项目二PLC编程元件

项目二PLC编程元件和基本逻辑指令应用

编程元件是PLC的重要元素，是各种指令的操作对象。基本指令是PLC中应用最频繁的指令，是程序设计的基础。本章主要介绍三菱FX2N系列PLC的基本编程元件和基本逻辑指令及其编程使用。第一页，共八十三页。任务1三相电机的全压起停控制（一）任务分析在电气控制中，对于小型三相交流异步电动机，一般采取全压启动控制。图2－1所示为继电器接触器控制的原理图。按下起动按钮SB2，接触器KM线圈得电，其主触点闭合使电机全压启动；按下停止按钮SB1，电机停止。第二页，共八十三页。用PLC进行控制时主电路仍然和图2－1所示相同，只是控制电路不一样。首先要选定输入输出设备，就是选定发布控制信号的按钮、开关、传感器、热继电器触点等和选定执行控制任务的接触器、电磁阀、信号灯等；再把这些设备与PLC对应相连，编制PLC程序，最后运行程序就可以进行控制了。正确选择输入输出设备对于设计PLC控制程序、完成控制任务非常重要。一般情况下，一个控制信号就是一个输入设备，一个执行元件就是一个输出设备。选择开关还是按钮，对应的控制程序也不一样。热继电器FR触点是电机的过热保护信号，也应该作为输入设备。根据继电器-接触器控制原理，完成本控制任务需要有启动按钮SB2和停止按钮SB1两个主令控制信号作为输入设备；有执行元件（接触器）KM作为输出设备，控制电机主电路的接通和断开，从而控制电机的启停。第三页，共八十三页。选择好输入输出设备后，接下来的问题是如何将它们与PLC连接，让输入设备的动作信息传给PLC？PLC又如何将运行结果传给外部负载？这就要用到PLC的内部要素——编程元件X、Y。第四页，共八十三页。（二）相关知识1.PLC编程元件(软继电器)概念PLC内部有许多各种不同功能的编程元件，如输入继电器、输出继电器、定时器、计数器等，它们不是物理意义上的实物继电器，而是由电子电路和存储器组成的虚拟器件，其图形符号和文字符号与传统继电器符号也不同，所以又称为软元件或软继电器。每个软元件都有无数对常开常闭触点，供PLC内部编程使用。不同厂家不同型号的PLC，编程元件的数量和种类有所不同。三菱系列PLC的图形符号和文字符号有如图2－2所示几种表示方式：第五页，共八十三页。2.输入继电器（X）输入继电器是PLC专门用来接收外界输入信号的内部虚拟继电器。它在PLC内部与输入端子相连，有无数的常开触点和常闭触点，可在PLC编程时随意使用。输入继电器不能用程序驱动，只能由输入信号驱动。FX系列PLC的输入继电器采用八进制编号。FX2N系列PLC带扩展时最多可达184点输入继电器，其编号为X0～X267。X0也即是X000.第六页，共八十三页。3.输出继电器（Y）输出继电器是PLC专门用来将程序执行的结果信号经输出接口电路及输出端子，送达并控制外部负载的虚拟继电器。它在PLC内部直接与输出接口电路相连，有无数的常开触点与常闭触点，可在PLC编程时随意使用。输出继电器只能由程序驱动。FX系列PLC的输入继电器采用八进制编号。FX2N系列PLC带扩展时最多可达184点输出继电器，其编号为Y0～Y267。Y0也即是Y000.第七页，共八十三页。4.分配I/O地址，绘制PLC输入输出接线图

一个输入设备原则上占用PLC一个输入点（I），一个输出设备原则上占用PLC一个输出点（O）。本控制任务I/O地址分配如下：停止按钮SB1---X0；启动按钮SB2---X1；FR触点----X2；接触器KM----Y0；将选择的输入输出设备和分配好的I/O地址一一对应连接形成PLC的I/O接线图如图2－3所示。第八页，共八十三页。5.PLC编程语言按照上述接线图实施接线后，按下启动按钮PLC如何就能使输出KM线圈通电呢？这就需要进行PLC编程。PLC常用的编程语言有梯形图、指令表和状态转移图、逻辑功能图及高级语言等。用的最多的是梯形图和指令表程序。第九页，共八十三页。（1）梯形图梯形图语言沿袭了继电器控制电路的形式，也可以说，梯形图是在常用的继电器-接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，具有形象、直观、实用的特点，电气技术人员容易接受，是目前用得最多的一种PLC编程语言。图2－4所示为用梯形图语言编写的PLC程序。图中左、右母线类似于继电器-接触器控制图中的电源线，输出线圈类似于负载，输入触点类似于按钮。梯形图由若干梯级组成，自上而下排列，每个梯级起于左母线，经触点－线圈，止于右母线。第十页，共八十三页。（2）指令表这种编程语言是一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式。步序号是各语句在程序步中所占的第一步的序号。与图2－4所示梯形图相对应的PLC指令表程序如下：第十一页，共八十三页。6.FX系列PLC基本指令LD/LDI取/取反指令功能：取单个常开/常闭触点与母线（左母线、分支母线等）相连接，操作元件有：X、Y、M、T、C、SOUT驱动线圈（输出）指令功能：驱动线圈。操作元件有：Y、M、T、C、SLD/LDI指令及OUT指令的用法见图2－5所示。第十二页，共八十三页。AND/ANI与/与反指令功能：串联单个常开/常闭触点OR/ORI或/或反指令功能：并联单个常开/常闭触点第十三页，共八十三页。AND/ANI和OR/ORI指令的基本用法如图2－6所示。注意：并联的起点规定在OR指令之前最近的LD/LDI指令处，见图2－7所示。END结束指令放在全部程序结束处，程序运行时执行第一步至END之间的程序。如图2－7所示。第十四页，共八十三页。（三）任务实施1.编制电机全压起动的梯形图程序根据继电器控制原理，电机全压起停控制的梯形图程序如图2－8所示。按下启动按钮SB2，通过输入端子使输入继电器X1线圈得电,梯形图中X1常开触点闭合，使输出继电器Y0接通并且自锁，通过输出端子使执行元件KM线圈得电，使图2-1主电路中的KM主触点闭合启动电机运行；按下停止按钮SB1，输入X0线圈得电，梯形图中X0的常闭触点动作使输出Y0断电，从而使KM断电，电机停止。如果电机过载，热继电器触点FR动作通过X2也会切断Y0使电机停止。这个梯形图就是典型的启保停电路。第十五页，共八十三页。第十六页，共八十三页。2.编写电机全压启动的指令表程序根据梯形图，写出对应的指令表程序如图2－9所示。第十七页，共八十三页。（四）知识拓展1.常闭触点的输入信号处理PLC输入端口可以与输入设备不同类型的触点连接，但不同的触点类型设计出的梯形图程序不一样。（1）PLC外部的输入触点可以接常开触点，也可以接常闭触点。接常闭触点时梯形图中的触点状态与继电器-接触器控制图中的状态相反。第十八页，共八十三页。（2）教学中PLC的输入触点常使用常开触点，便于进行原理分析。但在实际控制中，停止按钮、限位开关及热继电器等要使用常闭触点，以提高安全保障。（3）为了节省成本，应尽量少占用PLC的I/O点，因此有时也将FR常闭触点串接在其它常闭输入设备或输出负载回路中。如图2－10所示。第十九页，共八十三页。2.SET/RST置位/复位指令功能：SET使操作元件置位（接通并自保持），RST使操作元件复位（断开）。当SET和RST信号同时接通时，写在后面的指令有效。见图2－11所示。第二十页，共八十三页。SET/RST与OUT指令的用法区别可以从波形图中看出，见图2－12所示。第二十一页，共八十三页。任务2三相电机的正反转控制（一）任务分析图2－13所示为三相异步电动机正反转运行的继电器-接触器控制电路。按下正转按钮SB2，电机正向启动运行；按下反转按钮SB3，电机反向启动运行；按下停止按钮SB1，电机停止运行。为了确保KM1、KM2不会同时接通导致主电路短路，控制电路中采用了接触器KM1、KM2常闭触点互锁。第二十二页，共八十三页。采用PLC进行控制时按以下步骤进行。1.选择输入输出设备，分配输入/输出地址，绘制I/O接线图X0：SB1（停止按钮,接常开触点），X1：SB2（正转起动）X2：SB3（反转起动）X3：FR（热继电器常闭触点）Y1：KM1（正转接触器）Y2：KM2（反转接触器）根据分配的I/O地址，绘制输入输出接线图如图2－14所示。图中PLC外部负载输出回路中串入了KM1、KM2的互锁触点，其作用在于即使在KM1、KM2线圈故障的情况下，也能确保KM1、KM2线圈不同时接通。第二十三页，共八十三页。第二十四页，共八十三页。2.设计PLC控制程序根据继电器-接触器控制原理，设计电机正反转的梯形图程序如图2－15所示。梯形图中X3常开触点和X0常闭触点串联后同时对线圈Y1和Y2都有控制作用.第二十五页，共八十三页。（二）相关知识———PLC基本逻辑指令1.ANB与块指令功能：串联一个并联电路块，无操作元件。见图2－16所示。ANB使用说明：电路块起点用LD、LDI，结束后使用ANB指令与前面电路串联。有多个并联电路块串联时，如果依次用ANB指令与前面电路连接，支路数量没有限制；如果连续使用ANB指令编程，使用次数应限制在8次以下。第二十六页，共八十三页。2.ORB或块指令功能：并联一个串联电路块，无操作元件。见图2－17所示。第二十七页，共八十三页。【试试看】写出图2－18所示的指令表程序。 第二十八页，共八十三页。3.多重输出指令（堆栈操作指令）MPS/MRD/MPPPLC中有11个堆栈存储器，用于存储中间结果。如图2－19所示。堆栈存储器的操作规则是：先进栈的后出栈，后进栈的先出栈。MPS———进栈指令，数据压入堆栈的最上面一层，栈内原有数据依次下移一层。MRD———读栈指令，用于读出最上层的数据，栈中各层内容不发生变化。MPP———出栈指令，弹出最上层的数据，其它各层的内容依次上移一层。MPS、MRD、MPP指令都不带操作元件。MPS与MPP的使用不能超过11次，并且要成对出现。见图2－19所示。第二十九页，共八十三页。第三十页，共八十三页。（三）任务实施根据图2－15所示的梯形图，用多重输出指令编写电机正反转的指令表程序如图2－20所示。第三十一页，共八十三页。（四）知识拓展1.主控触点指令MC/MCR（主控/主控复位指令）功能：用于公共触点的连接。当驱动MC的信号接通时，执行MC与MCR之间的指令；当驱动MC的信号断开时，OUT指令驱动的元件断开，SET/RST指令驱动的元件保持当前状态。见图2－21所示。第三十二页，共八十三页。注意事项：主控MC触点与母线垂直，紧接在MC触点之后的触点用LD/LDI指令。主控MC与主控复位MCR必须成对使用。N--------表示主控的层数。主控嵌套最多可以8层，用N0～N7表示。M100-----PLC的辅助继电器（见任务3），每个主控MC指令对应用一个辅助继电器表示。第三十三页，共八十三页。任务3三相电机的延时启动控制（一）任务分析图2－22所示为三相电机延时启动的继电器-接触器控制原理图。按下起动按钮SB1，延时继电器KT得电并自保，延时（比如50s）后接触器KM线圈得电，第三十四页，共八十三页。（二）相关知识1.FX系列PLC的编程元件——定时器(T)定时器在PLC中的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器(字)、一个当前值寄存器(字)、一个线圈以及无数个触点(位)。通常在一个PLC中有几十至数百个定时器，可用于定时操作，起延时接通或断开电路的作用。在PLC内部，定时器是通过对内部某一时钟脉冲进行计数来完成定时的。常用计时脉冲有三类，即1ms、10ms和100ms脉冲。不同的计时脉冲其计时精度不同。当用户需要定时操作时，可通过设定脉冲的个数来完成，用常数K设定（1－32767），也可用数据寄存器D设定。第三十五页，共八十三页。FX系列PLC的定时器采用十进制编号，如FX2N系列的定时器编号为T0～T255。通用定时器的地址范围为T0～T245，有二种计时脉冲，分别是100ms和10ms，其对应的设定值分别为0.1～3276.7s和0.01～327.67s，见图2－23所示。第三十六页，共八十三页。通用定时器的工作原理和过程：当驱动线圈的信号X20接通时，定时器T0的当前值对100ms脉冲开始计数，达到设定值30个脉冲时，T0的输出触点动作使输出继电器Y0接通并保持，即输出是在驱动线圈后的3s（100ms×30个=3s）时动作。当信号X20断开或发生停电时，通用定时器T0复位（触点复位、当前值清0），输出继电器Y0断开。当X20第二次接通时T0又开始重新定时，由于还没到达设定值X20就断开了，因此T0触点不会动作，Y0也不会接通。第三十七页，共八十三页。2.FX系列PLC的辅助继电器(M)辅助继电器不能直接对外输入、输出，但经常用作状态暂存、中间运算等。辅助继电器也有线圈和触点，其常开和常闭触点可以无限次在程序中使用，但不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须由输出继电器进行。辅助继电器采用字母M表示，并辅以十进制地址编号。辅助继电器按用途分为以下几类：通用辅助继电器M0～M499(500点)断电保持辅助继电器M500～M1023(524点)用于保存停电前的状态，并在运行时再现该状态的情形。停电保持内装的后备电池支持。特殊辅助继电器M8000～M8255(256点)第三十八页，共八十三页。PLC内部有很多特殊辅助继电器。这些特殊辅助继电器各自具有特定的功能，一般分为两大类：一类是只能利用其特殊辅助验电器触点，这类继电器的线圈由PLC自动驱动，用户只能利用其触点进行编程。如：M8000（运行监控），M8002（初始脉冲），M8012（100ms时钟脉冲）等，其波形图见图2－25所示。另一类是可驱动线圈型特殊辅助继电器用户驱动线圈后，PLC作特定的动作。如：M8033指PLC停止时输出保持，M8034指PLC禁止全部输出，M8039指PLC定时扫描等。第三十九页，共八十三页。【应用举例】设计路灯的控制程序。要求：每晚七点由工作人员按下按钮（X0），点亮路灯Y0，次日凌晨X1停止。特别注意的是，如果夜间出现意外停电，则要求恢复来电后继续点亮路灯。图2－26所示是路灯的控制程序。M500是断电保持型辅助继电器。出现意外停电时，Y0断电路灯熄灭。由于M500能保存停电前的状态，并在运行时再现该状态的情形，所以恢复来电时，M500能使Y0继续接通，点亮路灯。第四十页，共八十三页。（三）任务实施1.选择输入输出设备，分配I/O地址，画出接线图要实现电机延时启动，只需选择发送控制信号的启动、停止按钮和传送热过载信号的FR常闭触点作为PLC的输入设备；选择接触器KM作为PLC输出设备控制电机的主电路即可。时间控制功能由PLC的内部元件（T）完成，不需要在外部考虑。X21-----SB2停止按钮常闭与FR常闭串联X20----SB1启动按钮Y20----接触器KMI/O接线图如图2－27所示。第四十一页，共八十三页。2.设计PLC控制程序如图2－28所示，X20接外部按钮只能提供短信号，而T0定时器需要长信号才能定时。程序采用X20提供启动信号，辅助继电器M0自保以后供T0定时用。这样就将外围设备的短信号变成了程序所需的长信号。第四十二页，共八十三页。（四）知识拓展1.积算定时器（T246～T255）如图2－29所示，它与通用定时器的区别在于：线圈的驱动信号X20断开或停电时，积算定时器不复位，当前值保持，当驱动信号X20再次被接通或恢复来电时积算定时器累计计时。当前值达到设定值时，输出触点动作。需要注意的是，必须要用复位信号才能对积算定时器复位。当复位信号X21接通时，积算定时器处于复位状态，输出触点复位，当前值清0，且不计时。第四十三页，共八十三页。积算定时器也有二种计时脉冲，分别是1ms和100ms，其对应的设定值分别为0.001～32.767s和0.1～3276.7s，见图2－30所示。第四十四页，共八十三页。2.定时器自复位电路---用于循环定时如图2－31所示为通用定时器自复位电路，其工作过程分析如下：X20接通1s时，T0常开触点动作使Y0接通，常闭触点在第二个扫描周期中使T0线圈断开，Y0跟着断开；第三个扫描周期T0线圈重新开始定时，重复前面的过程。定时器的自复位电路要分析前后三个扫描周期，才能真正理解它的自复位工作过程。定时器的自复位电路用于循环定时。

第四十五页，共八十三页。3.振荡电路图2－32所示为用定时器组成的振荡电路及输入输出波形图。当输入X0（也就是X000）接通时，输出Y0（也就是Y000）以1s周期闪烁变化（如果Y0接指示灯，则灯光灭0.5s亮0.5s，交替进行），如波形图所示。改变T0、T1的设定值，可以调整Y0的输出脉冲宽度。第四十六页，共八十三页。【应用举例】合上开关K1（X0），红灯(Y0)亮1S灭1S，累计点亮半小时自行关闭系统。图2－33所示为其梯形图程序。该程序中红灯间歇点亮，其点亮的累计时间要用积算定时器计时，半小时计满时T250常闭触点将整个程序切断。当X0断开时积算定时器复位。第四十七页，共八十三页。任务4洗手间的冲水清洗控制（一）任务分析某宾馆洗手间的控制要求为：当有人进去时，光电开关使X0接通，3s后Y0接通使控制水阀打开开始冲水，时间为2s；使用者离开后，再一次冲水，时间为3s。根据本任务的控制要求，可以画出输入X0与输出Y0的波形图关系如图2－34。第四十八页，共八十三页。（二）相关知识――上升沿/下降沿微分指令PLS/PLF（脉冲输出指令）上升沿/下降沿微分指令PLS/PLF，有时也成为脉冲输出指令。其功能是：当驱动信号的上升沿/下降沿到来时，操作元件接通一个扫描周期。如图2－35所示，当输入X0的上升沿到来时辅助继电器M0接通一个扫描周期，其余时间不论X0是接通还是断开，M0都断开。同样，当输入X1的下降沿到来时，辅助继电器M1接通一个扫描周期，然后断开。第四十九页，共八十三页。【应用举例】设计用单按钮控制台灯两档发光亮度的控制程序。要求：按钮（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都断开。梯形图控制程序如图2－36（a）所示,波形图如图（b）所示。第五十页，共八十三页。当X20第一次合上时，M0接通一个扫描周期。由于此时Y0还是初始状态没接通，所以CPU从上往下扫描程序时M1和Y1都不能接通，只有Y0接通，台灯低亮度发光。在第二个扫描周期里，虽然Y0的常开触点闭合，但M0却又断开了，因此M1和Y1仍不能接通。直到X20第二次合上时，M0又接通一个扫描周期。此时Y0已经接通，故其常开触点闭合使Y1接通，台灯高亮度发光。X20第三次合上时，M0接通，因Y1常开触点闭合使M1接通，切断Y0和Y1，台灯熄灭。第五十一页，共八十三页。（三）任务实施设计洗手间的冲水清洗程序时，可以分别采用PLS和PLF指令作为Y0第一次接通前的开始定时信号和第二次接通的启动信号。因为同一编号的继电器线圈不能在梯形图中出现二次，否则称为“双线圈输出”，是违反梯形图设计规则的，所以Y0前后二次接通要用辅助继电器（M10）和（M15）进行过渡和“记录”，再将M10和M15的常开触点并联后驱动Y0输出，见图2－37所示。第五十二页，共八十三页。由于M0和M1都是微分短信号，要使定时器正确定时，就必须设计成启保停电路。而PLC的定时器只有在设定时间到的时候其触点才会动作，换句话说，PLC的定时器只有延时触点而没有瞬时触点。因此用M0驱动辅助继电器M2接通并自保，给T0定时30s提供长信号保证。再通过M10将输出Y0接通。同样，M15也是供T2完成30s定时的辅助继电器，而且通过M15将Y0第二次接通。第五十三页，共八十三页。（四）拓展知识――边沿检测指令（LDP/LDF、ANDP/ANDF、ORP/ORF）触点状态变化的边沿检测指令共有六个，指令属性见表2－1所示，其应用示例见图2－38所示。第五十四页，共八十三页。符号、名称功能电路表示操作元件程序步LDP取上升沿脉冲取上升沿脉冲与母线连接X，Y，M，S，T，C2LDF取下降沿脉冲取下降沿脉冲与母线连接X，Y，M，S，T，C2ANP与上升沿脉冲串联连接上升沿脉冲X，Y，M，S，T，C2ANF与下降沿脉冲串联连接下降沿脉冲X，Y，M，S，T，C2ORP或上升沿脉冲并联连接上升沿脉冲X，Y，M，S，T，C2ORF或下降沿脉冲并联连接下降沿脉冲X，Y，M，S，T，C2表2－1触点状态变化边沿检测指令表第五十五页，共八十三页。说明：这是一组与LD、AND、OR指令相对应的脉冲式触点指令。LDP、ANDP及ORP指令检测触点状态变化的上升沿，当上升沿到来时，使其操作对象接通一个扫描周期。LDF、ANDF及ORF指令检测触点变化的下降沿，当下降沿到来时，使其操作对象接通一个扫描周期。这组指令只是在某些场合为编程提供方便，当以辅助继电器M为操作元件时，M序号会影响程序的执行情况（注：M0～M2799和M2800～M3071两组动作有差异）。第五十六页，共八十三页。任务5进库物品的统计监控（一）任务分析一小型仓库，需要对每天存放进来的货物进行统计：当货物达到150件时，仓库监控室的绿灯亮；当货物数量达到200件时，仓库监控室红灯1s频率闪烁报警。本控制任务的关键是要对进库物品进行统计计数。解决的思路是在进库口设置传感器检测是否有物品进库，然后对传感器检测信号进行计数。这需要用到PLC的另一编程元件------计数器。第五十七页，共八十三页。（二）相关知识1.FX系列PLC的计数器C计数器是PLC的重要内部元件，它是在CPU执行扫描操作时对内部元件X、Y、M、S、T、C的信号进行计数。计数器同定时器一样，也有一个设定值寄存器(字)、一个当前值寄存器(字)、一个线圈以及无数个常开常闭触点(位)。当计数次数达到其设定值时，计数器触点动作，用于控制系统完成相应功能。计数器的设定值也与定时器的设定值一样，可用常数K设定，也可用数据寄存器D设定。如指定为D10，而D10中的内容为123，则与设定K123等效。FX系列PLC的计数器也采用十进制编号，如FX2N系列的低速计数器编号为C0～C234。第五十八页，共八十三页。2.16位低速计数器通常情况下，PLC的计数器分为加计数器和减计数器，FX系列的16位计数器都是加计数器。其地址编号如下：通用加计数器：C0～C99(100点)；设定值区间为K1～K32767停电保持加计数器：C100～C199(100点)；设定区间为K1～K32767停电保持计数器的特点是在外界停电后能保持当前计数值不变，恢复来电时能累计计数。第五十九页，共八十三页。16位通用加计数器的计数原理是：当复位信号X10断开时，计数信号X11每接通一次（上升沿到来），加计数器的当前值加1，当前值达到设定值时，计数器触点动作且不再计数。当复位信号接通时计数器处于复位状态，此时，当前值清0，触点复位，并且不计数。第六十页，共八十三页。（三）任务实施1.选择输入输出设备，分配地址，绘制I/O接线图X0-------进库物品检测传感器X1-----监控系统启动按钮（计数复位按钮）SBY0-------监控室红灯L0Y1-----监控室绿灯L1第六十一页，共八十三页。2.设计控制程序图示为监控系统的梯形图控制程序。每来一件物品进库，传感器通过X0输入一个信号，计数器C0、C1分别计数一次，C0计满150件时其触点动作，使绿灯（Y1）点亮；C1计满200件时其触点动作，与M8013（1s时钟脉冲）串联后实现Y0红灯1s频率闪烁报警。第六十二页，共八十三页。（四）知识拓展1.32位加/减计数器FX系列的低速计数器除了前面已讲解的16位计数器外，还有32位通用增/减双向计数器（地址编号C200～C219共20点)以及32位停电保持增/减双向计数器（地址编号C220～C234共15点)，设定值-2147483648～2147483647。增减计数器的设定值可正可负，计数过程中当前值可加可减，分别用特殊辅助继电器M8200～M8234指定计数方向，对应的特殊辅助继电器M断开时为加计数，接通时为减计数。第六十三页，共八十三页。用X12通过M8200控制双向计数器C200的计数方向。当X12=1时，M8200＝1，计数器C200处于减计数状态；当X12=0时，M8200＝0，计数器C200处于加计数状态。无论是加计数状态还是减计数状态，当前值大于等于设定值时，计数器输出触点动作；当前值小于设定值时，计数器输出触点复位。只要双向计数器不处于复位状态，无论当前值是否达到设定值，其当前值始终随计数信号的变化而变化。与通用计数器一样，当复位信号到来时，双向计数器处于复位状态。此时，当前值清0，触点复位，并且不计数。第六十四页，共八十三页。【应用举例】若仓库的货物每天既有进库的，也有出库的，图2－43所示是对进出仓库的货物都能计数统计的程序图。当货物需要出库时将X2合上，接通M8200和M8201，使C200、C201处于减计数方式。货物进库时将X2断开，使C200、C201处于加计数方式。无论处于何种方式，其当前值始终随计数信号的变化而变化，准确的反映了库存货物的数量。第六十五页，共八十三页。

2.通用计数器的自复位电路―――主要用于循环计数图示程序，C0对计数脉冲X4进行计数，计到第三次的时候，C0的常开触点动作使Y0接通。而在CPU的第二轮扫描中，由于C0的另一常开触点也动作使其线圈复位，后面的常开触点也跟着复位。因此在第二个扫描周期中Y0又断开。在第三个扫描周期中，由于C0常开触点复位解除了其线圈的复位状态，使C0又处于计数状态，重新开始下一轮计数。与定时器自复位电路一样，计数器的自复位电路也要分析前后三个扫描周期，才能真正理解它的自复位工作过程。计数器的自复位电路主要用于循环计数。定时器计数器的自复位电路在实际中应用非常广泛，要深刻理解，才能熟练其应用。第六十六页，共八十三页。【应用举例】图示为时钟电路程序。采用特殊辅助继电器M8013作为秒脉冲并送给C0进行计数。C0每计60次（1min）向C1发出一个计数信号，C1计60次（1hour）向C2发出一个计数信号。C0、C1分别计60次（00～59），C2计24次（00～23）。第六十七页，共八十三页。任务6LED数码管显示设计（一）任务分析LED数码管由七段条形发光二极管和一个小圆点二极管组成，根据各段管的亮暗可以显示从0－9的十个数字和许多字符。设计用PLC控制的数码管显示程序，要求：分别按下X0、X1和X2时，数码管相应显示数字0、1和2；按下X3时，数码管显示小圆点。每个字符显示1s后自动熄灭。第六十八页，共八十三页。七段数码管的结构如图所示，有共阴极和共阳极两种接法，在共阴极接法中，COM端一般接低电位，这样只需控制阳极端的电平高低就可以控制数码管显示不同的字符。例如：当b端和c端输入为高电平、其它各端输入为低电平时，数码管显示为“1”；当abcdef端输入全为高电平时，数码管显示为“0”。第六十九页，共八十三页。（二）相关知识1.梯形图程序设计规则与梯形图优化输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可以多次重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。梯形图每一行都是从左母线开始，经过许多触点的串并联，最后用线圈终止于右母线。触点不能放在线圈的右边，任何线圈不能直接与左母线相连，如图2－47所示.第七十页，共八十三页。在程序中，除步进程序外，不允许同一编号的线圈多次输出（不允许双线圈输出），如图2－48所示。第七十一页，共八十三页。不允许出现桥式电路。当出现图2－49（a）所示的桥式电路时，必须转换成图（b）的形式才能进行程序调试。第七十二页，共八十三页。为了减少程序的执行步数，梯形图中并联触点多的应放在左边，串联触点多的应放在上边。如图2－50所示，优化后的梯形图比优化前少一步。第七十三页，共八十三页。尽量使用连续输出，避免使用多重输出的堆栈指令，如图2－51所示，连续输出的梯形图比多重输出的梯形图在转化成指令程序时要简单许多。第七十四页，共八十三页。2.PLC程序设计常用的经验设计法所谓的经验设计法就是在传统的继电器－接触器控制图和PLC典型控制电路的基础上，依据积累的经验进行翻译、设计修改和完善，最终得到优化的控制程序。要注意的是：在继电器－接触器控制中，所有的继电器接触器都是物理元件，其触点都是有限的。因而控制电路中要注意触点是否够用，要尽量的合并触点。但在PLC中，所有的编程软元件都是虚拟器件，都有无数的内部触点供编程使用，不需要考虑怎样节省触点。第七十五页，共八十三页。继电器接触器控制中，要尽量减少元器