项目二 PLC编程元件.ppt

1、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。,项目二 PLC编程元件和基本逻辑指令应用,（一）PLC的产生及定义 （二）PLC的特点和分类 （三）PLC的应用和发展趋势 （四）PLC的基本组成 （五）PLC的编程语言 （六）PLC的工作原理 （七）三菱FX2N系列PLC简介,一、学习情景7 认识PLC,学习情景7 认识PLC,从小型三相异步电动机启停控制实例中看出，继电器接触器电器控制的特点有：,1.一旦控制要求改变，电器控制系统必须重新配线安装。 2.大型的继电器控制电路接线更加复杂，体积庞

2、大。 3.机械触点易损坏，因而系统的可靠性较差，检修工作相当困难。,引言,采用可编程控制器进行控制，硬件接线更加简单清晰。 用户只需要将输入设备如启动按钮SB1、停止按钮SB2、热继电器FR接到PLC的输入端口，输出设备如接触器线圈KM接到PLC的输出端口，再接上电源就可以了。 两种方式启停电机的硬件接线图完全相同，只是程序不同而已。,引言,1.PLC的产生,（一） PLC 的产生及定义,1968 年，美国通用汽车公司 (GM公司) 提出要用一种新型的工业控制器取代继电器接触器控制装置，并要求把计算机控制的优点（功能完备，灵活性、通用性好）和继电器接触器控制的优点（简单易懂、使用方便、价格便宜

3、）结合起来，设想将继电接触器控制的硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程，且要求编程简单、使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握其使用技术。,美国通用汽车公司对新型控制器的主要技术要求如下,(1) 编程简单，可在现场修改和调试程序； (2) 价格便宜，性价比高于继电器控制系统； (3) 可靠性高于继电器控制系统； (4) 体积小于有继电器控制柜的体积，能耗少； (5) 能与计算机系统数据通信； (6) 输入量是交流115 V电压信号（美国电网电压是110V） (7) 输出量是交流115 V电压信号、输出电流在2 A以上，能 直接驱动电磁阀等(8) 具有灵活的扩展能力； (9) 硬件维护方便，采用插入

4、式模块结构； (10) 用户存储器容量至少在4 KB以上,1.PLC的产生,（一） PLC 的产生及定义,1.PLC的产生,（一） PLC 的产生及定义,1969 年，美国数字设备公司 (DEC 公司 ) 研制出了第一台可编程控制器 ，在美国通用汽车公司的自动装配线上试用成功，并取得满意的效果，可编程控制器自此诞生。,具有逻辑运算 定时计数 等简单功能,速度提高 功能增强 可控制模拟量,以16位32位 微处理器为核心 功能更强,第一、二代,第三代,第四代,1.PLC的产生,（一） PLC 的产生及定义,早期名称为“ Programmable Logic Controller ”（可编程逻辑控制

5、器），简称 PLC ，主要替代传统的继电接触控制系统。 1980 年，美国电气制造商协会（ NEMA ）给他一个新的名称“ Programmable Controller ”，简称 PC 。 为了避免与个人计算机（ Personal Computer ）PC 这一简写名称术语混乱，仍沿用早期的PLC 表示可编程控制器，但现在的 PLC 并不意味只具有逻辑功能。,P L C 的 名 称 及 演 变,可编程序控制器（Programmable Controller) (PC),可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller) (PLC),继电器控制电路,2.PLC的定

6、义,（一） PLC 的产生及定义,“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”,可编程序控制器(Programmable Logic Controller）简称PLC，是：以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。,（1） 使用灵活，通用性强； （2）

7、 可靠性高；抗干扰能力强。 （3） 编程简单、易于掌握； （4） 接口简单，维护方便。,（二）PLC的特点和分类,1. （PLC）的特点,（1）按应用规模和功能分类 小型PLC：入出总点子数256 中型PLC：入出总点子数2562048 大型PLC：入出总点子数2048 （2）按硬件的结构类型分 整体式（单元式）：基本单元、扩展单元、特殊功能单元 模块式（积木式）：CPU模块、I/O模块、电源模块、存储器模块等。 叠装式：基本单元、扩展单元、特殊功能单元、扩展模块、特殊功能模块等。,2. PLC的分类,（二）PLC的特点和分类,1. 单元式结构（整体式）,体积小、速度快 内置RS-232C接口

8、 具有软PID功能,2. 模块式结构,Power in a Small Package!,电源模块,CPU模块,IO模块,底 板,中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。,（三）PLC的应用和发展趋势,过程控制：对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。,数据处理：数据运算、数据传递、数据转换，排序 和 查表、位操作等。,通信和联网：将PLC与PLC之间、PLC与上位计算机或其他智能设备（如变频器、数控装置）之间的通信可联成网络，构成多级、分布式控制系 统。,运动控制 ：PLC使用专用的指令或运动控制模块，对直线运动或圆周运动进行控制。,顺序控制：取代传统的继电器接触器控制，是P

9、LC最 广泛的应用。,1.PLC的应用,传送带生产线控制,灌装及包装机械,木材加工,电梯控制,空调控制,纺织机械,印刷机械,P L C 的 应 用,（三）PLC的应用和发展趋势,2.PLC的发展趋势,小型PLC： 体积更小、速度更快、功能更强和价格更低 大型PLC： 更大存储容量、更高速度、更高性能、更多I/O点数,（四）PLC的基本组成,（四）PLC的基本组成,CPU的具体作用： （1）接收，存储用户程序； （2）以扫描方式接收来自输入单元的数据和状态信息，并存入相应的数据存储区； （3）执行监控程序 （4）执行用户程序； （5）根据运算结果刷新存储器内容并响应外部设备（如编程器，打印机）的

10、请求。,1. 中央处理单元（CPU） CPU是PLC的控制中枢，它是由控制器和运算器组成。,PLC中所采用的CPU通常有三种 ： （1）通用处理器：8086、80286、80386； （2）单片机芯片：8031、8096 （3）位片式微处理器：AMD-2900 小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU； 中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU； 大型PLC多采用高速位片式微处理器,（四）PLC的基本组成,2. 存储器 主要用于存放系统程序，用户程序和工作状态数据。,（1）系统存储器：存放系统管理程序,并固化在 ROM 内，用户不能直接更改。 （2）用户存储器：存放用户编制的控制

11、程序和工作数据，可以是 RAM （有用锂电池进行掉电保护）， EPROM 或 EEPROM 存储器，其内容可以由用户任意修改或增删。,（四）PLC的基本组成,3. 输入输出接口电路,PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转换成PLC所需的标准电平供PLC进行处理。 PLC输入电路通常有三种类型： 直流输入接口 交流输入接口 交直流输入接口 各种PLC的输入电路大都相同，PLC输入电路中有光耦合器隔离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。,（1）输入接口电路,作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,（四）PLC的基本组成,直流输入

12、接口及等效电路,（四）PLC的基本组成,3. 输入输出接口电路,交流输入接口及等效电路,（四）PLC的基本组成,3. 输入输出接口电路,交直流输入接口及等效电路,（四）PLC的基本组成,3. 输入输出接口电路,（2）输出接口电路：,作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路采用光电隔离，也使PLC的内部电路与外部强电隔离。,输出三种形式： 继电器 交直流输出 晶闸管 交流输出 晶体管 直流输出,3. 输入输出接口电路,（四）PLC的基本组成,晶体管输出电路及等效电路,（四）PLC的基本组成,3. 输入输出接口电路,晶闸管输出电路及等

13、效电路,（四）PLC的基本组成,3. 输入输出接口电路,继电器输出电路及等效电路,（四）PLC的基本组成,3. 输入输出接口电路,4. 电源单元,把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。,（四）PLC的基本组成,PLC的外部设备主要有： 编程设备 触摸屏 操作面板 文本显示器 打印机 等,5. 外部设备,（四）PLC的基本组成,（五） PLC的编程语言,在PLC中，软件分为两大部分： 1系统程序：用于控制可编程控制器本身的运行。主要由管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块，系统调用。 2用户程序：

14、是用户为完成某一控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。,1、梯形图 梯形图编程语言习惯上叫梯形图。梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，也可以说，梯形图编程语言是在电气控制系统中常用的继电器、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，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。,（五） PLC的编程语言,2 指令表 语句是指令语句表编程语言的基本单元，每个控制功能有一个或多个语句组成的程序来执行。每条语句规定可编程控制器中 CPU 如何动作的指令，它是由操作码和操作数组成的。,指令表程序 LD X1 OR Y0 ANI X2 OUT Y0 END,图2-13

15、中梯形图对应的指令表程序：,（五） PLC的编程语言,3顺序功能图 顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法可将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态，这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。 4功能块图 功能图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，与数字电路中逻辑图一样，它极易表现条件与结果之间的逻辑功能。 5结构文本 用PASCAL 、 BASIC 、 C等高级语言编写的程序,（五） PLC的编程语言,（六）PLC的工作原理,1. PLC的内部等效电路：,PLC控制系统的等效工作电路可分为三部分，即输入部分、内部控制电路和

16、输出部分。输入部分就是采集输入信号，输出部分就是系统的执行部件。,以两台电机的启动为例,2. PLC的工作过程,运行模式 的 扫描过程,：,停止模式 的 扫描过程,（六）PLC的工作原理,输出刷新阶段,用户程序执行阶段,输入采样阶段,输入端子,输入映象寄存器,元件映象寄存器,输出锁存器,输出端子,扫描周期,写,周期扫描过程,X0,Y0,读,用户输入设备,用户输出设备,Y0,M100,读,（六）PLC的工作原理,(1)内部处理阶段： 在此阶段，PLC检查CPU模块的硬件是否正常，复位监视定时器，以及完成一些其它内部工作。 (2)通信服务阶段 在此阶段，PLC与一些智能模块通信、响应编程器键入的命

17、令，更新编程器的显示内容等，当PLC处于停状态时，只进行内容处理和通信操作等内容。 (3)输入处理 输入处理也叫输入采样。在此阶段顺序读入所有输入端子的通断状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新，接着进入程序的执行阶段。,（六）PLC的工作原理,2. PLC的工作过程,(4)程序执行 根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右，先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。若用户程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器的当前状态

18、。根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关器件寄存器中。 (5)输出处理 程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即元件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。,（六）PLC的工作原理,2. PLC的工作过程,（六）PLC的工作原理,以两台电动机的启动控制为例来说明PLC的周期扫描过程,t0时刻，PLC输入采样阶段，PLC扫描输入端子的状态X 1 =1 、X2=0、X0=0并刷新映像寄存器； 程序执行阶段，CPU根据映像寄存器中的值对指令进行逻辑运算，经运算得到Y0的新值为1、Y1的新值为0，并将该

19、结果存入与Y0、 Y1对应的输出元件映像寄存器中。 输出刷新阶段，输出元件映像寄存器中Y0、的状态通过输出接口电路输出， Y0=1驱动外部负载， Y1=0不能驱动外部负载 到此一个扫描周期结束，PLC进入下一个扫描周期。 。,（六）PLC的工作原理,以两台电动机的启动控制为例来说明PLC的周期扫描过程,在下一个扫描周期，输入信息还未来得及变化（一个扫描周期很短，一般为ms数量级），PLC在输入采样阶段得到的X1 、X2、 X0的值与前一扫描周期相同，在程序执行阶段，运算中所用到Y0的值由输出映像象寄存器读入，其值为前一扫描周期的运算结果1，程序运算新得到的结果Y0仍为1，Y1仍为0。 有必要说

20、明一下，在上述的第二个扫描周期，运算中用到的Y0为前一扫描周期的运算结果1，它所起的作用就是我们所说的“自保”，具体来说，就是只要Y0为1，哪怕X1为0，新的运算结果Y0也能保持为1。,3 . PLC 的工作特点,（1）循环扫描的工作方式,（2）PLC与其它控制系统工作方式的区别,与微型计算机工作方式的不同之处 -反复扫描 与继电器控制系统工作方式的不同之处 -串行工作,由于PLC是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化，输入状态映象寄存器的内容也不会变化，要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。,（六）PLC的工作原理,（七）三菱FX系列可编程控制器简介,FX系列PLC型号,FX系列可

21、编程控制器型号命名的基本格式为：,系列序号： 0，0S，0N，1，2，2C，1S，1N，2N，2NC。 I/O总点数：14256。,单元类型：M-基本单元； E-输入输出混合扩展模块； EX-输入专用扩展模块； EY-输出专用扩展模块； 输出形式： R-继电器输出； T-晶体管输出 S-晶闸管输出 特殊品种区别： D-DC电源，DC输入； AI-AC电源，AC输入； H-大电流输出扩展模块(1A/1点)； V-立式端子排的扩展模块； C-接插口输入输出方式； F-输入滤波器1ms的扩展模块； L-TTL输入型扩展模块； S-独立端子(无公共端)扩展模块。,2 FX 系列可编程控制器的基本组成,

22、FX 系列可编程控制器由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。 基本单元包括 CPU 、存储器、输入输出及电源，是 PLC 的主要部分。 扩展单元是用于增加可编程控制器 I/O 点数的装置，内部设有电源。 扩展模块用于增加可编程控制器 I/O 点数及改变可编程控制器 I/O 点数比例，内部无电源，所用电源由基本单元或扩展单元供给。 扩展单元及扩展模块无 CPU ，必须与基本单元一起使用。 特殊功能单元是一些具有专门用途的装置。,3FX系列PLC主要指标,表2-1 FX系列PLC的基本性能指标,3FX系列PLC主要指标,表2-2 FX系列PLC的输入技术指标,3FX系列PLC主要指标,

23、表2-3 FX系列PLC的输出技术指标,4. FX系列PLC的编程软元件,表2-4 FX2N系列PLC软元件,表2-4 (续) FX2N系列PLC软元件,4. FX系列PLC的编程软元件,学习情景8 三相电机的全压起停控制,（一）情景描述 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。如图220所示。,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

24、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。,（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221所

25、示几种表示方式：,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X0X267。X0也即是X000.,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

26、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Y0Y267。Y0也即是Y000.,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222所示。,5. PLC编程语言 PLC常用的编程语言有梯形图、指令表和状态转移图、逻辑功

27、能图及高级语言等。用的最多的是梯形图和指令表程序。,（1）梯形图 梯形图语言沿袭了继电器控制电路的形式，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223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。,（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223所示梯形图相对应的PLC指令表程序如下：,6. FX系列PL

28、C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、S OUT 驱动线圈（输出）指令 功能：驱动线圈。操作元件有： Y、M、T、C、S LD / LDI指令及OUT指令的用法见图224所示。,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,AND / ANI 和OR / ORI 指令的基本用法如图225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226所示。 END 结束指令 放在全部程序

29、结束处，程序运行时执行第一步至END之间的程序。如图226所示。,9. SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件使用方法 硬件连接与参数设置 FX系列可编程控制器的面板上有一个RS-422 通信接口，计算机的后面板上有很多端口，如视频输出端口、音频输出端口、USB端口、数据并行口和数据串行口等，与FX系列可编程控制器通信的是数据串行口RS-232C。 因为通信端口不同，所以要采用 PC/PPI 电缆建立个人计算机与可编程控制器之间的通信。典型的单个可编程控制器与计算机连接时，把 PC/PPI 电缆的 PC 端连接到计算机的RS-232 通信口（一般是COM1端），把 PC/PPI 电缆的 P

30、PI 端连接到可编程控制器的 RS-422 通信口。计算机与PLC之间的连接如图2-27所示。,安装好软件并且连接好硬件之后，可以按下面的步骤进行参数设置：SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件运行后，单击PLC-端口设置ports选项，出现一个端口设置对话框如图2-28所示。在对话框中选择端口 COM1 ，传送的波特率为9600bps。单击确定按钮就可以了。,SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件的主要界面 在计算机上安装好软件后，运行该软件，弹出如图2-29所示的界面。可以看到该窗口编辑区域是不可用的，工具栏中除了新建和打开按钮可见以外，其余按钮均不可见。,执行文件file-新文件

31、new菜单命令，创建一个新的用户程序，也可在工具栏中直接单击“新建”图标 。在弹出的窗口中选择PLC的型号，如图2-30所示。单击确认按钮，此时计算机屏幕进入程序编辑界面。,SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件的编辑界面一般可分以下几个区：菜单栏、工具栏（快捷按钮）、功能键、功能图、编辑区。除了菜单栏外，用户可根据需要决定其他窗口的取舍和样式的设置。程序编辑界面如图2-31所示。,(b) 工具栏 工具栏提供简便的鼠标操作，将最常用的 SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件中的操作以按钮形式设定到工具栏中。在程序编辑界面中，可设置每个工具条的内容和外观。 SWOPC-FXGP/WIN-

32、C编程软件的工具栏如图2-32所示。,编辑程序 采用SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件可用梯形图、语句表或顺序功能图编程器多种方法编写用户程序，在联机状态下还可以从 PLC 上传用户程序进行读程序或修改程序。 执行视图View-梯形图视图Ladder view菜单命令，或单击工具栏中的“梯形图视图” 按钮，显示梯形图编辑窗口如图2-33所示。梯形图的编程元件主要有线圈、触点、指令盒、标号及连接线。,输入方法有两种：一种方法是功能图输出。首先在编辑窗口中光标定位，在功能图中选择元件类型如常开触点，则屏幕上弹出输入元件对话框如图2-34所示，按提示输入元件编号如X0，按下“确定”按钮，梯形

33、图编辑区的光标处就会显示常开触点X000，如图2-35所示。在功能图中选择线圈，在输入元件对话框中输入元件编号Y0，按下“确定”按钮，梯形图编辑区的光标处就会显示线圈Y000，如图2-36所示。若有错误，如元件编号非法、违反梯形图规则等，编程软件马上拒绝输入。,另一种方法是用键盘操作，通过键盘输入完整的指令。这种方法的录入速度较快，比较适合熟练者以及程序的初次录入。在梯形图编辑区定位光标，键盘输入“LD X0”，光标下方弹出指令输入对话框，如图2-37所示。对话框的内容为键盘输入的内容。按enter键后X0的常开触点显示在梯形图编辑区。继续输入“out y0”，则指令对话框中出现“out y0

34、”。按enter键后梯形图编辑区如图附2-38所示。注意指令和操作元件之间应有空格键。,梯形图程序编制完毕后，在写入PLC之前，一定要执行工具 Edit 菜单中转换Convert命令，或直接点击工具栏下的“转换”按钮 完成转换，此时编辑区由灰色状态变成白色，此时可以存盘或传送。反之，退出编程界面，不保存编制的程序。,(a) 程序的传递 编辑好的程序必须写入到PLC中才能进行调试，PLC中的程序也可以读到装有编程软件的计算机中。程序在传递过程中应特别注意必须使PLC置于“STOP”状态，不然无法写入程序。执行PLC-遥控运行/停止菜单命令，弹出“遥控运行/中止”对话框，如图2-39所示，选择“中

35、止”按钮，单击“确认”完成操作。此时PLC处于“STOP” 状态。此外还要注意正确连接计算机和PLC的编程电缆，特别是PLC接口方向不要弄错，否则容易造成损坏。以上两点出现错误，编程软件会提示“通信错误”，程序无法写入到PLC中。,在已经与 PLC 建立通信的前提下，要将计算机中编制好的程序写入到PLC，可用 PLC菜单中的传送Transfers命令中写入Write子命令来完成。如果要将 PLC中的程序读出到计算机中，可用 PLC菜单中的传送命令中 读出Read子命令来完成。 同时为了提高传送程序的效率，可以在写入前设置传送的范围。执行PLC-传送-写入菜单命令，弹出“PC程序写入”对话框，选

36、择“范围设置”按钮如图2-40所示。程序范围不应小于要调试的程序步，否则程序调试时就会出错。初次编程时可选择“所有范围”，以避免其他运行过的程序因程序范围过大对新程序的干扰。,(b) 运行程序 写入程序后，执行PLC-遥控运行/停止Remote RUN/STOP菜单命令，将PLC从“STOP”置于“RUN”状态，程序立即运行。此时PLC面板上的“RUN”指示灯亮。程序运行时，可对PLC的运行状态进行监控。,(c) 元件监控 进入梯形图视图，执行监控/测试Monitor/test-开始监控Start monitor菜单命令，对于输入继电器X、输出继电器Y和辅助继电器M等位元件，屏幕上显示的各元件

37、的通断状态。如果元件状态为“ON”，则元件有绿色背景。对定时器T、计数器C和数据寄存器D等字元件，在对应元件的上方显示以十进制或十六进制形式表示的所监控元件的当前值。执行监控/测试-停止监控菜单命令，所有元件的绿色背景消失，程序退出监控状态。,（三）情景实现 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241所示，指令表程序如图2-42所示。,（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。 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

38、中的触点状态与继电器-接触器控制图中的状态相反。,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244所示。,SET / RST与OUT 指令的用法区别可以从波形图中看出，见图245所示。,情景9 三相电机的正反转控制,（一）情景描述 图246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。,（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247所示。 ANB使用说明： 电路块起点用LD、LDI，结束后使用A

39、NB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。,2. ORB 或块指令 功能：并联一个串联电路块，无操作元件。见图248所示。,【试试看】 写出图249所示的指令表程序。,3. 多重输出指令（堆栈操作指令）MPS/MRD/MPP PLC中有11个堆栈存储器，用于存储中间结果。如图250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。 M

40、PP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。,二层栈的堆栈操作指令用法如图2-51所示。一级MPS指令的进栈数据是（X000），二级MPS指令的进栈数据是（X000X001）。因为后进栈的数据先出栈，所以第一次MPP的出栈数据是（X000X001），第二次MPP的出栈数据才是（X000）。,（三）情景实现 选择输入输出设备，分配输入/输出地址，绘制I/O接线图 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、

41、KM2线圈不同时接通。,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253所示，指令表程序如图2-54所示。,（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255所示。,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N0N7表示

42、。 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。,情景10 三相电机的延时启动控制,（一）任务分析 图256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，电动机启动运行。,（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

43、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、10 ms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（132767），也可用数据寄存器D设定。,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T0T255。 通用定时器的地址范围为T0T245，有二种计时脉冲，分别是100 ms和10ms，其对应的设定值分别为0.13276.7s和0.01327.67s，见图257所示。,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100 ms脉冲开始计数，达到设定值3

44、0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（100ms30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。,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

45、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M0M499(500点) 断电保持辅助继电器M500M1023(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M8000M8255(256点),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259所示。 另一类是可驱动线圈型特殊辅助继电器。用户驱

46、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。,【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226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。,（三）情景实现 1. 选择输入输出设备，分配I/O地址，画出接线图 要实

47、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KM I/O接线图如图261所示。,2. 设计PLC控制程序 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。,（四）知识拓展 1. 积算定时器（T246T255） 如图2

48、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。,电动机延时启动延时停止的程序,1. 积算定时器（T246T255） 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

49、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。,（四）知识拓展,（四）知识拓展-积算定时器,积算定时器也有二种计时脉冲，分别是1 ms和100ms，其对应的设定值分别为0.00132.767s和0.13276.7s，见图265所示。,【应用举例】,合上开关K1（X0），红灯(Y0)亮1S灭1S，累计点亮达到半小时自行关闭系统 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进行计时，计满半小时，T250常闭触点动作将整个程序切断。当X0断开时积算定时器复位。,定时器自复位电路-用于循环定时 工作过程分析如下：X20接通

50、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。 因为图2-67（a）中T0线圈的复位是依靠T0定时时间到了以后其常开触点动作接通Y0，再由Y0常闭触点切断电路完成的，因此称为定时器自复位电路。定时器的自复位电路用于循环定时。,对于100ms定时器和10ms定时器，可以将图2-67（a）中的Y0常闭触点换成T0常闭触点，如图2-67（c）所示。对于1ms定时器，因其定时精度很高，容易造成常开触点与常闭触点之间的竞争，使循环定时不稳定，因此不建议作这种替换。 定时器的自复位电路要分析定时时间到了以后的

51、前后三个扫描周期，才能真正理解它的自复位工作过程。,【思考并实践】,分析并调试图2-68程序，说明其功能，并思考能否将图中T0常闭触点换成Y0常闭触点，为什么？,3. 振荡电路 图269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接通时，输出Y0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。,定时器震荡电路的实质是两个（或者多个）定时器交替定时形成震荡，负载Y0可以如图2-69（a）所示位置放置，也可以放在前面与定时器T0形成连续输出，如图2-70所示。,【思考并实践】,若需红、黄两色

52、彩灯轮流点亮1s，依次循环，能否利用震荡电路完成？,情景11 洗手间的冲水清洗控制,（一）情景描述 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271。,（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272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

53、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。,【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273（a）所示,波形图如图（b）所示。,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

54、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。,此类程序设计的关键有两点：第一，要使用脉冲指令，将输入设备的宽信号变成程序中的窄（脉冲）信号；第二，要注意梯形图程序中各行的放置顺序。将第一次要接通的对象放在最下面直接启动并自保；第二次要接通的对象放置在第一次接通对象的上面，且将第一次接通对象的常开触点串联其中作为第二次启动的条件；第三次要接通的对象放置在第二次接通对象的上面，且将第二次接通对象的常开触点串联其中作为第三次启动的条件，依次类推

55、。,【思考并实践】,1. 在图2-73的程序中若将控制要求改为：按钮（X20）第一次按下，Y0 接通；X20第二次按下，Y1接通Y0熄灭；X20第三次按下， Y1断开。请修改并调试程序。 2. 设计用单按钮控制电动机全压启停的梯形图程序和指令表程序。 要求： 单按钮（X20）第一次按下，电动机（Y0）启动；X20第二次按下，Y0 停止。,（三）情景实现 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

56、器（M10）和（M15）进行过渡，再将M10和M15的常开触点并联后驱动Y0输出，见图274所示。,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。,（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25所

57、示，其应用示例见图275所示。,表25 触点状态变化边沿检测指令表,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：M0M2799和M2800M3071两组动作有差异）。,用边沿检测指令设计单按钮实现电动机启停的控制程序如图2-76所示,情景12 进库物品的统计监控,（一）情景描述

58、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。,（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C0C234。,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