）LDF、ANDF和ORF是用作下降沿檢

15、測的觸點指令，僅在指定位元件的下降沿（由ON變?yōu)镺FF）時接通一個掃描周期。 2指令應(yīng)用 邊沿檢測觸點指令的應(yīng)用如圖5-8所示。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令a）梯形圖 b）指令表 c）時序圖圖圖 5-8 邊沿檢測觸點指令的應(yīng)用邊沿檢測觸點指令的應(yīng)用5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 5.1.7 多重輸出電路指令多重輸出電路指令MPS、MRD、MPP 多重輸出電路指令如表5-7所示。 表表5-7 多重輸出電路指令多重輸出電路指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 1指令說明 FX系列PLC有11個存儲中間運算結(jié)果的存儲區(qū)域被稱為棧存儲器

16、，如圖5-9所示。堆棧采用先進后出的數(shù)據(jù)存取方式。使用一次進棧指令MPS時，就將該時刻的運算結(jié)果壓入棧的第一層存儲空間，再次使用進棧MPS指令時，又將該時刻的運算結(jié)果壓入棧的第一層存儲空間，而將棧中此前壓入的數(shù)據(jù)依次向下一層推移。 （1）MPS：進棧指令。MPS指令可以將多重輸出電路的公共觸點或電路塊先存儲起來。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 （2）MPP：出棧指令。使用出棧指令MPP時，各層的數(shù)據(jù)依次向上移動一次，將最上端的數(shù)據(jù)讀出后，數(shù)據(jù)就從棧中消失。多重電路的最后一個支路前使用MPP出棧指令。 （3）MRD：讀棧指令。MRD是讀出最上層所存儲的最新數(shù)據(jù)的專用指令。讀

17、出時棧內(nèi)數(shù)據(jù)不發(fā)生移動，仍然保持在棧內(nèi)且位置不變。多重電路的中間支路前使用MRD讀棧指令。 （4）MPS和MPP指令必須成對使用，而且連續(xù)嵌套使用次數(shù)應(yīng)少于11次。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 2指令應(yīng)用 （1）一層棧電路。如圖5-10所示，堆棧只使用了一層存儲空間。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令a）梯形圖 b）指令表圖圖5-9 棧存儲器棧存儲器 圖圖5-10 一層棧電路一層棧電路5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 （2）二層棧電路。如圖5-11所示，堆棧使用了兩層存儲空間。a）梯形圖 b）指令表圖圖5-11 二層棧電路二層棧電路

18、5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 5.1.8 主控觸點指令主控觸點指令MC、MCR 在編程時，經(jīng)常會遇到多個線圈同時受一個或一組觸點控制的情況。如果在每個線圈的控制電路中都串入同樣的觸點，程序顯得很繁瑣，主控觸點指令可以解決這一問題。使用主控指令的觸點稱為主控觸點，它在梯形圖中與其他觸點垂直，它是與母線相連的常開觸點，是控制一組電路的總開關(guān)。主控觸點指令如表5-8所示。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 表表5-8 主控觸點指令主控觸點指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 1指令說明 （1）MC（master control）：主控指令

19、，用于公共觸點的串聯(lián)連接。操作數(shù)N（07）為嵌套層數(shù)。在MC指令內(nèi)再次使用MC指令時，嵌套層數(shù)N的編號依次增大，最多可以編寫8層（N7）。 （2）MCR（master control reset）：主控復(fù)位指令，MCR是主控指令的結(jié)束。如果主控指令有嵌套，在主控復(fù)位時應(yīng)從大的嵌套層開始解除，嵌套層數(shù)N的編號依次減小。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 （3）與主控觸點相連的觸點必須使用LD或LDI指令，即執(zhí)行MC指令后，母線移動到主控觸點的后面，MCR使母線回到原來的位置。MC和MCR必須成對使用。 （4）如圖5-12所示，當(dāng)X0常開觸點接通時，執(zhí)行MC和MCR之間的指令；當(dāng)

20、X0常開觸點斷開時不執(zhí)行MC和MCR之間的指令，此時非累積定時器和用OUT指令驅(qū)動的元件均復(fù)位，累積定時器、計數(shù)器、用置位/復(fù)位指令驅(qū)動的軟元件保持其當(dāng)時的狀態(tài)。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 2指令應(yīng)用 圖5-12所示為一級主控觸點指令的應(yīng)用，多重嵌套主控指令的應(yīng)用如圖5-13所示。a）梯形圖 b）指令表圖圖5-12 一級主控觸點指令一級主控觸點指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 圖圖5-13 多重嵌套主控指令多重嵌套主控指令5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 5.1.9 取反指令、空操作指令和結(jié)束指令取反指令、空操作指令和結(jié)束指

21、令I(lǐng)NV、NOP、END 取反指令I(lǐng)NV、空操作指令NOP和結(jié)束指令END如表5-9所示。 表表5-9 INV、NOP、END指令指令 5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 1指令說明 （1）INV（inverse）：取反指令，將執(zhí)行該指令之前的運算結(jié)果取反，如果運算結(jié)果為0則將它變?yōu)?，如果運算結(jié)果為1則將它變?yōu)?。 （2）NOP（non processing）：空操作指令，使該步做空操作。在程序中很少使用NOP指令，執(zhí)行完清除用戶存儲器的操作后，用戶存儲器的內(nèi)容全部變?yōu)镹OP指令。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 （3）END（end）：結(jié)束指令，表示程

22、序結(jié)束。若程序不寫END指令，將從用戶程序存儲器的第一步執(zhí)行到最后一步。將END指令放在程序結(jié)束處，只執(zhí)行第一步至END之間的程序，PLC當(dāng)執(zhí)行到END指令時就進行輸出處理，可以縮短掃描周期。在程序調(diào)試過程中，按段插入END指令，可以順序擴大對各程序段動作的檢查，在確認處于前面電路塊的動作正確無誤后，依次刪除END指令。在執(zhí)行END指令時也刷新監(jiān)視時鐘。5.1 FX系列系列PLC基基本本 邏輯指令邏輯指令 2指令應(yīng)用 INV指令的應(yīng)用如圖5-14所示。圖中，如果X0常開觸點接通，則Y0為OFF；反之，則Y0為ON。a）梯形圖 b）時序圖圖圖5-14 INV指令應(yīng)用指令應(yīng)用5.2 基本電路的程序

23、設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 梯形圖程序設(shè)計是PLC應(yīng)用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了方便初學(xué)者順利掌握PLC程序設(shè)計的方法和技巧，本節(jié)重點介紹一些基本電路的程序設(shè)計。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 5.2.1 起動起動-保持保持-停止停止PLC控制電路設(shè)計控制電路設(shè)計 1起保停電路 起動、保持、停止電路是梯形圖程序設(shè)計中最典型的程序結(jié)構(gòu)，它包含以下幾個因素： （1）驅(qū)動線圈。每一個梯形圖邏輯行都必須要驅(qū)動線圈。如圖5-15所示，Y0是輸出線圈。 （2）線圈得電條件。梯形圖的邏輯行中必須明確線圈得電的條件，也就是使線圈為ON的條件。在圖5-15中，起動信號為X0，X0的常開觸點接通則線圈Y0為ON

24、。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 （3）線圈保持驅(qū)動的條件。如圖5-15所示，起動信號X0（例如起動按鈕提供的信號）持續(xù)為ON的時間一般都很短。放開起動按鈕，則X0變?yōu)镺FF，但Y0的常開觸點實現(xiàn)了自鎖，使線圈Y0保持驅(qū)動。 （4）線圈失電的條件。線圈不可能一直得電，因此在梯形圖的邏輯行中應(yīng)該明確線圈失電的條件。如圖5-15所示，X1為停止信號（停止按鈕提供的信號），當(dāng)X1常閉觸點斷開時線圈Y0失電。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）停止優(yōu)先程序 b）起動優(yōu)先程序圖圖5-15 起保停梯形圖程序起保停梯形圖程序5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 起保停電路最

25、主要的特點是具有“記憶”功能，按下起動按鈕，X0變?yōu)镺N，X0的常開觸點接通，線圈Y0得電并通過Y0常開觸點完成自鎖；按下停止按鈕X1，X1變?yōu)镺N，X1常閉觸點斷開，使線圈Y0失電。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 2用SET和RST指令實現(xiàn)起保停 用SET、RST指令實現(xiàn)起保停功能包含了兩個方面： （1）線圈得電并且保持的條件。如圖5-16所示，起動信號為X0，X0的常開觸點接通則線圈Y0得電并且保持。 （2）線圈失電并且保持的條件。如圖5-16所示，停止信號為X1，X1的常開觸點接通則線圈Y0失電并且保持。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）停止優(yōu)先程序 b）起動

26、優(yōu)先程序圖圖5-16 SET、RST指令實現(xiàn)起保停指令實現(xiàn)起保停5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 使用SET、RST指令編程，其梯形圖含義為：起動信號X0驅(qū)動SET指令，停止信號X1驅(qū)動RST指令。起動時，按下起動按鈕，則X0為ON，線圈Y0得電并且保持；停止時，按下停止按鈕，則X1為ON，線圈失電并且保持。 圖5-15a和圖5-16a屬于停止優(yōu)先電路，如果同時按下起動按鈕和停止按鈕，則線圈Y0為失電狀態(tài)。 圖5-15b和圖5-16b屬于起動優(yōu)先電路，如果同時按下起動按鈕和停止按鈕，則線圈Y0為得電狀態(tài)。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 3常閉觸點輸入信號的處理 上述起

27、保停電路的設(shè)計實際上有一個前提，就是假設(shè)輸入的開關(guān)量信號都是由外部常開觸點提供的，但是有些輸入信號也能由常閉觸點提供。圖5-17a是控制電動機運行的繼電器電路圖，SB1和SB2分別是起動按鈕和停止按鈕，如果將他們的常開觸點接到PLC的輸入端，梯形圖中觸點的類型與繼電器電路圖完全一致，如圖5-17 b所示。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 如果接入PLC輸入端的是SB2的常閉觸點，當(dāng)按下停止按鈕SB2，其常閉觸點斷開，X1變?yōu)镺FF，X1的常開觸點斷開，顯然在梯形圖中應(yīng)該將X1的常開觸點與Y0線圈串聯(lián)，這時在梯形圖中所使用的X1的觸點類型和繼電器電路圖中的習(xí)慣是相反的，如圖5-17c

28、所示。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 a）繼電器電路圖 b）停止按鈕處理方式一c） 停止按鈕處理方式二圖圖5-17 常閉觸點的處理常閉觸點的處理5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 4起保停電路的應(yīng)用電動機兩地控制起保停電路的應(yīng)用電動機兩地控制 例題1：設(shè)計單臺電動機兩地控制的PLC控制系統(tǒng)。其控制要求如下：按下甲地的起動按鈕SB1或乙地的起動按鈕SB2均可起動電動機；按下甲地的停止按鈕SB3或乙地的停止按鈕SB4均可停止電動機運行。 解：（1）I/O分配 根據(jù)控制要求，其I/O地址分配表如表5-10所示。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計表表5-10 I/O地

29、址分配表地址分配表5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 （2）I/O接線圖 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，繪制PLC的I/O接線圖，如圖5-18所示。 （3）梯形圖程序設(shè)計 通過分析控制要求，可用兩種方案實現(xiàn)兩地控制，如圖5-19所示。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計圖圖5-18 I/O接線圖接線圖5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）方法一 b）方法二圖圖5-19 電動機兩地控制梯形圖電動機兩地控制梯形圖5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 5.2.2 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)PLC控制電路設(shè)計控制電路設(shè)計 如圖5-20所示為三相異步電動機正反轉(zhuǎn)的

30、繼電控制線路的主電路及控制電路。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計圖圖5-20 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)電路三相異步電動機正反轉(zhuǎn)電路5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 1三相異步電動機正反轉(zhuǎn)PLC控制電路設(shè)計 圖5-21是功能與上述繼電控制系統(tǒng)功能相同的PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖和梯形圖，其中KM1和KM2分別是控制正轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)運行的交流接觸器。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）外部接線圖 b）梯形圖圖圖5-21 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)PLC控制電路接線圖、梯形圖控制電路接線圖、梯形圖5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 在PLC梯形圖

31、中，用兩個起保停程序分別來控制電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。按下正向起動按鈕SB2，X0變?yōu)镺N，X0常開觸點接通，Y0線圈得電并且保持，使得接觸器KM1線圈通電，電動機開始正轉(zhuǎn)運行。按下停止按鈕SB1，X2變?yōu)镺N，其常閉觸點斷開，Y0線圈失電，電動機停止運轉(zhuǎn)。同理，按下反向起動按鈕SB1后電動機開始反向運行。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 2軟件互鎖和硬件互鎖 在梯形圖中，將Y0和Y1的常閉觸點分別串聯(lián)在對方的線圈回路中，可以保證Y0與Y1線圈不會同時得電，以保證KM1和KM2的線圈不會同時通電，這種安全措施在梯形圖設(shè)計中稱為“軟件互鎖”。除此之外，在梯形圖中還設(shè)置了“按鈕聯(lián)鎖”，即將

32、反向起動按鈕控制的X1的常閉觸點與控制正轉(zhuǎn)的Y0的線圈串聯(lián)；將正向起動按鈕控制的X0的常閉觸點與控制反轉(zhuǎn)的Y1的線圈串聯(lián)，這樣可以保證Y0和Y1線圈不會同時得電。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 應(yīng)注意的是：雖然在梯形圖中已經(jīng)有了軟件互鎖，但在外部硬件接線圖中還須使用KM1、KM2的常閉觸點進行物理觸點互鎖，稱為“硬件互鎖”。這是因為PLC內(nèi)部軟繼電器互鎖只相差一個掃描周期的響應(yīng)時間，而外部硬件接觸器觸點的動作時間往往大于一個掃描周期，響應(yīng)時間較長。例如Y0雖然已經(jīng)斷開，但是因為電感延時作用KM1主觸點還未斷開，在沒有外部硬件互鎖的情況下，KM2的觸點有可能接通，引起電源短路，因此

33、必須采用軟件互鎖和硬件互鎖相結(jié)合的方式。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 3三相異步電動機正反轉(zhuǎn)能耗制動PLC控制電路設(shè)計 例題2：設(shè)計電動機正反轉(zhuǎn)能耗制動的控制電路。其控制要求如下：按下按鈕SB1，接觸器KM1得電，電動機正轉(zhuǎn)；按下按鈕SB2，接觸器KM2得電，電動機反轉(zhuǎn)。按下按鈕SB，接觸器KM1和KM2失電，接觸器KM3得電，進行能耗制動，3秒鐘以后能耗制動結(jié)束。要求有必要的互鎖，當(dāng)電機過載后，KM1、KM2及KM3釋放，電動機自由停車。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計表表5-11 I/O地址分配表地址分配表5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 （2）I/

34、O接線圖 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，繪制PLC的I/O接線圖，如圖5-22所示。圖圖 5-22 電動機正反轉(zhuǎn)能耗制動電動機正反轉(zhuǎn)能耗制動PLC控制控制I/O接線圖接線圖5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計（3）梯形圖程序設(shè)計 通過分析控制要求，設(shè)計的梯形圖程序如圖5-23所示。圖圖 5-23 電動機正反轉(zhuǎn)能耗制動梯形圖電動機正反轉(zhuǎn)能耗制動梯形圖5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 5.2.3 定時電路定時電路 1延合、延分電路 通電延時閉合電路 當(dāng)按下起動按鈕，X0為ON，延時2s后Y0得電接通；當(dāng)按下停止按鈕，X2為OFF，Y0失電斷開。這種電路屬于通電延時閉合電路，如圖5-24所

35、示。 斷電延時分斷電路 當(dāng)按下起動按鈕，X0為ON，Y0得電接通并保持；當(dāng)松開起動按鈕，X0為OFF，延時10s后Y0失電斷開。這種電路屬于斷電延時分斷電路，如圖5-25所示。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）梯形圖 b）時序圖圖圖5-24 通電延時閉合電路通電延時閉合電路a）梯形圖 b）時序圖圖圖5-25 斷電延時分開電路斷電延時分開電路5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 2定時范圍擴展電路 FX系列PLC定時器的最長定時時間為3276.7s，如果需要更長的時間可以采用以下兩種方法。 （1）多個定時器組合電路 圖5-26為6000s的延時程序。當(dāng)X0接通時，T0線圈得

36、電并且延時3000s，延時時間到，T0常開觸點閉合，使T1線圈得電并且延時3000s，延時時間到，Y0線圈得電接通。因此，從X0接通到Y(jié)0得電共延時6000s。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）梯形圖 b）時序圖圖圖5-26 兩個定時器組合電路兩個定時器組合電路5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 （2）定時器和計數(shù)器組合電路 圖5-27為定時器和計數(shù)器的組合電路。當(dāng)X0斷開時，T0和C0復(fù)位；當(dāng)X0接通時T0開始定時，100s以后T0定時時間到，T0常閉觸點斷開使其復(fù)位，同時常開觸點閉合計數(shù)器C0計數(shù)為1；T0復(fù)位后當(dāng)前值變?yōu)?，同時其常閉觸點接通、常開觸點斷開，T0線

37、圈又一次得電，開始計時。如此周而復(fù)始地工作，計數(shù)器不斷計數(shù)直到計滿200次，200次后Y0線圈得電接通。從X0接通到Y(jié)0得電共延時20000s。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）梯形圖 b）時序圖圖圖 5-27 定時器與計數(shù)器組合電路定時器與計數(shù)器組合電路5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 3閃爍電路 閃爍電路實際上是一種具有正反饋的振蕩電路，它可以產(chǎn)生特定的通斷時序脈沖，經(jīng)常應(yīng)用在脈沖信號源或閃光報警電路中。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 （1）定時器閃爍電路 如圖5-28所示，方法一是通過兩個定時器T0和T1分別進行定時。設(shè)開始時T0和T1均為OFF，

38、當(dāng)X0為ON時T0線圈通電開始定時，0.5秒后T0的常開觸點接通，使得Y0得電接通，同時T1線圈通電開始定時，T1線圈通電0.5秒后，其常閉觸點斷開，使得T0線圈斷電，T0常開觸點斷開，使Y0線圈失電，同時T1線圈失電。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 T1線圈失電后T1常閉觸點接通，T0又開始定時，Y0線圈也隨之進行周期性通電和斷電，直到X0變?yōu)镺FF。方法二是兩個定時器T0和T1累積定時。Y0通電和斷電的時間分別等于T1和T0的設(shè)定值，通過改變定時器的設(shè)定值可以調(diào)整輸出脈沖的寬度。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）方法一 b）方法二 c）時序圖圖圖5-28 定時器

39、閃爍電路定時器閃爍電路5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 （2）M8013閃爍電路 閃爍電路也可以由特殊輔助繼電器M8013來實現(xiàn)。M8013可實現(xiàn)周期為1s的時鐘脈沖，如圖5-29所示，Y0輸出的脈沖寬度為0.5s，同樣M8014可以實現(xiàn)周期為1分鐘的閃爍電路。圖圖5-29 M8013閃爍電路閃爍電路5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 （3）二分頻電路 若輸入一個頻率為f的方波，則在輸出端得到一個頻率為方波，其梯形圖如圖5-30所示。由于PLC程序是按順序執(zhí)行的，當(dāng)X0的上升沿到來的時候，第一個掃描周期M0映像寄存器為ON（只接通一個掃描周期），此時M1線圈由于Y0常開觸

40、點斷開而無法得電，Y0線圈則由于M0常開觸點接通而得電。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 下一個掃描周期，M0映像寄存器為OFF，即使Y0常開觸點接通，但此時M0常開觸點（第二個邏輯行）已經(jīng)斷開，所以M1線圈仍然無法得電，Y0線圈則由于自鎖觸點而一直得電，直到下一個X0的上升沿到來時，M1線圈才得電，從而將Y0線圈斷電，實現(xiàn)二分頻。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計a）梯形圖 b）時序圖圖圖5-30 二分頻電路二分頻電路5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 4定時電路應(yīng)用 例題3：設(shè)計三臺電動機順序起動的PLC控制電路。控制要求如下，當(dāng)按下起動按鈕SB1，第一臺電

41、動機起動，同時開始計時，10秒鐘后第二臺電動機起動，再經(jīng)10秒鐘后第三臺電動機起動。按下停止按鈕SB，則三臺電動機都停止運行。 解：（1）I/O分配 根據(jù)控制要求，其I/O分配如表5-12所示。5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計表表5-12 I/O地址分配表地址分配表5.2 基本電路的程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計 （2）I/O接線圖 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，繪制PLC的I/O接線圖，如圖5-31所示。 （3）梯形圖程序設(shè)計 通過分析控制要求可知，引起輸出信號狀態(tài)改變的關(guān)鍵點是時間，因此采用定時器進行計時，定時時間到則相應(yīng)的電動機開始起動。設(shè)計的梯形圖程序如圖5-32所示。5.2 基本電路的

42、程序設(shè)基本電路的程序設(shè)計計圖圖 5-31 三臺電動機順序起動三臺電動機順序起動PLC控制控制I/O接線圖接線圖 圖圖 5-32 三臺電動機順序起動梯形圖三臺電動機順序起動梯形圖5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 梯形圖作為PLC程序設(shè)計的一種最常用的編程語言，被廣泛應(yīng)用于工程現(xiàn)場的系統(tǒng)設(shè)計。為了更好地使用梯形圖語言，在程序的設(shè)計過程中應(yīng)該遵循一些基本規(guī)則。 5.3.1 梯形圖設(shè)計規(guī)則梯形圖設(shè)計規(guī)則 1線圈的布置 梯形圖程序設(shè)計過程中應(yīng)該遵守梯形圖語言規(guī)范，線圈應(yīng)該放在邏輯行的最右邊。梯形圖中每一邏輯行從左到右排列，以觸點與左母線連接開始，以線圈、功能指令與右母線連接結(jié)束，右母線可

43、以省略。如圖5-33所示。5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計a）錯誤 b）正確圖圖 5-33 梯形圖設(shè)計規(guī)則一梯形圖設(shè)計規(guī)則一5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 2觸點的布置 梯形圖的觸點應(yīng)該畫在水平線上，不能畫在垂直分支上，如圖5-34所示。 3不采用雙線圈輸出 在同一個梯形圖中，如果同一元件的線圈使用兩次或多次稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有最后一次才有效，因此程序中一般不出現(xiàn)雙線圈輸出，如圖5-35所示。5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計a）錯誤 b）正確圖圖 5-34 梯形圖設(shè)計規(guī)則二梯形圖設(shè)計規(guī)則二5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程

44、序的優(yōu)化設(shè)計 a）不合理 b）合理圖圖5-35 梯形圖設(shè)計規(guī)則三梯形圖設(shè)計規(guī)則三5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 4線圈只能并聯(lián)不可串聯(lián) 在梯形圖中若要表示幾個線圈同時得電的情況，應(yīng)該將線圈并聯(lián)而不能串聯(lián)，如圖5-36所示。a）錯誤 b）正確圖圖 5-36 梯形圖設(shè)計規(guī)則四梯形圖設(shè)計規(guī)則四5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 5.3.2 梯形圖設(shè)計技巧梯形圖設(shè)計技巧 為了更好地使用梯形圖語言，在程序的設(shè)計過程中除了遵循一些基本規(guī)則外，還應(yīng)該掌握一些設(shè)計技巧，以減少程序的長度，節(jié)省內(nèi)存和提高運行效率。 1“上面多、下面少” 串聯(lián)電路并聯(lián)時，應(yīng)將串聯(lián)觸點多的電路放在梯形

45、圖的最上面，這樣可以減少梯形圖程序的長度，使程序更簡潔，如圖5-37所示。5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計a）優(yōu)化前 b）優(yōu)化后圖圖 5-37 梯形圖設(shè)計技巧一梯形圖設(shè)計技巧一5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 2“左邊多、右邊少” 并聯(lián)電路串聯(lián)時，應(yīng)該將并聯(lián)觸點多的電路放在最左邊，這樣可以使得編制的程序簡潔，指令語句減少，如圖5-38所示。a）優(yōu)化前 b）優(yōu)化后圖圖5-38 梯形圖設(shè)計技巧二梯形圖設(shè)計技巧二5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 3避免出現(xiàn)多重輸出電路，盡量調(diào)整為連續(xù)輸出電路，避免使用MPS、MPP指令，如圖5-39所示。a）優(yōu)化前 b

46、）優(yōu)化后圖圖5-39 梯形圖設(shè)計技巧三梯形圖設(shè)計技巧三5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 4盡量減少PLC的輸入和輸出點數(shù) PLC的價格與I/O點數(shù)有關(guān)，每一個輸入信號和輸出信號分別要占用一個輸入點和一個輸出點，因此減少輸入信號和輸出信號的點數(shù)是降低硬件費用的主要措施。如圖5-40所示，如果輸出元件HL1和HL2的輸出規(guī)律完全一樣，則可以將HL1和HL2并聯(lián)后接入一個輸出點，這樣梯形圖也可以簡化。5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計a）減少輸出信號點數(shù)b） 梯形圖簡化圖圖5-40 梯形圖設(shè)計技巧梯形圖設(shè)計技巧5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 5合理設(shè)置

47、中間單元 在梯形圖中，若多個線圈都受某些觸點串并聯(lián)電路的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可設(shè)置用該電路控制的輔助繼電器，如圖5-41中的M0，輔助繼電器作用類似于繼電器控制電路中的中間繼電器。5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計圖圖5-41 梯形圖設(shè)計技巧五梯形圖設(shè)計技巧五5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計 6時間繼電器瞬時觸點的處理 在繼電器控制電路中，時間繼電器除了有延時動作的觸點外，還有在線圈通電或斷電時立即動作的瞬時觸點。在PLC設(shè)計時，定時器沒有可供使用的瞬時觸點，如果需要可以在梯形圖中對應(yīng)的定時器線圈的兩端并聯(lián)輔助繼電器，此輔助繼電器的觸點功能類似于定時器的

48、瞬時動作觸點，如圖5-42所示。5.3 梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計圖圖5-42 梯形圖設(shè)計技巧六梯形圖設(shè)計技巧六5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 PLC的程序設(shè)計是指用戶編寫程序的設(shè)計過程，即以指令為基礎(chǔ)，結(jié)合被控對象工藝過程的控制要求和現(xiàn)場信號，利用PLC軟元件進行編程。 一般應(yīng)用程序設(shè)計可分為經(jīng)驗設(shè)計法、繼電器電路轉(zhuǎn)換法、邏輯設(shè)計法、順序功能圖（SFC）設(shè)計法等，本節(jié)主要對前三種方法進行分析，順序功能圖設(shè)計法將在第六章進行詳細論述。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 5.4.1經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法 經(jīng)驗設(shè)計方法也叫試湊法，經(jīng)驗設(shè)計法需要設(shè)計者了解大量的典型電

49、路，在掌握這些典型電路的基礎(chǔ)上，充分理解實際的控制問題，將實際控制問題分解成典型控制電路，然后用典型電路或修改的典型電路拼湊梯形圖。這種方法具有很大的試探性和隨意性，最終的結(jié)果也不是唯一的，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有直接的關(guān)系，一般用于較簡單的或與某些典型系統(tǒng)類似的控制系統(tǒng)設(shè)計。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 1經(jīng)驗設(shè)計法步驟 （1）準確了解控制要求，合理地為控制系統(tǒng)中的信號分配I/O接口，并畫出I/O分配表。 （2）對于控制要求比較簡單的輸出信號，可直接寫出它們的控制條件，然后依據(jù)起保停電路的編程方法完成相應(yīng)輸出信號的編程；對于控制條件復(fù)雜的輸出信號，可借助輔助繼

50、電器來編程。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 （3）對于較復(fù)雜的控制，要正確分析控制要求，確定各輸出信號的關(guān)鍵控制點。以時間為主的控制中，關(guān)鍵點為引起輸出信號狀態(tài)改變的時間點（時間原則）；在以空間位置為主的控制中，關(guān)鍵點為引起輸出信號狀態(tài)改變的位置點（位置原則）。 （4）確定了關(guān)鍵點后，用起保停電路或常用基本電路的編程方法，畫出各輸出信號的梯形圖。 （5）在完成關(guān)鍵點梯形圖的基礎(chǔ)上，針對系統(tǒng)的控制要求，畫出其他輸出信號的梯形圖。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 （6）最后檢查梯形圖程序，完善互鎖條件、保護條件、補充遺漏，進行程序優(yōu)化。 由于PLC組成的控制系統(tǒng)復(fù)雜程度不同，

51、梯形圖程序設(shè)計的難易程度也不同，因此以上步驟并不是唯一和必須的，可以靈活應(yīng)用。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 2經(jīng)驗設(shè)計法的應(yīng)用 例題4：設(shè)計兩處卸料小車的控制系統(tǒng)，如圖5-43所示?？刂埔螅盒≤囋谙尬婚_關(guān)X4處裝料，10s后裝料結(jié)束并開始右行，碰到限位開關(guān)X5后小車停下來卸料，15s后卸料結(jié)束并向左行，碰到限位開關(guān)X4后又開始裝料，20s后裝料結(jié)束并開始右行，碰到限位開關(guān)X3開始卸料，25s后卸料結(jié)束向左行，這樣反復(fù)不停循環(huán)在X5和X3處輪流卸料，直到按下停止按鈕X2。按鈕X0和X1分別用來起動小車右行和左行。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法圖圖 5-43 兩處卸料小

52、車運行示意圖兩處卸料小車運行示意圖解：（1）I/O分配根據(jù)控制要求，其I/O分配如表5-13所示。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 （2）I/O接線圖 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，繪制PLC的I/O接線圖，如圖5-44所示。 （3）梯形圖程序設(shè)計 如圖5-43所示，小車在一次工作循環(huán)中的兩次右行都要碰到X5，第一次碰到它時停下來卸料，第二次碰到它時繼續(xù)前進，因此應(yīng)該設(shè)置一個具有記憶功能的編程單元，區(qū)分是第一次還是第二次碰到X5，這是程序設(shè)計的關(guān)鍵點。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法表表 5-13 I/O地址分配表地址分配表5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法圖圖5-44 兩處

53、卸料小車控制系統(tǒng)兩處卸料小車控制系統(tǒng)I/O接線圖接線圖5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法圖圖5-45 兩處卸料小車控制系統(tǒng)梯形圖程序兩處卸料小車控制系統(tǒng)梯形圖程序5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 例題5：智力競賽搶答器顯示系統(tǒng)，參加競賽分為兒童組、學(xué)生組、成人組，其中兒童組兩人，成人組兩人，學(xué)生組一人，主持人一人，搶答系統(tǒng)示意圖如圖5-46所示?？刂埔螅?1）當(dāng)主持人按下SB0后，指示燈L0亮，表示搶答開始，參賽者方可開始按下按鈕搶答，否則違例（此時搶答者桌面上燈閃爍）。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 2）為了公平，要求兒童組只需一人按下按鈕，其對應(yīng)的指示燈亮，

54、而成人組需要兩人同時按下按鈕，對應(yīng)的指示燈才亮。 3）當(dāng)一個問題回答完畢，主持人按下SB1，一切狀態(tài)復(fù)位。 4）成人組一人違例，搶答燈L3閃爍。 5）當(dāng)搶答開始后時間超過30S，無人搶答，此時鈴響，提示搶答時間已過，此題作廢。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 圖圖5-46 搶答系統(tǒng)示意圖搶答系統(tǒng)示意圖解：（1）I/O分配根據(jù)控制要求寫出I/O分配表，見表5-14。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法表表5-14 搶答系統(tǒng)搶答系統(tǒng)I/O分配表分配表5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法（2）I/O接線圖根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，繪制PLC的I/O接線圖，如圖5-47所示。圖圖5-4

55、7 I/O接線圖接線圖5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 （3）梯形圖程序設(shè)計 根據(jù)控制要求設(shè)計對應(yīng)的梯形圖。設(shè)計過程： 1)首先把三盞搶答成功亮的燈L1、L2、L3對應(yīng)的Y1、Y2、Y3按照控制要求2）接通，因此X2與X3為并聯(lián)，而X5和X6串聯(lián)，因為搶答用的是按鈕，因此分別加上自鎖。 2）因為要在主持人的燈L0接通后才能進行搶答，所以需要增加一條X0接通Y0的電路。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 3）搶答開始后（Y0接通）30s無人搶答則鈴響，增加T0電路，T0接通Y4。 4）用X1常閉觸點復(fù)位，使所有輸出信號狀態(tài)返回，在Y0Y4線圈前增加X1常閉觸點。 5）一組人搶答

56、成功后，其他組搶答無效，因此需增加Y1、Y2、Y3之間互鎖。 6）在有人搶答的情況下，應(yīng)考慮Y4不能被T0接通，因此在Y4線圈電路中傳入Y1、Y2、Y3的常閉觸點。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 7）若在主持人沒有起動X0（Y0沒有接通）的情況下，有人按搶答按鈕，則改組違例使得輸出燈閃爍。需增加振蕩電路，將M8013常開觸點串入Y1、Y2、Y3的線圈電路中，再用Y0短接。同時考慮違例搶答后，要保證在按動X1之前違例燈閃爍不能停止，增加了M1、M2、M3記憶電路。 8）考慮成年人一人違例搶答即出現(xiàn)違例燈閃。 綜上所述，設(shè)計的梯形圖程序如圖5-48所示。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程

57、序設(shè)計方法圖圖5-48 智力競賽搶答顯示系統(tǒng)梯形圖智力競賽搶答顯示系統(tǒng)梯形圖5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 5.4.2繼電器電路轉(zhuǎn)換法繼電器電路轉(zhuǎn)換法 用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時，因為原有的繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長期使用和考驗，已被證明能夠完成系統(tǒng)要求的控制功能，而且繼電器電路圖與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為具有相同功能的PLC外部接線圖和梯形圖。這種設(shè)計方法一般不需要改造控制面板及其元器件，因此可以減少硬件改造的費用和工作量。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 1繼電器電路轉(zhuǎn)換法步驟 （1）了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過程和機械的動作

58、情況，根據(jù)繼電器-接觸器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作過程。 （2）確定繼電器-接觸器的輸入信號和輸出負載，它們對應(yīng)的梯形圖中的輸入繼電器和輸出繼電器的元件，畫出PLC的I/O接線圖。 （3）確定繼電器-接觸器電路圖中中間繼電器、時間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器和定時器的元件號。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 （4）根據(jù)上述的對應(yīng)關(guān)系，參照繼電器-接觸器電路圖畫出PLC對應(yīng)的控制梯形圖。 （5）依據(jù)梯形圖程序設(shè)計原則，對（4）步驟生成的梯形圖進行優(yōu)化。 2繼電器電路轉(zhuǎn)換法應(yīng)用 例題6 ：三相交流異步電動機的Y-降壓起動控制線路如圖5-49，試用PLC進行改造。5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法圖圖5-49 三相交流異步電動機三相交流異步電動機Y-降壓起動電路降壓起動電路5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法 解：（1）I/O接線圖 根據(jù)繼電器電路得知，SB1、SB2為兩個主令元件，KM1、KM2、KM3為三個執(zhí)行元件。繪制I/O接線圖，如圖5-50所示。圖圖5-50 三相交流異步電動機三相交流異步電動機Y-降壓起動降壓起動PLC控制控制I/O接線圖接線圖5.4 PLC的程序設(shè)計方法的程序設(shè)計方法（2）參照圖5-49