工廠電氣控制與可編程控制器

工廠電氣控制與可編程控制器第一頁(yè)，共282頁(yè)。可編程控制器5概述6基本邏輯指令7步進(jìn)順控指令8功能指令9PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用10手持編程器及編程軟件的使用第二頁(yè)，共282頁(yè)。5可編程序控制器概述

FX2N系列可編程序控制器是日本三菱公司繼F1、F2、FX2系列可編程序控制器之后推出的新產(chǎn)品。它采用整體式結(jié)構(gòu)，按功能可分為基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊及特殊適配器等四種類型產(chǎn)品?；締卧獌?nèi)有CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出(I/O)、電源等，是一個(gè)完整的PC機(jī)，可以單獨(dú)使用。第三頁(yè)，共282頁(yè)。

可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展

可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC，是20世紀(jì)70年代以來(lái)在繼電—接觸器控制系統(tǒng)中引入微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)后發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。

第四頁(yè)，共282頁(yè)。它的引入避免了繼電器控制系統(tǒng)的下列缺點(diǎn)：

（1）硬接線電路的故障率高。（2）電器觸頭的使用壽命有限。（3）診斷、排除故障的速度慢。（4）以硬接線實(shí)現(xiàn)控制邏輯，當(dāng)控制邏輯需要修改時(shí)難于改動(dòng)接線。

PLC產(chǎn)品以軟件控制取代了常規(guī)電氣控制系統(tǒng)中的硬件控制，具有功能強(qiáng)，可靠性高，配置靈活，使用方便，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，目前已在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛使用，成為工業(yè)控制的支柱產(chǎn)品。

第五頁(yè)，共282頁(yè)。

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)可編程控制器的定義是：可編程邏輯控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出來(lái)控制各類機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。

可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。第六頁(yè)，共282頁(yè)。

現(xiàn)代可編程控制器產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)：

（1）高可靠性與高抗干擾能力。

PLC產(chǎn)品是專為工業(yè)控制環(huán)境設(shè)計(jì)的，機(jī)內(nèi)采取了一系列抗干擾措施，其平均無(wú)故障時(shí)間可高達(dá)4～5萬(wàn)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)采用硬接線的繼電—接觸器控制系統(tǒng)，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。PLC產(chǎn)品在軟件設(shè)計(jì)上采取了循環(huán)掃描、集中采樣、集中輸出的工作方式，設(shè)置了多種實(shí)時(shí)監(jiān)控、自診斷、自保護(hù)、自恢復(fù)程序；在硬件設(shè)計(jì)上采用了屏蔽、隔離、濾波、聯(lián)鎖等抗干擾電路結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了整體結(jié)構(gòu)的模塊化。PLC適應(yīng)于惡劣的工業(yè)環(huán)境，這是它優(yōu)于普通微機(jī)控制系統(tǒng)的首要特點(diǎn)。第七頁(yè)，共282頁(yè)。

（2）通用、靈活、方便。

PLC作為專用微機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)品，采用了標(biāo)準(zhǔn)化的通用模塊結(jié)構(gòu)，其I/O電路又采用了足夠的抗干擾設(shè)計(jì)，既可以使用模擬量，也可以使用開(kāi)關(guān)量，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)可以直接接入，用戶不需要進(jìn)行硬件的二次開(kāi)發(fā)，控制規(guī)模又可以根據(jù)控制對(duì)象的信號(hào)數(shù)量與所需功能進(jìn)行靈活方便的模塊組合，具有接線簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)十分方便的優(yōu)點(diǎn)。第八頁(yè)，共282頁(yè)。

（3）編程簡(jiǎn)單，易于掌握。這是PLC產(chǎn)品優(yōu)于普通微機(jī)控制系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)。可編程控制器的程序編寫一般不需要高級(jí)語(yǔ)言，其通常使用的梯形圖語(yǔ)言類似于繼電器控制原理圖，使未掌握專門計(jì)算機(jī)知識(shí)的現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員也可以很快熟悉和使用，這種面向問(wèn)題和控制過(guò)程的編程語(yǔ)言直觀、清晰、修改方便且易于掌握。當(dāng)然，不同機(jī)型PLC在編程語(yǔ)言上是多樣化的，但同一檔次不同機(jī)型的控制功能可以十分方便地相互轉(zhuǎn)換。第九頁(yè)，共282頁(yè)。（4）開(kāi)發(fā)周期短。設(shè)計(jì)一套常規(guī)繼電器控制系統(tǒng)需順序進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、安裝接線、邏輯調(diào)試三個(gè)步驟，只有進(jìn)行完前一步才能進(jìn)入下一步，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，線路修改困難，工程越大這一缺點(diǎn)就越明顯。而使用PLC完成一套電氣控制系統(tǒng)，只要電氣總體設(shè)計(jì)完成，I/O點(diǎn)分配完畢，軟件設(shè)計(jì)模擬調(diào)試與硬件設(shè)計(jì)施工就可以同時(shí)分別進(jìn)行。在軟件調(diào)試方面，控制程序可以反復(fù)修改；在硬件施工方面，安裝接線只涉及輸入和輸出裝置，不涉及復(fù)雜的繼電器控制線路，硬件投資較少，故障率低。在軟、硬件分別完成之后的正式調(diào)試中，控制邏輯的修改也僅涉及軟件修改，大大縮短了開(kāi)發(fā)周期。第十頁(yè)，共282頁(yè)。（5）功能強(qiáng)，體積小，重量輕。由于PLC產(chǎn)品是以微型計(jì)算機(jī)為核心的，所以具有許多計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)越性。以日本三菱公司的FX2N-32MR小型可編程控制器為例，該P(yáng)LC的外型尺寸是87mm×40mm×90mm，重量0.65kg，內(nèi)部包含各類繼電器3228個(gè)，狀態(tài)寄存器1000個(gè)，定時(shí)器256個(gè)，計(jì)數(shù)器241個(gè)，數(shù)據(jù)寄存器8122個(gè)，耗電量為150W，其應(yīng)用指令包括程序控制、傳送比較、四則邏輯運(yùn)算、移位、數(shù)據(jù)（包括模擬量）處理等多種功能，指令執(zhí)行時(shí)間為每步小于0.1μs，無(wú)論在體積、重量上，還是在執(zhí)行速度、控制功能上，都是常規(guī)繼電器控制系統(tǒng)所無(wú)法相比的。第十一頁(yè)，共282頁(yè)。PLC產(chǎn)品按I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)容量可分為小型、中型和大型PLC三個(gè)等級(jí)。小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，存儲(chǔ)容量為2k步，具有邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，目前的小型PLC產(chǎn)品也具有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)通信和模擬量處理功能。中型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)在256～2048點(diǎn)之間，存儲(chǔ)容量為2～8k步，具有邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷、數(shù)據(jù)通信、模擬量處理等功能，用于多種開(kāi)關(guān)量、多通道模擬量或數(shù)字量與模擬量混合控制的復(fù)雜控制系統(tǒng)。第十二頁(yè)，共282頁(yè)。

大型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上，存儲(chǔ)容量達(dá)8k步以上，具有邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、模擬量處理、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視記錄、打印等功能，有中斷、智能控制、遠(yuǎn)程控制能力，可完成大規(guī)模的過(guò)程控制，也可構(gòu)成分布式控制網(wǎng)絡(luò)，完成整個(gè)工廠的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制。第十三頁(yè)，共282頁(yè)。基本單元型號(hào)表示方法：FX2N－××M×

｜｜12

式中，1部分用兩位數(shù)表示輸入/輸出(I/O)的總點(diǎn)數(shù)，有16、24、32、48、64和80六種；2部分用字符表示輸出類型：R表示繼電器觸點(diǎn)輸出，T表示晶體管輸出，S表示雙向晶閘管輸出。例如，F(xiàn)X2N-32MR表示是FX2N系列的基本單元，輸入/輸出(I/O)總點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)，其中16點(diǎn)為直流24V輸入，16點(diǎn)為繼電器輸出。第十四頁(yè)，共282頁(yè)。

PLC的基本組成與功能

PLC實(shí)質(zhì)上是一種為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專用微機(jī)控制系統(tǒng)，因此其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似，但輸入、輸出電路要求具有更強(qiáng)的抗干擾能力。一套可編程控制器在硬件上由基本單元（主機(jī)）、I/O擴(kuò)展單元及外圍設(shè)備組成，通過(guò)各自的端口連成一個(gè)整體。圖5-1為PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖。第十五頁(yè)，共282頁(yè)。圖5-1PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖第十六頁(yè)，共282頁(yè)。

1．PLC基本單元

PLC基本單元是以CPU為核心的一臺(tái)工業(yè)控制專用微機(jī)系統(tǒng)，主要由CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口電路組成。

CPU的功能是：（1）接收編程器、PC機(jī)或其他外圍設(shè)備輸入的用戶程序、數(shù)據(jù)等信息。（2）掃描接收現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)，并存入指定內(nèi)部繼電器或寄存器。（3）讀取、解釋用戶程序，執(zhí)行用戶控制程序，獲得正確的邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算結(jié)果。第十七頁(yè)，共282頁(yè)。（4）更新有關(guān)的內(nèi)部繼電器或寄存器，并將運(yùn)算結(jié)果傳送至輸出電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的準(zhǔn)確動(dòng)作控制。（5）如需輸出打印或狀態(tài)監(jiān)控，還需將有關(guān)信息傳送至外圍設(shè)備。不同檔次的PLC產(chǎn)品內(nèi)部使用的CPU芯片差異較大，三菱公司FX2系列小型PLC使用的微處理器是16位8096單片機(jī)，美國(guó)AB公司的PLC-3型大型PLC采用的微處理器是ADM-2900高速芯片。第十八頁(yè)，共282頁(yè)。

存儲(chǔ)器的功能是：（1）系統(tǒng)存儲(chǔ)器（ROM區(qū)）用于儲(chǔ)存PLC產(chǎn)品生產(chǎn)廠編寫的各種系統(tǒng)工作程序，用戶不能更改或調(diào)用。（2）用戶存儲(chǔ)器（RAM區(qū)）用來(lái)儲(chǔ)存用戶編寫的控制程序和用戶數(shù)據(jù)，該區(qū)域用戶可讀可寫，可隨意增加或刪減。在PLC中一般采用鋰電池對(duì)用戶程序進(jìn)行掉電保護(hù)（一般能保持5～10年，經(jīng)常帶負(fù)載可保存2～5年）。第十九頁(yè)，共282頁(yè)。I/O接口電路的功能是：（1）輸入接口電路的作用是將來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入信號(hào)通過(guò)電平變換、速度匹配、信號(hào)隔離和功率放大，轉(zhuǎn)換成可供CPU處理的標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào)。圖5-2為PLC產(chǎn)品中常見(jiàn)的一種直流24V傳感器輸入電路。如輸入器件為按鈕、開(kāi)關(guān)類無(wú)源器件，+24V端子仍需接24V電源，但輸入按鈕或開(kāi)關(guān)則可直接連在輸入端子和COM端之間，電路更為簡(jiǎn)單。只要程序運(yùn)行，PLC內(nèi)部就可以識(shí)別輸入端子和COM之間的通或斷。第二十頁(yè)，共282頁(yè)。圖5-2直流24V輸入電路第二十一頁(yè)，共282頁(yè)。（2）輸出接口電路的作用是將CPU的程序運(yùn)行結(jié)果經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換、隔離和功率放大，轉(zhuǎn)換成能帶一定負(fù)載的具體的輸出狀態(tài)?；締卧系妮敵鲂盘?hào)一般為開(kāi)關(guān)量，輸出接口電路分繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型三種。第二十二頁(yè)，共282頁(yè)。

圖5-3PLC的輸出接口電路(a)繼電器輸出型；(b)晶體管輸出型；(c)晶閘管輸出型第二十三頁(yè)，共282頁(yè)。

2．PLC的擴(kuò)展單元每個(gè)系列的PLC產(chǎn)品都有一系列與基本單元相匹配的擴(kuò)展單元，以便根據(jù)所控制對(duì)象的控制規(guī)模大小來(lái)靈活組成電氣控制系統(tǒng)。擴(kuò)展單元內(nèi)部不配備CPU和存儲(chǔ)器，僅擴(kuò)展輸入/輸出電路，各擴(kuò)展單元的輸入信息經(jīng)擴(kuò)展連接電纜進(jìn)入主機(jī)總線，由主機(jī)的CPU統(tǒng)一處理，執(zhí)行程序后，需要輸出的信息也由擴(kuò)展連接電纜送至各擴(kuò)展單元的輸出電路。PLC處理模擬量輸入/輸出信號(hào)時(shí)，要使用模擬量擴(kuò)展單元，這時(shí)的輸入接口電路為A/D轉(zhuǎn)換電路，輸出接口電路為D/A轉(zhuǎn)換電路。第二十四頁(yè)，共282頁(yè)。3．PLC的外圍設(shè)備小型PLC最常用的外圍設(shè)備是編程器和PC機(jī)。編程器的功能是完成用戶程序的編制、編輯、輸入主機(jī)、調(diào)試和執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)控，是PLC系統(tǒng)故障分析和診斷的重要工具。PLC的編程器主要由鍵盤、顯示屏、工作方式選擇開(kāi)關(guān)和外存儲(chǔ)器接口等部件組成，按功能可分為簡(jiǎn)易型和智能型兩大類。以三菱FX2N系列PLC為例，它可以使用手持式簡(jiǎn)易編程器FX2N-20P-E-SETO編程，也可以使用更高級(jí)的智能型圖形編程器GP-80FX-E來(lái)編程，后者的功能更強(qiáng)，但價(jià)格更高。第二十五頁(yè)，共282頁(yè)。

由于PLC產(chǎn)品一般在程序調(diào)試或需要監(jiān)控時(shí)才插上編程器，當(dāng)電氣控制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不必使用編程器，所以目前對(duì)PLC編程在許多場(chǎng)合采用了個(gè)人電腦（裝載專用編程軟件）加PC-PLC專用連接電纜，而不使用專用編程器的編程方法，即用計(jì)算機(jī)鍵盤通過(guò)屏幕對(duì)話完成圖形編程、圖形顯示、通信聯(lián)網(wǎng)、修改調(diào)試、輸出打印等任務(wù)。目前各PLC公司均開(kāi)發(fā)有相應(yīng)的編程軟件，另外，利用個(gè)人電腦還可以運(yùn)行更多的工業(yè)控制軟件。第二十六頁(yè)，共282頁(yè)。

圖5-4為三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品主機(jī)及擴(kuò)展單元示意圖。圖中FX2N-32MR為基本單元，帶有32個(gè)I/O點(diǎn)（16入16出），M表示主機(jī)，R表示該單元為繼電器輸出型；FX2N-32ER為32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量擴(kuò)展單元，E表示該單元為擴(kuò)展單元；FX2N-2AD為兩路模擬量輸入擴(kuò)展單元；FX2N-2DA為兩路模擬量輸出擴(kuò)展單元。PLC產(chǎn)品的擴(kuò)展單元種類很多，擴(kuò)展單元的功能及與主機(jī)的配合細(xì)節(jié)可查閱有關(guān)手冊(cè)。第二十七頁(yè)，共282頁(yè)。圖5-4三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品示意圖第二十八頁(yè)，共282頁(yè)。PLC的性能規(guī)格與內(nèi)部資源

PLC的性能規(guī)格

FX2N系列PLC的性能規(guī)格如下表所示。

第二十九頁(yè)，共282頁(yè)。FX2N系列PLC的主要技術(shù)性能第三十頁(yè)，共282頁(yè)。續(xù)表第三十一頁(yè)，共282頁(yè)。續(xù)表第三十二頁(yè)，共282頁(yè)。

FX2N系列輸入類型為直流輸入，采用直流(DC24V)供電。輸出類型有繼電器、晶體管、雙向晶閘管三種輸出形式。繼電器輸出可靠性高，價(jià)格低，適用電壓范圍廣，既可控制交流負(fù)載又可控制直流負(fù)載，因而使用廣泛；但因?yàn)橛杏|點(diǎn)輸出，尤其在感性負(fù)載時(shí)繼電器觸點(diǎn)壽命較短，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)(10ms以下)，因而不適應(yīng)要求高速通斷、快速響應(yīng)的工作場(chǎng)合。晶體管輸出是無(wú)觸點(diǎn)輸出，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間短(0.5ms以下)，用于控制直流負(fù)載。雙向晶閘管輸出亦是無(wú)觸點(diǎn)輸出，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間較短，用于控制交流負(fù)載。晶體管和雙向晶閘管輸出過(guò)載、過(guò)壓能力較差，價(jià)格高，因而適應(yīng)于要求高速通斷、快速響應(yīng)的工作場(chǎng)合。第三十三頁(yè)，共282頁(yè)。PLC的內(nèi)部資源各種不同型號(hào)和檔次的PLC具有不同數(shù)量和功能的內(nèi)部資源，但構(gòu)成PLC基本特征的內(nèi)部軟元件是類似的。現(xiàn)以FX2N系列小型PLC為例，介紹PLC的內(nèi)部資源。第三十四頁(yè)，共282頁(yè)。

PLC是按照電氣繼電控制線路的設(shè)計(jì)思想，借助于大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的一種新型工業(yè)控制器。使用者可以不必考慮PC內(nèi)部元器件的具體組成線路，可以將PC看成是由各種功能元器件組成的工業(yè)控制器，利用編程語(yǔ)言對(duì)這些元器件線圈、觸點(diǎn)進(jìn)行編程以達(dá)到控制要求，為此使用者必須熟悉和掌握這些元器件的功能、編號(hào)及其使用方法。每種元器件都用特定的字母來(lái)表示，如X表示輸入繼電器、Y表示輸出繼電器、M表示輔助繼電器、T表示定時(shí)器、C表示計(jì)數(shù)器、S表示狀態(tài)元件等，并對(duì)這些元器件給予規(guī)定的編號(hào)。第三十五頁(yè)，共282頁(yè)。1.FX2N編程元件的分類及編號(hào)

FX2N系列PLC具有數(shù)十種編程元件，F(xiàn)X2N系列PLC編程元件的編號(hào)分為兩部分，第一部分是代表功能的字母，如輸入繼電器用“X”表示，輸出繼電器用“Y”表示；第二部分為數(shù)字，為該類器件的序號(hào)，F(xiàn)X2N系列PLC中輸入繼電器及輸出繼電器的序號(hào)為八進(jìn)制，其余器件的序號(hào)為十進(jìn)制。第三十六頁(yè)，共282頁(yè)。

2.輸入繼電器

FX2N系列可編程控制器輸入繼電器編號(hào)范圍為X0～X177(128點(diǎn))。輸入繼電器與PLC的輸入端相連，是PLC接收外部開(kāi)關(guān)信號(hào)的元件，如開(kāi)關(guān)、傳感器等輸入信號(hào)，輸入繼電器必須由外部信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，不能用程序驅(qū)動(dòng)。它可提供無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)，如圖5.1所示。這些接點(diǎn)在PLC內(nèi)可以自由使用。FX2N型PLC輸入繼電器采用八進(jìn)制地址編號(hào)，最多可達(dá)128點(diǎn)(X0～X177)。第三十七頁(yè)，共282頁(yè)。

3.輸出繼電器(Y0～Y177)

輸出繼電器是PLC用來(lái)輸送信號(hào)到外部負(fù)載的元件，輸出繼電器只能用程序指令驅(qū)動(dòng)，如圖5.1所示。每一個(gè)輸出繼電器有一個(gè)外部輸出的常開(kāi)觸點(diǎn)。而內(nèi)部的軟接點(diǎn)，不管是常開(kāi)還是常閉，都可以無(wú)限次地自由使用，輸出繼電器的地址是八進(jìn)制，最多可達(dá)128點(diǎn)。第三十八頁(yè)，共282頁(yè)。圖5-5輸入、輸出繼電器示意圖第三十九頁(yè)，共282頁(yè)。

4.輔助繼電器(M)PLC內(nèi)部有很多輔助繼電器，輔助繼電器與輸出繼電器一樣只能用程序指令驅(qū)動(dòng)，外部信號(hào)無(wú)法驅(qū)動(dòng)它的常開(kāi)常閉接點(diǎn)，在PLC內(nèi)部編程時(shí)可以無(wú)限次地自由使用。但是這些接點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載必須由輸出繼電器的外部接點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。在邏輯運(yùn)算中經(jīng)常需要一些中間繼電器作為輔助運(yùn)算用，這些器件往往用作狀態(tài)暫存、移位等運(yùn)算。另外，輔助繼電器還具有一些特殊功能。下面是幾種常見(jiàn)的輔助繼電器。第四十頁(yè)，共282頁(yè)。

1)通用輔助繼電器M0～M499(500點(diǎn))通用輔助繼電器按十進(jìn)制地址編號(hào)(在FX型PLC中除了輸入/輸出繼電器外，其他所有器件都是十進(jìn)制編號(hào))。

2)斷電保持輔助繼電器M500～M1023(524點(diǎn))

PLC在運(yùn)行時(shí)若發(fā)生停電，輸出繼電器和通用輔助繼電器全部成為斷開(kāi)狀態(tài)。上電后，除了PLC運(yùn)行時(shí)被外部輸入信號(hào)接通的以外，其它仍斷開(kāi)。不少控制系統(tǒng)要求保持?jǐn)嚯娝查g狀態(tài)。斷電保持輔助繼電器就是用于此場(chǎng)合的，斷電保持是由PLC內(nèi)裝鋰電池支持的。第四十一頁(yè)，共282頁(yè)。

3)特殊輔助繼電器M8000～M8255(256點(diǎn))

PLC內(nèi)有256個(gè)特殊輔助繼電器，這些特殊輔助繼電器各自具有特定的功能。通常分為下面兩大類。(1)只能利用其接點(diǎn)的特殊輔助繼電器。線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，用戶只可以利用其接點(diǎn)。例如：

M8000為運(yùn)行監(jiān)控用，PLC運(yùn)行時(shí)M8000接通。

M8002為僅在運(yùn)行開(kāi)始瞬間接通的初始脈沖特殊輔助繼電器。

M8012為產(chǎn)生100ms時(shí)鐘脈沖的特殊輔助繼電器。第四十二頁(yè)，共282頁(yè)。

(2)可驅(qū)動(dòng)線圈型特殊輔助繼電器。用戶激勵(lì)線圈后，PLC作特定動(dòng)作。例如：

M8030為鋰電池電壓指示燈特殊輔助繼電器，當(dāng)鋰電池電壓跌落時(shí)，M8030動(dòng)作，指示燈亮，提醒PLC維修人員趕快調(diào)換鋰電池。

M8033為PLC停止時(shí)輸出保持輔助繼電器。

M8034為禁止全部輸出特殊輔助繼電器。

M8039為定時(shí)掃描特殊輔助繼電器。需要說(shuō)明的是，未定義的特殊輔助繼電器可在用戶程序中使用。輔助繼電器的常開(kāi)常閉接點(diǎn)在PLC內(nèi)可無(wú)限次地使用。第四十三頁(yè)，共282頁(yè)。

5.狀態(tài)器(S)

狀態(tài)器(S)是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的重要器件，它與后述的步進(jìn)順控指令配合使用。通常，狀態(tài)器軟件有下面五種類型：(1)初始狀態(tài)器S0～S9，共10點(diǎn)。(2)回零狀態(tài)器S10～S19，共10點(diǎn)。(3)通用狀態(tài)器S20～S499，共480點(diǎn)。(4)保持狀態(tài)器S500～S899，共400點(diǎn)。(5)報(bào)警用狀態(tài)器S900～S999，共100點(diǎn)。這100個(gè)狀態(tài)器器件可用作外部故障診斷輸出。第四十四頁(yè)，共282頁(yè)。

S0～S499沒(méi)有斷電保持功能，但是用程序可以將它們?cè)O(shè)定為有斷點(diǎn)保持功能的狀態(tài)。狀態(tài)器的常開(kāi)常閉接點(diǎn)在PLC內(nèi)可以使用，且使用次數(shù)不限。不用步進(jìn)順控指令時(shí)，狀態(tài)器S可以作輔助繼電器M在程序中使用。此外，每一個(gè)狀態(tài)繼電器還提供一個(gè)步進(jìn)觸點(diǎn)，稱為STL觸點(diǎn)，用符號(hào)—[]—表示，在步進(jìn)控制的梯形圖中使用。第四十五頁(yè)，共282頁(yè)。

6.定時(shí)器(T)PC中定時(shí)器T相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的延時(shí)繼電器，它可提供無(wú)限對(duì)常開(kāi)延時(shí)觸點(diǎn)、常閉延時(shí)觸點(diǎn)供編程使用。定時(shí)器元件號(hào)按十進(jìn)制編號(hào)，設(shè)定時(shí)間由編程時(shí)設(shè)定系數(shù)K決定。T0～T199為0.1s定時(shí)器，設(shè)定值范圍為0.1～3276.7s，最小單位為0.1s。T200～T245為0.01s定時(shí)器，設(shè)定值范圍為0.01～327.67s。除此之外，還有積算型定時(shí)器等。第四十六頁(yè)，共282頁(yè)。

7.計(jì)數(shù)器(C)

計(jì)數(shù)器元件號(hào)按十進(jìn)制編號(hào)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)次數(shù)由編程時(shí)設(shè)定的系數(shù)K決定。它可提供無(wú)限對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)供編程使用。C0～C99為通用加計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍為1～32767。C100～C199為停電保持加計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍為1～32767。除此之外，還有可逆、加、減計(jì)數(shù)器等。第四十七頁(yè)，共282頁(yè)。PLC的基本指令編程法

PLC是一套專用的微型計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或其他內(nèi)部電子器件的功能，低端用戶不需要學(xué)習(xí)高級(jí)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，只要采用簡(jiǎn)單的類似于繼電器電路的梯形圖語(yǔ)言就可以編制控制程序，指令系統(tǒng)容易掌握。而將編程器或PC機(jī)與PLC主機(jī)相連，又可方便地把梯形圖送入PLC內(nèi)存并進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，所以操作使用也十分簡(jiǎn)便。第四十八頁(yè)，共282頁(yè)。PLC在運(yùn)行狀態(tài)，采用周期循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序，一個(gè)用戶程序的掃描周期由三個(gè)階段構(gòu)成：

（1）輸入采樣階段。本階段檢測(cè)每個(gè)輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)（通為“1”，斷為“0”），然后順序存入輸入映像寄存器。

（2）程序執(zhí)行階段。對(duì)用戶梯形圖程序按先左后右、從上到下的順序，逐句執(zhí)行指令，包括從輸入映像寄存器和各種內(nèi)部寄存器中讀取狀態(tài)和數(shù)據(jù)，完成程序要求的運(yùn)算和把結(jié)果寫入有關(guān)內(nèi)部寄存器或輸出繼電器。第四十九頁(yè)，共282頁(yè)。

（3）輸出刷新階段。將輸出繼電器狀態(tài)輸出至輸出鎖存器，經(jīng)隔離、功放、輸出端子去驅(qū)動(dòng)負(fù)載。程序執(zhí)行一次的時(shí)間稱為掃描周期，一個(gè)掃描周期可以分為上述輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段，小型PLC的掃描周期在十幾毫秒至幾十毫秒之間。第五十頁(yè)，共282頁(yè)。

1．輸入觸點(diǎn)X的編程工業(yè)控制系統(tǒng)輸入電路中的選擇開(kāi)關(guān)、按鈕、限位開(kāi)關(guān)等在梯形圖中以輸入觸點(diǎn)表示，在編程時(shí)輸入觸點(diǎn)X可由常開(kāi)和常閉兩種指令來(lái)編程，但梯形圖中的常開(kāi)或常閉指令與外電路中X實(shí)際接常開(kāi)還是常閉觸頭并無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系，無(wú)論外電路使用什么樣的按鈕、旋鈕、限位開(kāi)關(guān)，無(wú)論使用的是這些開(kāi)關(guān)的常開(kāi)或常閉點(diǎn)，當(dāng)PLC處于RUN方式時(shí)，掃描輸入只遵循如下規(guī)則：第五十一頁(yè)，共282頁(yè)。(1）梯形圖中的常開(kāi)觸點(diǎn)X與外電路中X的通斷邏輯相一致。如外接線中X5是導(dǎo)通的（無(wú)論其外部物理連接是常開(kāi)點(diǎn)還是常閉點(diǎn)），程序中的X5即處理為閉合（ON）。

反之，如外部X5連線斷開(kāi)，則程序中的X5就處理為斷開(kāi)（OFF）。第五十二頁(yè)，共282頁(yè)。(2）梯形圖中的常閉觸點(diǎn)X與外電路中X的通斷邏輯相反。如外接線中X5是導(dǎo)通的（無(wú)論其外部物理連接是常開(kāi)點(diǎn)還是常閉點(diǎn)），程序中的X5處理為斷開(kāi)（OFF）。反之，如外部X5連線斷開(kāi)，則程序中的X5就處理為閉合（ON）。梯形圖中幾個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)表示“與”操作，幾個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián)表示“或”操作。第五十三頁(yè)，共282頁(yè)。

按上述規(guī)則，將PLC應(yīng)用于電機(jī)的起動(dòng)停車控制，外部按圖5-6接線，則采用圖5-7所示梯形圖即可實(shí)現(xiàn)按鈕X0啟動(dòng)，輸出Y0得電并自鎖，按鈕X1停車的控制邏輯。用一個(gè)接觸器KM控制電動(dòng)機(jī)的主電路見(jiàn)第2章。上述兩個(gè)按鈕接線時(shí)均使用了常開(kāi)觸點(diǎn)，如果工程中需連接停車按鈕的常閉觸點(diǎn)，則圖7所示梯形圖中將常閉X1換成常開(kāi)X1，仍能實(shí)現(xiàn)控制功能。甚至可以將啟停兩個(gè)按鈕都連接常閉點(diǎn)，只要相應(yīng)修改軟件邏輯即可，充分體現(xiàn)了應(yīng)用PLC控制的方便之處。第五十四頁(yè)，共282頁(yè)。圖5-6PLC控制的起動(dòng)停車電路接線圖第五十五頁(yè)，共282頁(yè)。

圖5-7起動(dòng)停車梯形圖第五十六頁(yè)，共282頁(yè)。

2．輸出繼電器Y和內(nèi)部繼電器M的編程繼電器具有邏輯線圈及可以多次調(diào)用的常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)。輸出繼電器和普通內(nèi)部繼電器的簡(jiǎn)單程序如圖5-8所示。

PC進(jìn)入RUN方式時(shí)，輸出線圈Y0通電，相應(yīng)的0#輸出指示燈亮。當(dāng)接通輸入觸點(diǎn)X10后，內(nèi)部線圈M100通電，M100的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)導(dǎo)通，因此輸出端Y0失電，0#燈熄滅，Y1得電，相應(yīng)的1#燈亮。掉電保持型繼電器M510的簡(jiǎn)單程序如圖5-9所示。第五十七頁(yè)，共282頁(yè)。

圖5-8繼電器簡(jiǎn)單程序第五十八頁(yè)，共282頁(yè)。圖5-9掉電保持型繼電器簡(jiǎn)單程序第五十九頁(yè)，共282頁(yè)。

初始狀態(tài)(PC進(jìn)入RUN后)輸出線圈Y1和Y7不通電，1#和7#輸出信號(hào)燈不亮。使輸入端子X(jué)11接通一下，梯形圖中X11的常開(kāi)點(diǎn)即閉合，內(nèi)部線圈M100通電，常開(kāi)觸點(diǎn)M100通電閉合，對(duì)線圈M100起自保作用。另一個(gè)閉合的M100觸點(diǎn)則接通輸出線圈Y1，使1#輸出燈亮。與上述動(dòng)作同時(shí)，M510起類似M100的作用，使7#輸出燈亮，這兩者的差別在于如果將PC置于HALT（暫停）狀態(tài)，仍然再返回RUN方式，或者使PC斷電后再?gòu)?fù)電，那么1#燈不會(huì)亮（因?yàn)檩斎攵薠11沒(méi)有接通），但7#燈仍然亮，這就表明了線圈M510的鎖存作用。第六十頁(yè)，共282頁(yè)。

圖5-10普通定時(shí)器的簡(jiǎn)單程序(a)定時(shí)器梯形圖；(b）定時(shí)器時(shí)序圖第六十一頁(yè)，共282頁(yè)。

初始狀態(tài)時(shí)，線圈Y0、T0均不通電，0#輸出信號(hào)燈滅。X0閉合時(shí)，定時(shí)器T0的線圈通電，并開(kāi)始記時(shí)，K123表示計(jì)數(shù)值為常數(shù)123，定時(shí)時(shí)間為100ms×123=12.3s。當(dāng)T0線圈通電夠12.3s后，定時(shí)器動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)T0閉合，使Y0輸出燈亮，從定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)到定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作，其間延遲時(shí)間由程序確定。定時(shí)器在計(jì)時(shí)過(guò)程中，如果線圈失電后再通電時(shí)，定時(shí)器相當(dāng)于自動(dòng)復(fù)位，重新從預(yù)置值開(kāi)始計(jì)時(shí)。第六十二頁(yè)，共282頁(yè)。4.計(jì)數(shù)器C的編程以16位向上計(jì)數(shù)的普通計(jì)數(shù)器C0為例。圖5-11(a)為C0定時(shí)器的梯形圖，5-11(b)為執(zhí)行該程序的時(shí)序圖。第六十三頁(yè)，共282頁(yè)。

圖5-11普通計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)單程序(a)計(jì)數(shù)器梯形圖；(b）計(jì)數(shù)器時(shí)序圖第六十四頁(yè)，共282頁(yè)。

圖5-11中，X001為計(jì)數(shù)脈沖輸入端子，計(jì)數(shù)線圈C0的計(jì)數(shù)值為常數(shù)5；X000為計(jì)數(shù)復(fù)位輸入端子，當(dāng)X000為ON時(shí)，計(jì)數(shù)線圈C0不允許計(jì)數(shù)且計(jì)數(shù)值被清零，只有當(dāng)X000為OFF時(shí)，計(jì)數(shù)線圈C0才對(duì)X000的輸入脈沖進(jìn)行加1計(jì)數(shù)。在允許計(jì)數(shù)期間，如計(jì)數(shù)線圈C0計(jì)數(shù)夠5個(gè)，則C0動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y0得電。C0計(jì)滿動(dòng)作后如出現(xiàn)X000變?yōu)镺N，則C0的觸點(diǎn)、線圈均清零復(fù)位。第六十五頁(yè)，共282頁(yè)。

5.上升或下降沿檢測(cè)的編程上升沿或下降沿檢測(cè)指令用來(lái)將輸入信號(hào)的上升或下降沿檢出并通過(guò)線圈輸出一個(gè)掃描周期的電信號(hào)。圖5-12(a)為上升、下降沿檢出的梯形圖，圖5-12(b)為執(zhí)行該程序的時(shí)序圖。第六十六頁(yè)，共282頁(yè)。圖5-12上升、下降沿檢出的簡(jiǎn)單程序(a)梯形圖；(b)時(shí)序圖第六十七頁(yè)，共282頁(yè)。

程序中，X000為外部信號(hào)輸入端子，PLS表示取上升沿，X000信號(hào)由OFF變ON時(shí)，內(nèi)部繼電器M0得電一個(gè)掃描周期；X001為另一路外部信號(hào)輸入端子，PLF表示取下降沿，X001信號(hào)由ON變OFF時(shí)，內(nèi)部繼電器M1得電一個(gè)掃描周期；程序中M0與M1兩個(gè)觸點(diǎn)的任務(wù)分別是將內(nèi)部繼電器M50置位與復(fù)位；END為程序結(jié)束符，用于所有主程序結(jié)束。FX2N系列PLC的程序指令除了梯形圖格式之外，還有語(yǔ)句表格式，除了上述基本指令編程法之外，還有其他更復(fù)雜的指令編程法，本節(jié)僅介紹PLC編程的初步知識(shí)。第六十八頁(yè)，共282頁(yè)。6基本邏輯指令

1.邏輯取指令LD、LDI及線圈驅(qū)動(dòng)指令OUTLD，取指令，表示讀入一個(gè)與母線相連的常開(kāi)接點(diǎn)指令，即常開(kāi)接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。

LDI，取反指令，表示讀入一個(gè)與母線相連的常閉接點(diǎn)指令，即常閉接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。

OUT，線圈驅(qū)動(dòng)指令，也叫輸出指令。第六十九頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-1LD、LDI、OUT指令的使用說(shuō)明第七十頁(yè)，共282頁(yè)。

LD、LDI兩條指令的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C，用于將接點(diǎn)接到母線上。也可以與后述的ANB、ORB指令配合，用于分支起點(diǎn)。

OUT是驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是Y、M、S、T、C。對(duì)輸入繼電器X不能使用。OUT指令可以連續(xù)使用多次。對(duì)定時(shí)器的定時(shí)線圈使用OUT指令后，必須設(shè)定常數(shù)K，圖中K為10，對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)間為1s。因?yàn)門0～T199為0.1s(100ms)定時(shí)器，設(shè)定值范圍為0.1～3276.7s，定時(shí)最小單位為0.1s，K=10，則對(duì)應(yīng)定時(shí)時(shí)間為10×0.1s；如K改為100，則對(duì)應(yīng)定時(shí)時(shí)間為100×0.1s。

對(duì)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)線圈使用OUT指令后，也必須設(shè)定常數(shù)K，K表示計(jì)數(shù)器設(shè)定次數(shù)。第七十一頁(yè)，共282頁(yè)。

2.接點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND、ANIAND，與指令，用于單個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)的串聯(lián)。

ANI，與非指令，用于單個(gè)常閉接點(diǎn)的串聯(lián)。

AND與ANI都是一個(gè)程序步指令，它們串聯(lián)接點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，也就是說(shuō)，這兩條指令可以多次重復(fù)使用。AND、ANI指令的使用說(shuō)明如圖6-2所示。這兩條指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、S、T、C。第七十二頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-2AND、ANI指令的使用說(shuō)明第七十三頁(yè)，共282頁(yè)。

3.接點(diǎn)并聯(lián)指令OR、ORIOR，或指令，用于單個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)的并聯(lián)。

ORI，或非指令，用于單個(gè)常閉接點(diǎn)的并聯(lián)。

OR與ORI指令都是一個(gè)程序步指令，它們的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C。對(duì)這兩種指令的使用作如下說(shuō)明：(1)OR、ORI指令用于單個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。(2)兩個(gè)以上接點(diǎn)串聯(lián)連接電路塊并聯(lián)連接時(shí)，要用后述的ORB指令。

OR、ORI是從該指令的當(dāng)前步開(kāi)始，對(duì)前面的LD、LDI指令并聯(lián)連接的。并聯(lián)的次數(shù)無(wú)限制。OR、ORI指令的使用說(shuō)明如圖6-3所示。第七十四頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-3OR、ORI指令的使用說(shuō)明第七十五頁(yè)，共282頁(yè)。

4.串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令ORB

兩個(gè)或兩個(gè)以上的接點(diǎn)串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。對(duì)串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，有如下的說(shuō)明：(1)分支開(kāi)始用LD、LDI指令，分支終點(diǎn)用ORB指令。(2)ORB指令為無(wú)目標(biāo)元件指令，為一個(gè)程序步；它不表示觸點(diǎn)，可以看成電路塊之間的一段連接線。

ORB有時(shí)也簡(jiǎn)稱或塊指令。ORB指令的使用說(shuō)明如圖6-4所示。第七十六頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-4ORB指令的使用說(shuō)明之一第七十七頁(yè)，共282頁(yè)。

ORB指令的使用方法有兩種：一種是在要并聯(lián)的每個(gè)串聯(lián)電路塊后加ORB指令，詳見(jiàn)圖6-5(b)所示語(yǔ)句表；另一種是集中使用ORB指令，詳見(jiàn)圖6-5(c)所示語(yǔ)句表。對(duì)于前者分散使用ORB指令時(shí)，并聯(lián)電路的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但對(duì)于后者集中使用ORB指令時(shí)，這種電路塊并聯(lián)的個(gè)數(shù)不能超過(guò)8個(gè)(即重復(fù)使用LD、LDI指令的次數(shù)限制在8次以下)。第七十八頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-5ORB指令的使用說(shuō)明之二(a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表一；(c)語(yǔ)句表二第七十九頁(yè)，共282頁(yè)。5.并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令A(yù)NB

兩個(gè)或兩個(gè)以上接點(diǎn)并聯(lián)的電路稱為并聯(lián)電路塊，分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時(shí)，應(yīng)使用ANB指令。在使用時(shí)應(yīng)注意：(1)分支的起點(diǎn)用LD、LDI指令，并聯(lián)電路塊結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)。(2)ANB指令也簡(jiǎn)稱與塊指令，ANB也是無(wú)操作目標(biāo)元件，是一個(gè)程序步指令。

ANB指令的使用說(shuō)明如圖6-6所示。第八十頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-6ANB指令的使用說(shuō)明(a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表第八十一頁(yè)，共282頁(yè)。

(3)當(dāng)并聯(lián)的串聯(lián)電路塊大于等于3時(shí)，有兩種編程方法。圖6-7是ORB和ANB指令的編程實(shí)例。編程時(shí)，首先要找出并聯(lián)電路塊和串聯(lián)電路塊，然后正確使用這兩條指令。第八十二頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-7ORB、ANB指令的使用說(shuō)明第八十三頁(yè)，共282頁(yè)。

6.多重輸出指令MPS、MPD、MPP

MPS為進(jìn)棧指令，MRD為讀棧指令，MPP為出棧指令。

PLC中有11個(gè)存儲(chǔ)運(yùn)算中間結(jié)果的存儲(chǔ)器，稱之為棧存儲(chǔ)器。進(jìn)棧MPS指令就是將運(yùn)算中間結(jié)果存入棧存儲(chǔ)器，使用一次MPS指令，該時(shí)刻的運(yùn)算結(jié)果就壓入棧存儲(chǔ)器第一級(jí)，再使用一次MPS指令時(shí)，當(dāng)時(shí)的運(yùn)算結(jié)果壓入棧的第一級(jí)，先壓入的數(shù)據(jù)依次向棧的下一級(jí)推移。使用出棧MPP指令就是將存入棧存儲(chǔ)器的各數(shù)據(jù)依次上移，最上級(jí)數(shù)據(jù)讀出后就從棧內(nèi)消失。第八十四頁(yè)，共282頁(yè)。

讀棧MRD指令是存入棧存儲(chǔ)器的最上級(jí)的最新數(shù)據(jù)的讀出專用指令，棧內(nèi)的數(shù)據(jù)不發(fā)生上、下移。這組指令都是沒(méi)有數(shù)據(jù)(操作元件號(hào))的指令，可將觸點(diǎn)先存儲(chǔ)，因此用于多重輸出電路。MPS、MRD、MPP指令的使用說(shuō)明如圖6-8、圖6-9、圖6-10和圖6-11所示。圖6-9是簡(jiǎn)單電路，即一層棧電路。第八十五頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-8棧存儲(chǔ)器與多重輸出指令(a)棧存儲(chǔ)器；(b)多重輸出梯形圖；(c)語(yǔ)句表第八十六頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-9一層棧電路第八十七頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-10二層棧電路第八十八頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-11四層棧電路第八十九頁(yè)，共282頁(yè)。

MPS、MRD、MPP指令在使用中應(yīng)注意：(1)MPS、MRD、MPP指令用于多重輸出電路。(2)MPS與MPP必須配對(duì)使用。(3)MPS與MPP連續(xù)使用必須少于11次。第九十頁(yè)，共282頁(yè)。7.主控及主控復(fù)位指令MC、MCR

MC為主控指令，用于公共串聯(lián)接點(diǎn)的連接。MCR叫主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。在編程時(shí)，經(jīng)常遇到多個(gè)線圈同時(shí)受一個(gè)或一組接點(diǎn)控制的情況。如果在每個(gè)線圈的控制電路中都串入同樣的接點(diǎn)，則將多占用存儲(chǔ)單元，應(yīng)用主控指令可以解決這一問(wèn)題。使用主控指令的接點(diǎn)稱為主控接點(diǎn)，它在梯形圖中與一般的接點(diǎn)垂直。它們是與母線相連的常開(kāi)接點(diǎn)，是控制一組電路的總開(kāi)關(guān)。MC、MCR指令的使用說(shuō)明如圖6-12所示。第九十一頁(yè)，共282頁(yè)。

MC指令是3程序步，MCR指令是2程序步，兩條指令的操作目標(biāo)元件是Y、M，但不允許使用特殊輔助繼電器M。

當(dāng)圖6-12中的X0接通時(shí)，執(zhí)行MC與MCR之間的指令；當(dāng)輸入條件斷開(kāi)時(shí)，不執(zhí)行MC與MCR之間的指令。非積算定時(shí)器和用OUT指令驅(qū)動(dòng)的元件復(fù)位，積算定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、用SET/RST指令驅(qū)動(dòng)的元件保持當(dāng)前的狀態(tài)。使用MC指令后，母線移到主控接點(diǎn)的后面，與主控接點(diǎn)相連的接點(diǎn)必須用LD或LDI指令。MCR使母線回到原來(lái)的位置。在MC指令區(qū)內(nèi)使用MC指令稱為嵌套，嵌套級(jí)N的編號(hào)(0～7)順次增大，返回時(shí)用MCR指令，從大的嵌套級(jí)開(kāi)始解除，見(jiàn)圖6-13。第九十二頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-12MC、MCR指令的使用說(shuō)明(a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表第九十三頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-13多重嵌套主控指令第九十四頁(yè)，共282頁(yè)。8.置位與復(fù)位指令SET、RSTSET為置位指令，其功能是使元件置位，并保持直至復(fù)位為止。RST為復(fù)位指令，使元件復(fù)位并保持，直至置位為止。SET、RST指令的使用說(shuō)明如圖6-14所示。由波形圖可見(jiàn)，X0接通后，即使再變成斷開(kāi)，Y0也保持接通。X1接通后，即使再變成斷開(kāi)，Y0也將保持?jǐn)嚅_(kāi)。SET指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S。而RST指令的操作元件為Y、M、S、D、V、Z、T、C。對(duì)同一編程元件，如例中Y0、M0、S0等，SET、RST指令可以多次使用，且不限制使用順序，以最后執(zhí)行者有效。第九十五頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-14SET、RST指令的使用說(shuō)明第九十六頁(yè)，共282頁(yè)。

RST指令可以對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器的內(nèi)容清零，還可用來(lái)復(fù)位積算定時(shí)器T246～T255和計(jì)數(shù)器?，F(xiàn)舉一個(gè)RST復(fù)位指令用于計(jì)算器、定時(shí)器的例子，如圖6-15所示。當(dāng)X0接通時(shí)，輸出接點(diǎn)T246復(fù)位，定時(shí)器的當(dāng)前值也成為0。輸入X1接通期間，T246接收1ms時(shí)鐘脈沖并計(jì)數(shù)，計(jì)到1234時(shí)Y0就動(dòng)作。32位計(jì)數(shù)器C200根據(jù)M8200的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)進(jìn)行遞加或遞減計(jì)數(shù)，它對(duì)X4接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)數(shù)計(jì)數(shù)。輸出接點(diǎn)的置位或復(fù)位取決于計(jì)數(shù)方向及是否達(dá)到D1、D0中所存的設(shè)定值。輸入X3接通后，輸出接點(diǎn)復(fù)位，計(jì)數(shù)器C200當(dāng)前值清零。第九十七頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-15RST指令用于T、C的使用說(shuō)明(a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表第九十八頁(yè)，共282頁(yè)。

9.脈沖輸出指令PLS、PLFPLS指令在輸入信號(hào)上升沿產(chǎn)生脈沖輸出，而PLF在輸入信號(hào)下降沿產(chǎn)生脈沖輸出，這兩條指令都是2程序步，它們的目標(biāo)元件是Y和M，但特殊輔助繼電器不能作目標(biāo)元件。

PLS、PLF指令的使用說(shuō)明如圖6-16所示。使用PLS指令，元件Y、M僅在驅(qū)動(dòng)輸入接通后的一個(gè)掃描周期內(nèi)動(dòng)作(置1)，即PLS指令使M0產(chǎn)生一個(gè)掃描周期脈沖，而使用PLF指令，元件Y、M僅在驅(qū)動(dòng)輸入斷開(kāi)后的一個(gè)掃描周期內(nèi)動(dòng)作；PLF指令使元件M1產(chǎn)生一個(gè)掃描周期脈沖。第九十九頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-16PLS、PLF指令的使用說(shuō)明(a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表；(c)時(shí)序圖第一百頁(yè)，共282頁(yè)。10.空操作指令NOPNOP指令是一條無(wú)動(dòng)作、無(wú)目標(biāo)的程序步指令?？删幊绦蚩刂破鞯木幊唐饕话愣加兄噶畹牟迦牒蛣h除功能，在程序中一般很少使用NOP指令。執(zhí)行完清除用戶存儲(chǔ)器的操作后，用戶存儲(chǔ)器的內(nèi)容全部變?yōu)榭詹僮髦噶睢５谝话倭阋豁?yè)，共282頁(yè)。11.程序結(jié)束指令ENDEND是一條無(wú)目標(biāo)元件的程序步指令。PLC反復(fù)進(jìn)行輸入處理、程序運(yùn)算、輸出處理，若在程序最后寫入END指令，則END以后的程序不再執(zhí)行，直接進(jìn)行輸出處理。在程序調(diào)試過(guò)程中，按段插入END指令，可以順序擴(kuò)大對(duì)各程序段動(dòng)作的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認(rèn)處于前面電路塊的動(dòng)作正確無(wú)誤之后，依次刪去END指令。要注意的是，在執(zhí)行END指令時(shí)，也刷新監(jiān)視時(shí)鐘。第一百零二頁(yè)，共282頁(yè)。梯形圖編程注意事項(xiàng)1.水平不垂直梯形圖的接點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上，如圖6-17所示，圖(a)中觸點(diǎn)3被畫在垂直線上，就很難正確識(shí)別它與其他觸點(diǎn)的關(guān)系，及對(duì)輸出線圈的控制方向。因此，根據(jù)自上而下、自左至右的原則，應(yīng)將圖(a)改畫成圖(b)的形式。第一百零三頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-17梯形圖畫法之一(a)不正確；(b)正確第一百零四頁(yè)，共282頁(yè)。2.多上串右有串聯(lián)電路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將接點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)回路放在梯形圖最上面。有并聯(lián)電路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將接點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左邊。這種安排程序簡(jiǎn)潔、語(yǔ)句也少，如圖6-18所示。第一百零五頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-18梯形圖畫法之二(a)串聯(lián)多的電路盡量放上部；(b)并聯(lián)多的電路盡量靠近母線第一百零六頁(yè)，共282頁(yè)。

3.線圖右邊無(wú)接點(diǎn)不能將接點(diǎn)畫在線圈右邊，只能在接點(diǎn)的右邊接線圈，如圖6-19所示。圖6-19梯形圖畫法之三(a)不正確；(b)正確第一百零七頁(yè)，共282頁(yè)。

4.雙線圈輸出不可用如果在同一程序中一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時(shí)前面的輸出無(wú)效，只有最后一次才有效，如圖6-20所示。一般不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。圖6-20雙線圈輸出第一百零八頁(yè)，共282頁(yè)。

1．電動(dòng)機(jī)的Y-△起動(dòng)電路將電動(dòng)機(jī)三相繞組接成星形起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流是直接起動(dòng)的1/3，在達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速后，再切換為三角形運(yùn)轉(zhuǎn)。這種減小電流的起動(dòng)方法適合于容量大、起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，或者是因容量限制，避免起動(dòng)時(shí)造成電源電壓下降的電動(dòng)機(jī)使用。圖6-21(a）為電動(dòng)機(jī)主電路，接觸器KM1、KM2同時(shí)接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在星形起動(dòng)狀態(tài)；而當(dāng)接觸器KM2、KM3同時(shí)接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)入三角形接法正常工作狀態(tài)?；具壿嬛噶畹膽?yīng)用和編程實(shí)例第一百零九頁(yè)，共282頁(yè)。

圖6-21(b）是PLC的輸入、輸出外接電路，其中X1接起動(dòng)按鈕，X2為停止按鈕，HL為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示燈。此外，在輸出回路中KM1、KM3利用輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互鎖。第一百一十頁(yè)，共282頁(yè)。

電動(dòng)機(jī)的Y-△起動(dòng)電路梯形圖如圖6-22(a)所示。定時(shí)器T1確定起動(dòng)時(shí)間，其預(yù)置值（TS）應(yīng)與電機(jī)相配。當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組由星形切換到三角形時(shí)，在繼電器控制電路中利用常閉點(diǎn)斷開(kāi)在先而常開(kāi)點(diǎn)的閉合在后這種機(jī)械動(dòng)作的延時(shí)，保證KM1完全斷開(kāi)后，KM3再接通，從而達(dá)到防止短路的目的。但PLC內(nèi)部切換時(shí)間很短，為了達(dá)到上述效果，必須使KM1斷開(kāi)和KM3接通之間有一個(gè)鎖定時(shí)間TA，這是靠定時(shí)器T2來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖6-22(b)為工作時(shí)序圖。第一百一十一頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-21電動(dòng)機(jī)Y-△起動(dòng)電路(a)主電路；(b)控制電路第一百一十二頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-22Y-△起動(dòng)梯形圖和時(shí)序圖(a)梯形圖；(b）時(shí)序圖第一百一十三頁(yè)，共282頁(yè)。

2．電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制異步電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)，或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)切換時(shí)，使用兩個(gè)接觸器KM1、KM2去切換三相電源中的任何兩相即可，在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，必須防止由于電源換相引起的短路事故。例如，由正向運(yùn)轉(zhuǎn)切換到反向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)出使KM1斷電的指令時(shí)，斷開(kāi)的主回路觸點(diǎn)由于短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生電弧，這個(gè)觸點(diǎn)仍處于接通狀態(tài)，如果這時(shí)立即使KM2通電，KM2觸點(diǎn)閉合，就會(huì)造成電源故障，必須在完全沒(méi)有電弧時(shí)再使KM2接通。第一百一十四頁(yè)，共282頁(yè)。

與機(jī)械動(dòng)作的繼電器控制電路不同，在其內(nèi)部處理中，觸點(diǎn)的切換幾乎沒(méi)有時(shí)間延時(shí)，因此必須采用防止電源短路的方法，例如使用定時(shí)器來(lái)設(shè)計(jì)切換的時(shí)間滯后。圖6-23（a）為PLC控制的電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行外部電路接線圖，（b）為相應(yīng)的梯形圖。X1、X2接正、反轉(zhuǎn)控制按鈕，是常開(kāi)型；X3接停止按鈕，是常閉型。梯形圖中M101、M102為內(nèi)部繼電器；T1、T2為定時(shí)器，分別設(shè)置對(duì)正轉(zhuǎn)指令和反轉(zhuǎn)指令的延遲時(shí)間。第一百一十五頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-23電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接線圖與梯形圖（a）接線圖；（b）梯形圖第一百一十六頁(yè)，共282頁(yè)。

3.加熱反應(yīng)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)圖6-24為加熱反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)示意圖。加熱反應(yīng)的工藝過(guò)程分為以下三個(gè)階段。第一階段為進(jìn)料控制，其過(guò)程如下：（1）檢測(cè)下液面(X1)、爐溫(X2)、爐內(nèi)壓力(X4)是否都小于給定值（均為邏輯0），即PLC輸入點(diǎn)X1、X2、X4是否都處于斷開(kāi)狀態(tài)。第一百一十七頁(yè)，共282頁(yè)。（2）若是，則開(kāi)啟排氣閥Y1和進(jìn)料閥Y2。（3）當(dāng)液面上升到位使X3閉合時(shí)，關(guān)閉排氣閥Y1和進(jìn)料閥Y2。（4）延時(shí)20s，開(kāi)啟氮?dú)忾yY3，使氮?dú)膺M(jìn)入爐內(nèi)，提高爐內(nèi)壓力。（5）當(dāng)壓力上升到給定值時(shí)(X4=1)，關(guān)斷氮?dú)忾yY3，進(jìn)料過(guò)程結(jié)束。第一百一十八頁(yè)，共282頁(yè)。

第二階段為加熱反應(yīng)控制，其過(guò)程如下：（1）此時(shí)溫度肯定低于要求值（X2=0），應(yīng)接通加熱爐電源Y5。（2）當(dāng)溫度達(dá)到要求值(X2=1)后，切斷加熱電源。（3）加溫到要求值后，維持保溫10min，在此時(shí)間內(nèi)爐溫實(shí)現(xiàn)通斷控制，保持X2=1。第一百一十九頁(yè)，共282頁(yè)。

第三階段為泄放控制，其過(guò)程如下：（1）保溫夠10min時(shí)，打開(kāi)排氣閥Y2，使?fàn)t內(nèi)壓力逐漸降到起始值(X4=0)。（2）維持排氣閥打開(kāi)，并打開(kāi)泄放閥Y4，當(dāng)爐內(nèi)液面下降到下液面以下時(shí)（X1=0），關(guān)閉泄放閥Y4和排氣閥Y2，系統(tǒng)恢復(fù)到原始狀態(tài)，重新進(jìn)入下一循環(huán)。根據(jù)上述工藝規(guī)律設(shè)計(jì)PLC梯形圖，如圖6-25所示。第一百二十頁(yè)，共282頁(yè)。圖6-24加熱反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)圖第一百二十一頁(yè)，共282頁(yè)。

圖6-25反應(yīng)爐控制梯形圖第一百二十二頁(yè)，共282頁(yè)。對(duì)于復(fù)雜的控制電路或大型的自動(dòng)生產(chǎn)線，應(yīng)用梯形圖或指令表編程，程序過(guò)長(zhǎng)，不易閱讀和編寫。一些PLC生產(chǎn)廠家近年來(lái)增加了IEC標(biāo)準(zhǔn)的SFC(SequentialFunctionChart)語(yǔ)言編制控制程序的方法，稱為步進(jìn)順序控制。利用增加的兩條步進(jìn)順控指令和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程，可以較簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的步進(jìn)順序控制。

7步進(jìn)順控指令第一百二十三頁(yè)，共282頁(yè)。7.1步進(jìn)順控的基本指令符號(hào)名稱功能操作元件STL步進(jìn)順控使?fàn)顟B(tài)元件S置位，步進(jìn)開(kāi)始；驅(qū)動(dòng)S狀態(tài)元件S

說(shuō)明：步進(jìn)STL觸點(diǎn)只有常開(kāi)觸點(diǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，其狀態(tài)置位，STL觸點(diǎn)閉合，驅(qū)動(dòng)負(fù)載；當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)，STL指令斷開(kāi)，使與該指令有關(guān)的其他指令都不能執(zhí)行。（1）STL指令第一百二十四頁(yè)，共282頁(yè)。（2）RET指令

符號(hào)名稱功能操作元件RET返回該步進(jìn)控制結(jié)束，返回?zé)o第一百二十五頁(yè)，共282頁(yè)。7.2狀態(tài)元件和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

FX系列PLC的狀態(tài)元件一般有近百到幾百點(diǎn)，其中FX2N系列PLC的狀態(tài)元件（S0～S899）共900點(diǎn)，用來(lái)作初始化用的狀態(tài)元件有10點(diǎn)（S0～S9）。初始化狀態(tài)元件一般用PLC運(yùn)行后的初始化脈沖特殊繼電器M8002置位或由其他初始信號(hào)將其初始值置位。其他元件狀態(tài)由狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件決定。當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，狀態(tài)開(kāi)始從初始化狀態(tài)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)被置位，而轉(zhuǎn)移源的狀態(tài)自動(dòng)復(fù)位。這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)移用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖來(lái)描述。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖又稱為順序功能圖或狀態(tài)流程圖，它是用來(lái)表示步進(jìn)順控系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形。

第一百二十六頁(yè)，共282頁(yè)。1簡(jiǎn)單流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

圖7-1為某一簡(jiǎn)單流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。其中，用雙線框表示初始狀態(tài)，其他狀態(tài)元件用單線框表示，方框之間的線段表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方向，一般由上至下或由左至右，線段間的短橫線表示轉(zhuǎn)移的條件，與方框連接的橫線和線圈表示狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。第一百二十七頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-1中的初始狀態(tài)S0由M8002驅(qū)動(dòng)，當(dāng)PLC由STOP→RUN切換時(shí)，初始化脈沖使S0置1，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕X0時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20，S20置1，同時(shí)S0復(fù)位至零，S20立即驅(qū)動(dòng)Y1，當(dāng)轉(zhuǎn)移條件X1接通時(shí)，狀態(tài)從S20轉(zhuǎn)移到S21，使S21置1，而S20則在下一執(zhí)行周期自動(dòng)復(fù)位至零，Y1線圈也就斷電了。當(dāng)S21置1時(shí)，驅(qū)動(dòng)線圈Y2。同理，當(dāng)X2接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22，驅(qū)動(dòng)Y3；當(dāng)X3接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23，驅(qū)動(dòng)Y4。當(dāng)X4接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移回到S0，使初始化狀態(tài)S0又置位，控制過(guò)程循環(huán)動(dòng)作。將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)順序控制指令相結(jié)合，形成步進(jìn)順控圖，進(jìn)而再寫成指令表（如圖7-2所示）。第一百二十八頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-1簡(jiǎn)單流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

圖7-2圖7-1的梯形圖和指令表

第一百二十九頁(yè)，共282頁(yè)。2選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

選擇性分支流程的各分支狀態(tài)的轉(zhuǎn)移是由各自的條件選擇執(zhí)行，兩個(gè)或兩個(gè)以上的分支的狀態(tài)不能同時(shí)轉(zhuǎn)移。圖7-3所示為選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖7-4為其步進(jìn)順控圖和相應(yīng)的指令表。

第一百三十頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-3選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

第一百三十一頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-4圖7-3的梯形圖和指令表

第一百三十二頁(yè)，共282頁(yè)。3并行性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖并行分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移是當(dāng)同一條件滿足時(shí)，狀態(tài)同時(shí)向各并行分支轉(zhuǎn)移。圖7-5為并行性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖7-6為其步進(jìn)順控圖和相應(yīng)的指令表。第一百三十三頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-5并行性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

第一百三十四頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-6圖7-5的梯形圖和指令表

第一百三十五頁(yè)，共282頁(yè)。7.3分支和匯合的編程方法

有些步進(jìn)順控有多層分支和匯合組合，對(duì)于FX2N系列的PLC，其分支數(shù)有一定的限制。對(duì)所有的初始狀態(tài)（S0～S9），每一狀態(tài)下的分支電路不能大于16個(gè)，并且在每一分支點(diǎn)分支數(shù)不能大于8個(gè)。對(duì)于多層分支和匯合要注意編程方法。第一百三十六頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-7步進(jìn)順控的分支和匯合組合

第一百三十七頁(yè)，共282頁(yè)。第一百三十八頁(yè)，共282頁(yè)。第一百三十九頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-8選擇和并行分支的編程第一百四十頁(yè)，共282頁(yè)。7.4

步進(jìn)順控的應(yīng)用和編程實(shí)例1使用PLC完成自動(dòng)臺(tái)車的控制的例子。如圖7-9所示，某生產(chǎn)過(guò)程的控制工藝要求如下：(1)按下啟動(dòng)按鈕SB，臺(tái)車電機(jī)M正轉(zhuǎn)，臺(tái)車前進(jìn)，碰到限位開(kāi)關(guān)SQ1后，臺(tái)車電機(jī)M反轉(zhuǎn)，臺(tái)車后退。(2)臺(tái)車后退碰到限位開(kāi)關(guān)SQ2后，臺(tái)車電機(jī)M停轉(zhuǎn)，臺(tái)車停車，停5s，第二次前進(jìn)，碰到限位開(kāi)關(guān)SQ3，再次后退。(3)當(dāng)后退再次碰到限位開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，臺(tái)車停止(或者繼續(xù)下一個(gè)循環(huán))。第一百四十一頁(yè)，共282頁(yè)。

圖7-9臺(tái)車自動(dòng)往返系統(tǒng)工況示意圖第一百四十二頁(yè)，共282頁(yè)。為編程的需要，不妨設(shè)置輸入、輸出端口配置如下表所示。第一百四十三頁(yè)，共282頁(yè)。

編程步驟如下：流程圖是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形，流程圖又叫功能表圖(FunctionChart)。流程圖主要由步、轉(zhuǎn)移(換)、轉(zhuǎn)移(換)條件、線段和動(dòng)作(命令)組成。第一百四十四頁(yè)，共282頁(yè)。

圖7-10是該臺(tái)車的流程圖。該臺(tái)車的每次循環(huán)工作過(guò)程分為前進(jìn)、后退、延時(shí)、前進(jìn)、后退五個(gè)工步。每一步用一個(gè)矩形方框表示，方框中用文字表示該步的動(dòng)作內(nèi)容或用數(shù)字表示該步的的標(biāo)號(hào)。與控制過(guò)程的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱為初始步。初始步表示操作的開(kāi)始。每步所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載(線圈)用線段與方框連接。方框之間用線段連接，表示工作轉(zhuǎn)移的方向，習(xí)慣的方向是從上至下或從左至右，必要時(shí)也可以選用其它方向。線段上的短線表示工作轉(zhuǎn)移條件，圖中狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件為SB、SQ1。方框與負(fù)載連接的線段上的短線表示驅(qū)動(dòng)負(fù)載的聯(lián)鎖條件，當(dāng)聯(lián)鎖條件得到滿足時(shí)才能驅(qū)動(dòng)負(fù)載。轉(zhuǎn)移條件和聯(lián)鎖條件可以用文字或邏輯符號(hào)標(biāo)注在短線旁邊。第一百四十五頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-10臺(tái)車自動(dòng)往返系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖第一百四十六頁(yè)，共282頁(yè)。步進(jìn)指令的應(yīng)用舉例1交通信號(hào)燈控制控制要求信號(hào)燈的動(dòng)作受開(kāi)關(guān)總體控制，按一下啟動(dòng)按鈕，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)動(dòng)作；按一下停止按鈕，所有信號(hào)燈都熄滅。信號(hào)燈控制的具體要求如下表所示。第一百四十七頁(yè)，共282頁(yè)。系統(tǒng)配置根據(jù)信號(hào)控制要求，I/O分配及其接線如圖7-11所示。圖中用一個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)信號(hào)燈，如果PLC輸出點(diǎn)的輸出電流不夠，可以用一個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)一個(gè)信號(hào)燈，也可以在PLC輸出端增設(shè)中間繼電器，由中間繼器再去驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈。第一百四十八頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-11PLCI/O接線圖第一百四十九頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-12交通信號(hào)燈控制的時(shí)序圖

時(shí)序圖十字路口交通信號(hào)燈控制的時(shí)序圖如圖7-12所示。第一百五十頁(yè)，共282頁(yè)。程序設(shè)計(jì)1)按單流程編程如果把東西方向和南北方向信號(hào)燈的動(dòng)作視為一個(gè)順序動(dòng)作過(guò)程，其中每一個(gè)時(shí)序同時(shí)有兩個(gè)輸出，一個(gè)輸出控制東西方向的信號(hào)燈，另一個(gè)輸出控制南北方向的信號(hào)燈，這樣就可以按單流程進(jìn)行編程，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖7-13所示，對(duì)應(yīng)的步進(jìn)梯形圖如圖7-14所示。按下啟動(dòng)按鈕SB1，X0接通，S0置位，轉(zhuǎn)入初始狀態(tài)，由于Y0、M0條件滿足，狀態(tài)使S20置位，轉(zhuǎn)入第一工步，同時(shí)T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)25s后，S21置位，S20復(fù)位，轉(zhuǎn)入第二工步……當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S25時(shí)，程序又重新從第一工步開(kāi)始循環(huán)。第一百五十一頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-13按單流程編程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第一百五十二頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-14按單流程編程的步進(jìn)梯形圖第一百五十三頁(yè)，共282頁(yè)。

按停止按鈕SB3，X2接通，M0使接通并自保，斷開(kāi)S0后的循環(huán)流程，當(dāng)程序執(zhí)行完后面的流程后停止在初始狀態(tài)，即南北紅燈亮，禁止通行；東西綠燈亮，允許通行。T6、T7組成的是0.5s的振蕩電路，該電路的作用是控制綠燈閃爍，其中T1和T4是控制閃爍的時(shí)間。第一百五十四頁(yè)，共282頁(yè)。

2)按雙流程編程?hào)|西方向和南北方向信號(hào)燈的動(dòng)作過(guò)程也可以看成是兩個(gè)獨(dú)立的順序動(dòng)作過(guò)程。其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖7-15所示。它具有兩條狀態(tài)轉(zhuǎn)移支路，其結(jié)構(gòu)為并聯(lián)分支與匯合。按啟動(dòng)按鈕SB1，信號(hào)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，并反復(fù)循環(huán)。第一百五十五頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-15按雙流程編程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第一百五十六頁(yè)，共282頁(yè)。2物料自動(dòng)混合控制控制要求1)初始狀態(tài)容器是空的，電磁閥F1、F2、F3和F4，攪拌電動(dòng)機(jī)M，液面?zhèn)鞲衅鱈1、L2和L3，加熱器H和溫度傳感器T均為OFF。第一百五十七頁(yè)，共282頁(yè)。

2)物料自動(dòng)混合控制物料自動(dòng)混合裝置如圖7-16所示。按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始下列操作：(1)電磁閥F1開(kāi)啟，開(kāi)始注入物料A，至高度L2(此時(shí)L2、L3為ON)時(shí)，關(guān)閉閥F1，同時(shí)開(kāi)啟電磁閥F2，注入物料B，當(dāng)液面上升至L1時(shí)，關(guān)閉閥F2。(2)停止物料B注入后，啟動(dòng)攪拌電動(dòng)機(jī)M，使A、B兩種物料混合10s。(3)10s后停止攪拌，開(kāi)啟電磁閥F4，放出混合物料，當(dāng)液面高度降至L3后，再經(jīng)5s關(guān)閉閥F4。第一百五十八頁(yè)，共282頁(yè)。

3)停止操作按下停止按鈕，在當(dāng)前過(guò)程完成以后，再停止操作，回到初始狀態(tài)。圖7-16物料自動(dòng)混合裝置第一百五十九頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-17PLCI/O配置及接線圖第一百六十頁(yè)，共282頁(yè)。用步進(jìn)指令編程

物料自動(dòng)混合過(guò)程，實(shí)際上是一個(gè)按一定順序操作的控制過(guò)程。因此，也可以用步進(jìn)指令編程，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖7-18所示。第一百六十一頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-18物料自動(dòng)混合控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第一百六十二頁(yè)，共282頁(yè)。3大、小球分檢控制圖7-19大、小球分類選擇傳送裝置示意圖第一百六十三頁(yè)，共282頁(yè)。

其動(dòng)作順序如下：左上為原點(diǎn)，機(jī)械臂下降(當(dāng)磁鐵壓著的是大球時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ2斷開(kāi)，而壓著的是小球時(shí)SQ2接通，以此可判斷是大球還是小球)→大球SQ2斷開(kāi)→將球吸住→上升SQ3動(dòng)作→右行到SQ5動(dòng)作→小球SQ2接通→將球吸住→上升SQ3動(dòng)作→右行到SQ4動(dòng)作→下降SQ2動(dòng)作→釋放→上升SQ3動(dòng)作→左移SQ1動(dòng)作到原點(diǎn)。左移、右移分別由Y4、Y3控制，上升、下降分別由Y2、Y0控制，將球吸住由Y1控制。第一百六十四頁(yè)，共282頁(yè)。

根據(jù)工藝要求，該控制流程可根據(jù)SQ2的狀態(tài)(即對(duì)應(yīng)大、小球)有兩個(gè)分支，此處應(yīng)為分支點(diǎn)，且屬于選擇性分支。分支在機(jī)械臂下降之后根據(jù)SQ2的通斷，分別將球吸住、上升、右行到SQ4或SQ5處下降，此處應(yīng)為匯合點(diǎn)，然后再釋放、上升、左移到原點(diǎn)。其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖7-20所示。第一百六十五頁(yè)，共282頁(yè)。圖7-20大、小球分類選擇傳送狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第一百六十六頁(yè)，共282頁(yè)。根據(jù)選擇性分支匯合的編程方法，編制的大、小球分類程序如下：LDM8002SET S0STL S0OUT Y5LD X0AND X1AND X3SET S21STL S210UT Y0OUT T0K20第一百六十七頁(yè)，共282頁(yè)。LD T0AND X2SET S22LD T0ANI X2SET S25STL S22SET Y1OUT T1K10LD T1SET S23STL S23OUT Y2