電氣控制與PLC應(yīng)用教案

第一.二講

任務(wù)一PLC基本知識與操作

任務(wù)引入

本任務(wù)通過PLC控制電動機點動運營的例子來學(xué)習(xí)PLC的基本知識和操作技能。

根據(jù)點動控制規(guī)定編寫口勺PLC控制程序如圖2.2所示。圖2.2(a)為程序梯形圖，圖

2.2(b)為程序指令表,PLC程序指令表由程序步、指令助記符和軟元件號(或參數(shù))

構(gòu)成。

X000步指令軟元件號

0TI---------------------(Y000)

0LDX000

2------------------------------[END)1OUTY000

\/

左母線右母線/END

圖2.2PLC點動控制程序

程序梯形圖中的左、右兩條豎線分別稱為左母線和右母線，常開觸點X000(即

X0,如下類同)與左母線連接，線圈Y0與右母線連接,X0和Y0構(gòu)成一行程序?？梢?/p>

將左、右母線當(dāng)作“電源線”，當(dāng)常開觸點X0閉合時，便有“電流”從左母線通過

X0流向線圈Y0,稱為線圈Y0通電；當(dāng)常開觸點X0分?jǐn)鄷r，線圈Y0斷電。

分析系統(tǒng)控制功能時,必須將圖2.1所示控制線路與圖2.2所示程序相結(jié)合。當(dāng)按下

點動按鈕SB時,PLC的輸入繼電器X0與輸入公共端COM接通，稱為輸入繼電器X0

通電，程序梯形圖中X0常開觸點閉合，輸出繼電器Y0線圈通電。PLC內(nèi)部硬件繼電

器Y0常開觸頭閉合，接通Y0端與輸出公共端COM1,使接觸器KM線圈通甩(電壓

220V),主電路中KM常開觸頭閉合，電動機通電啟動。

當(dāng)松開點動按鈕SB時，輸入繼電器X0斷電，程序梯形圖中X0常開觸點分?jǐn)?，輸?/p>

繼電器Y0線圈斷電。PLC內(nèi)部硬件繼電器Y0常開觸頭分?jǐn)?，接觸器KM線圈斷電,

主電路中KM常開觸頭分?jǐn)?，電動機斷電停止。

有關(guān)知識

一、什么是PLC

PLC是可編程邏輯控制器(ProgrammablelogicConlroHer)的簡稱，具有邏輯和

運算控制等功能，由PLC構(gòu)成H勺控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比較，具有如下特點：

（1）繼電器控制系統(tǒng)采用接線邏輯，而PLC控制系統(tǒng)采用編程邏輯，可以在不

變化硬件的狀況下通過修改程序來變化控制功能。

（2）繼電器控制系統(tǒng)使用眾多H勺中間繼電器、時間繼電器等，而PLC控制系統(tǒng)

使用“軟繼電器”，硬件大大減少，安裝工程量小，維護以便，可靠性高。

PLC作為新型工業(yè)控制器，與一般計算機同樣，重要由CPU、存儲器、輸入/輸出

端口和電源等部分構(gòu)成。CPU是PLC的I邏輯運算和控制有揮中心，在系統(tǒng)程序的I控

制下，協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作。存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù),ROM存儲器中固化著系統(tǒng)程序，

RAM存儲器中寄存顧客程序和工作數(shù)據(jù)，在PLC斷電時由鋰電池供電。輸入/輸出端

口是PLC與外部設(shè)備互換控制信號的窗口。

二、三菱FX系列PLC

三菱FX2N-48MR產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造如圖2.3所示。

1.FX系列PLC基本單元日勺型號

FX系列PLC的基本單兀型號由字母和數(shù)字構(gòu)成。

FX博-----□□M□

系列名稱~T~

輸入/輸出點數(shù)R:繼電器輸出

---------T：晶體管輸出

必本單元S:品閘管輸出

2.狀態(tài)批示燈

POWER:電源批示，當(dāng)交流220V電源接通時燈亮。

RUN:運營批示,PLC處在程序運營方式時燈亮。

BATT.V:電池電壓下降批示，電源電壓過低或內(nèi)部鋰電池電壓局限性時燈亮。

PROG-E:由于忘掉設(shè)立定期器、計數(shù)器H勺值，電路不良使程序存儲器的內(nèi)容有

變化時，該批示燈閃爍。

CPU€:當(dāng)PLC內(nèi)部混入導(dǎo)電性異物，外部異常噪聲傳入而導(dǎo)致CPU失控時，或

者當(dāng)運算周期超時200ms時，該批示燈亮。

INLED:當(dāng)外部輸入電路接通時，相應(yīng)的INLED亮。

OUTLED：當(dāng)PLC內(nèi)部輸出繼電器通電動作時，相應(yīng)的OUTLED亮。

3.交流電源輸入端子

L、N、±:分別接交流電源相線、零線和接地線。FX2N系列PLCH勺額定電壓為

AC100V?240V,電壓容許范疇為AC85V?264V。

4.+24V輸出電源端子

+24:24V直流電源正極。為外部傳感器供電,FX-32如下型號可輸出250mA電

流,FX-48可輸出460mA電流。

COM：24V電源負(fù)極，也是輸入端口的公共端子。

5.輸入接口電路

三菱PLC/J輸入端用字母X表達，采用八進制（X0?X7.X10?XI7……）,FX2N系

列PLC最多可擴展184個輸入端。輸入接口電路用來接受外部開關(guān)量輸入信號，其外

部接線與內(nèi)部電路如圖2.6所示，按鈕SB接在X0端和COM端之間。內(nèi)部電路的重

要器件是光電耦合器(簡稱光耦)，光耦可以提高PLC的抗干擾能力和安全性能，進

行高下電平(24V/5V)轉(zhuǎn)換。輸入接口電路的工作原理如下：當(dāng)按鈕SB未閉合時，光

耦發(fā)光二極管不導(dǎo)通，光敏三極管截止，放大器輸出高電平信號到內(nèi)部數(shù)據(jù)解決電路,

XOLED批示燈滅；當(dāng)按鈕SB閉合時，光耦發(fā)光二極管導(dǎo)通，光敏三極管導(dǎo)通，放大

器輸出低電平信號到內(nèi)部數(shù)據(jù)解決電路,XOLED批示燈亮。

6.輸出接口電路

三菱PLC的輸出端用字母Y表達，采用八進制(Y0?Y7,Y10?Y17……),FX2N

系列PLC最多可擴展到184個輸出端，輸入/輸出總點數(shù)在256以內(nèi)。輸出端的作用

是控制外部負(fù)載，負(fù)載串接在外部電源、輸出端Y和輸出公共端(COM1,COM2……)

之間。輸出接口電路有繼電器、晶體管和晶閘管三種形式，

(1)繼電器輸出。繼電器輸出可以接交直流負(fù)載，由于繼電器開關(guān)速度低，只能

滿足低速控制需要，合用于對電動機日勺控制。繼電器輸出接口電路時工作原理如下：

當(dāng)內(nèi)部電路輸出為“1”時，繼電器線圈通電，繼電器時常開觸頭閉合，負(fù)載通電；當(dāng)

內(nèi)部電路輸出為“0”時，繼電器線圈斷電，其觸頭分?jǐn)?，?fù)載斷電。

(2)晶體管輸出。晶體管輸出只能接直流負(fù)載，開關(guān)速度高，適合高速控制或通

斷頻繁H勺場合，如輸出脈沖信號或控制數(shù)碼顯示等。晶體管輸出接口電路的工作原理

如卜.：當(dāng)內(nèi)部電路輸出為“1”時，光耦發(fā)光二極管有電流通過發(fā)光，光電三極管飽和

導(dǎo)通，負(fù)載通電；當(dāng)內(nèi)部電路輸出為“0”時，光耦發(fā)光二極管沒有電流通過不發(fā)光，光

電三極管截止，負(fù)載斷電。

(3)晶閘管輸出。晶閘管輸出只能接交流負(fù)載，開關(guān)速度較高，適合高速控制的

場合。晶閘管輸出接口電路的工作原理同晶體管輸出。

7.狀態(tài)開關(guān)

PLC有程序運營(RUN)和程序停止(STOP)兩種工作狀態(tài)，兩種工作狀態(tài)既

可以通過狀態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換，也可以在編程時由編程軟件轉(zhuǎn)換。

當(dāng)把狀態(tài)開關(guān)撥到RUN位置時，程序運營批示燈亮,PLC處在程序運營狀態(tài)。

當(dāng)把狀態(tài)開關(guān)撥到STOP位置時，程序運營批示燈滅,PLC處在程序停止?fàn)顟B(tài)，程

序停止?fàn)顟B(tài)用于計算機與PLC互相傳送程序。

8.RS-422通信接口

三菱PLC采用RS-422串行通信接口，可用于PLC與計算機或其他設(shè)備通信，以

實現(xiàn)對PLC編程和控制。

第三、四講

任務(wù)一PLC基本知識與操作

三、LD.LDKOUT、END指令

LD.LDL

OUT、

END指令

H勺助記

符、邏輯

功能等指

令屬性見邏輯功能電路表達操作元件程序步

表2.3。

表2.3

LD.LDk

OUT、END

指令

助記符

LD取常開觸點狀態(tài)常開觸點與左母線連接K、Y、M、S、T、C1

LDI取常閉觸點狀態(tài)常閉觸點與左母線連接X、Y、M、S、T、C1

OUT線圈輸出驅(qū)動線圈輸出Y、M、S、T、C不定

END程序結(jié)束無1

任務(wù)實行

一、連接PLC點動控制線路

PLC點動控制線路如圖2.1所示，由主電路和控制電路構(gòu)成，使用工具及器材見

1.斷開電源，連接如圖21所示PLC點動控制電路。點動按鈕SB連接PLC輸入

端X0,接觸器KM線圈連接輸出端YOo

2.按圖2.8所示用SC-09編程電纜連接計算機串行口COM1和PLC通信口

RS-422,并將計算機串行口卻PLC編程軟件的波特率均設(shè)立為9600bps。

接線注意事項：

(1)要認(rèn)真核對PLC的電源規(guī)格。不同廠家、類型的PLC使用電源也許大不相

似。FX2N系列PLC額定工作電壓為交流100?240V。交流電源必須接于專用端子上,

如果接在其他端子上，就會燒壞PLC。

(2)直流電源輸出端24+,是為外部傳感器供電，該端子不能與其他外部24V電源

并接。

(3)空端子“?”上不能接線，以防損壞PLC。

(4)接觸器應(yīng)選擇線圈額定電壓為交流220V或如下(相應(yīng)繼電器輸出型的I

PLC)。

(5)PLC不要與電動機公共接地。

(6)在實習(xí)中，PLC和負(fù)載可共用220V電源；在實際生產(chǎn)設(shè)備中，為了克制干

擾，常用隔離變壓器(380V/220V或220V/220V)為PLC單獨供電。

二、編寫點動控制程序

計算機配套相應(yīng)的編程軟件后，便可以對不同類型或型號H勺PLC進行編程。編程

軟件可以使用梯形圖或指令表編程，還可以對程序進行仿真測試或運營監(jiān)控，存儲和

修改程序也非常以便。目前三菱PLC編程軟件的I較新版本為GX-Dcvclopcr8.86。

1.打開程序

啟動計算機，點擊PLC編程軟件GX-Dcveloper8.86的安裝文獻"setup.exe",安

裝后單擊桌面快捷圖標(biāo)“GXDeveloper",進入編程軟件初始界面.

2.創(chuàng)立新工程

單擊菜單欄“工程”->“創(chuàng)立新工程”，浮現(xiàn)如圖2.1()所示的對話框，按規(guī)定

選擇“PLC系列”、“PLC類型”和“程序類型”。例如，選擇PLC系列為FXCPU,

PLC類型為FX2N(C),程序類型默覺得梯形圖邏輯。然后點擊“設(shè)立工程名”，選

擇工程保存途徑和工程名，點擊“擬定”。

3.梯形圖程序編輯

(1)點擊原則工具欄的按鈕或按F2功能鍵，進入寫入模式。

(2)點擊梯形圖符號工具欄時按鈕或按F5功能鍵，浮現(xiàn)如圖2.12所示觸點輸

入對話框，在對話框中輸入X0后，點擊擬定按鈕或按回車鍵。

(3)點擊梯形圖符號工具欄的按鈕或按F7功能鍵，浮現(xiàn)如圖2.13所示輸出線

圈對話框，在對話框中輸入Y0后，點擊擬定按鈕或按回車鍵。

(4)梯形圖輸入完畢界面如圖2.14所示。

(5)程序變換。此時編程界面為灰色，還必須進行變換。變換措施是點擊菜單

欄的“變換”，選擇下拉菜單的“變換”即可，或者按F4功能鍵。

4.仿真測試

對于新設(shè)計的PLC程序，可以先進行仿真測試，測試成果符合控制規(guī)定后再寫入

PLCo點擊菜單欄“工具”一“梯形圖邏輯測試啟動”或者按梯形圖符號工具欄的

按鈕，即可啟動PLC仿真測試。程序?qū)懭胪戤叄癓ADDERLOGICTESTTOOL”對

話框中H勺RUN為黃色，且光標(biāo)為藍色，表達程序已進入測試狀態(tài)。

點擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“軟元件測試”，先在如圖2.18所示的“軟元件測試”對話

框中填入待測試元件編號X0,然后點擊“強制ON”按鈕，則X0和Y0同步變成蘭色,

表白當(dāng)X0狀態(tài)為ON時,Y0狀態(tài)也為ON；當(dāng)X0狀態(tài)為OFF時,Y()狀態(tài)也為OFF,測

試成果表白程序符合點動控制規(guī)定。

5.將點動程序?qū)懭隤LC

仿真結(jié)束后，可把程序?qū)懭隤LC。點擊菜單欄“在線”一“PLC寫入”，選擇程

序+參數(shù)，并按執(zhí)行按鈕即可寫入PLC,此時工作狀態(tài)開關(guān)可在運營（RUN）狀態(tài)，也

可在停止（STOP）狀態(tài)，按提示進行操作。

6.程序監(jiān)控

點擊菜單欄“在線”一“監(jiān)視”一“監(jiān)視開始”，或按F3功能鍵進入程序監(jiān)控

狀態(tài)，能從計算機屏幕上直觀觀測到軟元件H勺工作狀態(tài)，有助于分析和理解程序。

三、操作環(huán)節(jié)

（1）按下按鈕SB,輸入繼電器X0通電（XOLED亮），輸出繼電器Y0通電（Y0

LED亮），交流接觸器KM通電，電動機M通電運營。

（2）松開按鈕SB,輸入繼電器X0斷電，（XOLED熄滅）,輸出繼電器Y0斷

電（YOLED熄滅），交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。

知識擴展

一、PLC的分類

PLC按構(gòu)造可分為整體式和模塊式。整體式的PLC具有構(gòu)造緊湊、體積小，價格

低日勺優(yōu)勢，適合于常規(guī)電氣挖制。整體式『0PLC也稱為PLC的基本單元，在基本單元

的基礎(chǔ)上可以加裝擴展模塊以擴大使用范疇。模塊式口勺PLC是把CPU、輸入接口、

輸出接口等做成獨立日勺單元模塊，具有配備靈活、組裝以便的優(yōu)勢，適合于輸入/輸出

點數(shù)差別較大的控制系統(tǒng)。

PLC按輸入飾）出接口（I/O接口）點數(shù)的多少可分為微型機、小型機、中型機和

大型機。I/O點數(shù)小于64點為微型機；I/O點數(shù)在64?128點為小型機：I/O點數(shù)在

129?512點為中型機：I/O點數(shù)在512點以上為大型機。PLC的DO接口數(shù)越多,其

存儲容量也越大，價格也越貴，因此，在設(shè)計程序時應(yīng)盡量減少使用I/O接口日勺數(shù)目。

二、PLC的循環(huán)掃描工作方式

當(dāng)PLC的狀態(tài)開關(guān)置于RUN位置時,PLC即進入程序運營狀態(tài)。在程序運營狀

態(tài)下,PLC工作于循環(huán)周期掃描工作方式。每一種掃描周期分為內(nèi)部解決、通信服務(wù)、

輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新5個階段，如圖2.20所示。

1.內(nèi)部解決階段

在內(nèi)部解決階段，一方面擬定PLC硬件的完好性，若硬件浮現(xiàn)故障，則亮燈報警,

同步終結(jié)顧客程序執(zhí)行。若硬件沒有故障，則將監(jiān)控定期器復(fù)位，同步執(zhí)行下一步。

2.通信服務(wù)階段

在通信服務(wù)階段，重要是檢查PLC與否與外設(shè)有通信祈求，如果有則進行相應(yīng)的

解決。

3.輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC的CPU讀取每個輸入端（X）的狀態(tài)，采樣結(jié)束后，存入

輸入數(shù)據(jù)寄存器，作為程序執(zhí)行的條件。

4.程序執(zhí)行

在程序執(zhí)行階段,CPU從顧客程序的第。步開始，到END步結(jié)束，順序地逐條掃

描顧客程序，同步進行邏輯運算和解決（即前條指令日勺邏輯成果影響后條指令），最

后運算成果存入輸出數(shù)據(jù)寄存器。

5.輸出刷新

在輸出刷新階段,CPU將輸出數(shù)據(jù)寄存器H勺數(shù)據(jù)寫入輸出鎖存器，同步變化所有

輸出端（Y）的狀態(tài)。

在程序執(zhí)行和輸出刷新階段，雖然輸入狀態(tài)發(fā)生變化，程序也不讀入新H勺輸入數(shù)

據(jù)，這樣增強了PLC的抗干擾能力和程序執(zhí)行H勺可靠性。

6.PLC掃描周期的時間

PLC掃描周期的時間與PLC的類型和程序指令語句的長短有關(guān)，一般一種掃描

周期為幾十個ms,最長不超過200ms,否則監(jiān)控定期器報警。由于PLCH勺掃描周期很

短，因此從操作上感覺不出來PLC的延遲。

7.PLC工作方式與繼電器工作方式的比較

PLC工作方式與繼電器I：作方式有本質(zhì)的不同。繼電器屬于并聯(lián)工作方式，當(dāng)控

制線路通電時，所有時負(fù)載（繼電器線圈）可以同步通電，與負(fù)載在控制線路中的位

置無關(guān)。

PLC屬于逐條讀取指令、逐條執(zhí)行指令口勺順序掃描工作方式，先被掃描的軟繼電

器先動作，并且影響后被掃描的軟繼電器，即與軟繼電器在程序中口勺位置有關(guān)，在編

程時要掌握和運用這個特點。

第五、六講

任務(wù)二應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機自鎖控制

PLC自鎖控制線路如圖2.21所示，其輸入/輸出端口分派見表2.5o

LIL2L3N

圖2.21PLC自鎖控制線路

有關(guān)知識

PLC程序中觸點串、并聯(lián)指令和繼電器置位/復(fù)位指令等指令屬性見表2.6。

表2.6

AND.ANh

OR、ORI、

邏輯功能電路表達操作元件程序步

SET、RST

指令

助記符

AND與串聯(lián)一種常開觸點X、Y、M、S、T、C1

ANI與非串聯(lián)一種常閉觸點X、Y、M、S、T、C1

OR或并聯(lián)一種常開觸點X、Y、M、S、T、C1

ORI或非并聯(lián)一種常閉觸點X、Y、M、S、T、C1

SET置位線圈保持通電狀態(tài)Y、M、S不定

Y、M、S、T、C.D、V、Z

RST復(fù)位線圈保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)不定

Y、M、S、T、C.D

ZRST區(qū)間復(fù)位5

(I)AND和ANI是單個觸點串聯(lián)指令，串聯(lián)觸點的個數(shù)沒有限制，可以多次反

復(fù)使用。

(2)OR和ORI是單個觸點并聯(lián)指令，并聯(lián)觸點的個數(shù)沒有限制。

(3)被SET指令置位的繼電器只能用RST指令才干復(fù)位。RST指令對數(shù)據(jù)寄存器

D.變址寄存器V和Z消零；對合計定期器T和計數(shù)器C的目前值寄存器清零。

(4)區(qū)間復(fù)位指令是將操作元件指定的區(qū)間元件所有復(fù)位。例如，指令語句“ZRST

YOY3”將輸出繼電器YO、Yl、Y2、Y3所有復(fù)位為斷電狀態(tài)。

任務(wù)實行

一、連接PLC自鎖控制線路

PLC自鎖控制線路

二、編寫PLC自鎖控制程序

1.自鎖控制程序一

根據(jù)自鎖控制規(guī)定，結(jié)合PLC輸入/輸出端口分派表，應(yīng)用觸點串、并聯(lián)指令編寫

的電動機自鎖控制程序如圖2.22所示，程序工作原理如下：

啟動

X002X001X000

0LDX002

1ORYOOO

2ANDX001

3ANDXOOO

自鎖

4OUTYOOO

5-----------------------------------------------------------------------[END>5END

圖2.22電動機自鎖控制程序一

2.電動機自鎖控制程序二

應(yīng)用置位/復(fù)位指令編寫的電動機自鎖控制程序如圖2.23所示，程序工作原理如下:

0LDX002

1SETYOOO

1LDIXOO1

3ORIXOOO

4RSTYOOO

5END

圖2.23電動機自鎖控制程序二

三、操作環(huán)節(jié)

（I）按圖2.21所示連接PLC自鎖控制線路。

（2）將圖2.22所示程序?qū)懭隤LC。

（3）使PLC處在程序運營狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。

（4）PLC上輸入批示燈X0應(yīng)點亮，表達輸入繼電器X0被熱繼電器KH常閉觸

頭接通。如果批示燈X0不亮，闡明熱繼電器KH常閉觸頭斷開，熱繼電器已過載保護。

（5）PLC上輸入批示燈XI應(yīng)點亮，表達輸入繼電器XI被停止按鈕SB1常閉觸

頭接通。如果批示燈XI不亮，闡明停止按鈕SB1未連接好。

（6）按啟動按鈕SB2,輸出繼電器Y0通電自鎖，交流接觸器KM通電，電動機

M通電運營。

（7）按停止按鈕SB1,輸出繼電器Y0斷電解除自鎖，交流接觸器KM斷電，電動機

M斷電停止。

（8）將圖2.23所示程序?qū)懭隤LC,重新操作（6）、（7）步。

知識擴展一多地控制

多地控制是指在多種地方控制同一臺電動機的啟動與停止。圖2.24所示為兩地控制

一臺電動機的輸入端接線圖和PLC程序。兩地啟動按鈕并聯(lián)后接入輸入端X2,兩地

停止按鈕串聯(lián)后接入輸入端XI，熱繼電器KH的I常閉觸點接入輸入端X0,輸出端為

YOo同理不難設(shè)計出多于兩地的控制程序。

圖2.24兩地控制輸入端接線圖和程序

第七、八講

任務(wù)三應(yīng)用PLC實現(xiàn)點動與自鎖混合控制

任務(wù)引入

在實際生產(chǎn)中，除持續(xù)運營控制外，常常還需要用點動控制來調(diào)節(jié)工藝狀態(tài)。圖2.26

所示為PLC點動自鎖混合控制線路，其輸入/輸出端口分派見表2.8。

圖2.26點動自鎖混合控制線路

表2.8輸入/輸出端口分派表

輸入輸出

輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件作用

X0KH（常閉觸頭）過載保護Y0接觸器KM控制電動機

XISB1（常閉按鈕）停止

X2SB2（常開按鈕）啟動

X3SB3（常開按鈕）點動

有關(guān)知識一輔助繼電器M

在繼電器控制系統(tǒng)中，中間繼電器起著信號傳遞、分派等作用。在PLC控制程序

中，輔助繼電器M的作用類似于中間繼電器。輔助繼電器也有常開和常閉觸點，但是

這些觸點不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，只能使用于程序內(nèi)部。FX2N系列PLC輔助繼電器

元件編號與功能見表2.9。

表2.9輔助繼電器M元件編號與功能表

停電保持專用（不可變

通用停電保持用（可變更）特殊用

更）

M0?M499M5OO-M1O23M1024?M3O71M8000?M8255

共500點共524點共2048點共256點

停電保持輔助繼電器在PLC斷電之后，會記憶斷電之前日勺狀態(tài)，卜次運營時再現(xiàn)

原狀態(tài)（運用PLC內(nèi)部電池供電，保持停電前H勺狀態(tài)）。

如下是幾種常用H勺特殊輔助繼電器，例如：

M8000:運營監(jiān)控。PLC運轉(zhuǎn)時始終保持接通（ON）狀態(tài)。

M8002:初始脈沖。PLC由停止?fàn)顟B(tài)（STOP）轉(zhuǎn)為運營狀態(tài)（RUN）H勺瞬時接

通一種掃描周期。

M80I1:周期10ms方波振蕩脈沖。

M8012:周期100ms方波振蕩脈沖。

MX0I3:周期3方波振蕩脈沖.

M8014:周期Imin方波振蕩脈沖。

任務(wù)實行

一、編寫點動與自鎖混合控制程序

根據(jù)點動自鎖控制規(guī)定，結(jié)合PLC輸入/輸出端口分派表，使用輔助繼電器M編寫的

電動機點動與自鎖混合控制程序如圖2.27所示，程序工作原理如下：

自鎖

點動

輸出

圖2.27點動與自鎖混合控制程序

(1)開車準(zhǔn)備。當(dāng)PLC置于程序運營狀態(tài)時，由于熱繼電器KH和停止按鈕均

使用其常閉觸頭，因此輸入繼電器X0和XI通電，程序中X0和XI時常開觸點均閉

合，為電動機通電做好準(zhǔn)備。

(2)自鎖控制。當(dāng)按下啟動按鈕SB2時，程序中X2常開觸點閉合，M0線圈通

電自鎖，M0常開觸點閉合，輸出繼電器Y0線圈通電，電動機運轉(zhuǎn)。當(dāng)按下停止按鈕

SB1時，輸入繼電器XI斷電，程序中XI常開觸點斷開,M。線圈斷電解除自鎖，輸出

繼電器Y0線圈斷電，電動機停止。

(3)點動控制。當(dāng)按下點動按鈕SB3時，程序中X3常開觸點閉合，Ml線圈通

電,Ml常開觸點閉合，輸出繼電器Y0線圈通電，電動機運轉(zhuǎn)。當(dāng)松開SB3時,Ml線

圈斷電,Ml常開觸點分?jǐn)?，輸出繼電器Y0線圈斷電，電動機停止。

(4)過載保護。當(dāng)電動機過載時，熱繼電器KH口勺常閉觸頭分?jǐn)?X0線圈斷電，程

序中X0日勺常開觸點斷開，MO、Ml線圈都斷電，輸出繼電器Y0線圈斷電，電動機停

止。

將點動與自鎖混合控制程序與課題一任務(wù)四中點動與自鎖混合控制線路相比較

可看出它們的設(shè)計思路有如下不同點：

(1)在設(shè)計電氣控制線路時，為了減少硬件費用，應(yīng)盡量少用繼電器或接觸器；

而在PLC程序設(shè)計中，為了控制關(guān)系清晰，則可以較多地使用軟繼電器。

(2)在電氣控制線路中，同一種器件H勺常開觸頭或常閉觸頭是不能同步動作rJ,

即有時間上的延遲；而在PLC程序中，同一種軟器件時常開觸點或常閉觸點是同步動

作H勺，沒有時間延遲，因此按點動與白鎖混合控制線路來設(shè)計相應(yīng)於JPLC程序并不能

實現(xiàn)控制功能。

二、操作環(huán)節(jié)

(1)按圖2.26所示連接點動與自鎖混合控制線路。

(2)將圖2.27所示程序?qū)懭隤LC。

(3)使PLC處在運營狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。

(4)PLC上輸入批示燈X0應(yīng)點亮，表達輸入繼電器X0被熱繼電器KH常閉觸

頭接通。

(5)PLC上輸入批示燈XI應(yīng)點亮，表達輸入繼電器XI被停止按鈕SB1常閉觸

頭接通。

(6)按下啟動按鈕SB2,電動機應(yīng)持續(xù)運轉(zhuǎn)；按卜停止按鈕SBI,甩動機應(yīng)停止。

(7)按下點動按鈕SB3,電動機應(yīng)啟動，松開點動按鈕SB3,電動機應(yīng)停止。

知識擴展一電路塊串并聯(lián)指令

在PLC梯形圖程序中，除了單個觸點的I串聯(lián)與并聯(lián)形式外，尚有電路塊的串聯(lián)與

并聯(lián)形式，對串聯(lián)電路塊的J編程要應(yīng)用“塊與”指令，對并聯(lián)電路塊的編程要應(yīng)用“塊

或"指令。塊指令A(yù)NB.ORBH勺助記符、邏輯功能等指令屬性見表2.10。

表2.10邏輯功能

ANB.ORB

電路表達操作元件步數(shù)

指令

助記符

ANB塊的串聯(lián)觸點后串聯(lián)一種電路塊無1

ORB塊時并聯(lián)觸點并聯(lián)一種電路塊無1

塊指令A(yù)NB.ORB的使用闡明：

（1）兩個或兩個以上觸點并聯(lián)連接的電路稱為并聯(lián)電路塊。當(dāng)并聯(lián)電路塊與前面的

電路串聯(lián)連接時，使用ANB指令。并聯(lián)電路塊H勺起點用LD或LDI指令，并聯(lián)結(jié)束后

使用ANB指令，如圖2.28所示。

X000

X001

Y000

Y000

圖2.28ANB指令的使用

（2）兩個或兩個以上觸點庠聯(lián)連接口勺電路稱為串聯(lián)電路塊。當(dāng)串聯(lián)電路塊與前面的

電路并聯(lián)連接時.，使用ORB指令。串聯(lián)電路塊口勺起點用LD或LDI指令，串聯(lián)結(jié)束后

使用ORB指令,如圖2.29所示,

0LDxooo

1LDIxooo

2ANDM8013

3ORB

4OUTY000

5END

圖2.29ORB指令口勺使用

第九、十講

任務(wù)四應(yīng)用PLC實現(xiàn)順序啟?？刂?/p>

任務(wù)引入

一般生產(chǎn)設(shè)備往往需要多臺電動機進行驅(qū)動，各臺電動機的后動順序由生產(chǎn)工藝決

定。例如，某生產(chǎn)設(shè)備有3臺電動機，生產(chǎn)工藝規(guī)定是：按下啟動按鈕，第一臺電動機

Ml啟動;運營4s后，第二臺電動機M2啟動;再運營15s后，第三臺電動機M3啟動。

按下停止按鈕,3臺電動機所有停止。PLC控制線路如圖2.31所示，輸入/輸出端口分

派見表2.11。

有關(guān)知識一定期器

FX2N系列PLC有256個定期器，其中一般定期器246個，合計定期器1()個，地

址編號為TO?T255,見表2.12。

表2.12定期器分類

類型定期器名稱編號范疇點數(shù)計時范疇

一般定期器100ms定期器T0-T1992000.1?3276.7s

10ms定期器T200-T245460.01?327.67s

1ms合計定期器T246?T24940.001?32.767s

合計定期器

100ms合計定期器T250?T25560.1?3276.7s

定期器T/、J使用闡明：

(1)定期器是根據(jù)時鐘脈沖合計計時H勺，時鐘脈沖周期有1ms.10ms.100ms

三種規(guī)格。

(2)定期器有一種設(shè)定值寄存器，一種目前值寄存器。這些寄存器都是16位(即數(shù)

值范疇為1?32767),定期器的延時時間為設(shè)定值乘以時鐘脈沖周期。

(3)每個定期器均有一種常開和常閉觸點，可以無限次引用，延時時間到其常開觸點

閉合，常閉觸點斷開。

任務(wù)實行

一、編寫3臺電動機順序啟動控制程序

3臺電動機順序啟動控制程序如圖2.32所示，程序工作原理如下:

MI啟動

M2啟動

啟動

圖2.323臺電動機順序啟動控制程序

二、操作環(huán)節(jié)

(1)按圖2.31所示連接3臺電動機順序啟動控制線路。

(2)將圖2.32所示程序?qū)懭隤LC。

(3)使PLC處在運營狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。

(4)PLC上輸入批示燈X0應(yīng)點亮，表達熱繼電器KH1.KH2.KH3工作正常；輸

入批示燈XI應(yīng)點亮，表達停止按鈕接入正常。

(5)按下啟動按鈕SB2,3臺電動機應(yīng)按控制規(guī)定順序啟動。

(6)按下停止按鈕SB1,3臺電動機應(yīng)同步停止。

知識擴展

一、長延時程序

FX2N系列PLC的定期器最長延時時間為3276.7s,如果需要更長延時時間，可采用

多種定期器串聯(lián)延時，如圖2.33所示為延時5000s淤J程序。

X000K30000

?！?卜{T0)延時3000s

K20000

(T1)延時2000s

T1

J卜{Y010)共延時5000s

后Y10通電

10[END]

圖2.335000s延時程序

二、脈沖產(chǎn)生程序

1.固定脈沖程序

FX2NPLC的特殊輔助繼電器M8011?M8014可以分別產(chǎn)生占空比為1/2、脈沖周期

為10ms、100ms、1s和Imin的時鐘信號，在需要可以直接應(yīng)用。在如圖2.34所示的

梯形圖中，用M8013時常開觸點控制輸出繼電器Y0,用M8014的|常開觸點控制輸出

繼電器Y1。

M8013

0—||---------------------------------------(Y000)

Is

M8014

2—||--------------------------------------(Y001)

Yl]_

4------------------------------------------------[END]一lmin

(a)梯形圖(b)時序圖

圖2.34特殊輔助繼電器M80I3.M8014H勺的應(yīng)用

2.任意周期時脈沖程序

在實際應(yīng)用中也可以構(gòu)成振蕩電路產(chǎn)生任意周期時脈沖信號。例如，如圖2.35所示程

序產(chǎn)生周期為15s、脈沖持續(xù)時間為一種掃描周期的信號。

圖2.35產(chǎn)生周期為15s的脈沖信號

3.占空比可調(diào)的脈沖程序

如果產(chǎn)生一種占空比可調(diào)的任意周期的脈沖信號則需要兩個定期器，脈沖信號H勺低

電平時間為10s,高電平時間為20s的程序如圖2.36(a)所示。當(dāng)X0接通時，T0線

圈通電延時,Y0斷電;T0延時10s時間到,T0觸點閉合,Y0通電,T1線圈通電延時;

T1延時20s時間至IJ,T1觸點斷開,TO線圈斷電復(fù)位,Y0斷電。T1線圈斷電復(fù)位,T1觸

點閉合，T0線圈再次通電延時。因此，輸出繼電器Y0周期性通電20s、斷電10s。各

元件的動作時序如圖2.36(b)所示。

(a)產(chǎn)生脈沖信號的程序(b)時序圖

圖2.36脈沖程序與時序圖

第十一、十二講

任務(wù)五應(yīng)用PLC實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制

任務(wù)引入

電動機正反轉(zhuǎn)控制規(guī)定是：按下正轉(zhuǎn)按鈕，電動機正轉(zhuǎn)：按下反轉(zhuǎn)按鈕，電動機

反轉(zhuǎn)，按下停止按鈕，電動機停止。

對于不能同步處在通電工作狀態(tài)的接觸器，如正反轉(zhuǎn)接觸器，必須要有接觸器常閉觸

頭的硬件聯(lián)鎖，僅依托程序軟件聯(lián)鎖是不夠的。由于PLC在輸出刷新階段，正轉(zhuǎn)接觸

器的斷開(閉合)與反轉(zhuǎn)接觸器的閉合(斷開)是同步進行的，如果沒有接觸器硬件

聯(lián)鎖，易發(fā)生電源短路事故。

有關(guān)知識一脈沖指令

脈沖指令的助記符、邏輯功能等指令屬性見表2.14。

表2.14LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令

助記符邏輯功能電路功能操作元件步數(shù)

LDP取脈沖上升沿上升沿時接通1個掃描周期

LDF取脈沖下降沿下降沿時接通1個掃描周期

ANDP與脈沖上升沿檢測上升沿時接通1個掃描周期X、Y、M、

2

ANDF與脈沖下降沿檢測下降沿時接通1個掃描周期S、T、C

ORP或脈沖上升沿檢測上升沿時接通1個掃描周期

ORF或脈沖下降沿檢測下降沿時接通1個掃描周期

脈沖指令的使用闡明如下:

(1)LDP指令監(jiān)視取元件H勺接通狀態(tài)，即只在操作元件由OFF-ON狀態(tài)時產(chǎn)

生一種掃描周期H勺接通脈沖，LDF指令監(jiān)視取元件的斷開狀態(tài)，即只在操作元件由

ON-OFF狀態(tài)時產(chǎn)生一種掃描周期的接通脈沖。

(2)ANDP指令監(jiān)視與元件H勺接通狀態(tài)，即只在操作元件由OFF-ON狀態(tài)時產(chǎn)

生一種掃描周期的接通脈沖。ANDF指令監(jiān)視與元件的斷開狀態(tài)，即只在操作元件由

ON>OFF狀態(tài)時產(chǎn)生一種仁描周期的接通脈沖

(3)ORP指令監(jiān)視或元件日勺接通狀態(tài)，即只在操作元件由OFFTON狀態(tài)時產(chǎn)生一

種掃描周期的接通脈沖。ORF指令監(jiān)視或元件的斷開狀態(tài)，即只在操作元件由ONT

OFF狀態(tài)時產(chǎn)生一種掃描周期日勺接通脈沖。

任務(wù)實行

一、編寫三相交流電動機正反轉(zhuǎn)控制程序

不通過停止按鈕，直接按正反轉(zhuǎn)按鈕就可變化電動機轉(zhuǎn)向，需要采用按鈕聯(lián)鎖。為了

減輕換向時反向電流對電動機的沖擊，合適延長換向過程，即按下正轉(zhuǎn)按鈕時，先停

止反轉(zhuǎn)，延緩半晌松開正轉(zhuǎn)按鈕時，才接通正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)過程同理。三相交流電動機正

反轉(zhuǎn)控制程序如圖2.41所示。

正轉(zhuǎn)啟動

圖2.41電動機正反轉(zhuǎn)控制程序

二、操作環(huán)節(jié)

(1)按圖2.37所示連接三相交流電動機正反轉(zhuǎn)控制線路。

(2)將圖2.41所示程序?qū)懭隤LCo

(3)使PLC處在運營狀態(tài)，并進入程序監(jiān)控狀態(tài)。

(4)PLC上輸入批示燈X0應(yīng)點亮，表達熱繼電器KH工作正常。

(5)PLC上輸入批示燈XI應(yīng)點亮，表達停止按鈕連接正常。

(6)正轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2時，輸入繼電器X2通電,X2聯(lián)鎖觸點斷開反轉(zhuǎn)輸

出繼電器Y1；松開SB2時,X2接通一種掃描周期，正轉(zhuǎn)輸出繼電器Y0通電自鎖，交

流接觸器KM1通電，電動機M通電正轉(zhuǎn)運營。

(7)反轉(zhuǎn)。按卜.反轉(zhuǎn)按鈕SB3時，輸入繼電器X3通電,X3聯(lián)鎖觸點斷開正轉(zhuǎn)輸

出繼電器Y0,解除Y0對反轉(zhuǎn)電路的聯(lián)鎖；松開SB3時,X3接通一種掃描周期，反轉(zhuǎn)

輸出繼電器Y1通電自鎖，交流接觸器KM2通電，電動機M通電反轉(zhuǎn)運營。

(8)停止。按下停止按鈕SB1,輸出繼電器Y0或Y1均斷電解除自鎖，交流接

觸器斷電，電動機M斷電停止。

第十三、十四講

任務(wù)六應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機丫一△降壓啟動控制

任務(wù)引入

電動機一△降壓后動控制規(guī)定如下：按下啟動按鈕SB2,電動機繞組形連接啟動,

延時合適時間后自動轉(zhuǎn)為△形連接運營：按下停上按鈕SB1,電動機停止。其控制線

路如圖2.42所示，輸入/輸出端口分派見表2.15。

有關(guān)知識一堆棧存儲器

在FX2N系列PLC中有11個存儲器，專門用來存儲程序運算的中間成果，稱為

堆棧存儲器。MPS、MRD.MPP是對堆棧存儲器進行操作口勺指令，其助記符、邏輯功

能見表2.16o

表2.16堆棧指令

助記符指令名稱邏輯功能操作數(shù)步數(shù)

運算器成果送入堆棧第一級單元；

MPS進棧無1

堆棧各級數(shù)據(jù)依次下移到下一級單元

將堆棧第一級單元的數(shù)據(jù)送入運算器；

MRD讀棧無1

堆棧各級數(shù)據(jù)不發(fā)生上移或下移

將堆棧第一級單元的數(shù)據(jù)送入運算器；

MPP出棧無1

堆棧各級數(shù)據(jù)依次上移到上一級單元

PLC中運算器與堆?；Q數(shù)據(jù)|內(nèi)過程如圖2.43所示。

堆棧指令的使用闡明：

(1)MPS、MPP應(yīng)當(dāng)成對使用，并且持續(xù)使用不能超過11次，否則數(shù)據(jù)溢出丟

失。

(2)有用堆棧指令時，如果其后是單個觸點，需用AND或ANI指令；如果其后是電

路塊，則在電路塊的始點用LD或LDI指令，然后用塊與指令A(yù)NB。

在圖2.44所示口勺程序中，由于X0控制輸出繼電器Y0?Y4,因此X0口勺狀態(tài)要使用5

次。因此，在“0LDX0”指令語句后先用MPS指令將X0附伏態(tài)存入堆棧第一級

單元。

X000X00I°LDX000

0___11_________1||1___________________Viv…nnn,1也逃伊如1'…MP…<

M；s72ANDX00I

X0023OUTY000

(>讀棧

/——I|--------------------------------Y0014MRD

5ANDX002

-HT------------------------------(Y002>讀棧:X丫卬

MRD'

\

X0048ANDX003

—4|--------------------------------(Y003>讀棧9OUTY002

10