《PLC技术及应用（三菱）》课件全套 课题1-6　PLC 控制系统的认识-PLC控制系统的综合设计、调试与故障

课题一PLC控制系统的认识1任务1认识FX3U系列PLC任务2

GXWorks2编程软件的使用目录2任务1认识FX3U

系列PLC31．了解PLC的定义，熟悉PLC的特点。2．理解PLC的工作原理，掌握PLC的组成。3．认识PLC的型号，能识读FX3U

系列PLC的外部端子。4．能识读PLC外部接线图，正确进行PLC的硬件接线。学习目标4任务描述随着工业自动化技术的不断发展，可编程逻辑控制器（programmablelogiccontroller，PLC）在工业自动化控制系统中扮演着越来越重要的角色，三菱FX3U

系列PLC以其高性能、高可靠性和易于扩展的特性，成为了众多工业控制应用的首选。本任务旨在通过系统化的学习，全面了解FX3U

系列PLC的定义与特点、硬件与软件组成、工作原理、型号规格、外部端子识别以及硬件接线，为后续深入学习PLC编程与应用打下坚实的基础。5知识平台6一、PLC的定义PLC是一种工业控制装置，它是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。PLC是一种专为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用可编程存储器（用来存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令），并通过数字式或模拟式的输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其相关设备都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计。7二、PLC的特点1．使用灵活、通用性强PLC用程序代替了继电器控制逻辑，生产工艺流程改变时只需修改用户程序，不必重新安装、布线，十分方便。2．编程方便、易于使用PLC采用专门的编程语言，指令少，简单易学。大多采用梯形图语言，这种语言与继电器电路图十分相似，使得技术人员易于接受和理解。83．接口简单、维护方便PLC具有丰富的I/O接口模块，不同的现场信号都有相应的I/O接口模块与现场器件和设备连接，其输入、输出接口设计成可直接与现场强电相接，有AC/DC24V、48V、110V、220V等电压等级产品，组成系统时可直接选用。4．实时性高、响应迅速PLC对实时性的要求非常高，能够以毫秒级速度响应输入信号并执行相对应的操作，这对于在工业生产过程中快速响应各种变化至关重要。同时，PLC具有强大的自诊断功能，当出现故障时，能迅速查明原因并报警，便于维护人员及时处理。95．功能完善、适用面广PLC的功能十分完善，不仅可以完成简单的逻辑控制、定时、计数等，还可以完成复杂的算术运算、数据处理和通信等。同时，具有较强的扩展能力，可根据不同的应用场景进行扩展，这使得PLC能够广泛应用于各种机械设备和工业生产过程的自动化控制中。106．可靠性高、抗干扰能力强PLC面向工业生产现场，采用大规模集成电路技术，内部大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。同时采取了屏蔽、隔离、滤波、联锁等安全防护措施，可有效地抑制外部干扰，能适应各种恶劣的工业环境，具有极高的可靠性。PLC还采取了硬件和软件相结合的抗干扰措施，使得其能在强干扰环境中可靠工作。117．体积小、重量轻、功耗低PLC的体积通常很小，重量也很轻，这使得它非常便于安装和调试。同时，PLC的功耗也很低，这有助于降低整个系统的能耗。8．易于实现机电一体化PLC可以与各种机械设备进行连接，实现机电一体化，这使得PLC在工业自动化领域具有广泛的应用前景。12三、PLC的组成PLC与微型计算机基本相同，也是由硬件和软件两部分组成。1．PLC的硬件组成PLC的硬件是指构成它的各个结构部件，主要由微处理器（CPU）、存储器、输入单元/输出单元、通信接口、扩展接口和电源等部分组成。1314整体式PLC的组成框图模块式PLC将各部件封装成模块，各模块通过连接基板安装在机器或导轨上，其组成形式与整体式PLC不同，如图所示。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。15模块式PLC的组成框图尽管整体式PLC与模块式PLC的结构不同，但各部分的功能是相同的，下面对PLC主要组成部分进行简单介绍。（1）微处理器。PLC中的CPU包含控制器和运算器，通过执行系统程序，指挥PLC有条不紊地进行工作，主要有以下几个方面的作用：1）接收从编程装置输入的用户程序和数据。2）诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。163）通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据寄存器中。4）从存储器中逐条读取用户程序，经过解释后执行。5）根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印、数据通信等功能。17（2）存储器。存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据，按其功能可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。（3）输入/输出单元。输入/输出单元通常也称为I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接接口。（4）通信接口。PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与编程器、监视器、打印机、其他PLC、计算机等设备实现通信。18（5）扩展接口。扩展接口用于扩展系统I/O点数。这种扩展接口实际为总线形式，可配接开关量的I/O单元，也可配置模拟量、高速脉冲等单元以及通信适配器等。（6）电源。PLC的电源有交流（AC220V或AC110V）和直流（常用DC24V）两类。192．PLC的软件组成（1）系统程序。系统程序是PLC制造厂家编写的核心程序，具有硬件资源管理、运行环境提供和用户程序编译处理等功能。系统程序在出厂时被固化于ROM（PROM、EPROM）中，用户无法修改。（2）用户程序。用户程序是由用户根据控制对象的工艺要求编写的应用程序，通常存储于CMOS静态RAM中，并借助后备电池实现掉电保护。若程序稳定不需修改，也可固化于EPROM或直接使用EEPROM存储。20四、PLC的工作原理PLC用户程序的执行采用循环扫描的工作方式。当PLC投入运行后，CPU从用户程序存储区的第一条指令（即程序的起始步）开始，在无中断或跳转的情况下，按程序存储的顺序逐条执行用户程序指令，直到END指令执行完毕；然后再次从头开始执行，如此循环，直到停机或从运行切换到停止工作状态。PLC有两种基本的工作模式，即运行（RUN）模式和停止（STOP）模式，PLC的基本工作模式如图所示。21PLC的基本工作模式1．PLC的运行模式在运行模式下，PLC对用户程序的循环扫描过程主要分为三个阶段，即输入处理阶段、程序执行阶段和输出处理阶段。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段，如图所示。22PLC的主要工作过程（1）输入处理阶段。输入处理阶段又称为输入采样阶段，PLC在此阶段以扫描的方式顺序读入所有输入端子的状态（接通或断开），并将其状态存入输入映像寄存器中。接着转入程序执行阶段，在程序执行期间，即使输入状态发生变化，输入映像寄存器的内容也不会变化，这些变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段被读入。23（2）程序执行阶段。在程序执行阶段，PLC按顺序对程序进行扫描。如果程序用梯形图表示，在扫描每一条梯形图程序时，总是先扫描梯形图左边的各触点，并按先左后右、先上后下的顺序进行扫描。每扫描一条指令，所需的输入状态或其他元件的状态分别从输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出，然后进行逻辑运算，并将运算结果写入元件映像寄存器中。也就是说，程序执行过程中，元件映像寄存器内元件的状态可以被后面将要执行的程序所应用，它所存储的内容也会随程序执行的进程而变化。24（3）输出处理阶段。输出处理阶段又称为输出刷新阶段。在此阶段，PLC将元件映像寄存器中所有输出继电器的状态（接通或断开）转存到输出锁存电路，再驱动被控对象（负载），这就是PLC的实际输出。252．PLC的停止模式在停止模式下，PLC只进行内部处理和通信服务工作。在内部处理阶段，PLC主要完成自检、自诊断等工作，如检查CPU模块内部的硬件是否正常、进行监控定时器复位等。在通信服务阶段，PLC主要负责通过网络与其他PLC或现场设备进行数据交换。263．输入/输出滞后时间PLC采用循环扫描工作方式，即对信息采用串行处理方式，这种特定的先采集输入数据、再进行集中处理的方式存在一定的输入/输出响应滞后现象。输入/输出滞后时间又称为系统响应时间，是指从PLC外部输入信号发生变化的时刻起至由它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻所需的时间。它由输入模块的滤波时间、输出模块的滞后时间和扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。27（1）输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声，消除外接输入触点动作时产生抖动引起的不良影响。滤波时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为10ms。（2）输出模块的滞后时间与模块开关器件的类型有关，继电器型约为10ms；晶体管型一般小于1ms；双向晶闸管型在负载通电时的滞后时间约为1ms，负载由通电到断电的最长滞后时间约为10ms。（3）扫描工作方式产生的最长滞后时间可超过两个扫描周期。28五、PLC的型号含义FX3U

系列PLC命名格式为：1．系列名称FX系列的常用名称有1S、1N、2N、3U、3G和5U等。2．I/O点数I/O的总点数（端子数），主要有16点、32点、48点、64点、80点和128点。293.单元类型

FX系列的单元类型一般有4种（基本单元、输入/输出扩展单元、扩展模块），其中常见的单元类型如下：（1）M表示基本单元，具有标准的输入/输出功能和处理能力。（2）E表示输入/输出混合扩展单元及扩展模块，具有扩展模块，同时包含输入/输出功能，内置了电源回路。304．电源类型和输入/输出形式R/ES：AC电源/DC24V（漏型/源型）输入/继电器输出。T/ES：AC电源/DC24V（漏型/源型）输入/晶体管（漏型）输出。T/ESS：AC电源/DC24V（漏型/源型）输入/晶体管（源型）输出。S/ES：AC电源/DC24V（漏型/源型）输入/晶闸管（SSR）输出。31R/DS：DC电源/DC24V（漏型/源型）输入/继电器输出。T/DS：DC电源/DC24V（漏型/源型）输入/晶体管（漏型）输出。T/DSS：DC电源/DC24V（漏型/源型）输入/晶体管（源型）输出。R/UA1：AC电源/AC100V输入/继电器输出。32六、PLC的硬件识别与安装1．FX3U系列PLC的硬件组成以FX3U-48MPLC为例，介绍其硬件组成，具体如图所示。（1）正面带盖板时的各部位名称如下图a所示。3334FX3U

系列PLC的硬件组成a）正面带盖板时的各部位名称b）打开端子排盖板时的各部位名称c）左侧面的各部位名称d）右侧面的各部位名称35FX3U

系列PLC的硬件组成a）正面带盖板时的各部位名称b）打开端子排盖板时的各部位名称c）左侧面的各部位名称d）右侧面的各部位名称各部位的功能见下表。36正面带盖板时的各部位名称与功能37正面带盖板时的各部位名称与功能（2）打开端子排盖板时的各部位名称如上图b所示，各部位的功能见下表。38打开端子排盖板时的各部位名称与功能（3）左、右侧面的各部位名称如上图c、d所示，各部位的功能见下表。39左、右侧面的各部位名称与功能2．FX3U系列PLC的硬件安装PLC有两种安装方式：一是直接利用机箱上的安装孔，用螺钉将机箱固定在控制柜的背板或面板上；二是利用DIN导轨安装，这需要先将DIN导轨固定好，再将PLC及各种扩展单元卡在DIN导轨上。安装时，要注意在PLC周围留足散热及接线空间。40如下图所示为FX3U

系列PLC在DIN导轨上的安装情况。PLC应安装在温度为0～55℃、相对湿度为5%～95%、无粉尘和油烟、无腐蚀性及可燃性气体、无过量灰尘和金属微粒的环境中。41FX3U

系列PLC在DIN导轨上的安装情况3．PLC的外部端子以FX3U-48MT/ES（-A）PLC为例，FX3U

系列PLC端子排列如下图所示。42FX3U-48MT/ES（-A）PLC端子排列图（1）电源端子。FX3U-48MT/ES（-A）PLC使用单相交流电，电压范围是AC100～240V，频率为50/60Hz，L、N、分别代表相线、零线和地线。（2）DC24V供电电源。指PLC内部开关电源产生的24V直流电源，24V是内部直流电源的正极，0V是内部直流电源的负极。43（3）输入端子。FX3U-48MT/ES型PLC有24个输入端子，S/S为其公共端。输入端子内部的光电耦合器由双向发光二极管并联而成，所以既可以接漏型输入，也可以接源型输入。（4）输出端子。FX3U-48MT/ES型PLC有24个输出端子，Y0～Y3共用公共端子COM1，Y4～Y7共用公共端子COM2、Y10～Y13共用公共端子COM3，Y14～Y17共用公共端子COM4，Y20～Y27共用公共端子COM5，不同组的端子之间用粗线隔开。标注“·”的为空端子，不可使用。44七、PLC的硬件接线1．电源接线PLC基本单元的供电通常有两种情况：一是直接使用工频交流电，通过交流输入端子连接，对电压的要求比较宽松，100～240V均可使用；二是采用外部直流开关电源供电，一般配有DC24V的输入端子。采用交流供电方式的PLC带有DC24V内部电源，为输入元器件及扩展模块供电。如图所示为FX3U-48MR/ES（-A）型PLC的输入端子排及电源接线情况，输入端子排中标有L、N的接线端为交流电源相线及零线的接入点。4546FX3U-48MR/ES（-A）型PLC的输入端子排及电源接线情况2．输入端子接线常用的三菱PLC输入电信号为DC24V信号，一般将X和0V或24V端子短接视为接通。切记，不要接入交流信号，如果外部信号为交流信号则应该通过中间继电器进行转换，或者将其转换成DC24V信号后再接入PLC的输入端子。47PLC的输入端子连接输入信号，输入元器件主要有开关、按钮及各种传感器，这些都是触点类型的元器件。输入元器件接入PLC时，每个触点的两个接头分别连接一个输入端子及输入公共端，如图所示。48PLC输入信号的接入输入类型一般由传感器是NPN型还是PNP型来决定。PLC的漏型输入（如图所示）与NPN型传感器对应，PLC与NPN型传感器的连接如下图所示，输入0V（低电平）有效，公共端S/S和24V短接。49PLC输入信号的接入50PLC与NPN型传感器的连接PLC的源型输入（如图所示）与PNP型传感器对应，PLC与PNP型传感器的连接如下图所示，输入24V（高电平）有效，公共端S/S和0V短接。导通时，输入（X）为ON状态，对应输入的LED点亮。51PLC的源型输入52PLC与PNP型传感器的连接3．输出端子接线三菱FX3U

系列PLC的输出分为继电器输出（用R表示）、晶体管输出（包括源型输出和漏型输出，用T表示）以及双向晶闸管输出（用S表示），不同类型输出的接线方式不同，这三种输出方式的电路原理如图所示，三种输出方式的性能比较见下表。5354PLC三种输出方式的电路原理a）继电器输出b）晶体管输出c）双向晶闸管输出55PLC三种输出方式的性能比较PLC输出接口连接的元器件主要是继电器、接触器、电磁阀等线圈，这些元器件均采用PLC机外的专用电源供电，PLC内部提供一组输出开关元件。接入时，线圈的一端接输出端子螺钉，另一端经电源接输出公共端，如图所示。56PLC输出信号的接入（1）继电器输出型。继电器输出型PLC在接线时应该注意电压的范围，如果使用直流电源，应确保电源电压在DC30V以下。如果使用交流电源，应确保电源电压在AC240V以下。继电器输出型PLC在接线时无须考虑电源的正负极性，接线图如图所示。57继电器输出型PLC的输出接线（2）晶体管输出型。晶体管输出型PLC应使用DC5～30V电源。漏型输出（T/ES）的公共端为负极，标记为COM。源型输出（T/ESS）的公共端为正极，标记为+V。晶体管输出型PLC的输出端子如图所示，型号中有“T/ES”表示漏型输出。58晶体管输出型PLC的输出端子有“T/ESS”表示源型输出，晶体管输出型PLC的输出接线如图所示。59晶体管输出型PLC的输出接线a）漏型输出b）源型输出（3）双向晶闸管输出型。双向晶闸管输出型PLC应使用AC85～242V电源，因使用的是交流电源，所以在接线的时候可以不考虑正负极性，接线图如图所示。60双向晶闸管输出型PLC的输出接线4．接地线的接入可靠的接地线可以减少外界信号干扰，实现系统的稳定运行。PLC设备上通常有一个标有“

”或“GND”的接地螺钉或接地端子，使用适当规格的导线将PLC的接地线连接到这个接地螺钉或端子上。接地线应尽可能短，避免与其他电源线或信号线平行布置，以减少电磁干扰。61任务2GXWorks2编程软件的使用621．熟悉GXWorks2编程软件的特点和功能，掌握GXWorks2的下载和安装方法。2．熟悉GXWorks2编程软件的编程界面，理解硬件配置与参数设置方法。3．掌握程序的编辑、写入、读取、运行与监视方法。4．了解PLC常用的编程语言。5．能正确使用GXWorks2编程软件进行程序编辑、写入、运行和监视。学习目标63任务描述64随着工业4.0时代的到来，自动化控制技术日新月异，在智能制造与工业自动化的浪潮中，PLC作为控制系统的核心，其编程技术成为工程师必备的技能之一。GXWorks2作为三菱PLC的编程软件，以其强大的功能、灵活的操作和高效的编程体验，广泛应用于各类自动化项目中。本任务旨在通过系统化的学习与实践，对GXWorks2软件的操作与应用有一定的认知。主要包括软件安装与配置、用户界面认知、项目创建与管理、编程语言的应用、程序编写与调试、在线监控、与PLC的通信配置和数据交互等。一、GXWorks2编程软件的特点和功能1．GXWorks2的特点（1）多样化的编程语言。GXWorks2支持多种编程语言，包括梯形图（ladderdi-agram，LD）、指令表（instructionlist，IL）、顺序功能图（sequentialfunctionchart,SFC）、结构化文本（structuredtext,ST）等，用户可以根据项目需求和个人编程习惯选择最合适的语言进行编程。相关知识65（2）直观的编程界面。GXWorks2提供直观的图形用户界面，使得编程过程更加易于理解，用户可以通过拖放和连接图形符号来构建控制逻辑，大大降低编程难度；同时，内置强大的调试和监控工具，允许用户在线监控PLC程序的运行状态，实时查看数据变化，有助于用户快速定位和解决编程过程中出现的问题，提高编程效率。（3）强大的兼容性。GXWorks2不仅支持三菱FX3U

系列PLC，还兼容其他系列的三菱PLC。用户能够轻松地在不同型号的PLC之间进行切换和编程。662．GXWorks2的功能（1）程序模拟与仿真。GXWorks2提供程序模拟功能，允许用户在没有实际硬件的情况下对PLC程序进行模拟调试，有助于提前发现并解决潜在的问题，降低项目风险；还支持智能功能模块的配置和调试，如温度控制模块、压力控制模块等，用户可以通过软件轻松配置这些功能模块，实现更高级别的自动化控制。67（2）数据管理与共享。GXWorks2支持PLC与HMI（人机界面）、运动控制器等外部设备的数据共享，使用户能够更方便地实现系统集成和数据交换；同时，具有项目管理功能，允许用户将多个程序文件和配置文件组成一个项目，方便团队成员之间的协作和分享；并且提供程序加密功能，保护用户的知识产权和数据安全；还提供程序备份和恢复功能，确保意外情况下数据能够及时恢复。68二、GXWorks2编程软件的下载和安装1．GXWorks2的下载（1）访问三菱电机官方网站。建议直接访问三菱电机（中国）的官方网站，这是获取软件安装包最安全、最可靠的途径。官网的软件下载区域通常会有软件的最新版本以及相关的下载信息，可以找到GXWorks2编程软件的下载链接。（2）下载安装包。单击下载链接，开始下载安装包。（3）注意事项。需确保下载的是最新版本的软件，以便获得最新的功能和安全更新；在安装新软件之前，建议备份计算机中的重要数据。692．GXWorks2的安装（1）安装环境的要求。Windows7/8/10操作系统，处理器建议为IntelCorei3及以上，内存建议为4GB或更多以及至少5GB可用硬盘空间，显示分辨率设置为1024×768及以上。（2）软件安装前的操作。在安装软件之前，建议暂时关闭计算机的杀毒软件、防火墙等安全软件。安装至个人计算机时，需要以管理员身份运行安装程序。同时，建议检查计算机的网络连接是否正常，在安装过程中可能需要下载一些必要的插件或更新包。70（3）软件安装。进入解压后的文件夹，找到并打开Disk1文件夹，右击“setup.exe”应用程序（见下图），单击“以管理员身份运行”选项。然后，在弹出的安装向导中，单击“确定”或“下一步”按钮继续安装。选择安装路径时，建议安装在非系统盘，以避免占用系统盘空间。在安装过程中，可能会弹出一些提示窗口，可根据实际需求选择是否安装相关插件。71右击“setup.exe”应用程序三、GXWorks2编程软件的编程界面与参数设置1．项目的创建双击桌面上的GXWorks2编程软件的快捷方式图标

或在计算机“开始”栏找到“MELSOFT”下GXWorks2软件及其图标，单击打开软件，GXWorks2编程软件启动界面如图所示。7273GXWorks2编程软件启动界面在软件启动界面中单击菜单栏中的“工程”→“新建”选项，或直接单击工具栏左上角的“新建”按钮

，或按“Ctrl+N”键，弹出“新建”对话框，如图所示，在此对话框中可以设置CPU系列、机型、工程类型和程序语言。在实际应用中，应注意选择的PLC系列和机型必须与实际使用的硬件保持一致。74“新建”对话框2．界面的编辑GXWorks2编程软件的界面布局合理，功能区域划分清晰，支持多种编程语言，并提供丰富的功能模块和工具，如仿真模拟、在线调试、故障诊断等。还支持多种三菱PLC系列和机型，并提供丰富的接口和协议支持，方便与各种设备进行连接和通信。其编程界面如下图所示，主要由标题栏、菜单栏、工具栏等构成。7576GXWorks2编程软件的编程界面界面布局如下：①标题栏。位于界面的最上方，如图所示，显示当前的工程保存路径、工程名称以及程序步数。77标题栏②菜单栏。位于标题栏下方，显示执行各功能的菜单，如图所示，有“工程”“编辑”“搜索/替换”“转换/编译”等，可以根据需要快速执行各种操作。78菜单栏③工具栏。通常位于菜单栏下方，如图所示，主要有标准工具栏、程序通用工具栏、切换折叠窗口/工程数据工具栏、梯形图工具栏等，各工具栏显示执行各功能的工具按钮，如新建工程、打开工程、保存工程、转换/编译程序等，将光标放至相应按钮位置即可显示其功能。79工具栏④工程导航栏。位于界面的左侧，提供了一系列功能模块和工具，如图所示，包括工程、用户库和连接目标。打开“工程”模块，可显示对应的工程信息，双击或右击目标选项可以打开对应的属性。8081工程导航栏⑤程序编辑区。位于界面的右侧，是编写程序的主要区域，如图所示，可以在此区域中输入梯形图、指令表、顺序功能图等编程语言来编写程序。82程序编辑区⑥状态栏。位于界面的底部，如图所示，显示当前进度和其他相关信息。83状态栏3．硬件配置与参数设置84（1）配置PLC型号。新建工程时，在GXWorks2编程软件的菜单栏中单击“工程”→“新建”选项，可以选择使用的PLC系列和类型。若要在创建完毕的项目中更改PLC的配置，可以单击菜单栏的“工程”→“PLC类型更改”选项，在弹出的对话框中更改PLC的系列和类型，如图所示。此时，需确保所选型号与硬件配置匹配。“PLC类型更改”对话框（2）配置输入/输出模块。在GXWorks2编程软件的工程导航栏中，双击“参数”→“PLC参数”选项，在弹出的对话框中，单击“I/O分配设置”选项卡，根据硬件配置，设置输入/输出模块的类型、点数、起始地址等参数，如图所示。此外，还可以通过切换选项卡，进行PLC名设置、PLC系统设置、软元件设置、串行通信设置等。注意不同系列的PLC参数有所不同。8586配置输入/输出模块（3）添加特殊功能模块。在工程导航栏中，双击“特殊模块（智能功能模块）”选项。在弹出的对话框中，选择需要的功能模块类型，并按照提示进行配置，如图所示。87添加特殊功能模块四、GXWorks2编程软件的程序编辑1．梯形图程序的输入（1）工具栏按钮输入。将光标放在程序编辑区中要输入程序的位置，单击工具栏的“常开触点”按钮

，会弹出输入常开触点指令的对话框，在文本框中输入对应的常开触点名称后，单击“确定”按钮即可完成常开触点指令的输入，输入其他指令的方法类似，如下图所示。8889工具栏按钮输入方式（2）功能键输入。（3）菜单栏命令输入。（4）文本框快速输入。在程序编辑区中将光标放在程序输入位置，双击此处或直接通过键盘输入指令，会弹出指令输入对话框，输入对应的指令和元件参数即可。902．梯形图程序的转换与编译程序编辑完成后，需要进行转换/编译才能将程序下载到PLC中运行。在菜单栏中单击“转换/编译”→“转换”选项或者直接使用快捷键“F4”即可对程序进行转换/编译。若转换/编译成功，程序上的灰色部分会消失；若转换/编译失败，则会有对应的提示框，且程序上的灰色部分不会消失，此时需要修改程序，修改完成后可再次进行转换/编译。913．梯形图程序的检查与修改在菜单栏中单击“工具”→“程序检查”选项，弹出“程序检查”对话框，如图所示。勾选要检查的内容和对象，再单击“执行”按钮，软件将自动对梯形图程序进行语法和逻辑检查。检查完成后，软件会列出所有发现的错误和警告信息。92“程序检查”对话框如果要进行梯形图的修改，需要将其转换成编辑模式，通过按“F2”键或单击工具栏中的“写入模式”按钮

来实现。进入编辑模式后，梯形图区域将变为可编辑状态，找到梯形图中需要插入或改写的位置，通过键盘输入或菜单输入来插入或改写梯形图指令，根据需要使用“横线输入”按钮

/“竖线输入”按钮

将新插入或改写的指令与其他指令连接；通过菜单栏的“编辑”选项可以剪切、复制程序；“横线输入”按钮/“竖线输入”按钮

和“横线删除”按钮

/“竖线删除”按钮

可调整程序结构和各软元件的连接关系。93五、GXWorks2编程软件的程序写入、读取、运行与监视1．程序的写入使用PLC程序的写入功能，即可将使用GXWorks2编程软件编辑好的程序下载到PLC中。在程序写入之前需要将PLC置于STOP模式，单击菜单栏中的“在线”→“PLC写入”选项，即可弹出PLC写入对话框，如下图所示，勾选需要写入PLC的内容，再单击“执行”按钮，开始执行程序写入。9495PLC写入对话框2．程序的读取使用PLC程序的读取功能，即可将PLC内部的程序上传到对应的计算机中，操作过程与PLC程序写入过程类似。在程序读取之前需要将PLC置于STOP模式，单击菜单栏中的“在线”→“PLC读取”选项，即可弹出PLC读取对话框，如图所示，勾选需要读取PLC的内容，再单击“执行”按钮，开始执行程序读取。9697PLC读取对话框3．程序的运行执行程序的运行时，需要将PLC的运行模式调至RUN模式，可通过PLC上的“RUN/STOP”开关选择，也可通过执行“在线”→“远程操作”命令将PLC设置为RUN模式，操作方法如图所示。98将PLC设置为RUN模式4．程序的监视程序运行后，可以进行PLC程序的监视，可通过单击菜单栏中的“在线”→“监视”→“监视模式”选项，或通过单击工具栏中的“监视模式”按钮

切换到程序监视模式。在监视模式下，可以直观地看到软元件的通断状态，软元件为ON时会显示蓝色，定时器、计数器的当前值会显示在软元件的下方。99六、PLC常用的编程语言1．梯形图梯形图语言是PLC编程中最常用的语言，由继电器控制系统原理图演变而来。梯形图具有直观性和对应性，易于调试，调试过程中可以方便地查看和修改，适用于开关量控制和顺序控制等简单逻辑控制。1002．指令表指令表语言是一种类似于汇编语言的文本编程语言，使用助记符来表示操作功能。指令表编程设备简单，逻辑紧凑，适合在没有计算机的情况下使用手持编程器进行编程。指令表与梯形图可以互相转换、互为补充。3．顺序功能图顺序功能图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言，将控制流程分成步和转换条件，逐步执行动作。具有结构清晰、易于阅读和维护等特点，适用于顺序控制系统。1014．功能块图功能块图语言类似于数字逻辑电路，采用功能块图的形式来表示模块功能。功能块图直观性强，适合于具有数字逻辑电路基础的设计人员，能够减少编程、调试时间，适用于描述复杂逻辑关系和数据处理过程的控制系统。5．结构化文本结构化文本语言是一种高级的文本编程语言，类似于Pascal或C语言。结构化文本支持复杂的数据结构、算术和逻辑运算以及程序控制结构，如变量声明、数据类型转换、条件语句、循环语句等，用于描述功能、功能块和程序的行为。具有灵活性高、可读性强等特点，适用于需要处理复杂算法和需要具备高级数据处理功能的控制系统。102课题二电动机继电控制线路的PLC

改造103任务1电动机连续运行控制线路的PLC改造任务2电动机正反转控制线路的PLC改造任务3电动机Y-△降压启动控制线路的PLC改造任务4工作台自动往返控制线路的PLC改造目录104任务1电动机连续运行控制线路的PLC改造1051．掌握软元件X、Y的功能及编程方法。2．掌握PLC基本指令LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、END的功能和使用方法。3．能运用LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、END指令编写梯形图程序。4．能按照电气安装工艺规范完成电动机连续运行控制线路PLC改造的外部硬件接线。5．能根据控制要求完成电动机连续运行控制线路PLC改造的程序设计与系统调试。学习目标106任务描述三相异步电动机连续运行控制线路电气原理图如图所示。合上电源开关QF，按下启动按钮SB1，交流接触器KM线圈得电，电动机通过接触器控制而接入电源，电动机连续运行；按下停止按钮SB2，KM线圈断电，电动机电源被切断而停止运行。采用PLC控制电动机工作时，由于PLC的输出端带负载的能力有限，电动机不可能直接接在PLC的输出端上，所以采用PLC控制接触器动作的方式实现对电动机启动和停止的控制。107108三相异步电动机连续运行控制线路电气原理图控制要求如下：1．电动机启停控制（1）按下启动按钮时，接触器得电吸合，三相异步电动机接通电源连续运行。（2）按下停止按钮时，接触器断电释放，三相异步电动机断开电源停止运行。1092．保护功能（1）电路应具备短路保护功能，当电路中出现短路故障时，能够迅速切断电源，防止设备损坏。（2）电路应具备过载保护功能，当电动机过载运行时，热继电器应能及时动作，切断电源，保护电动机不受损坏。（3）电路应具备欠压和失压保护功能，当电源电压低于规定值或停电时，电动机应能自动停止运行，防止在低电压下运行造成损坏（或者电源恢复供电时直接启动）。110知识平台111一、三菱FX系列PLC软元件PLC软元件是PLC内部具有一定功能的元件，由电子电路、寄存器和存储器单元等组成，没有物理触点，且其触点可以无限次地使用。PLC的软元件主要包括输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C、数据寄存器D和状态继电器S等，FX系列PLC的内部软元件及编号见下表。112FX系列PLC的内部软元件及编号113FX系列PLC的内部软元件及编号二、输入继电器X1．功能输入继电器X的主要功能是接收来自外部设备的开关量信号，这些信号被转换为PLC内部可以处理的数字信号。输入继电器X还起到电气隔离作用，保护PLC内部电路免受外部电气干扰和损坏。114输入继电器X与输入端相连，PLC通过输入端子将外部输入信号状态（接通时为“1”，断开时为“0”）读入并存储在输入映像寄存器中。输入继电器X001的等效电路如图所示。115输入继电器X001的等效电路输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能出现其线圈。由于输入继电器X为输入映像寄存器中的状态，所以其触点的使用次数不限，每个输入继电器都有无数个编号相同的常闭触点和常开触点。FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，FX3U系列输入继电器的编号为X000～X007、X010～X017、X020～X027、X030～X037等，带扩展功能时，输入继电器的总数最多可达256点，具体取决于PLC的型号和配置。注意，基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元和扩展模块则按照与基本单元连接的顺序进行编号。1162．编程方法在PLC编程前，需要定义输入继电器X的功能和编号，这些编号在PLC程序中用于标识和引用不同的输入信号。在梯形图编程中，输入继电器通常表示为常开触点或常闭触点。当外部信号作用于输入继电器时，其对应的触点状态会发生变化，从而触发相应的逻辑运算。输入继电器的应用如图所示，当常开触点X000对应的输入继电器被激活时，X000的状态为ON（或称为“1”状态），当外部信号消失时，X000的状态变为OFF（或称为“0”状态）。117输入继电器的应用三、输出继电器1．功能输出继电器Y的主要功能是将PLC内部的运算结果或控制指令转换为外部设备可以识别的信号，如电流或电压信号。输出继电器用于驱动外部负载，如电动机、电磁阀、指示灯等。通过控制输出继电器的通断，可以实现对外部设备的控制。118输出继电器Y将PLC内部信号输出并传送给外部负载（用户输出设备）。输出继电器线圈由PLC内部程序的指令驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。如图所示为输出继电器Y000的等效电路。119输出继电器Y000的等效电路每个输出继电器都对应输出单元中唯一一个常开硬触点，但对于程序中供编程使用的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次使用。FX系列PLC的输出继电器以八进制进行编号，FX3U

系列输出继电器的编号为Y000～Y007、Y010～Y017、Y020～Y027、Y030～Y037等，带扩展功能时，输出继电器的总数最多可达256点，具体取决于PLC的型号和配置。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器编号是固定的，扩展单元和扩展模块也是按照与基本单元连接的顺序进行编号。1202．编程方法与输入继电器X类似，输出继电器Y也需要在编程前进行定义和编号，这些编号在PLC程序中用于标识和引用不同的输出信号。在梯形图编程中，输出继电器Y通常表示为线圈。当程序执行到某个逻辑条件满足时，会激活相应的输出继电器Y线圈，从而使其对应的触点闭合或断开，以驱动外部负载。输出继电器的应用如图所示，X001是输出继电器Y001的工作条件，当外部信号使常开触点X001对应的输入继电器被激活（即X001的状态变为ON）时，根据梯形图的逻辑，输出继电器Y001会被设置为ON状态，从而输出信号控制外部设备。121输出继电器的应用四、基本指令（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、END）1．LD、LDI、OUT指令（1）LD（取）指令。与输入左母线连接的常开触点指令，即常开触点逻辑运算起始。目标元件为输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C和数据寄存器的位D□.b。122（2）LDI（取反）指令。与输入左母线连接的常闭触点指令，即常闭触点逻辑运算起始。目标元件为输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C和数据寄存器的位D□.b。（3）OUT（输出）指令。对线圈进行驱动的指令。目标元件为输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C等线圈和数据寄存器的位D□.b，不能用于输入继电器X。123（4）LD、LDI、OUT指令说明。LD、LDI指令既可用于输入与左母线相连的触点，也可与ANB、ORB指令配合实现块逻辑运算；OUT指令接于右母线，可以对并联线圈进行多次驱动，对于定时器和计数器，在OUT指令后应设置常数K或数据寄存器。（5）LD、LDI、OUT指令的应用如图所示。124LD、LDI、OUT指令的应用a）梯形图b）指令表c）时序图2．AND、ANI指令（1）AND（与）指令。实现逻辑“与”运算，用于一个常开触点的串联连接。它表示取指定触点的ON/OFF状态，与前面的输入条件进行逻辑“与”运算。如果所有串联的常开触点都为ON状态，则结果为ON；否则，结果为OFF。（2）ANI（与非）指令。实现逻辑“与非”运算，用于一个常闭触点的串联连接。它表示取指定触点的ON/OFF状态，并对其进行取反后，再与前面的输入条件进行逻辑“与”运算。如果所有串联的触点都为OFF状态（或取反后为ON状态），则结果为ON；否则，结果为OFF。125（3）AND、ANI指令说明。AND、ANI指令可以进行一个触点的串联，可以连续、无限制地多次使用，以实现多个条件的串联。目标元件为输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C和数据寄存器的位D□.b。（4）AND、ANI指令的应用如图所示。126AND、ANI指令的应用a）梯形图b）指令表c）时序图3．OR、ORI指令（1）OR（或）指令。实现逻辑“或”运算，用于单个常开触点的并联。若需要两个或更多条件中的任意一个满足时，触发某个动作或状态改变，可以使用OR指令。（2）ORI（或非）指令。实现逻辑“或非”运算，用于单个常闭触点的并联。127（3）OR、ORI指令说明。OR和ORI指令都是从该指令的步开始，与前面的LD或LDI指令的步进行并联连接。并联连接的次数不受限制。目标元件为输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C和数据寄存器的位D□.b。（4）OR、ORI指令的应用如图所示。128OR、ORI指令的应用a）梯形图b）指令表c）时序图4．END指令END（结束）指令用于指定程序的结束。END指令无目标元件。当PLC执行到END指令时，会停止当前程序的执行。具体来说，如果程序中不写END指令，不管实际用户程序有多长，PLC都将从用户程序存储器的第一步执行到最后一步。而如果在程序中加入了END指令，PLC在扫描到END指令时就会停止执行程序，从而避免了不必要的扫描周期，缩短了程序的整体执行时间。END指令需放在程序的末尾，确保PLC能够正确识别程序的结束位置。GXWorks2编程软件会在程序末尾自动添加END指令。在程序调试过程中插入的END指令需要在调试结束后及时删除，以免影响程序的正常运行。129五、PLC的通信连接PLC与计算机的通信连接方式多种多样，通信连接方式的选择主要取决于应用场景、距离、数据传输量以及成本等因素。以三菱FX3U-48MR/ES（-A）PLC为例，使用GXWorks2编程软件对PLC与计算机进行连接的方式主要有以下几种：1．USB通信连接。将USB通信线的一端连接到PLC的USB通信接口，另一端连接到计算机的USB通信接口。然后，在GXWorks2软件中配置为USB通信接口，并进行通信测试以确认连接成功。1302．以太网通信连接。确保PLC和计算机都具备以太网端口，使用网线进行连接，PLC可能需要配备以太网模块。在GXWorks2中设置PLC的IP地址，并确保计算机的IP地址与PLC在同一网段。然后，在软件中配置为以太网通信接口，并进行通信测试。同时，在PLC参数设置中，选择内置以太网端口，设置IP地址、子网掩码、默认网关等网络参数，并选择和配置所需的通信协议。之后，将这些参数下载到PLC中，以便通过网线进行PLC通信连接。1313．串行通信连接。使用RS-232或RS-485等串行通信线缆连接PLC和计算机。在GXWorks2中配置串行通信参数，选择相应的串行通信接口，并进行通信测试。4．N∶N网络通信。N∶N网络通信适用于小规模系统中的数据传输。使用FX3U、FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N

等PLC进行N∶N网络通信时，需根据PLC型号选择对应的RS-485通信设备。1325．无协议通信。无协议通信最为灵活，但编程工作量较大。适用于PLC与上位计算机或其他RS-232C设备的通信。在GXWorks2中使用RS指令或特殊功能模块完成无协议通信的设置。6．其他通信方式。133任务2电动机正反转控制线路的PLC

改造1341．掌握PLC基本指令SET、RST、LDP、LDF、PLS、PLF的功能和使用方法。2．能运用SET、RST、LDP、LDF、PLS、PLF指令编写梯形图程序。3．能按照电气安装工艺规范完成电动机正反转控制线路PLC改造的外部硬件接线。4．能根据控制要求完成电动机正反转控制线路PLC改造的程序设计与系统调试。学习目标135任务描述136三相异步电动机正反转控制线路电气原理图如图所示。三相异步电动机正反转控制线路电气原理图合上电源开关QF，按下正转启动按钮SB1，交流接触器KM1线圈得电，电动机通过接触器KM1控制而接入正序电源，电动机正转连续运行；按下停止按钮SB3，KM1线圈断电，电动机电源被切断而停止运行。按下反转启动按钮SB2，交流接触器KM2线圈得电，电动机通过接触器KM2控制而接入反序电源，电动机反转连续运行；按下停止按钮SB3，KM2线圈断电，电动机电源被切断而停止运行。采用PLC改造后的系统将通过PLC接收正转、反转启动和停止指令，进而控制接触器的动作，实现对电动机的正转、反转和停止控制。同时，系统还需保留原有的保护功能，确保电动机在安全的环境下运行。137控制要求如下：1．电动机启停及正反转控制（1）按下正转启动按钮时，正转接触器得电吸合，三相异步电动机接通电源并正转连续运行。（2）按下反转启动按钮时（需确保当前电动机处于停止状态），反转接触器得电吸合，三相异步电动机接通电源并反转连续运行。（3）按下停止按钮时，无论电动机当前处于正转还是反转状态，对应的接触器均断电释放，三相异步电动机断开电源并停止运行。1382．保护功能（1）电路具有短路保护、过载保护、欠压保护、失压保护等必要的保护措施。（2）正转接触器和反转接触器之间必须实现电气互锁，即当正转接触器处于吸合状态时，反转接触器无法吸合，反之亦然，以防止接触器KM1和KM2同时吸合而使电源短路。139基本指令（SET、RST、LDP、LDF、PLS、PLF）1．SET、RST指令（1）SET（置位）指令。用于将指定的目标元件地址变为“1”（ON）状态，并保持该状态直到被RST指令或其他逻辑条件改变。这相当于在PLC内部驱动一个线圈，使其保持接通状态。知识平台140（2）RST（复位）指令。用于将指定的目标元件地址复位为“0”（OFF）状态，并保持该状态直到被SET指令或其他逻辑条件改变。这相当于在PLC内部使一个线圈复位，使其保持断开状态。（3）SET、RST指令说明。SET指令的目标元件为输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S和数据寄存器的位D□.b；RST指令的目标元件可以是输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C、数据寄存器D、数据寄存器的位D□.b、扩展寄存器R、变址寄存器V和Z。对于同一目标元件，SET和RST指令可多次使用，可不区分顺序，但最后执行者有效。141（4）SET、RST指令的应用如图所示。142SET、RST指令的应用a）梯形图b）指令表c）时序图2．LDP、LDF指令（1）LDP（取脉冲上升沿）指令。与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，当检测到指定位软元件的上升沿（即该软元件的状态由OFF变为ON）时，使指定的操作对象接通一个扫描周期。（2）LDF（取脉冲下降沿）指令。与左母线连接的常开触点的下降沿检测指令，当检测到指定位软元件的下降沿（即该软元件的状态由ON变为OFF）时，使指定的操作对象接通一个扫描周期。143（3）LDP、LDF指令说明。目标元件为输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C和数据寄存器的位D□.b。（4）LDP、LDF指令的应用如图所示。144LDP、LDF指令的应用a）梯形图b）指令表c）时序图3．PLS、PLF指令（1）PLS（上升沿脉冲微分）指令。在输入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲输出，当检测到输入脉冲信号的上升沿时，使操作元件的线圈得电一个扫描周期，从而产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲信号输出。（2）PLF（下降沿脉冲微分）指令。在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出，当检测到输入脉冲信号的下降沿时，使操作元件的线圈得电一个扫描周期，从而产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲信号输出。145（3）PLS、PLF

指令说明。目标元件为输出继电器Y、辅助继电器M，但不包括特殊辅助继电器。（4）PLS、PLF指令的应用如图所示。146PLS、PLF指令的应用a）梯形图b）指令表c）时序图任务3电动机Y

-△降压启动控制线路的PLC

改造1471．掌握通用定时器和积算定时器指令的功能、表示形式和使用方法。2．理解辅助继电器的功能和使用方法。3．能运用通用定时器指令完成电动机

-△降压启动控制程序的编写。4．能按照电气安装工艺规范完成电动机

-△降压启动控制线路PLC改造的外部硬件接线。5．能根据控制要求完成电动机

-△降压启动控制线路PLC改造的程序设计与系统调试。学习目标148任务描述149三相异步电动机

-△降压启动控制线路是指电动机启动时，把定子绕组接成

形，以降低启动电压，限制启动电流。待电动机启动后，再把定子绕组改接成△形，使电动机全压运行。常用的

-△降压启动有几种方法：手动控制、按钮和接触器控制、时间继电器自动控制等。本任务以时间继电器自动控制为例，进行三相异步电动机

-△降压启动控制线路的PLC改造。时间继电器自动控制的电动机

-△降压启动控制线路电气原理图如图所示，控制线路由三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和两个按钮组成，时间继电器的作用是控制

形降压启动的时间。150时间继电器自动控制的电动机

-△降压启动控制线路电气原理图利用PLC来设计时间继电器自动控制的电动机

-△降压启动控制线路。控制要求如下：1．电动机启动方式（1）初始状态。未按下启动按钮时，所有接触器处于断开状态，电动机处于停止状态。（2）

形启动。按下启动按钮时，PLC控制电源和

形联结接触器得电，电动机以

形联结方式启动。（3）△形运行。

形启动持续3s后，PLC控制电源和△形联结接触器得电，电动机以△形联结方式运行。1512．电动机停止方式按下停止按钮，所有接触器处于断电状态，电动机停止运行。3．保护功能（1）电路具有短路保护、过载保护、欠压保护、失压保护等功能。（2）在硬件连接上，

形联结的接触器和△形联结的接触器需具有联锁保护，在软件编程中也需要设置联锁保护。152在继电器控制电路中，如果要进行时间控制，就需要用到时间继电器。根据延时方式的不同，时间继电器分为通电延时型和断电延时型两种，触点类型有瞬时动作触点、通电延时触点、断电延时触点三类。通电延时型时间继电器的工作原理是：线圈通电后，开始延时，待定时时间到，延时触点动作；当线圈断电时，所有触点瞬间复位。知识平台153PLC中的定时器T相当于继电器控制系统中的通电延时型时间继电器。它可以提供无限对常开、常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器（一个字长）、一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映像寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不同。FX3U

系列PLC的定时器可分为通用定时器和积算定时器两种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲进行累计而实现定时的，时钟脉冲周期有1ms、10ms、100ms三种，当计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。154一、通用定时器通用定时器的特点是不具备断电保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有100ms、10ms和1ms三种时钟脉冲周期，其编号和定时时间见下表。155100ms、10ms和1ms通用定时器的编号和定时时间1．100ms通用定时器100ms通用定时器编号为T0～T199，共200点，其中T192～T199为子程序和中断程序专用定时器。这类定时器是对100ms时钟脉冲进行计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.1～3276.7s。1562．10ms通用定时器10ms通用定时器编号为T200～T245，共46点。这类定时器是对10ms时钟脉冲进行计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.01～327.67s。10ms通用定时器的应用如下图所示，当输入X000接通时，定时器T200从0开始对10ms时钟脉冲进行计数，当计数值与设定值K20相等时，定时器的常开触点T200闭合，线圈Y000得电，经过的时间为20×0.01s=0.2s。X000断开后定时器复位，当前值变为0，其常开触点断开，线圈Y000也随之断电。若外部电源断电，定时器也将复位。15715810ms通用定时器的应用a）梯形图b）时序图二、积算定时器积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线圈断电，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器线圈得电后当前值将继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为0，只能用RST指令进行强制复位。积算定时器的编号和定时时间见下表。159积算定时器的编号和定时时间1．1ms积算定时器1ms积算定时器编号为T246～T249，共4点，是对1ms时钟脉冲进行累积计数，定时时间为0.001～32.767s。1ms积算定时器的应用如图所示，图中定时器T249的定时时间为60×1ms=0.06s，当驱动条件成立，也就是X000触点闭合时，定时器T249的线圈得电，开始计时，若计时到0.02s时X000触点断开，虽然定时器的线圈断电，但它的计时依然保持在0.02s；1601ms积算定时器的应用a）梯形图b）时序图X000触点再次接通后，定时器在0.02s的基础上继续计时，累积计时到0.06s后，定时器T249的常开触点闭合。又因为定时器不会自动复位，所以即使X000触点断开，定时器T249的线圈断电，它的计时也仍然保持在0.06s，T249常开触点一直闭合，直到X001触点闭合，RST指令强制复位定时器T249，T249常开触点才会断开。1612．100ms积算定时器100ms积算定时器的编号为T250～T255，共6点，是对100ms时钟脉冲进行累积计数，定时的时间范围为0.1～3276.7s。100ms积算定时器的应用如图所示，当X000接通时，定时器T253开始累积100ms时钟脉冲的个数。162100ms积算定时器的应用a）梯形图b）时序图X000经t0

后断开，而T253尚未计数到设定值K345，其计数的当前值保留。当X000再次接通时，T253从保留的当前值开始继续计数，经过t1

时间，当前值达到K345时，定时器的触点动作。累积的时间为t0+t1=345×0.1s=34.5s。当复位输入X001接通时，定时器复位，当前值变为0，定时器触点也跟随复位。163三、辅助继电器M辅助继电器是PLC中数量最多的一种继电器，辅助继电器通常与继电器控制系统中的中间继电器相似。这些辅助继电器在PLC内部只起传递信号的作用，主要用于内部编程，其线圈和触点只能在程序中使用，与PLC外部无任何联系。辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触点驱动。辅助继电器的线圈只能由PLC内部的各种软元件的触点来驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在PLC内部编程时可无限次使用。1641．通用辅助继电器（M0～M499）FX3U

系列PLC共有500个通用辅助继电器。在PLC运行时，如果电源突然断电，则全部通用辅助继电器线圈均为OFF。当电源再次接通时，除了因外部输入信号而变为ON的线圈，其余的辅助继电器线圈仍将保持OFF状态，它们没有断电保持功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中起辅助运算、状态暂存、移位等作用。165根据需要，可通过程序设定将M0～M499变为断电保持辅助继电器，其使用方法如图所示。当X000接通时，M0被置位为ON状态；当X001接通时，M0被复位为OFF状态。当M0为ON时，Y000输出。166将通用辅助继电器变为断电保持辅助继电器的方法2．断电保持辅助继电器（M500～M7679）FX3U

系列PLC共有7180个断电保持辅助继电器。它与通用辅助继电器不同的是具有断电保持功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为断电时用PLC中的锂电池保持了它们映像寄存器中的内容。其中M500～M1023可由软件设定为通用辅助继电器。167（1）M500～M1023（524点）。具有断电保持功能，适用于在电源断电时需要记忆断电前的状态、重新通电后需要恢复记忆的场合，也可由软件将其设定为通用辅助继电器。其使用方法如图所示，在程序中，使用了断电保持辅助继电器M500来记忆指示灯的状态。168断电保持辅助继电器的使用方法当X000接通时，M500被置位，即使发生断电，M500的状态也会被保持。重新上电后，由于M500仍然为ON，所以Y000会继续输出。当X001接通时，M500被复位，Y000输出断开。（2）M1024～M7679（6656点）。这部分为专用的断电保持辅助继电器，无法设成通用型。169任务4工作台自动往返控制线路的PLC

改造1701．掌握计数器指令的功能、表示形式和使用方法。2．理解特殊辅助继电器的功能和使用方法。3．能运用计数器指令完成工作台自动往返控制程序的编写。4．能按照电气安装工艺规范完成工作台自动往返控制线路PLC改造的外部硬件接线。5．能根据控制要求完成工作台自动往返控制线路PLC改造的程序设计与系统调试。学习目标171任务描述172工作台自动往返控制工作示意图如图所示。工作台自动往返控制工作示意图线路电气原理图如下图所示，SB1为工作台向左运行启动按钮，SB2为工作台向右运行启动按钮，SB3为停止按钮；交流接触器KM1控制工作台向左运行，交流接触器KM2控制工作台向右运行；SQ1为左限位、SQ2为右限位、SQ3为左极限限位、SQ4为右极限限位。采用PLC改造后的系统将通过PLC接收向左和向右运行启动指令，进而控制接触器的动作，实现对工作台向左和向右运行的控制。同时，系统还需保留原有的保护功能，确保控制工作台的电动机在安全的环境下运行。173174工作台自动往返控制线路电气原理图具体控制要求如下：1．电动机启停及正反转控制（1）按下启动按钮SB1时，交流接触器KM1吸合，工作台向左运行。（2）按下启动按钮SB2时，交流接触器KM2吸合，工作台向右运行。（3）当工作台到达预设的左限位或右限位位置时，应自动断开对应的交流接触器（KM1或KM2），同时接通相反方向的交流接触器，使工作台继续向相反方向运行。（4）若工作台到达左极限限位或右极限限位位置，应立即强制停止所有运动。（5）按下停止按钮SB3，工作台立刻停止运行。1752．自动往返计数控制当工作台到达左限位位置时，计数器1计数1次；当工作台到达右限位位置时，计数器2计数1次。计数器1采用16位通用型增计数器；计数器2采用32位断电保持型增/减计数