《電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)》課件第5章

第5章基本邏輯指令實(shí)訓(xùn)

5.1基本邏輯指令的使用5.2基本邏輯指令編程實(shí)訓(xùn)5.3多重輸出指令、主控指令和脈沖指令實(shí)訓(xùn)5.4定時(shí)器和計(jì)數(shù)器實(shí)訓(xùn)5.5經(jīng)驗(yàn)法編程實(shí)訓(xùn)基本指令是PLC程序設(shè)計(jì)中應(yīng)用最頻繁的指令。本章從介紹基本指令和基本環(huán)節(jié)入手，通過對(duì)應(yīng)用實(shí)例的實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生掌握應(yīng)用基本指令編程的方法與技巧。5.1基本邏輯指令的使用5.1.1FX2N系列可編程控制器主要編程元件

PLC是按照電氣繼電控制線路設(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)開發(fā)的一種新型工業(yè)控制器。使用者可以不必考慮PLC內(nèi)部元器件的具體組成線路，可以將PLC看成由各種功能元器件組成的工業(yè)控制器，利用編程語言對(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。每種元器件都用規(guī)定的字母來表示，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。下面對(duì)主要元器件進(jìn)行說明。

FX2N系列PLC具有數(shù)十種編程元件。FX2N系列PLC編程元件的編號(hào)分為兩個(gè)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，數(shù)字為該類器件的序號(hào)。FX2N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。

1)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X000～X267(184點(diǎn))。輸入繼電器與PLC的輸入端相連，由PLC接收外部開關(guān)信號(hào)，如開關(guān)、傳感器等輸入信號(hào)。輸入繼電器必須由外部信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，不能用程序驅(qū)動(dòng)。它可提供無數(shù)對(duì)常開接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)，這些接點(diǎn)在PLC內(nèi)可以自由使用。FX2N系列PLC輸入繼電器采用八進(jìn)制地址編號(hào)。

2)輸出繼電器

FX2N系列可編程控制器輸出繼電器編號(hào)范圍為Y000～Y267(184點(diǎn))。輸出繼電器是PLC用來輸送信號(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)，每一個(gè)輸出繼電器有一個(gè)外部輸出的常開觸點(diǎn)，而內(nèi)部的軟接點(diǎn)不管是常開還是常閉，都可以無限次使用。輸出繼電器的地址是八進(jìn)制，最多可達(dá)184點(diǎn)。

3)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)無法驅(qū)動(dòng)它的常開常閉觸點(diǎn)，在PLC內(nèi)部編程時(shí)可以無限次自由使用。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。下面是幾種常見的輔助繼電器：

(1)通用輔助繼電器M0～M499。通用輔助繼電器按十進(jìn)制地址編號(hào)，范圍為M0～M499，共500點(diǎn)(在FX2N系列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)行中若發(fā)生停電，則輸出繼電器和通用輔助繼電器全部成為斷開狀態(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，其他仍斷開。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，斷電保持是由PLC內(nèi)裝鋰電池支持的。

(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。這類特殊輔助繼電器的線圈由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。②可驅(qū)動(dòng)線圈型特殊輔助繼電器。這類特殊輔助繼電器經(jīng)用戶激勵(lì)線圈后，PLC做特定動(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維修人員更換鋰電池；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、常閉接點(diǎn)在PLC內(nèi)可無限次使用。

4)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。

S0～S499沒有斷電保持功能，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、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)，在步進(jìn)控制的梯形圖中使用。

5)定時(shí)器(T)

PLC中的定時(shí)器T相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的延時(shí)繼電器，它可提供無限對(duì)常開延時(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；此外，還有積算型定時(shí)器。

6)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)定系數(shù)K決定。它可提供無限對(duì)常開觸點(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；此外，還有可逆加減計(jì)數(shù)器等。5.1.2基本指令

FX2N系列PLC有基本指令20條，步進(jìn)指令2條，功能指令近百條。本節(jié)主要介紹基本指令。

1.邏輯取及線圈驅(qū)動(dòng)指令LD、LDI、OUT

(1)?LD：取指令，表示讀入一個(gè)與母線相連的常開接點(diǎn)指令，即常開接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。

(2)?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。

(3)?OUT：線圈驅(qū)動(dòng)指令，也叫輸出指令。圖5.1是上述三條基本指令的使用說明。圖5.1LD、LDI、OUT指令的使用說明

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指令配合使用，在分支起點(diǎn)也可使用。

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5.1中K為10，對(duì)應(yīng)于延時(shí)時(shí)間為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)。

2.接點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND、ANI

(1)?AND：與指令，用于單個(gè)常開接點(diǎn)的串聯(lián)。

(2)?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)沒有限制，也就是說這兩條指令可以多次重復(fù)使用。AND、ANI指令的使用說明如圖5.2所示。它們的目標(biāo)元件為X、Y、M、S、T、C。圖5.2AND、ANI指令的使用說明

3.接點(diǎn)并聯(lián)指令OR、ORI

(1)?OR：或指令，用于單個(gè)常開接點(diǎn)的并聯(lián)。

(2)?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明：

(1)?OR、ORI指令用于單個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。

(2)需要兩個(gè)以上接點(diǎn)串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接時(shí)，要用后述的ORB指令。

OR、ORI是從該指令的當(dāng)前步開始，對(duì)前面的LD、LDI指令并聯(lián)連接，并聯(lián)的次數(shù)無限制。OR、ORI指令的使用說明如圖5.3所示。圖5.3OR、ORI指令的使用說明

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)，有如下的說明：

(1)分支開始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令。

(2)?ORB指令為無目標(biāo)元件指令，而且為一個(gè)程序步。ORB有時(shí)也簡(jiǎn)稱或塊指令。ORB指令的使用說明如圖5.4所示。

ORB指令的使用方法有兩種：一種是要并聯(lián)的每個(gè)串聯(lián)電路塊后加ORB指令；另一種是集中使用ORB指令，詳見圖5.5中語句表。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8個(gè)(即重復(fù)使用LD、LDI指令的次數(shù)限制在8次以下)，所以不推薦用后者編程。圖5.4ORB指令的使用說明(一)圖5.5ORB指令的使用說明(二)

5.并聯(lián)電路的串聯(lián)連接指令A(yù)NB兩個(gè)或兩上以上接點(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)，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也是無操作目標(biāo)元件，是一個(gè)程序步指令。ANB指令的使用說明如圖5.6和圖5.7所示。

(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，但最好采用圖5.6所示編程方法。對(duì)串聯(lián)電路塊逐塊連接，對(duì)每一電路塊使用ANB指令，ANB使用次數(shù)無限制。采用圖5.7所示編程方法時(shí)，ANB指令雖然也可連續(xù)使用，但重復(fù)使用LD、LDI指令的次數(shù)限制在8次以下，這點(diǎn)請(qǐng)注意。圖5.6ANB指令使用說明(一)圖5.7ANB指令使用說明(二)

6.多重輸出指令MPS、MPD、MPP

(1)?MPS：進(jìn)棧指令；

(2)?MRD：讀棧指令；

(3)?MPP：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，此次的運(yùn)算結(jié)果壓入棧的第一級(jí)，上一次壓入的數(shù)據(jù)依次向棧的下一級(jí)移動(dòng)。使用出棧指令MPP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。讀棧指令MRD是存入棧存儲(chǔ)器最上級(jí)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。這三種指令都是沒有數(shù)據(jù)(操作元件號(hào))的指令，可將觸點(diǎn)先存儲(chǔ)，因此可用于多重輸出電路。MPS、MRD、MPP指令的使用說明如圖5.8～圖5.11所示。圖5.8是簡(jiǎn)單電路，即一層棧電路。圖5.9是一層棧與ANB、ORB指令配合。圖5.10是二層棧電路。圖5.11是一個(gè)四層棧電路。

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。圖5.8棧存儲(chǔ)器與多重輸出指令圖5.9一層棧電路圖5.10二層棧電路圖5.11四層棧電路

7.主控、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，如果在每個(gè)線圈的控制電路中都串入同樣的接點(diǎn)，將多占用存儲(chǔ)單元。應(yīng)用主控指令可以解決這一問題。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接點(diǎn)，是控制一組電路的總開關(guān)。MC、MCR指令的使用說明如圖5.12所示。

MC指令是三程序步，MCR指令是二程序步，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。圖5.12MC、MCR指令的使用說明當(dāng)圖5.12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)器和用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)開始解除。見圖5.13。圖5.13多重嵌套主控指令

8.置位、復(fù)位指令SET、RST

SET為置位指令，其功能使元件置位并保持，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指令的使用說明如圖5.14所示。由圖5.14可見，當(dāng)X000接通后，即使再變成斷開，Y000也保持接通；X001接通后，即使再變成斷開，Y000也將保持?jǐn)嚅_。SET指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S。而RST指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S、D、V、Z、T、C。這兩條指令是1～3程序步。用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。對(duì)同一編程元件，可多次使用SET和RST指令。SET、RST指令還可用來復(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)位指令對(duì)計(jì)數(shù)器、定時(shí)器的使用的例子，如圖5.15所示。圖5.14SET、RST指令的使用說明圖5.15RST指令用于T、C的使用說明當(dāng)X000接通，輸出接點(diǎn)T246復(fù)位，定時(shí)器的當(dāng)前值也成為0。輸入X001接通期間，T246接收1ms時(shí)鐘脈沖并計(jì)數(shù)，計(jì)到1234時(shí)Y000開始動(dòng)作。32位計(jì)數(shù)器C200根據(jù)M8200的開、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X003接通，輸出接點(diǎn)復(fù)位，計(jì)數(shù)器C200當(dāng)前值清零。

9.脈沖輸出指令PLS、PLF

PLS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，這兩條指令都是二程序步，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指令的使用說明如圖5.16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)輸入斷開后的一個(gè)掃描周期內(nèi)動(dòng)作，即PLF指令使元件M1產(chǎn)生一個(gè)掃描周期脈沖。

10.空操作指令NOP

NOP指令是一條無動(dòng)作、無目標(biāo)的一程序步指令。可編程控制器的編程器一般都有指令的插入和刪除功能，但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?。圖5.16PLS、PLF指令的使用說明

11.程序結(jié)束指令END

END是一條無目標(biāo)元件一程序步指令。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以后的程序步不再執(zhí)行，直接進(jìn)行輸出處理。在程序調(diào)試過程中，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指令可將程序劃分為若干段，在確認(rèn)處于前面電路塊的動(dòng)作正確無誤之后，可依次刪去END指令。要注意的是，在執(zhí)行END指令時(shí)，也刷新了監(jiān)視時(shí)鐘。5.1.3定時(shí)器與計(jì)數(shù)器

1.定時(shí)器定時(shí)器相當(dāng)于繼電器電路中的時(shí)間繼電器，可在程序中用作延時(shí)控制。

1)定時(shí)器的類型

FX2N系列可編程控制器定時(shí)器具有以下四種類型。

(1)?100ms定時(shí)器：T0～T199(200點(diǎn))，計(jì)時(shí)范圍為0.1～3276.7s。

(2)?10ms定時(shí)器：T200～T245(46點(diǎn))，計(jì)時(shí)范圍為0.01～327.67s。

(3)?1ms積算定時(shí)器：T246～T249(4點(diǎn)，中斷動(dòng)作)，計(jì)時(shí)范圍為0.001～32.767s。

(4)?100ms積算定時(shí)器：T250～T255(6點(diǎn))，計(jì)時(shí)范圍為0.1～3276.7s。

2)定時(shí)器的工作原理可編程控制器中的定時(shí)器是對(duì)機(jī)內(nèi)1ms、10ms、100ms等不同規(guī)格時(shí)鐘脈沖累加計(jì)時(shí)的。定時(shí)器除了占有自己編號(hào)的存儲(chǔ)器位外，還占有一個(gè)設(shè)定值寄存器和一個(gè)當(dāng)前值寄存器。設(shè)定值寄存器用于存放程序賦予的定時(shí)設(shè)定值。當(dāng)前值寄存器用于記錄計(jì)時(shí)當(dāng)前值。這些寄存器為16位二進(jìn)制存儲(chǔ)器。其最大值乘以定時(shí)器的計(jì)時(shí)單位值即為定時(shí)器的最大計(jì)時(shí)范圍值。定時(shí)器滿足計(jì)時(shí)條件時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值寄存器則開始記數(shù)，當(dāng)它的當(dāng)前值與設(shè)定值寄存器存放的設(shè)定值相等時(shí)定時(shí)器動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，并通過程序作用于控制對(duì)象，達(dá)到時(shí)間控制的目的。

3)普通定時(shí)器與積算定時(shí)器的使用圖5.17為定時(shí)器在梯形圖中使用的情況。圖5.17(a)中X001為計(jì)時(shí)條件，當(dāng)X001接通時(shí)，定時(shí)器T10計(jì)時(shí)開始。K20為設(shè)定值。十進(jìn)制“20”為該定時(shí)器計(jì)時(shí)單位值的倍數(shù)。T10為100ms定時(shí)器，當(dāng)設(shè)定值為“K20”時(shí)，其計(jì)時(shí)時(shí)間為2s。圖5.17(a)中Y010為定時(shí)器的工作對(duì)象。當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，定時(shí)器T10的常開觸點(diǎn)接通，Y010置1。在計(jì)時(shí)中，若計(jì)時(shí)條件X001斷開或PLC電源停電，則計(jì)時(shí)過程中止且當(dāng)前值寄存器復(fù)位(置0)。若X001斷開或PLC電源停電發(fā)生在計(jì)時(shí)過程完成且定時(shí)器的觸點(diǎn)已動(dòng)作，則觸點(diǎn)的動(dòng)作也不能保持。圖5.17定時(shí)器的使用若把定時(shí)器T10換成積算定時(shí)器T250，情況就不一樣了。積算定時(shí)器在計(jì)時(shí)條件失去或PLC失電時(shí)，其當(dāng)前值寄存器的內(nèi)容及觸點(diǎn)狀態(tài)均可保持，可在多次斷續(xù)的計(jì)時(shí)過程中“累計(jì)”計(jì)時(shí)時(shí)間。所以稱為“積算”。圖5.17(b)為積算定時(shí)器T250的工作梯形圖。因積算定時(shí)器的當(dāng)前值寄存器及觸點(diǎn)都有記憶功能，故必須在程序中加入專門的復(fù)位指令。圖5.17(b)中X002即為復(fù)位條件。當(dāng)X002執(zhí)行“RSTT250”指令時(shí)，T250的當(dāng)前值寄存器及觸點(diǎn)同時(shí)置0。定時(shí)器可采用十進(jìn)制常數(shù)(K)作為設(shè)定值，也可用后述的數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容作間接指定。

2.計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器在程序中用作計(jì)數(shù)控制。FX2N系列可編程控制器計(jì)數(shù)器可分為內(nèi)部計(jì)數(shù)器及外部計(jì)數(shù)器。內(nèi)部計(jì)數(shù)器是對(duì)機(jī)內(nèi)元件(X、Y、M、S、T和C)的信號(hào)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。由于機(jī)內(nèi)信號(hào)的頻率低于掃描頻率，因此內(nèi)部計(jì)數(shù)器是低速計(jì)數(shù)器，也稱普通計(jì)數(shù)器。對(duì)高于機(jī)器掃描頻率的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，需用高速計(jì)數(shù)器。機(jī)內(nèi)高速計(jì)數(shù)器的使用將在后續(xù)章節(jié)介紹?，F(xiàn)將普通計(jì)數(shù)器分類介紹如下。

1)?16位增計(jì)數(shù)器(設(shè)定值：1～32767)有兩種16位二進(jìn)制增計(jì)數(shù)器，即通用的C0～C99(100點(diǎn))和掉電保持用的C100～C199(100點(diǎn))。

16位指其設(shè)定值及當(dāng)前值寄存器為二進(jìn)制16位寄存器，其設(shè)定值在K1～K32767范圍內(nèi)有效。圖5.18所示為16位增計(jì)數(shù)器的工作過程。圖中，計(jì)數(shù)輸入X011是計(jì)數(shù)器的工作條件，X011每次接通驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器C0的線圈時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1。“K10”為計(jì)數(shù)器的設(shè)定值。當(dāng)?shù)?0次執(zhí)行線圈指令時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值和設(shè)定值相等，觸點(diǎn)就動(dòng)作，計(jì)數(shù)器C0的工作對(duì)象Y000接通，在C0的常開觸點(diǎn)置1后，即使計(jì)數(shù)器輸入X011再動(dòng)作，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前狀態(tài)保持不變。圖5.1816位增計(jì)數(shù)器的工作過程由于計(jì)數(shù)器的工作條件X011本身就是斷續(xù)工作的，外電源正常時(shí)，其當(dāng)前值寄存器具有記憶功能，因此即使是非掉電保持型的計(jì)數(shù)器也需復(fù)位指令才能復(fù)位。圖5.18中，X010為復(fù)位條件。當(dāng)復(fù)位輸入X010接通時(shí)，執(zhí)行RST指令，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值復(fù)位為0，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值除了常數(shù)設(shè)定外，也可通過數(shù)據(jù)寄存器間接設(shè)定。使用計(jì)數(shù)器C100～C199時(shí)，即使停電，當(dāng)前值和輸出觸點(diǎn)的置位/復(fù)位狀態(tài)也能保持。

2)?32位增/減計(jì)數(shù)器(設(shè)定值：-2147483648～+2147483647)有兩種32位的增/減計(jì)數(shù)器，即通用的C200～C219(20點(diǎn))和掉電保持用的C220～C234(15點(diǎn))。

32位指其設(shè)定值寄存器為32位。由于是雙向計(jì)數(shù)，32位的首位為符號(hào)位。設(shè)定值的最大絕對(duì)值為31位二進(jìn)制數(shù)所表示的十進(jìn)制數(shù)，即-2147483648～+2147483647。設(shè)定值可直接用常數(shù)或間接用數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容。間接設(shè)定時(shí)，要用元件號(hào)連續(xù)的兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器。計(jì)數(shù)的方向(增計(jì)數(shù)器或減計(jì)數(shù)器)由特殊輔助繼電器M8200～M8234設(shè)定。對(duì)于C200，當(dāng)M8200接通(置1)時(shí)為減法計(jì)數(shù)，當(dāng)M8200斷開(置0)時(shí)為加法計(jì)數(shù)。圖5.19為32位增/減計(jì)數(shù)器的動(dòng)作過程。圖中，X014作為計(jì)數(shù)輸入驅(qū)動(dòng)C200線圈進(jìn)行加計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)。X012為計(jì)數(shù)方向選擇。計(jì)數(shù)器設(shè)定值為-5。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值由-6增加為-5時(shí)，其觸點(diǎn)置1，由-5減少為-6時(shí)，其觸點(diǎn)置0。圖5.1932位增/減計(jì)數(shù)器的工作過程

32位增/減計(jì)數(shù)器為循環(huán)計(jì)數(shù)器。當(dāng)前值的增減雖與輸出觸點(diǎn)的動(dòng)作無關(guān)，但從+2147483647起再進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)前值就變成-2147483648；從-2147483648起再進(jìn)行減計(jì)數(shù)，則當(dāng)前值變?yōu)?2147483647。當(dāng)復(fù)位條件X013接通時(shí)，執(zhí)行RST指令，則計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為0，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。使用斷電保持計(jì)數(shù)器，其當(dāng)前值和輸出觸點(diǎn)狀態(tài)皆能斷電保持。

32位計(jì)數(shù)器可當(dāng)作32位數(shù)據(jù)寄存器使用，但不能用作16位指令中的操作元件。5.2基本邏輯指令編程實(shí)訓(xùn)

1.實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)目的如下：

(1)通過實(shí)訓(xùn)掌握基本邏輯指令的使用。

(2)掌握使用編程器或編程軟件寫入、檢查和修改程序的方法。

(3)熟悉PLC程序運(yùn)行的方法。

2.實(shí)訓(xùn)要求按照梯形圖輸入指令語句，檢查輸入程序的正確性，操作PLC運(yùn)行程序，手動(dòng)模擬輸入信號(hào)，觀察輸出的狀態(tài)，并記錄PLC程序運(yùn)行的結(jié)果。

3.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟

1)啟保停電路如圖5.20所示，當(dāng)X000接通一下，輔助繼電器M100接通并自保持，Y000有輸出；只有當(dāng)X001觸點(diǎn)斷開，M100斷開，Y000無輸出。啟保停電路可將輸入信號(hào)加以保持記憶。

2)優(yōu)先電路(互鎖電路)如圖5.21所示，輸入信號(hào)X000和X001誰先到，誰先取得優(yōu)先權(quán)，它們的輸出信號(hào)互相聯(lián)鎖，當(dāng)X000=1時(shí)，M100=1，M100常閉觸點(diǎn)，切斷M101回路。圖5.20啟保停電路圖5.21互鎖電路

3)比較電路如圖5.22所示，該電路按預(yù)先設(shè)定的輸出要求，根據(jù)對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)的比較，決定某一輸出。若X000、X001同時(shí)接通，則Y000有輸出；若X000、X001均不接通，則Y001有輸出；若X000不接通，X001接通，則Y002有輸出；若X000接通，X001不接通，則Y003有輸出。

4)微分電路

(1)上升沿微分脈沖電路如圖5.23(a)所示。由于PLC是以循環(huán)掃描方式工作的，在PLC第一次掃描時(shí)輸入X000由OFF—ON時(shí)，M100、M101線路接通，但處在第一行的M101的常閉觸點(diǎn)仍然接通，因?yàn)樵撔幸呀?jīng)掃描過了。等到PLC第二次掃描時(shí)，M101的觸點(diǎn)才斷開，Y0線圈斷開。Y0接通時(shí)間為一個(gè)掃描周期。圖5.22比較電路圖5.23上升沿和下降沿微分電路

(2)下降沿微分脈沖電路。當(dāng)X000由ON—OFF時(shí)，M100接通一個(gè)掃描周期，則Y000輸出一個(gè)脈沖，如圖5.23(b)所示。

(3)選做練習(xí)。圖5.24所示為上升沿和下降沿取指令的應(yīng)用。上升沿和下降沿指令的執(zhí)行時(shí)間為一個(gè)掃描周期，分析并畫出相對(duì)應(yīng)X012、X014的變化，輸出Y003、Y005狀態(tài)的變化情況。

5)分頻電路

(1)用PLC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的任意分頻，圖5.25是一個(gè)2分頻電路。根據(jù)X000的波形畫出M100和Y000的波形。

(2)選做練習(xí)。根據(jù)圖5.26的梯形圖畫出M206的波形圖。圖5.24微分電路練習(xí)圖5.25分頻電路圖5.26分頻電路練習(xí)5.3多重輸出指令、主控指令和脈沖指令實(shí)訓(xùn)

1.實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)目的如下：

(1)掌握多重輸出指令MPS、MRD、MPP的使用方法。

(2)掌握主控指令MC和MCR的使用方法。

2.實(shí)訓(xùn)要求按照梯形圖輸入指令語句，檢查輸入程序的正確性，操作PLC運(yùn)行程序，手動(dòng)模擬輸入信號(hào)，觀察輸出的狀態(tài)，并記錄PLC程序運(yùn)行的結(jié)果。

3.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟

1)多重輸出指令實(shí)訓(xùn)已知二層堆棧梯形如圖5.27所示。實(shí)訓(xùn)步驟：按照梯形圖輸入指令語句，操作PLC運(yùn)行程序，手動(dòng)輸入信號(hào)X000～X006觀察輸出信號(hào)Y000～Y003的變化情況。

2)主控指令實(shí)訓(xùn)圖5.28所示為主控指令使用的梯形圖。實(shí)訓(xùn)步驟如下：

(1)根據(jù)梯形圖輸入指令語句，操作PLC運(yùn)行程序；

(2)當(dāng)輸入X010=0，X000=X001=1時(shí)，觀察PLC輸出端Y000、Y001的變化情況；

(3)當(dāng)輸入X010=1，X000=1，X001=1時(shí)，觀察PLC輸出端Y000、Y001的變化情況；

(4)畫出Y000、Y001的波形圖。圖5.27二層堆棧圖5.28主控指令梯形圖

3)脈沖指令實(shí)訓(xùn)圖5.29所示為脈沖指令實(shí)訓(xùn)練習(xí)，圖中X000為上升沿微分指令的執(zhí)行條件，X001為下降沿微分指令的執(zhí)行條件。實(shí)訓(xùn)步驟如下：

(1)根據(jù)梯形圖編寫并輸入指令；

(2)使輸入信號(hào)X000和X001分別由OFF到ON變化一次，觀察Y000、Y001的變化情況；

(3)?X012通斷一次使Y000、Y001復(fù)位；

(4)畫出M0、M1、Y000、Y001的時(shí)序波形。圖5.29脈沖指令實(shí)訓(xùn)5.4定時(shí)器和計(jì)數(shù)器實(shí)訓(xùn)

1.實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)目的如下：

(1)掌握定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令的編程方法。

(2)掌握定時(shí)器、計(jì)數(shù)器常數(shù)的設(shè)置。

(3)掌握定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的使用技巧。

2.實(shí)訓(xùn)要求實(shí)訓(xùn)要求如下：

(1)按照梯形圖輸入指令語句，檢查輸入程序的正確性，操作PLC運(yùn)行程序，手動(dòng)模擬輸入信號(hào)，觀察輸出的狀態(tài)，并記錄PLC程序運(yùn)行的結(jié)果。

(2)計(jì)數(shù)器設(shè)置、復(fù)位操作功能。

(3)分析梯形圖并畫出相對(duì)應(yīng)的時(shí)序波形圖。

3.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟

1)延時(shí)接通電路實(shí)訓(xùn)圖5.30是延時(shí)接通的梯形圖原理，當(dāng)X000輸入信號(hào)，經(jīng)2s延時(shí)接通Y000，對(duì)應(yīng)的指示燈亮；再經(jīng)2s延時(shí)接通Y001，再經(jīng)20s延時(shí)，接通Y002對(duì)應(yīng)的指示燈亮，然后再經(jīng)過2s后Y003有輸出。當(dāng)X001有輸入時(shí)，所有輸出立即復(fù)位。實(shí)訓(xùn)步驟：按照梯形圖輸入指令語句，檢查輸入程序的正確性，操作PLC運(yùn)行程序，當(dāng)X000從OFF到ON，觀察各輸出的變化。圖5.30延時(shí)接通電路

2)延時(shí)斷開電路程序的實(shí)訓(xùn)圖5.31是延時(shí)斷開電路。給X000一個(gè)輸入信號(hào)，Y000輸出經(jīng)4s延時(shí)后，Y000指示燈滅。將X000接通一下，經(jīng)2s延時(shí)后再接通一下。注意：Y000從X000第二次接通后是經(jīng)2s后還是4s后斷開。將X001接通一下，Y010輸出，經(jīng)4s延時(shí)后，Y010斷開。將X001接通一下，經(jīng)2s延時(shí)后再接通一下。請(qǐng)思考：Y010從X001第二次接通后，是經(jīng)2s后還是4s后斷開。根據(jù)運(yùn)行結(jié)果，分析積算定時(shí)器和非積算定時(shí)器的異同點(diǎn)。圖5.31延時(shí)斷開電路

3)振蕩電路圖5.32是脈沖振蕩電路。此電路可以產(chǎn)生周期為50s的脈沖信號(hào)，當(dāng)X000閉合后經(jīng)過30s后，其常開觸點(diǎn)閉合，T51線圈得電開始延時(shí)，經(jīng)過20s后T51觸點(diǎn)動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)使T50線圈失電，T50常開觸點(diǎn)又使T51斷開，一個(gè)周期結(jié)束。在一個(gè)周期中T50的觸點(diǎn)閉合20s，斷開30s，而T51的觸點(diǎn)只閉合一個(gè)掃描周期的時(shí)間。實(shí)訓(xùn)步驟：按照梯形圖輸入指令語句，檢查輸入程序的正確性，操作PLC運(yùn)行程序，手動(dòng)輸入信號(hào)X000為ON觀察PLC輸出端Y000的狀態(tài)變化，并畫出波形圖。圖5.32脈沖振蕩電路

4)定時(shí)器的擴(kuò)展若將幾個(gè)定時(shí)器串聯(lián)使用或者將定時(shí)器和計(jì)數(shù)器串聯(lián)使用，可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充設(shè)定值的目的，圖5.33是定時(shí)器的擴(kuò)展電路，圖中通過兩個(gè)定時(shí)器的串聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)1300s的延時(shí)。當(dāng)X000為ON時(shí)，T0就開始計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)800s時(shí)，T0所帶的常開觸點(diǎn)閉合，使T1得電開始計(jì)時(shí)，再延時(shí)500s后，T1的常開觸點(diǎn)閉合，Y000線圈得電，獲得1300s的輸出信號(hào)。實(shí)訓(xùn)步驟：按照梯形圖輸入指令語句，檢查輸入程序的正確性，操作PLC運(yùn)行程序，手動(dòng)操作X000=1，觀察Y000的狀態(tài)變化，畫出Y000的時(shí)序波形圖。圖5.33定時(shí)器擴(kuò)展電路

5)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的組合使用圖5.34所示為定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的組合使用，該電路可以獲得30000s的延時(shí)，當(dāng)X000閉合時(shí)，T0線圈得電開始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)100s后，T0的常閉觸點(diǎn)斷開，使T0自身復(fù)位，在T0線圈再次得電后又可以開始計(jì)時(shí)。在電路中，T0的常開觸點(diǎn)每隔100s閉合一次，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，當(dāng)計(jì)到300次時(shí)，C0的常開觸點(diǎn)閉合，Y001線圈得電閉合，從而實(shí)現(xiàn)Y001線圈從X000為ON時(shí)刻，延時(shí)300?×?100s才有輸出，X004用于計(jì)數(shù)器復(fù)位。實(shí)訓(xùn)步驟：按照梯形圖輸入指令語句，檢查程序的正確性，操作PLC運(yùn)行程序，手動(dòng)操作輸入信號(hào)X000為ON，觀察輸出Y000的狀態(tài)，并畫出波形圖。圖5.34定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的組合5.5經(jīng)驗(yàn)法編程實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)法編程是依據(jù)設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行編程設(shè)計(jì)的方法。它主要基于以下幾點(diǎn)：

(1)要畫出符合邏輯的梯形圖，其根本點(diǎn)是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個(gè)輸出的工作條件，這些條件又總是以機(jī)內(nèi)各種器件的邏輯關(guān)系出現(xiàn)的。

(2)梯形圖的基本模式為啟保停電路。每個(gè)啟保停電路一般只針對(duì)一個(gè)輸出，這個(gè)輸出可以是系統(tǒng)的實(shí)際輸出，也可以是中間變量。

(3)梯形圖編程中有一些基本環(huán)節(jié)，它們具有一定的功能，可以像積木一樣，可在許多地方應(yīng)用。下面通過實(shí)訓(xùn)來了解和掌握經(jīng)驗(yàn)法編程。5.5.1三相交流電動(dòng)機(jī)的Y-△減壓?jiǎn)?dòng)控制

1.實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)目的如下：

(1)掌握PLC的編程方法和程序調(diào)試方法。

(2)掌握編程軟件或簡(jiǎn)易編程器的使用方法。

(3)用PLC構(gòu)成三相交流電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)控制系統(tǒng)。

2.實(shí)訓(xùn)要求三相交流電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)繼電接觸器控制電路圖如圖5.35所示。圖5.35中，輸入點(diǎn)2點(diǎn)(停止按鈕SB0、啟動(dòng)按鈕SB1)，輸出點(diǎn)共3點(diǎn)，即控制KM0接觸器Y000、控制KM1接觸器Y001、控制KM2接觸器Y002，過載保護(hù)FR熱繼電器常閉觸點(diǎn)接在接觸器KM1和KM2回路，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。圖5.35三相交流電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)斷電接觸器控制電路

3.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及步驟實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及步驟如下：

(1)由I/O點(diǎn)數(shù)確定PLC的選型。

(2)設(shè)計(jì)I/O的端口分配。

(3)設(shè)計(jì)I/O的接線圖。

(4)編制程序流程。

(5)模擬初調(diào)程序。

(6)連接PLC外部的輸入設(shè)備及負(fù)載，進(jìn)行軟、硬件整體調(diào)試，直到滿足要求為止。

(7)?PLC系統(tǒng)輸入/輸出(I/O)分配表如表5-1所示，PLC的外部接線圖見圖5.36。表5-1PLC輸入/輸出(I/O)分配圖5.36外部接線圖將梯形圖或指令表用編程軟件或簡(jiǎn)易編程器寫入PLC中，進(jìn)行調(diào)試和模擬運(yùn)行。按下SB1，X001接通，Y000和Y001接通，接觸器KM0和KM1得電吸合，交流電動(dòng)機(jī)Y形連接啟動(dòng)，與此同時(shí)定時(shí)器T0開始延時(shí)，當(dāng)延時(shí)5s后，定時(shí)器T0動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)使輸出繼電器Y001斷開，Y001指示燈熄滅，Y001的常閉觸點(diǎn)閉合，使輸出繼電器Y002接通，Y002指示燈亮，接觸器KM0和KM2得電吸合，交流電動(dòng)機(jī)△形連接投入運(yùn)行，按下停止按鈕SB0，X000接通，M100斷開，Y000、Y002斷開，使K