項(xiàng)目二PLC編程元件

項(xiàng)目二PLC編程元件和基本邏輯指令應(yīng)用

編程元件是PLC的重要元素，是各種指令的操作對象?；局噶钍荘LC中應(yīng)用最頻繁的指令，是程序設(shè)計的基礎(chǔ)。本章主要介紹三菱FX2N系列PLC的基本編程元件和基本邏輯指令及其編程使用。第一頁，共八十三頁。任務(wù)1三相電機(jī)的全壓起停控制（一）任務(wù)分析在電氣控制中，對于小型三相交流異步電動機(jī)，一般采取全壓啟動控制。圖2－1所示為繼電器接觸器控制的原理圖。按下起動按鈕SB2，接觸器KM線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合使電機(jī)全壓啟動；按下停止按鈕SB1，電機(jī)停止。第二頁，共八十三頁。用PLC進(jìn)行控制時主電路仍然和圖2－1所示相同，只是控制電路不一樣。首先要選定輸入輸出設(shè)備，就是選定發(fā)布控制信號的按鈕、開關(guān)、傳感器、熱繼電器觸點(diǎn)等和選定執(zhí)行控制任務(wù)的接觸器、電磁閥、信號燈等；再把這些設(shè)備與PLC對應(yīng)相連，編制PLC程序，最后運(yùn)行程序就可以進(jìn)行控制了。正確選擇輸入輸出設(shè)備對于設(shè)計PLC控制程序、完成控制任務(wù)非常重要。一般情況下，一個控制信號就是一個輸入設(shè)備，一個執(zhí)行元件就是一個輸出設(shè)備。選擇開關(guān)還是按鈕，對應(yīng)的控制程序也不一樣。熱繼電器FR觸點(diǎn)是電機(jī)的過熱保護(hù)信號，也應(yīng)該作為輸入設(shè)備。根據(jù)繼電器-接觸器控制原理，完成本控制任務(wù)需要有啟動按鈕SB2和停止按鈕SB1兩個主令控制信號作為輸入設(shè)備；有執(zhí)行元件（接觸器）KM作為輸出設(shè)備，控制電機(jī)主電路的接通和斷開，從而控制電機(jī)的啟停。第三頁，共八十三頁。選擇好輸入輸出設(shè)備后，接下來的問題是如何將它們與PLC連接，讓輸入設(shè)備的動作信息傳給PLC？PLC又如何將運(yùn)行結(jié)果傳給外部負(fù)載？這就要用到PLC的內(nèi)部要素——編程元件X、Y。第四頁，共八十三頁。（二）相關(guān)知識1.PLC編程元件(軟繼電器)概念PLC內(nèi)部有許多各種不同功能的編程元件，如輸入繼電器、輸出繼電器、定時器、計數(shù)器等，它們不是物理意義上的實(shí)物繼電器，而是由電子電路和存儲器組成的虛擬器件，其圖形符號和文字符號與傳統(tǒng)繼電器符號也不同，所以又稱為軟元件或軟繼電器。每個軟元件都有無數(shù)對常開常閉觸點(diǎn)，供PLC內(nèi)部編程使用。不同廠家不同型號的PLC，編程元件的數(shù)量和種類有所不同。三菱系列PLC的圖形符號和文字符號有如圖2－2所示幾種表示方式：第五頁，共八十三頁。2.輸入繼電器（X）輸入繼電器是PLC專門用來接收外界輸入信號的內(nèi)部虛擬繼電器。它在PLC內(nèi)部與輸入端子相連，有無數(shù)的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，可在PLC編程時隨意使用。輸入繼電器不能用程序驅(qū)動，只能由輸入信號驅(qū)動。FX系列PLC的輸入繼電器采用八進(jìn)制編號。FX2N系列PLC帶擴(kuò)展時最多可達(dá)184點(diǎn)輸入繼電器，其編號為X0～X267。X0也即是X000.第六頁，共八十三頁。3.輸出繼電器（Y）輸出繼電器是PLC專門用來將程序執(zhí)行的結(jié)果信號經(jīng)輸出接口電路及輸出端子，送達(dá)并控制外部負(fù)載的虛擬繼電器。它在PLC內(nèi)部直接與輸出接口電路相連，有無數(shù)的常開觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)，可在PLC編程時隨意使用。輸出繼電器只能由程序驅(qū)動。FX系列PLC的輸入繼電器采用八進(jìn)制編號。FX2N系列PLC帶擴(kuò)展時最多可達(dá)184點(diǎn)輸出繼電器，其編號為Y0～Y267。Y0也即是Y000.第七頁，共八十三頁。4.分配I/O地址，繪制PLC輸入輸出接線圖

一個輸入設(shè)備原則上占用PLC一個輸入點(diǎn)（I），一個輸出設(shè)備原則上占用PLC一個輸出點(diǎn)（O）。本控制任務(wù)I/O地址分配如下：停止按鈕SB1---X0；啟動按鈕SB2---X1；FR觸點(diǎn)----X2；接觸器KM----Y0；將選擇的輸入輸出設(shè)備和分配好的I/O地址一一對應(yīng)連接形成PLC的I/O接線圖如圖2－3所示。第八頁，共八十三頁。5.PLC編程語言按照上述接線圖實(shí)施接線后，按下啟動按鈕PLC如何就能使輸出KM線圈通電呢？這就需要進(jìn)行PLC編程。PLC常用的編程語言有梯形圖、指令表和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、邏輯功能圖及高級語言等。用的最多的是梯形圖和指令表程序。第九頁，共八十三頁。（1）梯形圖梯形圖語言沿襲了繼電器控制電路的形式，也可以說，梯形圖是在常用的繼電器-接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變而來的，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)，電氣技術(shù)人員容易接受，是目前用得最多的一種PLC編程語言。圖2－4所示為用梯形圖語言編寫的PLC程序。圖中左、右母線類似于繼電器-接觸器控制圖中的電源線，輸出線圈類似于負(fù)載，輸入觸點(diǎn)類似于按鈕。梯形圖由若干梯級組成，自上而下排列，每個梯級起于左母線，經(jīng)觸點(diǎn)－線圈，止于右母線。第十頁，共八十三頁。（2）指令表這種編程語言是一種與計算機(jī)匯編語言相類似的助記符編程方式。步序號是各語句在程序步中所占的第一步的序號。與圖2－4所示梯形圖相對應(yīng)的PLC指令表程序如下：第十一頁，共八十三頁。6.FX系列PLC基本指令LD/LDI取/取反指令功能：取單個常開/常閉觸點(diǎn)與母線（左母線、分支母線等）相連接，操作元件有：X、Y、M、T、C、SOUT驅(qū)動線圈（輸出）指令功能：驅(qū)動線圈。操作元件有：Y、M、T、C、SLD/LDI指令及OUT指令的用法見圖2－5所示。第十二頁，共八十三頁。AND/ANI與/與反指令功能：串聯(lián)單個常開/常閉觸點(diǎn)OR/ORI或/或反指令功能：并聯(lián)單個常開/常閉觸點(diǎn)第十三頁，共八十三頁。AND/ANI和OR/ORI指令的基本用法如圖2－6所示。注意：并聯(lián)的起點(diǎn)規(guī)定在OR指令之前最近的LD/LDI指令處，見圖2－7所示。END結(jié)束指令放在全部程序結(jié)束處，程序運(yùn)行時執(zhí)行第一步至END之間的程序。如圖2－7所示。第十四頁，共八十三頁。（三）任務(wù)實(shí)施1.編制電機(jī)全壓起動的梯形圖程序根據(jù)繼電器控制原理，電機(jī)全壓起?？刂频奶菪螆D程序如圖2－8所示。按下啟動按鈕SB2，通過輸入端子使輸入繼電器X1線圈得電,梯形圖中X1常開觸點(diǎn)閉合，使輸出繼電器Y0接通并且自鎖，通過輸出端子使執(zhí)行元件KM線圈得電，使圖2-1主電路中的KM主觸點(diǎn)閉合啟動電機(jī)運(yùn)行；按下停止按鈕SB1，輸入X0線圈得電，梯形圖中X0的常閉觸點(diǎn)動作使輸出Y0斷電，從而使KM斷電，電機(jī)停止。如果電機(jī)過載，熱繼電器觸點(diǎn)FR動作通過X2也會切斷Y0使電機(jī)停止。這個梯形圖就是典型的啟保停電路。第十五頁，共八十三頁。第十六頁，共八十三頁。2.編寫電機(jī)全壓啟動的指令表程序根據(jù)梯形圖，寫出對應(yīng)的指令表程序如圖2－9所示。第十七頁，共八十三頁。（四）知識拓展1.常閉觸點(diǎn)的輸入信號處理PLC輸入端口可以與輸入設(shè)備不同類型的觸點(diǎn)連接，但不同的觸點(diǎn)類型設(shè)計出的梯形圖程序不一樣。（1）PLC外部的輸入觸點(diǎn)可以接常開觸點(diǎn)，也可以接常閉觸點(diǎn)。接常閉觸點(diǎn)時梯形圖中的觸點(diǎn)狀態(tài)與繼電器-接觸器控制圖中的狀態(tài)相反。第十八頁，共八十三頁。（2）教學(xué)中PLC的輸入觸點(diǎn)常使用常開觸點(diǎn)，便于進(jìn)行原理分析。但在實(shí)際控制中，停止按鈕、限位開關(guān)及熱繼電器等要使用常閉觸點(diǎn)，以提高安全保障。（3）為了節(jié)省成本，應(yīng)盡量少占用PLC的I/O點(diǎn)，因此有時也將FR常閉觸點(diǎn)串接在其它常閉輸入設(shè)備或輸出負(fù)載回路中。如圖2－10所示。第十九頁，共八十三頁。2.SET/RST置位/復(fù)位指令功能：SET使操作元件置位（接通并自保持），RST使操作元件復(fù)位（斷開）。當(dāng)SET和RST信號同時接通時，寫在后面的指令有效。見圖2－11所示。第二十頁，共八十三頁。SET/RST與OUT指令的用法區(qū)別可以從波形圖中看出，見圖2－12所示。第二十一頁，共八十三頁。任務(wù)2三相電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制（一）任務(wù)分析圖2－13所示為三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的繼電器-接觸器控制電路。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2，電機(jī)正向啟動運(yùn)行；按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3，電機(jī)反向啟動運(yùn)行；按下停止按鈕SB1，電機(jī)停止運(yùn)行。為了確保KM1、KM2不會同時接通導(dǎo)致主電路短路，控制電路中采用了接觸器KM1、KM2常閉觸點(diǎn)互鎖。第二十二頁，共八十三頁。采用PLC進(jìn)行控制時按以下步驟進(jìn)行。1.選擇輸入輸出設(shè)備，分配輸入/輸出地址，繪制I/O接線圖X0：SB1（停止按鈕,接常開觸點(diǎn)），X1：SB2（正轉(zhuǎn)起動）X2：SB3（反轉(zhuǎn)起動）X3：FR（熱繼電器常閉觸點(diǎn)）Y1：KM1（正轉(zhuǎn)接觸器）Y2：KM2（反轉(zhuǎn)接觸器）根據(jù)分配的I/O地址，繪制輸入輸出接線圖如圖2－14所示。圖中PLC外部負(fù)載輸出回路中串入了KM1、KM2的互鎖觸點(diǎn)，其作用在于即使在KM1、KM2線圈故障的情況下，也能確保KM1、KM2線圈不同時接通。第二十三頁，共八十三頁。第二十四頁，共八十三頁。2.設(shè)計PLC控制程序根據(jù)繼電器-接觸器控制原理，設(shè)計電機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖程序如圖2－15所示。梯形圖中X3常開觸點(diǎn)和X0常閉觸點(diǎn)串聯(lián)后同時對線圈Y1和Y2都有控制作用.第二十五頁，共八十三頁。（二）相關(guān)知識———PLC基本邏輯指令1.ANB與塊指令功能：串聯(lián)一個并聯(lián)電路塊，無操作元件。見圖2－16所示。ANB使用說明：電路塊起點(diǎn)用LD、LDI，結(jié)束后使用ANB指令與前面電路串聯(lián)。有多個并聯(lián)電路塊串聯(lián)時，如果依次用ANB指令與前面電路連接，支路數(shù)量沒有限制；如果連續(xù)使用ANB指令編程，使用次數(shù)應(yīng)限制在8次以下。第二十六頁，共八十三頁。2.ORB或塊指令功能：并聯(lián)一個串聯(lián)電路塊，無操作元件。見圖2－17所示。第二十七頁，共八十三頁?！驹囋嚳础繉懗鰣D2－18所示的指令表程序。 第二十八頁，共八十三頁。3.多重輸出指令（堆棧操作指令）MPS/MRD/MPPPLC中有11個堆棧存儲器，用于存儲中間結(jié)果。如圖2－19所示。堆棧存儲器的操作規(guī)則是：先進(jìn)棧的后出棧，后進(jìn)棧的先出棧。MPS———進(jìn)棧指令，數(shù)據(jù)壓入堆棧的最上面一層，棧內(nèi)原有數(shù)據(jù)依次下移一層。MRD———讀棧指令，用于讀出最上層的數(shù)據(jù)，棧中各層內(nèi)容不發(fā)生變化。MPP———出棧指令，彈出最上層的數(shù)據(jù)，其它各層的內(nèi)容依次上移一層。MPS、MRD、MPP指令都不帶操作元件。MPS與MPP的使用不能超過11次，并且要成對出現(xiàn)。見圖2－19所示。第二十九頁，共八十三頁。第三十頁，共八十三頁。（三）任務(wù)實(shí)施根據(jù)圖2－15所示的梯形圖，用多重輸出指令編寫電機(jī)正反轉(zhuǎn)的指令表程序如圖2－20所示。第三十一頁，共八十三頁。（四）知識拓展1.主控觸點(diǎn)指令MC/MCR（主控/主控復(fù)位指令）功能：用于公共觸點(diǎn)的連接。當(dāng)驅(qū)動MC的信號接通時，執(zhí)行MC與MCR之間的指令；當(dāng)驅(qū)動MC的信號斷開時，OUT指令驅(qū)動的元件斷開，SET/RST指令驅(qū)動的元件保持當(dāng)前狀態(tài)。見圖2－21所示。第三十二頁，共八十三頁。注意事項(xiàng)：主控MC觸點(diǎn)與母線垂直，緊接在MC觸點(diǎn)之后的觸點(diǎn)用LD/LDI指令。主控MC與主控復(fù)位MCR必須成對使用。N--------表示主控的層數(shù)。主控嵌套最多可以8層，用N0～N7表示。M100-----PLC的輔助繼電器（見任務(wù)3），每個主控MC指令對應(yīng)用一個輔助繼電器表示。第三十三頁，共八十三頁。任務(wù)3三相電機(jī)的延時啟動控制（一）任務(wù)分析圖2－22所示為三相電機(jī)延時啟動的繼電器-接觸器控制原理圖。按下起動按鈕SB1，延時繼電器KT得電并自保，延時（比如50s）后接觸器KM線圈得電，第三十四頁，共八十三頁。（二）相關(guān)知識1.FX系列PLC的編程元件——定時器(T)定時器在PLC中的作用相當(dāng)于一個時間繼電器，它有一個設(shè)定值寄存器(字)、一個當(dāng)前值寄存器(字)、一個線圈以及無數(shù)個觸點(diǎn)(位)。通常在一個PLC中有幾十至數(shù)百個定時器，可用于定時操作，起延時接通或斷開電路的作用。在PLC內(nèi)部，定時器是通過對內(nèi)部某一時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)來完成定時的。常用計時脈沖有三類，即1ms、10ms和100ms脈沖。不同的計時脈沖其計時精度不同。當(dāng)用戶需要定時操作時，可通過設(shè)定脈沖的個數(shù)來完成，用常數(shù)K設(shè)定（1－32767），也可用數(shù)據(jù)寄存器D設(shè)定。第三十五頁，共八十三頁。FX系列PLC的定時器采用十進(jìn)制編號，如FX2N系列的定時器編號為T0～T255。通用定時器的地址范圍為T0～T245，有二種計時脈沖，分別是100ms和10ms，其對應(yīng)的設(shè)定值分別為0.1～3276.7s和0.01～327.67s，見圖2－23所示。第三十六頁，共八十三頁。通用定時器的工作原理和過程：當(dāng)驅(qū)動線圈的信號X20接通時，定時器T0的當(dāng)前值對100ms脈沖開始計數(shù)，達(dá)到設(shè)定值30個脈沖時，T0的輸出觸點(diǎn)動作使輸出繼電器Y0接通并保持，即輸出是在驅(qū)動線圈后的3s（100ms×30個=3s）時動作。當(dāng)信號X20斷開或發(fā)生停電時，通用定時器T0復(fù)位（觸點(diǎn)復(fù)位、當(dāng)前值清0），輸出繼電器Y0斷開。當(dāng)X20第二次接通時T0又開始重新定時，由于還沒到達(dá)設(shè)定值X20就斷開了，因此T0觸點(diǎn)不會動作，Y0也不會接通。第三十七頁，共八十三頁。2.FX系列PLC的輔助繼電器(M)輔助繼電器不能直接對外輸入、輸出，但經(jīng)常用作狀態(tài)暫存、中間運(yùn)算等。輔助繼電器也有線圈和觸點(diǎn)，其常開和常閉觸點(diǎn)可以無限次在程序中使用，但不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動必須由輸出繼電器進(jìn)行。輔助繼電器采用字母M表示，并輔以十進(jìn)制地址編號。輔助繼電器按用途分為以下幾類：通用輔助繼電器M0～M499(500點(diǎn))斷電保持輔助繼電器M500～M1023(524點(diǎn))用于保存停電前的狀態(tài)，并在運(yùn)行時再現(xiàn)該狀態(tài)的情形。停電保持內(nèi)裝的后備電池支持。特殊輔助繼電器M8000～M8255(256點(diǎn))第三十八頁，共八十三頁。PLC內(nèi)部有很多特殊輔助繼電器。這些特殊輔助繼電器各自具有特定的功能，一般分為兩大類：一類是只能利用其特殊輔助驗(yàn)電器觸點(diǎn)，這類繼電器的線圈由PLC自動驅(qū)動，用戶只能利用其觸點(diǎn)進(jìn)行編程。如：M8000（運(yùn)行監(jiān)控），M8002（初始脈沖），M8012（100ms時鐘脈沖）等，其波形圖見圖2－25所示。另一類是可驅(qū)動線圈型特殊輔助繼電器用戶驅(qū)動線圈后，PLC作特定的動作。如：M8033指PLC停止時輸出保持，M8034指PLC禁止全部輸出，M8039指PLC定時掃描等。第三十九頁，共八十三頁?！緫?yīng)用舉例】設(shè)計路燈的控制程序。要求：每晚七點(diǎn)由工作人員按下按鈕（X0），點(diǎn)亮路燈Y0，次日凌晨X1停止。特別注意的是，如果夜間出現(xiàn)意外停電，則要求恢復(fù)來電后繼續(xù)點(diǎn)亮路燈。圖2－26所示是路燈的控制程序。M500是斷電保持型輔助繼電器。出現(xiàn)意外停電時，Y0斷電路燈熄滅。由于M500能保存停電前的狀態(tài)，并在運(yùn)行時再現(xiàn)該狀態(tài)的情形，所以恢復(fù)來電時，M500能使Y0繼續(xù)接通，點(diǎn)亮路燈。第四十頁，共八十三頁。（三）任務(wù)實(shí)施1.選擇輸入輸出設(shè)備，分配I/O地址，畫出接線圖要實(shí)現(xiàn)電機(jī)延時啟動，只需選擇發(fā)送控制信號的啟動、停止按鈕和傳送熱過載信號的FR常閉觸點(diǎn)作為PLC的輸入設(shè)備；選擇接觸器KM作為PLC輸出設(shè)備控制電機(jī)的主電路即可。時間控制功能由PLC的內(nèi)部元件（T）完成，不需要在外部考慮。X21-----SB2停止按鈕常閉與FR常閉串聯(lián)X20----SB1啟動按鈕Y20----接觸器KMI/O接線圖如圖2－27所示。第四十一頁，共八十三頁。2.設(shè)計PLC控制程序如圖2－28所示，X20接外部按鈕只能提供短信號，而T0定時器需要長信號才能定時。程序采用X20提供啟動信號，輔助繼電器M0自保以后供T0定時用。這樣就將外圍設(shè)備的短信號變成了程序所需的長信號。第四十二頁，共八十三頁。（四）知識拓展1.積算定時器（T246～T255）如圖2－29所示，它與通用定時器的區(qū)別在于：線圈的驅(qū)動信號X20斷開或停電時，積算定時器不復(fù)位，當(dāng)前值保持，當(dāng)驅(qū)動信號X20再次被接通或恢復(fù)來電時積算定時器累計計時。當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，輸出觸點(diǎn)動作。需要注意的是，必須要用復(fù)位信號才能對積算定時器復(fù)位。當(dāng)復(fù)位信號X21接通時，積算定時器處于復(fù)位狀態(tài)，輸出觸點(diǎn)復(fù)位，當(dāng)前值清0，且不計時。第四十三頁，共八十三頁。積算定時器也有二種計時脈沖，分別是1ms和100ms，其對應(yīng)的設(shè)定值分別為0.001～32.767s和0.1～3276.7s，見圖2－30所示。第四十四頁，共八十三頁。2.定時器自復(fù)位電路---用于循環(huán)定時如圖2－31所示為通用定時器自復(fù)位電路，其工作過程分析如下：X20接通1s時，T0常開觸點(diǎn)動作使Y0接通，常閉觸點(diǎn)在第二個掃描周期中使T0線圈斷開，Y0跟著斷開；第三個掃描周期T0線圈重新開始定時，重復(fù)前面的過程。定時器的自復(fù)位電路要分析前后三個掃描周期，才能真正理解它的自復(fù)位工作過程。定時器的自復(fù)位電路用于循環(huán)定時。

第四十五頁，共八十三頁。3.振蕩電路圖2－32所示為用定時器組成的振蕩電路及輸入輸出波形圖。當(dāng)輸入X0（也就是X000）接通時，輸出Y0（也就是Y000）以1s周期閃爍變化（如果Y0接指示燈，則燈光滅0.5s亮0.5s，交替進(jìn)行），如波形圖所示。改變T0、T1的設(shè)定值，可以調(diào)整Y0的輸出脈沖寬度。第四十六頁，共八十三頁?！緫?yīng)用舉例】合上開關(guān)K1（X0），紅燈(Y0)亮1S滅1S，累計點(diǎn)亮半小時自行關(guān)閉系統(tǒng)。圖2－33所示為其梯形圖程序。該程序中紅燈間歇點(diǎn)亮，其點(diǎn)亮的累計時間要用積算定時器計時，半小時計滿時T250常閉觸點(diǎn)將整個程序切斷。當(dāng)X0斷開時積算定時器復(fù)位。第四十七頁，共八十三頁。任務(wù)4洗手間的沖水清洗控制（一）任務(wù)分析某賓館洗手間的控制要求為：當(dāng)有人進(jìn)去時，光電開關(guān)使X0接通，3s后Y0接通使控制水閥打開開始沖水，時間為2s；使用者離開后，再一次沖水，時間為3s。根據(jù)本任務(wù)的控制要求，可以畫出輸入X0與輸出Y0的波形圖關(guān)系如圖2－34。第四十八頁，共八十三頁。（二）相關(guān)知識――上升沿/下降沿微分指令PLS/PLF（脈沖輸出指令）上升沿/下降沿微分指令PLS/PLF，有時也成為脈沖輸出指令。其功能是：當(dāng)驅(qū)動信號的上升沿/下降沿到來時，操作元件接通一個掃描周期。如圖2－35所示，當(dāng)輸入X0的上升沿到來時輔助繼電器M0接通一個掃描周期，其余時間不論X0是接通還是斷開，M0都斷開。同樣，當(dāng)輸入X1的下降沿到來時，輔助繼電器M1接通一個掃描周期，然后斷開。第四十九頁，共八十三頁?！緫?yīng)用舉例】設(shè)計用單按鈕控制臺燈兩檔發(fā)光亮度的控制程序。要求：按鈕（X20）第一次合上，Y0接通；X20第二次合上，Y0和Y1都接通；X20第三次合上，Y0、Y1都斷開。梯形圖控制程序如圖2－36（a）所示,波形圖如圖（b）所示。第五十頁，共八十三頁。當(dāng)X20第一次合上時，M0接通一個掃描周期。由于此時Y0還是初始狀態(tài)沒接通，所以CPU從上往下掃描程序時M1和Y1都不能接通，只有Y0接通，臺燈低亮度發(fā)光。在第二個掃描周期里，雖然Y0的常開觸點(diǎn)閉合，但M0卻又?jǐn)嚅_了，因此M1和Y1仍不能接通。直到X20第二次合上時，M0又接通一個掃描周期。此時Y0已經(jīng)接通，故其常開觸點(diǎn)閉合使Y1接通，臺燈高亮度發(fā)光。X20第三次合上時，M0接通，因Y1常開觸點(diǎn)閉合使M1接通，切斷Y0和Y1，臺燈熄滅。第五十一頁，共八十三頁。（三）任務(wù)實(shí)施設(shè)計洗手間的沖水清洗程序時，可以分別采用PLS和PLF指令作為Y0第一次接通前的開始定時信號和第二次接通的啟動信號。因?yàn)橥痪幪柕睦^電器線圈不能在梯形圖中出現(xiàn)二次，否則稱為“雙線圈輸出”，是違反梯形圖設(shè)計規(guī)則的，所以Y0前后二次接通要用輔助繼電器（M10）和（M15）進(jìn)行過渡和“記錄”，再將M10和M15的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后驅(qū)動Y0輸出，見圖2－37所示。第五十二頁，共八十三頁。由于M0和M1都是微分短信號，要使定時器正確定時，就必須設(shè)計成啟保停電路。而PLC的定時器只有在設(shè)定時間到的時候其觸點(diǎn)才會動作，換句話說，PLC的定時器只有延時觸點(diǎn)而沒有瞬時觸點(diǎn)。因此用M0驅(qū)動輔助繼電器M2接通并自保，給T0定時30s提供長信號保證。再通過M10將輸出Y0接通。同樣，M15也是供T2完成30s定時的輔助繼電器，而且通過M15將Y0第二次接通。第五十三頁，共八十三頁。（四）拓展知識――邊沿檢測指令（LDP/LDF、ANDP/ANDF、ORP/ORF）觸點(diǎn)狀態(tài)變化的邊沿檢測指令共有六個，指令屬性見表2－1所示，其應(yīng)用示例見圖2－38所示。第五十四頁，共八十三頁。符號、名稱功能電路表示操作元件程序步LDP取上升沿脈沖取上升沿脈沖與母線連接X，Y，M，S，T，C2LDF取下降沿脈沖取下降沿脈沖與母線連接X，Y，M，S，T，C2ANP與上升沿脈沖串聯(lián)連接上升沿脈沖X，Y，M，S，T，C2ANF與下降沿脈沖串聯(lián)連接下降沿脈沖X，Y，M，S，T，C2ORP或上升沿脈沖并聯(lián)連接上升沿脈沖X，Y，M，S，T，C2ORF或下降沿脈沖并聯(lián)連接下降沿脈沖X，Y，M，S，T，C2表2－1觸點(diǎn)狀態(tài)變化邊沿檢測指令表第五十五頁，共八十三頁。說明：這是一組與LD、AND、OR指令相對應(yīng)的脈沖式觸點(diǎn)指令。LDP、ANDP及ORP指令檢測觸點(diǎn)狀態(tài)變化的上升沿，當(dāng)上升沿到來時，使其操作對象接通一個掃描周期。LDF、ANDF及ORF指令檢測觸點(diǎn)變化的下降沿，當(dāng)下降沿到來時，使其操作對象接通一個掃描周期。這組指令只是在某些場合為編程提供方便，當(dāng)以輔助繼電器M為操作元件時，M序號會影響程序的執(zhí)行情況（注：M0～M2799和M2800～M3071兩組動作有差異）。第五十六頁，共八十三頁。任務(wù)5進(jìn)庫物品的統(tǒng)計監(jiān)控（一）任務(wù)分析一小型倉庫，需要對每天存放進(jìn)來的貨物進(jìn)行統(tǒng)計：當(dāng)貨物達(dá)到150件時，倉庫監(jiān)控室的綠燈亮；當(dāng)貨物數(shù)量達(dá)到200件時，倉庫監(jiān)控室紅燈1s頻率閃爍報警。本控制任務(wù)的關(guān)鍵是要對進(jìn)庫物品進(jìn)行統(tǒng)計計數(shù)。解決的思路是在進(jìn)庫口設(shè)置傳感器檢測是否有物品進(jìn)庫，然后對傳感器檢測信號進(jìn)行計數(shù)。這需要用到PLC的另一編程元件------計數(shù)器。第五十七頁，共八十三頁。（二）相關(guān)知識1.FX系列PLC的計數(shù)器C計數(shù)器是PLC的重要內(nèi)部元件，它是在CPU執(zhí)行掃描操作時對內(nèi)部元件X、Y、M、S、T、C的信號進(jìn)行計數(shù)。計數(shù)器同定時器一樣，也有一個設(shè)定值寄存器(字)、一個當(dāng)前值寄存器(字)、一個線圈以及無數(shù)個常開常閉觸點(diǎn)(位)。當(dāng)計數(shù)次數(shù)達(dá)到其設(shè)定值時，計數(shù)器觸點(diǎn)動作，用于控制系統(tǒng)完成相應(yīng)功能。計數(shù)器的設(shè)定值也與定時器的設(shè)定值一樣，可用常數(shù)K設(shè)定，也可用數(shù)據(jù)寄存器D設(shè)定。如指定為D10，而D10中的內(nèi)容為123，則與設(shè)定K123等效。FX系列PLC的計數(shù)器也采用十進(jìn)制編號，如FX2N系列的低速計數(shù)器編號為C0～C234。第五十八頁，共八十三頁。2.16位低速計數(shù)器通常情況下，PLC的計數(shù)器分為加計數(shù)器和減計數(shù)器，F(xiàn)X系列的16位計數(shù)器都是加計數(shù)器。其地址編號如下：通用加計數(shù)器：C0～C99(100點(diǎn))；設(shè)定值區(qū)間為K1～K32767停電保持加計數(shù)器：C100～C199(100點(diǎn))；設(shè)定區(qū)間為K1～K32767停電保持計數(shù)器的特點(diǎn)是在外界停電后能保持當(dāng)前計數(shù)值不變，恢復(fù)來電時能累計計數(shù)。第五十九頁，共八十三頁。16位通用加計數(shù)器的計數(shù)原理是：當(dāng)復(fù)位信號X10斷開時，計數(shù)信號X11每接通一次（上升沿到來），加計數(shù)器的當(dāng)前值加1，當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時，計數(shù)器觸點(diǎn)動作且不再計數(shù)。當(dāng)復(fù)位信號接通時計數(shù)器處于復(fù)位狀態(tài)，此時，當(dāng)前值清0，觸點(diǎn)復(fù)位，并且不計數(shù)。第六十頁，共八十三頁。（三）任務(wù)實(shí)施1.選擇輸入輸出設(shè)備，分配地址，繪制I/O接線圖X0-------進(jìn)庫物品檢測傳感器X1-----監(jiān)控系統(tǒng)啟動按鈕（計數(shù)復(fù)位按鈕）SBY0-------監(jiān)控室紅燈L0Y1-----監(jiān)控室綠燈L1第六十一頁，共八十三頁。2.設(shè)計控制程序圖示為監(jiān)控系統(tǒng)的梯形圖控制程序。每來一件物品進(jìn)庫，傳感器通過X0輸入一個信號，計數(shù)器C0、C1分別計數(shù)一次，C0計滿150件時其觸點(diǎn)動作，使綠燈（Y1）點(diǎn)亮；C1計滿200件時其觸點(diǎn)動作，與M8013（1s時鐘脈沖）串聯(lián)后實(shí)現(xiàn)Y0紅燈1s頻率閃爍報警。第六十二頁，共八十三頁。（四）知識拓展1.32位加/減計數(shù)器FX系列的低速計數(shù)器除了前面已講解的16位計數(shù)器外，還有32位通用增/減雙向計數(shù)器（地址編號C200～C219共20點(diǎn))以及32位停電保持增/減雙向計數(shù)器（地址編號C220～C234共15點(diǎn))，設(shè)定值-2147483648～2147483647。增減計數(shù)器的設(shè)定值可正可負(fù)，計數(shù)過程中當(dāng)前值可加可減，分別用特殊輔助繼電器M8200～M8234指定計數(shù)方向，對應(yīng)的特殊輔助繼電器M斷開時為加計數(shù)，接通時為減計數(shù)。第六十三頁，共八十三頁。用X12通過M8200控制雙向計數(shù)器C200的計數(shù)方向。當(dāng)X12=1時，M8200＝1，計數(shù)器C200處于減計數(shù)狀態(tài)；當(dāng)X12=0時，M8200＝0，計數(shù)器C200處于加計數(shù)狀態(tài)。無論是加計數(shù)狀態(tài)還是減計數(shù)狀態(tài)，當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時，計數(shù)器輸出觸點(diǎn)動作；當(dāng)前值小于設(shè)定值時，計數(shù)器輸出觸點(diǎn)復(fù)位。只要雙向計數(shù)器不處于復(fù)位狀態(tài)，無論當(dāng)前值是否達(dá)到設(shè)定值，其當(dāng)前值始終隨計數(shù)信號的變化而變化。與通用計數(shù)器一樣，當(dāng)復(fù)位信號到來時，雙向計數(shù)器處于復(fù)位狀態(tài)。此時，當(dāng)前值清0，觸點(diǎn)復(fù)位，并且不計數(shù)。第六十四頁，共八十三頁?！緫?yīng)用舉例】若倉庫的貨物每天既有進(jìn)庫的，也有出庫的，圖2－43所示是對進(jìn)出倉庫的貨物都能計數(shù)統(tǒng)計的程序圖。當(dāng)貨物需要出庫時將X2合上，接通M8200和M8201，使C200、C201處于減計數(shù)方式。貨物進(jìn)庫時將X2斷開，使C200、C201處于加計數(shù)方式。無論處于何種方式，其當(dāng)前值始終隨計數(shù)信號的變化而變化，準(zhǔn)確的反映了庫存貨物的數(shù)量。第六十五頁，共八十三頁。

2.通用計數(shù)器的自復(fù)位電路―――主要用于循環(huán)計數(shù)圖示程序，C0對計數(shù)脈沖X4進(jìn)行計數(shù)，計到第三次的時候，C0的常開觸點(diǎn)動作使Y0接通。而在CPU的第二輪掃描中，由于C0的另一常開觸點(diǎn)也動作使其線圈復(fù)位，后面的常開觸點(diǎn)也跟著復(fù)位。因此在第二個掃描周期中Y0又?jǐn)嚅_。在第三個掃描周期中，由于C0常開觸點(diǎn)復(fù)位解除了其線圈的復(fù)位狀態(tài)，使C0又處于計數(shù)狀態(tài)，重新開始下一輪計數(shù)。與定時器自復(fù)位電路一樣，計數(shù)器的自復(fù)位電路也要分析前后三個掃描周期，才能真正理解它的自復(fù)位工作過程。計數(shù)器的自復(fù)位電路主要用于循環(huán)計數(shù)。定時器計數(shù)器的自復(fù)位電路在實(shí)際中應(yīng)用非常廣泛，要深刻理解，才能熟練其應(yīng)用。第六十六頁，共八十三頁。【應(yīng)用舉例】圖示為時鐘電路程序。采用特殊輔助繼電器M8013作為秒脈沖并送給C0進(jìn)行計數(shù)。C0每計60次（1min）向C1發(fā)出一個計數(shù)信號，C1計60次（1hour）向C2發(fā)出一個計數(shù)信號。C0、C1分別計60次（00～59），C2計24次（00～23）。第六十七頁，共八十三頁。任務(wù)6LED數(shù)碼管顯示設(shè)計（一）任務(wù)分析LED數(shù)碼管由七段條形發(fā)光二極管和一個小圓點(diǎn)二極管組成，根據(jù)各段管的亮暗可以顯示從0－9的十個數(shù)字和許多字符。設(shè)計用PLC控制的數(shù)碼管顯示程序，要求：分別按下X0、X1和X2時，數(shù)碼管相應(yīng)顯示數(shù)字0、1和2；按下X3時，數(shù)碼管顯示小圓點(diǎn)。每個字符顯示1s后自動熄滅。第六十八頁，共八十三頁。七段數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)如圖所示，有共陰極和共陽極兩種接法，在共陰極接法中，COM端一般接低電位，這樣只需控制陽極端的電平高低就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。例如：當(dāng)b端和c端輸入為高電平、其它各端輸入為低電平時，數(shù)碼管顯示為“1”；當(dāng)abcdef端輸入全為高電平時，數(shù)碼管顯示為“0”。第六十九頁，共八十三頁。（二）相關(guān)知識1.梯形圖程序設(shè)計規(guī)則與梯形圖優(yōu)化輸入/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(diǎn)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(diǎn)的使用次數(shù)。梯形圖每一行都是從左母線開始，經(jīng)過許多觸點(diǎn)的串并聯(lián)，最后用線圈終止于右母線。觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊，任何線圈不能直接與左母線相連，如圖2－47所示.第七十頁，共八十三頁。在程序中，除步進(jìn)程序外，不允許同一編號的線圈多次輸出（不允許雙線圈輸出），如圖2－48所示。第七十一頁，共八十三頁。不允許出現(xiàn)橋式電路。當(dāng)出現(xiàn)圖2－49（a）所示的橋式電路時，必須轉(zhuǎn)換成圖（b）的形式才能進(jìn)行程序調(diào)試。第七十二頁，共八十三頁。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，梯形圖中并聯(lián)觸點(diǎn)多的應(yīng)放在左邊，串聯(lián)觸點(diǎn)多的應(yīng)放在上邊。如圖2－50所示，優(yōu)化后的梯形圖比優(yōu)化前少一步。第七十三頁，共八十三頁。盡量使用連續(xù)輸出，避免使用多重輸出的堆棧指令，如圖2－51所示，連續(xù)輸出的梯形圖比多重輸出的梯形圖在轉(zhuǎn)化成指令程序時要簡單許多。第七十四頁，共八十三頁。2.PLC程序設(shè)計常用的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法所謂的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法就是在傳統(tǒng)的繼電器－接觸器控制圖和PLC典型控制電路的基礎(chǔ)上，依據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行翻譯、設(shè)計修改和完善，最終得到優(yōu)化的控制程序。要注意的是：在繼電器－接觸器控制中，所有的繼電器接觸器都是物理元件，其觸點(diǎn)都是有限的。因而控制電路中要注意觸點(diǎn)是否夠用，要盡量的合并觸點(diǎn)。但在PLC中，所有的編程軟元件都是虛擬器件，都有無數(shù)的內(nèi)部觸點(diǎn)供編程使用，不需要考慮怎樣節(jié)省觸點(diǎn)。第七十五頁，共八十三頁。繼電器接觸器控制中，要盡量減少元器