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PLC及其仿真编程赵进学衡水铁路电气化学校2008年7月目 录第一章可编程序控制器概述和编程要点2第一节 可编程序控制器简介与内部构成2第二节 初识PLC编程4第三节 PLC输入输出接口及外部电路8第四节 通用辅助继电器和继电器自锁联锁10第五节 计时器和计数器11第六节 PLC基本编程指令12第七节 PLC编程注意事项16表1-2 FX系列PLC基本编程指令17第二章 PLC教学演示仿真软件18第一节 仿真软件界面18第二节 元件放置、梯形图编辑及程序文件操作21实训一 基本控制程序和基本指令编程24内容一 基本控制程序编程24内容二 基本指令编程24第二章PLC步进控制26第一节步进控制与步进指令编程26第二节 选择性分支步进控制32实训二 步进指令编程36内容一 单流程步进指令编程36内容二 多流程步进指令编程37- 38 -前 言本手册是课本可编程序控制器及其应用的补充，理论部分分为三章，实训部分分为三个。第一章 可编程序控制器概述和编程要点 简单介绍PLC的含义、组成、优势、用途和FX1s系列PLC软元件特性和编程要点。第二章 PLC计算机仿真软件 介绍FX系列PLC“FX-TRN-BEG-C”计算机仿真软件的使用方法。其中编程方式，主要介绍基本指令编程和步进指令编程，另外介绍几个常用的功能指令编程。实训一 基本控制程序和基本指令编程 针对生产机械工艺条件的仿真编程题目，在计算机上练习编制基本控制程序和基本指令编程的应用。第三章 步进控制 介绍步进控制以及步进编程的概念和步进编程方法。实训二步进指令编程 给出针对生产机械工艺条件的仿真编程实例题目，在计算机上练习步进编程。本手册与课本联系密切，采用了课本一些练习题的梯形图和语句表，上机实做请同时携带课本、作业本。本手册的电子文档、仿真软件安装程序、仿真题目的参考答案和三菱PLC编程软件等相关学习、应用资料，集成刻录于一张光盘，如有需要，请与作者联系。网上学习和交流：中国工控网 PLC论坛本手册由河北衡水铁路电气化学校赵进学撰写，欢迎交流指正。作者电子邮箱： QQ：634645813 手机：139031818212006年3月初稿2007年8月第四次修订第一章 可编程序控制器概述和编程要点本章主要学习以下内容1.可编程序控制器的构成2.PLC编程的设计调试3.PLC编程的注意事项4.PLC的实际应用第一节 可编程序控制器简介与内部构成本节学习重点1.可编程序控制器的认识2.可编程序控制器的内部构造一、 可编程序控制器(PLC)简介 可编程序控制器，英文缩写PLC“Programmable Logic Controller”，是采用微电脑技术制造的电气自动控制设备。它以顺序控制为主，回路调节为辅，具有逻辑判断、定时、记忆、算术运算、逻辑控制和模拟控制等功能。与传统的继电器控制相比，PLC控制控制速度快、可靠性高、灵活性强、硬件接线简单、改变生产工艺方便等优点。国产科威牌EP-16M16R型PLC，外观如图3-1，体积为140mm95mm85mm。国产PLC另一品牌：和利时。图1-1 PLC外观二、 可编程序控制器(PLC)与其它控制器比较：控制器 机械控制 电气控制继电器控制 微电脑控制 模拟控制(连续控制) 固化程序逻辑控制(断续控制) 可编程序 输入信号开关电源ROMRAME2PROMCPU通信接口输入接口IN输出接口OUTDC24VXDC12VDC5VY输出执行部件计算机、编程器图1-2 PLC构成框图AC220V三、 PLC内部基本构成 见图1-2,简要说明如下:1. 中央处理器CPU 起运算控制作用，指挥协调整机运行。2. 存储器 存放程序和数据(1) 只读存储器ROM 存放生产厂家写入的系统程序，用户不可更改，掉电不丢失。(2) 随机读写存储器RAM 存放随机变化的数据，掉电丢失。(3) 电擦写存储器E2PROM 存放用户编写的用户程序，后备电池保持。3. 通信接口 与计算机、编程器等通信，实现程序读写、监控、联网等功能。4. 电源 利用开关电源将AC220V转变成DC5V供给芯片；DC12V供给输出继电器；DC24V供给输入端信号开关或者传感器。另有锂电池做为备份电源。5. 输入接口IN 将外部开关或传感器的信号传递给PLC。6. 输出接口OUT 将PLC的控制信号输出到接触器、电磁阀线圈等外部执行部件。作为应用技术人员，对于上述构成，主要关心的是输入输出接口。输入输出接口的详细情况，参见本章第三节的有关介绍。随着PLC技术的发展，其集成度更高，功能更强。PLC集三电于一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC与计算机联网形成的PLC及其网络技术，正逐步应用到工业自动化控制之中。演示 (利用仿真软件演示，认识PLC功能强大、编程简单，好学易懂)演示1-1灯光控制B3演示1-2自动门F1演示1-3升降机控制F6习题1-11. 什么叫做PLC？PLC控制与继电控制相比有何优势？2. PLC内部由哪几部分构成？各有何作用？第二节 初识PLC编程本节学习重点1.PLC编程设计调试步骤2.PLC控制与继电器控制的联系和元件符号比较一、 PLC编程设计调试步骤1. 设计PLC接线图根据现场输入条件和生产工艺要求，设计PLC与外围元件接线电路图，作为现场接线的依据，也作为PLC程序设计的重要依据。PLC接线图示例参见图1-6a2. 编制PLC的梯形图和指令语句表根据生产工艺要求在计算机上利用专用编程软件编制PLC的梯形图，并转换成指令语句表，或者直接编制指令语句表。3. 程序写入与联机调试用编程电缆连接计算机和PLC主机，执行“写入”操作，将指令语句表写入到PLC主机。三菱FX系列PLC编程电缆如图1-3所示。需要读写PLC程序或者监控PLC运行状态时，要将其方口一端插入计算机串口，圆口一端插入PLC的编程接口。调试时，PLC输入端连接信号开关，输出端连接执行部件，暂不连接主回路负载，进行联机调试，最后再连接主回路负载试运行。图1-3 PLC编程电缆二、 编程示例三相异步电动机正反转控制1. 继电控制方式SB1KM1KM2KM11SB2KM2KM11KM2222KM2KM1M3L1L3L2主电路控制电路图1-4三相异步电动机正反转继电控制电路PLC三相异步电动机正反转控制，继电控制电路如图1-4所示，该电路前面课程已经做过详细分析。2. PLC控制方式FUKM1KM2PLCAC220VAC220VSBSB1SB2图1-5 三相异步电动机正反转PLC控制系统三相异步电动机正反转PLC控制系统的接线如图1-5所示。三相异步电动机正反转COM COMX1 Y1X2 Y2X3SBSB1SB2220VFUKM1KM2a) PLC接线图步序 助记符 操作数0 LD X21 OR Y12 ANI X13 ANI Y24 OUT Y15 LD X36 OR Y27 ANI X18 ANI Y19 OUT Y210 ENDc) 指令语句表图1-6 三相异步电动机正反转PLC控制PLCX2X1Y1Y1Y2X3Y2Y2Y1b) 梯形图0165X1PLC控制的接线图、程序梯形图和程序指令语句表如图1-6所示。图1-4、图1-5和图1-6a 中，SB为停机按钮，SB1为正转启动按钮，SB2为反转启动按钮，KM1为正转控制接触器，KM2为反转控制接触器。继电控制电路的工作分析不再赘述，PLC控制的工作过程，参照其PLC接线图和梯形图，分析如下(说明 PLC梯形图左侧一列数字，是对相邻元件操作的步序数，为分析动作过程叙述方便，本教材用此数字代替梯形图的分区)：(1) 正转启动过程 点动SB1X2吸合0区X2闭合Y1吸合-Y1输出触点闭合KM1吸合电动机正转 1区Y1闭合自锁Y1 5区Y1分断联锁Y2(2) 停机过程点动SBX1吸合0区X1分断Y1释放各器件复位电动机停止反转启动与停机过程，请读者自行分析。图1-6c程序指令语句表，用英文助记符描述梯形图中各元件的连接关系和某些功能。基本编程指令见本章第六节，步进编程指令见第五章。三、 PLC控制与继电器控制的联系和元件符号比较表1-1 电磁继电器和PLC软元件符号对照线圈常开触点常闭触点电磁继电器PLC软元件由上述示例可见，继电控制电路图1-4中，虚线内部的触点逻辑控制部分，可由图1-5b所示梯形图所取代，也就是说用PLC内部的软件程序取代了继电控制的硬件连接。因此说，PLC控制是继电器控制的延续和发展，由PLC内部的微电子电路构成的软元件线圈和触点取代了电磁继电器的线圈和触点，用PLC 的程序指令取代继电器控制的连接导线，将各个元件按照一定的逻辑关系连接起来，PLC控制的梯形图在许多方面可以看作是继电器控制的电路图。电磁继电器和PLC软元件图形符号的对照见表1-1。与电磁继电器不同的是，软元件的触点只能连接在左母线，线圈只能连接在右母线，一个软元件的触点数目不受限制。可以理解为，PLC内部有大量的由微电子线路构成的继电器、计时器和计数器等软元件，用软件程序按照一定的规则将它们连接起来，实现一定的控制功能，用来取代继电控制电路中的控制回路。四、 PLC编程软件和仿真软件PLC的生产厂家和型号繁多，不同型号自成体系，有不同的程序语言和使用方法，但是编程指导思想和模式是相同的。本教材以三菱FX1s型PLC为例，学习PLC基础知识和编程方法。1. PLC编程软件三菱FX系列PLC中文编程软件“SWOPLC-FXGP/WIN-C”，编程界面见图1-7。图1-7 PLC编程界面功能栏编程区状态栏功能栏右母线菜单栏工具栏工具栏光标左母线三菱FX系列PLC编程设计思路和继电控制电路设计思路接近，熟悉电路设计的读者很容易接受其编程方法，现在很多国产PLC编程软件兼容三菱编程软件。但是，使用编程软件编程，必须要有PLC主机、外围电气元件、甚至电动机等大量硬件的支持，从学习编程方法的角度来讲，这样就极不方便。因此可采用PLC仿真软件来学习PLC编程。2. PLC仿真软件学习三菱FX系列PLC编程，可采用中文仿真软件“FX-TRN-BEG-C”，其编程方法和编程软件大同小异，熟练掌握了仿真软件编程，将来在工作中使用编程软件，就会得心应手。本教材重点学习使用仿真软件编程。仿真软件界面见第二章图2-1。习题1-21. PLC软元件的常开触点、常闭触点和线圈，分别用什么图形符号表示？2. PLC一个软元件的触点有多少个？第三节 PLC输入输出接口及外部电路本节学习重点1.PLC输入输出接口电路图2.PLC输入接口和输入继电器X3.PLC输出接口和输出继电器Y一、 PLC输入输出接口电路图SQ1X2SR1X7Y0Y1Y2Y7COMCOMDC24VPLCL1KV1KM1KM2FU1AC220V图1-8 PLC输入输出接口电路示意图NLSB2X1SB1X0PLC输入输出接口电路见图1-8(省略PLC内部元件和连线，即为PLC接线图)二、 PLC输入接口和输入继电器X(8进制)1. PLC的输入接口，由内部DC24V电源供电，外部连接各种信号开关，内部连接输入继电器X的线圈，将外部控制信号引入。2. 输入继电器X的线圈仅受外部所连信号开关的控制，不受内部程序控制，所以梯形图中不显示其线圈，仅显示其触点。3. PLC内部所有软元件中，只有输入继电器X的线圈受外部触点驱动，其他任何软元件都不受外部触点驱动。4. 设计PLC接线图时，外部信号开关尽量采用其常开触点，这样PLC初始状态下，内部输入继电器为释放状态，其触点为“常态”，与梯形图显示的触点状态一致，便于程序分析。如采用信号开关的常闭触点，则初始状态下内部输入继电器的触点为“动作状态”，与梯形图显示的触点状态相反，分析梯形图时需特别留意。三、 PLC输出接口和输出继电器Y(8进制)1. PLC的输出接口，由外部电源供电，外部连接接触器、电磁阀的线圈、信号灯等输出执行部件，内部连接输出继电器的常开输出触点，将内部控制信号送出。2. PLC输出端外部所连接的输出执行部件，仅仅受内部输出继电器Y的常开输出触点控制。3. PLC内部所有软元件中，只有输出继电器Y的输出触点，能够向外输出控制信号，其他任何软元件都不能向外输出控制信号。4. 输出继电器Y的常开输出触点，与外部输出执行部件一一对应，梯形图中仅显示其线圈，而不显示该触点。5. 输出执行部件是否受电，与对应的输出继电器Y的线圈是否受电一致。例题例11 灯光控制 现场条件如图1-9(仿真软件B3界面)。PLC输入接口X20外接按钮PB1，X21外接PB2，X22外接PB3，X23外接PB4，X24外接转换开关SW1，X25外接SW2；输出接口Y0外接红灯，Y1外接绿灯。要求：接通SW1，红灯亮，绿灯灭；分断SW1，绿灯亮，红灯灭。解：例题图1-1 灯光控制梯形图例题图1-2 点动控制梯形图图1-9 红绿灯控制现场条件按照题目要求，设计梯形图见例题图1-1习题1-31. 绘制PLC输入、输出接口内部和外部连接器件示意图2. 仅受外部开关控制的是哪个元件？3. PLC的输入接口内部是什么器件？外部连接什么器件？4. PLC的输入继电器线圈受什么器件控制？5. 仅能对外输出控制信号的是哪个元件？6. PLC的输出接口内部是什么器件？外部连接什么器件？7. 输出继电器的输出触点是常开还是常闭？控制什么器件？8. 一台PLC，输入接口X20外接按钮PB1，X21接PB2，X22接PB3；输出接口Y0外接红灯L1，Y1外接绿灯L2。控制要求：按下PB1，红灯亮绿灯灭；抬起PB1，绿灯亮红灯灭。请设计PLC接线图和控制程序梯形图。第四节 通用辅助继电器和继电器自锁联锁本节学习重点辅助继电器和继电器的自锁联锁一、 辅助继电器MM0M383是通用辅助继电器，共384个。辅助继电器只能用于程序内部，可以节省输出继电器用量，完成相应转换。辅助继电器不能与外部信号开关和输出执行部件发生直接联系。二、 继电器自锁继电器的常开触点，与继电器启动触点相并联，可保持继电器的吸合状态，称为自锁。连续运行控制需设置自锁电路。三、 继电器联锁继电器的常闭触点，与对方继电器线圈相串联，可保证双方不会同时吸合，称为联锁。如双接触器对调两条电源线控制电动机换向运行，需设置联锁电路，以防止电源短路。例题例12 点动控制 现场条件如例11。要求：按下PB2红灯亮；抬起PB2红灯灭(借助辅助继电器)。解：按照题目要求，设计梯形图见例题图12。例13 自锁控制 现场条件如例11。要求：点动PB2，红灯点亮并保持；点动PB1，红灯熄灭。解：按照题目要求，设计梯形图见例题图13。例题图1-4 联锁控制例14 联锁控制 现场条件如例11。要求:用PB2启动红灯，PB3启动绿灯，红绿灯联锁，PB1停止。例题图1-3 自锁控制解：按照题目要求，设计梯形图见例题图1-4。习题1-41. 辅助继电器能否直接和外部开关或者负载发生联系？2. 一台PLC，输入接口X20外接按钮PB1，X21接PB2，X22接PB3；输出接口Y0外接红灯L1，Y1外接绿灯L2。请设计PLC接线图，并按照下述要求分别设计程序梯形图。(1) 利用辅助继电器实现按下PB1，红灯亮绿灯灭，抬起PB1，绿灯亮红灯灭的要求。(2) 点动PB1，红灯点亮并保持；点动PB3，红灯熄灭。(3) 用PB1启动红灯，PB2启动绿灯，红绿灯相互联锁，PB3停止。第五节 计时器和计数器本节学习重点计时器和计数器一、 计时器(计时继电器) TT0T62是计时精度0.1秒的通用计时器，共63个。计时器的计时值是计时精度与常数K值的乘积，最长计时时间3276.7s。放置计时器时，要同时注明元件标号和常数K值。通用计时器统计线圈加电的时间，到时间吸合。通用计时器要点：加电计时，断电丢失，复电重计，到时吸合，失电释放。通用计时器启动时无法自锁，如有必要，可借助输出继电器或辅助继电器的自锁，向计时器线圈连续供电。二、 计数器(计数继电器) CC0C15是通用加计数器，共16个，其计数值为K值。放置计时器时，也要同时注明元件标号和常数K值。计数器统计线圈的加电次数，到次数吸合。通用加计数器要点：加电计次，到次吸合并保持，失电不释放，要用RST指令强制释放清零。计数器吸合后具有自锁功能，因此计数器不必、也不得设自锁。放置计时器和计数器线圈，切记输入K值，并与元件标号间留有空格。上述软元件性能，是针对FX1s型PLC。不同型号的PLC，其软元件性能不尽相同，详情请参阅随机手册。例题例15 计数控制 现场条件如例11点动PB2五次，红灯亮；点动PB1红灯灭。解：按照题目要求，设计梯形图见例题图15。例16 延时分断 点动PB2红灯立即点亮亮并保持，三秒后红灯灭。例题图1-6 延时分断例题图1-5 计数控制解：按照题目要求，设计梯形图见例题图16。例17 延时接通 点动PB2五秒后，红灯亮；点动PB1，红灯灭。解：按照题目要求，设计梯形图见例题图17。例18 间歇控制 点动PB2，红灯亮、灭各1秒循环，点动PB1停止。例题图1-7 延时接通例题图1-8 间歇控制解：按照题目要求，设计梯形图见例题图1-8。例19 交替控制 点动PB2，红绿灯交替重复点亮1秒,点动PB1，停止工作。解：按照题目要求，设计梯形图见例题图1-9。例110 计数运行 点动PB1，红绿灯交替重复点亮1秒，重复3次停止工作。例题图1-9 交替控制例题图1-10 计数运行解：按照题目要求，设计梯形图见例题图3-10。习题1-51. 输出继电器、输入继电器、计时器、计数器各用什么字符表示？2. PLC的输入和输出继电器，各用什么字符表示？标号是几进制？3. PLC的辅助继电器、计数器和计时器各用什么字符表示？标号是几进制？4. 某线圈上标注“T1 K100”，是何含义？5. 某线圈上标注“C1 K100”，是何含义？6. 一台PLC，输入接口X20外接按钮PB1，X21接PB2，X22接PB3；输出接口Y0外接红灯L1，Y1外接绿灯L2。请设计PLC接线图，并按照下述要求分别设计程序梯形图。(1) 点动PB1绿灯点亮，五秒后绿灯熄灭。(2) 点动PB1，红绿灯交替循环点亮5秒；点动PB2，停止工作。(3) 点动PB1五次后，红灯亮绿灯灭；点动PB2，绿灯亮红灯灭。(4) 按下后再抬起PB1五次，红灯亮绿灯灭；点动PB2，绿灯亮红灯灭。第六节 PLC基本编程指令本节学习重点触点连接指令、触点块指令和线圈操作指令PLC编程指令是用英文助记符描述梯形图中元件连接关系和某些电路功能，用若干条编程指令描述出整个程序梯形图，称为指令语句表。本节介绍PLC基本编程指令，包括触点连接指令、触点块指令和线圈操作指令。一、触点连接指令 所谓触点连接指令，是触点向左母线以及触点之间的连接指令，触点形式包括常开触点、常闭触点和边沿触点1. 常开触点连接指令LD OR AND1) 触点加载指令 LD每个逻辑行向左母线放置的第一个触点，称之为加载。“加载”的英文为load，用LD作为触点加载指令。如“LD X1”表示在左母线上加载X1常开触点。2) 触点并联指令 OR触点的并联，是“或”的关系，“或”的英文OR即为触点并联指令。如“OR X2”表示并联X2常闭触点。3) 触点串联指令 AND触点的串联，是“与”的关系，“与”的英文AND即为触点串联指令。如“AND X3”表示串联X3常开触点。上述三个触点连接指令所连接的触点，默认为是“常开触点”。2. 常闭触点连接指令 xxI“取反”的英文是“Inverse”，对默认的常开触点取反即为常闭触点。因此，在上述三个常开触点连接指令后面加“I”作为常闭触点连接指令。如“LDI X4”、“OR X5”和“ANI X6”,分别表示加载X4常闭触点、并联X5常闭触点和串联X6常闭触点。3. 边沿触点连接指令图1-10 继电器工作电路、波形图和闭合的触点DC12V+-UXXtUX继电器释放上升沿P继电器释放继电器吸合F下降沿上述六个触点连接指令连接的都是常规触点，这类触点在闭合“时段”内有效；边沿触点在触点闭合或者分断“瞬间”有效，也称之为脉冲触点。边沿触点只有常开，没有常闭。这两类触点的有效时段或者有效瞬间见图1-10。1) 上升沿触点连接指令 xxxP上升沿触点 下降沿触点图1-11 边沿触点图形符号“脉冲”的英文是“Pulse”，在三个常开触点连接指令后面加“P”即为上升沿触点连接指令。如“LDP X10”、“ORP X11”和“ANDP X12”，分别表示加载上升沿触点X10、并联上升沿触点X11和串联上升沿触点X12。2) 下降沿触点连接指令 xxxF“下降”的英文是“Fall”，在三个常开触点连接指令后面加“F”即为下降沿触点连接指令。如“LDF X13”、“ ORP X14”和“ANDP X15”，分别表示加载下降沿触点X13、并联下降沿触点X14和串联下降沿触点X15。边沿触点可以比喻成战场的地雷，上升沿触点相当踩上就炸的地雷；下降沿触点相当抬脚才炸的地雷。边沿触点图形符号见图1-11。二、触点块(block)与块指令 xxB与其它触点相连接的多个触点串连、并联或混联而成的触点组，称为触点块。在指令语句表中，由块连接指令结束一个触点块。ANB指令结束串联块，ORB指令结束并联块，块指令为触点块的终点，前面与之相邻的LD(LDI)为触点块的起点，二者之间为一个触点块。xxB与LD(LDI)成对出现。串联块前面由OR或ORB建立的垂直线段，看作是串联块起点的小母线。应尽量将触点块安排在程序的前端，减少块指令的使用，减少指令步序。用梯形图编程，可不理会块指令，执行“转换”操作后，软件会自动将梯形图中的“块连接”转换成相应的指令语句。三、线圈操作指令1.线圈驱动指令 OUT(Output)OUT指令的含义是触点逻辑运算的结果去驱动线圈。如“OUT Y1”表示前面电路中触点运算结果如果为接通，则驱动Y1线圈，使Y1吸合；前面如果电路分断，则Y1释放。OUT指令不会使继电器自我保持吸合。2. 线圈置位指令SET和线圈复位指令RST（Reset）SET指令使继电器置位吸合并保持，失电不释放，要使用RST指令才能强制复位释放。SET指令和RST指令必须配合使用。如“SET Y10”表示使Y10继电器吸合并保持，直到执行“RST Y10”指令，Y10继电器才能释放。3. 区间复位指令 ZRST(Zone Reset)ZRST指令会使指定区间内的继电器强制释放。如“ZRST Y11 Y17”会使Y11-Y17共七个继电器强制释放。本节介绍的指令示例与梯形图关系以及指令语句表见图1-12。a) b)图112 梯形图、指令与指令语句表示例a)梯形图和指令 b)指令语句表步序 指令 操作数0 LD X11OR X2 3 OUT Y0 4LDI X4 5ORI X5 6ANI X6 7OUT Y1 8LDP X10 10ORP X11 12ANDP X12 13OUT Y3 15LDF X13 17ORF X14 19ANDF X15 21OUT Y4 22LD X16 23SET Y10 24LD X1725RST Y10 26LD X7 27ZRST Y11 Y17 32ENDANI X6ORI X5LDI X4OUT Y1LD X7ANI X6ORI X5LDI X4OUT Y0ANDP X12ORP X11LDP X10OUT Y3ANDP X15ORF X14LDF X13OUT Y4复位指令置位指令区间复位指令结束指令LD X17LD X16本章节介绍的基本编程指令见17页表1-2。例题 (在仿真软件B3下演示)例1-11 触点连接指令和线圈驱动指令应用练习例1-12 应用置位和复位指令控制灯光例1-13 边沿触点与普通触点比较习题1-61. 逐条解释下列指令语句表含义，并绘制出完整的梯形图。LD X1ORY1ANIX3OUTY1END2. 一台PLC，输入接口X20外接按钮PB1，X21接PB2，X22接PB3；输出接口Y0外接红灯L1，Y1外接绿灯L2。请按照下述要求分别设计程序梯形图。(1)利用置位和复位指令控制红灯亮灭，由PB2启动，由PB1停止。(2)利用上升沿指令控制红灯亮灭，由PB2启动，由PB1停止。(3) 利用下降沿指令控制红灯亮灭，由PB2启动，由PB1停止。第七节 PLC编程注意事项本节学习重点1线圈连接注意事项2梯形图编程注意事项一、 母线连接梯形图的左右母线，可看作是电路的正负电源线。1.左母线连接 软元件的触点、步进接点，必须连接到左母线，触点之间可以并联、串联、混联(块电路)。左母线不得连接继电器线圈。2.右母线连接 软元件的线圈，必须连接到右母线。线圈正确连接形式见图1-13。图1-13 线圈驱动连接形式c) 并行驱动c) 纵接驱动d) 多路驱动c) 单路驱动二、线圈连接注意事项 1.线圈之间不得串联；2.梯形图中不得出现输入继电器X的线圈；3.除去步进控制程序，在一个程序中不得重复出现同一个线圈(禁止双线圈驱动)；4.尽量避免使用多路驱动，尤其是在步进控制中不得使用多路驱动；5.实际应用中，对于三相异步电动机正反转等控制，除去PLC程序需加联锁控制以外，外部所连接的接触器，也要加联锁控制。三、触点状态梯形图中所显示的继电器触点分合状态均为继电器线圈失电、继电器释放时触点的平常状态；PLC接线图中显示的外部信号开关触点分合状态，均为开关未受外力时的平常状态。总之，梯形图或接线图中触点的通断状态均为“常态”。设计梯形图，尽量使各继电器在初始状态下处于失电释放状态，便于设计分析。四、 PLC执行程序的顺序用梯形图编制的PLC用户程序，转换成指令语句表时，按照梯形图中各元件、指令的排列位置，遵循从上至下、从左至右的顺序依次转换，程序运行时，也是依此顺序扫描执行。五、 梯形图编程注意事项：1. 触点之间应紧密相连，否则程序可能无响应或者报错。2. 垂直线段应与触点紧密相连，否则转换后也会自动紧密相连。3. 输入元件标号，注意不要将数字0误为字母O。4. 指令和操作数之间需留有空格。5. 输入计时器、计数器线圈，切记输入参数，而且标号和参数之间留有空格。6. 梯形图中的交叉线即为连接线，这点与电路不同。例题 (在仿真软件下演示)例1-14 梯形图中几种错误连接1)触点跨接；2)线圈跨接；3)连接X的线圈；4)线圈串联；5)双线圈驱动。习题1-71. PLC的梯形图，左、右母线分别只能放置什么器件？2. 什么叫做触点的常态？表1-2 FX系列PLC基本编程指令分 类助记符英 文指 令 用 途梯 形 图常开触点连接指令LDLoad在左母线或副母线上加载常开触点ANDAnd在电路右方串联常开触点OROr向上方电路并联常开触点派 生连接指令xxIInverse连接常闭触点xxxPPulse连接上升沿瞬间通断的边沿触点xxxFFall连接下降沿瞬间通断的边沿触点触点块连接指令ANBAnd block在电路右方串联触点块ORBOr block向上方电路并联触点块驱动指令OUTOutput由触点的逻辑运算结果驱动线圈置位与复位指令SETSet使继电器置位吸合并保持RSTReset使置位吸合的继电器释放复位区间复位ZRSTZone Reset使指定区间内的多个继电释放复位第二章 PLC教学演示仿真软件本章主要学习以下内容:1PLC教学演示仿真软件的特点和应用方法2学会利用计算机进行PLC仿真编程和仿真运行FX系列PLC可用“FX-TRN-BEG-C”教学演示仿真软件(以下简称仿真软件)，利用计算机进行仿真编程和仿真运行。该软件既能够编制梯形图程序，也能够在后台将梯形图程序转换成指令语句表程序，写入到模拟PLC主机，并模拟仿真PLC控制现场机械设备运行。使用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，须将计算机的显示器象素设置为1024768，如果显示器象素较低，则无法运行该软件。使用仿真软件的优点是，在不需要很多元器件以及硬件连线的情况下，就能完成编制程序、模拟运行、调试修改等学习步骤，既节省时间，又安全方便。PLC教学演示仿真软件不失为学习PLC编程知识的得力工具。第一节 仿真软件界面本节学习重点：1. 仿真软件界面的认识2. 学会应用仿真软件图2-1 仿真软件启动图标在安装有“FX-TRN-BEG-C”仿真软件的计算机上，点击图2-1所示图标，启动“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进入仿真软件程序首页见图2-2。点击A. B. C.等选项，可进入不同的练习章节仿真软件的A-1、A-2两个章节，介绍PLC的基础知识，此处从略，请读者自行学习。图2-2 仿真软件首页图2-3 仿真编程界面远程控制辅导提示生产机械光电开关接至X3限位开关接至X0机器人被Y0驱动编程区域光标菜单栏左母线右母线符号栏PLC输入口输出口输出侧输入侧运行灯运行灯从仿真软件A-3章节开始，以后的章节可以进行编程和仿真培训练习，编程仿真界面如图2-3所示。编程仿真界面上半部分为现场仿真区，下半部分分为编程区、模拟PLC和控制显示台。一、现场仿真区现场仿真区在编程仿真界面的上半部分，左起依次为远程控制区、辅导提示和生产机械。点击远程控制画面的教师图像，可关闭或打开辅导提示。仿真区“编辑”菜单下的“I/O清单”选项，显示该练习项目的现场工艺条件与PLC配接的输入/输出(I/O)接口配置说明，需仔细阅读，正确运用。仿真区“工具”菜单下的“选项”,可选择仿真背景为“简易画面”,节省计算机系统资源；还可调整仿真设备运行速度。远程控制画面的功能按钮，自上而下依次为：“梯形图编辑”-将仿真运行状态转为编程状态，可以开始编程；“PLC写入” -将转换完成的用户程序，写入PLC主机。PLC写入程序后，“RUN”灯点亮，进入仿真运行方式，此时不可编制编程；“复位” -将仿真运行的程序和仿真界面复位到初始状态；“正 俯 侧” -选择现场生产机械的视图方向；“ ” -选择基础知识的上一画面和下一画面；“主要” -返回程序首页；“编程/运行”显示窗-显示编程界面当前状态。生产机械上给出的X，实际是该位置的传感器，连接到PLC的某个输入接口X，驱动该输入继电器的线圈；给出的Y的位置，实际是该位置的执行部件连接到PLC的某个输出接口Y，被这个输出接口所驱动。本文亦以X或Y的位置替代说明传感器或执行部件的位置。生产机械的机器人、推杆和分拣器的运行方式，为点动工作，自动复位。生产机械上被光电开关控制的输入继电器，通光释放，遮光吸合。在某个仿真练习界面下，可根据该界面给定的工艺条件和工艺过程，编制PLC梯形图，写入模拟PLC主机，仿真驱动现场设备运行；也可不考虑给定的现场工艺过程，仅利用其工艺条件，编制其他梯形图，用现场设备显示运行结果。二、编程区编程仿真界面的下半部分左侧为编程区，编程区上方有操作菜单，其中“工程”菜单，相当于其他应用软件的“文件”菜单。只有在编程状态下，才能使用“工程”菜单进行打开、保存等操作。编程区两侧的垂直线是左右母线，之间为编程区。编程区中的光标，可用鼠标左键单击移动，也可用键盘的四个方向键移动。光标所在位置，是放置、删除元件等操作的位置。编程区下方是符号栏，可用鼠标点击等方法，取用各元件符号。仿真运行时，梯形图上不论触点和线圈，蓝色显示表示该器件接通。三、模拟PLC 编程区右侧为一台48个I/O点的模拟PLC，其左侧一列发光二极管，显示各个输入接口状态；右侧一列发光二极管，显示各个输出接口状态。四、模拟控制显示台编程仿真界面最右侧是模拟控制显示台，上方是信号灯显示屏，下方是操作台。各指示灯已按照标识Y，连接到PLC的输出接口；各开关也按照标识X连接到PLC的输入接口。操作台的PB为自复位式常开按钮，SW为转换开关，其面板的“OFF ON”系指其常开触点分断或接通。受软件反应灵敏度所限，为保证可靠动作，仿真运行操作时各开关的闭合时间应不小于0.5s。五、编程方式与符号栏点按远程控制的“梯形图编辑”按钮，进入编程状态，“编程中”和屏幕下方的符号栏点亮。该软件只能利用梯形图编程，编程完毕或编程过程中点按界面左下角 “转换程序”按钮或F4热键，在后台将梯形图转换成语句表，以便写入模拟PLC主机。该软件不能用语句表编程，也不能显示语句表。在编程区的左右母线之间编制梯形图，编程区下方显示可用鼠标左键点击或者热键调用的元件符号栏，如图2-4所示。图2-4 元件符号栏及编程热键常用元件符号的意义说明如下: 将梯形图转换成语句表(F4为其热键)；：放置常开触点(LD AND)；：并联常开触点(OR)；：放置常闭触点(LDI ANI)；：并联常闭触点(ORI)；：放置线圈(OUT)；: 放置指令；：放置水平线段；：放置垂直线段于光标的左下角；：删除水平线段；：删除光标左下角的垂直线段；：放置上升沿触点(LDP ANDP)；：放置下降沿触点(LDF ANDF)；：并联上升沿触点(ORP)；：并联下降沿触点(ORF)；：触点运算结果取反(INV)。元件符号下方的F5-F9等字母数字，分别对应键盘上方的编程热键，其中大写母前的小写s表示Shift；c表示Ctrl；a表示Alt。习题4-11. PLC仿真编程界面，分为哪几个区域？2. 在编程界面，怎样返回到软件首页？3. 生产机械上的各个X、Y点，已经分别连接到何处？4. 生产机械的机器人、推杆和分拣器，是怎样的运行方式？5. 生产机械的光电开关，何时分断？何时接通？6. 模拟PLC两侧的发光二极管，各显示的是何种状态？7. 在编程界面下，点按键盘的F5、F6、F7、Shift+F5键，将分别调用什么元件？第二节 元件放置、梯形图编辑及程序文件操作本节学习重点：1 元件放置方法2 常用元件符号的意义3 梯形图修改编辑方法4 程序转换、保存程序、程序调入、程序写入一、元件和指令的放置方法图2-5 元件对话框梯形图编程采用鼠标法、热键法和指令法均可调用、放置元件。1. 鼠标法：移动光标到预定位置，鼠标左键单击编程界面下方的某个触点、线圈或指令等符号，弹出元件对话框，如图2-5所示。输入元件标号、参数或指令回车，即可在光标所在位置放置元件或指令。2. 热键法：点按某个编程热键，也会弹出元件对话框，其他同上。3. 指令法：如果对编程指令助记符及其含义比较熟悉，利用键盘直接输入指令和参数，可快速放置元件和指令。基本编程指令，参见“表3-2 FX系列PLC基本编程指令”。例如：输入“LD X1”,将在左母线加载一个X1常开触点；输入“ANDF X2”,将串连一个下降沿触点X2；输入“OUT T1 K100”，将一个10s计时器的线圈连接到右母线。线段只能使用鼠标法或者热键法放置，而且竖线段将放置在光标的左下角。步进接点只能使用STL指令放置。图4-6 右键菜单二、梯形图编辑1. 删除元件 点按键盘Del键，删除光标处元件；点按回退键，删除光标前面的元件。线段只能使用鼠标法或者热键法删除，而且应使要删除的竖线在光标左下角。2. 修改元件 光标选中元件回车，或者鼠标左键双击，弹出图2-6所示元件对话框。选择元件、输入元件标号，可对该元件进行修改编辑。3. 右键菜单 单击鼠标右键，弹出右键菜单如图4-6所示，可对光标处进行撤销、剪切、复制、粘贴、行插入、行删除等操作。三、程序文件操作1. 程序转换 鼠标左键点击“转换程序”按钮，或用“F4”热键进行程序转换。此时如果编程区某部分显示为黄色，表示这部分编程有误，请查找原因予以解决。 2. 保存程序 左键点击“工程/保存”，选择存盘路径和文件名，通过计算机保存程序文件。3. 程序调用 左键点击“工程/打开工程”，选择路径和文件名，从计算机调入PLC程序文件。4. 程序写入 左键点击“PLC写入”，将程序写入模拟PLC主机，“运行中”及“RUN”点亮，即可进行仿真试运行，并根据运行结果调试修改程序。以上介绍了FX系列PLC“FX-TRN-BEG-C”教学演示仿真软件的应用，它可以帮助我们快速掌握PLC的基本知识和编程方法。实际应用的FX系列PLC编程软件是“SWOPLC-FXGP/WIN-C”，其编程界面和编程方法与“FX-TRN-BEG-C”大同小异，只是多出指令语句表编程方式，而且梯形图和语句表可以相互转换。“SWOPLC-FXGP/WIN-C”是中文编程软件，在熟悉“FX-TRN-BEG-C”的基础上，相信读者能够很快掌握它的应用。习题4-21. 梯形图编程对竖直线段的操作，是在光标的哪个位置？2. 仿真软件梯形图编程，可用哪几种方法调用放置器件？3. 用鼠标法放置输入继电器X1的一个常开触点，说明操作过程。4. 用热键法放置一个10秒计时器T1的线圈，说明操作过程。5. 仿真软件在编程界面怎样保存程序？怎样调用程序？实训一 基本控制程序和基本指令编程利用仿真软件，遵循第一章介绍的编程方法和编程规则，根据生产机械提供的工艺条件和题目提出的工艺要求，设计梯形图，并进行仿真调试。题目后面的编号，是仿真软件的章节编号，也是满足题目要求的生产机械工艺过程和工艺条件所在的章节，请在编号所在的仿真软件章节下编制程序、仿真调试。内容一 基本控制程序编程基本控制程序，是指利用少数元件实现一个简单控制的程序。任何一个复杂的控制程序，都是有多个简单的基本控制程序有机组合而成，所以要熟练掌握基本控制程序。1点动控制B3 按下PB2，红灯亮,绿灯灭；抬起PB2，红灯灭，绿灯亮。(提示：X21常开触点控制Y0，X21常闭触点控制Y1)2辅助继电器应用B3 借助辅助继电器实现第1题要求。（体会继电器线圈吸合、释放，与常开、常闭触点动作的关系）3启动与停止B4 点动PB2，输送带连续正转；点动PB1，输送带停止。(要点:继电器自锁控制)4置位与复位B4 利用置位指令SET和复位指令RST，实现第3题要求。5联锁控制B4 点动PB2，输送带连续正转，此时PB3无效。点动PB1，输送带停止。点动PB3，输送带连续反转，此时PB2无效，点动PB1，输送带停止。(要点:继电器联锁控制 电动机正反转需加联锁)6延时接通B3 点动PB2，3s后红灯常亮；点动PB1，灯光熄灭。（体会计时器计时必须连