第6章FX2N可編程序控制器

第六章

FX2N可編程序控制器機電傳動與PLC教學提示：FX2N系列可編程控制器是日本三菱公司小型PLC的代表產品之一。本章主要介紹FX2N系列可編程控制器的系統(tǒng)特點、型號說明、技術指標、硬件配置及其等效元件等基本內容，是學習FX2N系列PLC的基礎。

教學要求：學習、使用可編程控制器首先要熟悉可編程控制器的基本配置情況，例如PLC的技術指標、各單元的功能、輸入輸出點數、編程器及其他外部設備的使用等內容。要熟練使用可編程控制器必須牢牢掌握兩個重要基本內容——等效元件及編程指令。本章詳細介紹了FX2N系列可編程控制器的內部等效元件，這部分內容應熟練掌握，尤其是各等效元件的功能、使用方法及編號范圍應重點掌握。第一節(jié)三菱FX2N系列PLC簡介主機（基本單元）：CPU、存儲器、輸入輸出口及電源主機擴展其輸入輸出：

擴展單元（擴展I/O口，內部有電源）

擴展模塊及（擴展I/O口，內部無電源）特殊功能模塊單元（溫度控制模塊、計數控制模塊等）1FX2N系列可編程序控制器的基本組成§6.1三菱FX2N系列PLC簡介

FX2N的技術特點：（2）FX2N是FX系列中功能最強、運行速度最快的PLC。FX2N基本指令執(zhí)行時間高達0.08μs，比FX2大4倍，超過了許多大、中型PLC。（1）FX2N系列PLC采用一體化箱體結構，其基本單元將CPU、存儲器、輸入輸出接口及電源等都集成在一個模塊內，結構緊湊，體積小巧，成本低，安裝方便。（3）FX2N的用戶存貯器容量可擴展到16K，其I/O點數最大可擴展到256點。（4）FX2N有多種特殊功能模塊，如模擬量輸入輸出模塊、高速計數器模塊、脈沖輸出模塊、位置控制模塊、RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模塊或功能擴展板、模擬定時器擴展板等。§6.1三菱FX2N系列PLC簡介（5）FX2N有3000多點輔助繼電器、1000點狀態(tài)繼電器、200多點定時器、200點16位加計數器、35點32位加/減計數器、8000多點16位數據寄存器、128點跳步指針、15點中斷指針。（6）FX2N有128種功能指令，具有中斷輸入處理、修改輸入濾波器常數、數學運算、浮點數運算、數據檢索、數據排序、PID運算、開平方、三角函數運算、脈沖輸出、脈寬調制、ACL碼輸出、串行數據傳送、校驗碼、比較觸點等功能指令。（7）FX2N還有矩陣輸入、10鍵輸入、16鍵輸入、數字開關、方向開關、7段顯示器掃描顯示等方便指令。§6.1三菱FX2N系列PLC簡介2FX2N的型號說明FX系列PLC型號命名的基本格式如下：

（1）系列序號：如0、2、0N、2C、1S、1N、2N、1NC、2NC（2）I/O點數：10～256點§6.1三菱FX2N系列PLC簡介（3）單元類型：M—基本單元E—擴展單元（輸入輸出混合）EX—擴展輸入單元（模塊）EY—擴展輸出單元（模塊）（5）特殊品種區(qū)別：（4）輸出形式：R—繼電器輸出T—晶體管輸出S—晶閘管輸出D—DC電源，DC輸入A—AC電源，AC輸入H—大電流輸出擴展單元V—立式端子排的擴展單元C—接插口輸入輸出方式F—輸入濾波器1ms的擴展單元L—TFL輸入型擴展單元S—獨立端子（無公共端）擴展單元FX2N系列PLC的外觀特征§6.1三菱FX2N系列PLC簡介FX2N系列PLC的接線§6.1三菱FX2N系列PLC簡介輸入器件的接線圖開關、按鈕等無源器件，每個觸點的兩個接頭分別連接一個輸入點及輸入公共端§6.1三菱FX2N系列PLC簡介輸出器件的接線圖PLC的輸出口上連接的器件主要是繼電器、接觸器、電磁閥的線圈。這些器件均采用PLC機外的專用電源供電。注意：PLC輸出口的電流定額一般為2A，大電流的執(zhí)行器件須配裝中間繼電器。PLC的繼電馨輸出模塊一般只能驅動額定電壓220V(AC)的負載，如果系統(tǒng)原來的交流接觸器的線圈電壓為380V時，應將線圈換成220V的，或在PLC外部設置中間維電器。PLC內部提供一組開關接點由于輸出口連接線圈種類多，所需的電源種類及電壓不同，輸出口公共端常分為許多組，而且組間是隔離的。PLC內部提供一組開關接點1FX2N系列PLC編程元件的分類及編號字母：根據功能給一個軟元件定義名稱并用相應的字母表示。如輸入繼電器“X”、輸出繼電器“Y”，定時器T、計數器C、輔助繼電器M、狀態(tài)繼電器S、數據寄存器D等；數字：該器件的序號。FX2N系列PLC中輸入、輸出繼電器的序號為八進制，其余為十進制。2編程元件的基本特征編程元件和繼電接觸器的元件類似、具有線圈和常開常閉觸點。當線圈被選中（通電）時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開；當線圈失去選中條件時，常閉接通，常開斷開（復位）。PLC的編程元件可以有無數多個常開、常閉觸點。第二節(jié)FX2N系列PLC主要編程元件輸入輸出繼電器（輸入X、輸出Y）

（FX2N系列輸入、輸出繼電器總點數不能超過256點。）型號FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M擴展時輸入X000～X0078點X000～X01716點X000～X02724點X000～X03732點X000～X04740點X000～X07764點X000～X267184點輸出Y000～Y0078點Y000～Y01716點Y000～Y02724點Y000～Y03732點Y000～Y04740點Y000～Y07764點Y000～Y267184點§6.2FX2N系列PLC主要編程元件3編程元件的介紹輸入繼電器與輸入端子相連，它是專門用來接受PLC外部開關信號的元件FX系列PLC的輸入繼電器以八進制進行編號，FX2N輸入繼電器的編號范圍為X000~X267（184點）2.輸出繼電器（Y000~Y267）

1.輸入繼電器（X000~X267）輸出繼電器是用來將PLC內部程序運算結果輸出給外部負載（用戶輸出設備）FX2N編號范圍為Y000~Y267（184點）§6.2FX2N系列PLC主要編程元件§6.2FX2N系列PLC主要編程元件§6.2FX2N系列PLC主要編程元件3.輔助繼電器（M）

（1）通用輔助繼電器（M0～M499）（2）斷電保持輔助繼電器（M500～M3071）（3）特殊輔助繼電器（M8000～M8255）觸點型線圈型§6.2FX2N系列PLC主要編程元件§6.2FX2N系列PLC主要編程元件中間繼電器應用演示斷電保持用繼電器應用演示特殊輔助繼電器?特殊輔助繼電器分為觸點利用型和線圈驅動型兩種。?特殊輔助繼電器共256點，它們用來表示可編程序控制器的某些狀態(tài)，提供時鐘脈沖和標志（如進位、借位標志），設定可編程序控制器的運行方式，或者用于步進順控、禁止中斷、設定計數器是加計數或是減計數等?觸點利用型:由可編程序控制器的系統(tǒng)程序來驅動其線圈，在用戶程序中可直接使用其觸點?！?.2FX2N系列PLC主要編程元件M8030的線圈“通電”后，“電池電壓降低”發(fā)光二極管熄滅；M8033的線圈“通電”時，可編程序控制器由RUN進入STOP狀態(tài)后，映象寄存器與數據寄存器中的內容保持不變；M8034的線圈“通電”時，禁止輸出；M8039的線圈“通電”時，可編程序控制器以D8039中指定的掃描時間工作。?線圈驅動型:由用戶程序驅動其線圈，使可編程序控制器執(zhí)行特定的操作?！?.2FX2N系列PLC主要編程元件S0～S9一般用于步進梯形圖的初始狀態(tài)，S10～S19一般用作返回原點的狀態(tài)

4.狀態(tài)繼電器

初始狀態(tài)器（S0～S9）普通型（S10～S499）/斷電保持型（S500～S899）信號報警器型狀態(tài)器（S900～S999）§6.2FX2N系列PLC主要編程元件5.定時器（T）的功能

（1）定時器的地址號

定時器的地址號與功能時鐘100ms型0.1～3276.7s10ms型0.01～327.67s1ms累積型0.001～32.767s100ms累積型0～3276.7s機內容量型0～255個定時器T0～T199200點T200～T24546點T246～T2494點執(zhí)行中斷用斷電保持型T250～T2556點斷電保持型用作功能擴展板可連接容積48點子程序用T192～T199§6.2FX2N系列PLC主要編程元件（2）定時器的定時值設定

立即數設定方法（常用）間接尋址方法設定立即數設定

間接尋址方法設定

§6.2FX2N系列PLC主要編程元件§6.2FX2N系列PLC主要編程元件（3）定時器功能

通用定時器100ms通用定時器（T0～T199）共200點10ms通用定時器（T200～T245）共46點積算型定時器1ms積算定時器（T246～T249）共4點100ms積算定時器（T250～T255）共6點§6.2FX2N系列PLC主要編程元件非累積型定時器和累積型定時器§6.2FX2N系列PLC主要編程元件非累積型定時器工作過程演示§6.2FX2N系列PLC主要編程元件累積型定時器工作過程演示積算式定時器的應用波形圖§6.2FX2N系列PLC主要編程元件×定時器的應用——延時啟動§6.2FX2N系列PLC主要編程元件FX2N系列計數器分為內部計數器和高速計數器兩類

（1）內部計數器

16位增計數器（C0～C199）共200點32位增/減計數器（C200～C234）共有35點，其中C200～C219（共20點）為通用型，C220～C234（共15點）為斷電保持型（2）高速計數器（C235～C255）

單相單計數輸入高速計數器（C235～C245）單相雙計數輸入高速計數器（C246～C250）

雙相雙計數高速計數器（C251～C255）

6.計數器（C）功能§6.2FX2N系列PLC主要編程元件增計數器

內部信號計數器：是對機內的元件的信號計數也稱普通計數器外部信號計數器：對機器的外部信號進行計數

16位增計數器（一般用：C0～C99；停電保持用：C100～C19916位計數器其設定值在K1～K32767范圍內有效。設定值K0與K1意義相同，均在第一次計數時，其觸點動作。如果PLC斷電，恢復電源后，計數器可按上一次數值累計計數。計數脈沖清零信號§6.2FX2N系列PLC主要編程元件16位增計數器工作過程演示16位加計數器的應用波形圖§6.2FX2N系列PLC主要編程元件32位增/減雙向計數器（停電保持用：C200～C219；特殊用：C220～C234）

32位增/減雙向計數器的值有效范圍為-2147483648～+2147483647。

計數方向可以開始計數改變計數方向計數到，下下；上上§6.2FX2N系列PLC主要編程元件1相1計數輸入C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245X000U/DU/DU/DX001U/DRRX002U/DU/DU/DX003U/DRRX004U/DU/DX005U/DRX006SX007S1相2計數輸入2相2計數輸入

C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255

X000UUUAAA

X001DDDBBB

X002RRRR

X003UUAA

X004DDBB

X005RRRR

X006SS

X007SS

U表示增計數輸入；D表示減計數輸入；A表示A相輸入；B表示B相輸入；R表示復位輸入；S表示啟動輸入。高速計數器通過對特定的輸入作中斷處理來進行計數，與掃描周期無關，可以執(zhí)行數KHz的計數。根據不同增/減計數切換及控制的方法，分為1相1計數輸入、1相2計數輸入以及2相2計數輸入三種類型。內置高速計數器§6.2FX2N系列PLC主要編程元件下圖為FX2N系列PLC內置1相1計數輸入高速計數器的應用

在X012為ON時，利用計數輸入X000，通過中斷，C235按X010設定的方式增計數或減計數

計數器的當前值由-6→-5增加時，輸出觸點被置位，由-5→-6減少時，輸出觸點被復位。如果復位輸入X011為ON，則執(zhí)行RST指令，計數器當前值變?yōu)?，輸出觸點也復位?！?.2FX2N系列PLC主要編程元件1相2計數輸入高速計數器的應用舉例2相2計數輸入高速計數器的應用

A相接通的同時，B相輸入為OFF→ON則為增計數，ON→OFF時為減計數.§6.2FX2N系列PLC主要編程元件數據寄存器

數據寄存器是存儲數值數據的軟元件，可以處理各種數值數據。類型:一般用：D0～D199，200點停電保持用：D200～D511，312點停電保持專用：D512～D7999，7488點，特殊用：D8000～D8255，256點。變址寄存器：V0～V7，Z0～Z7，16點。

這些寄存器都是16位，最高位為符號位，數值范圍為-32768～+32767。將相鄰兩個數據寄存器組合，可存儲32位數值數據，最高位為符號位（高位為大的號碼，低位為小的號碼。變址寄存器中，V為高位，Z為低位），可處理-2147483648～+2147483647的數值。

§6.2FX2N系列PLC主要編程元件第三節(jié)FX2N系列PLC的基本指令FX2N系列PLC有：基本指令27條；步進梯形指令2條；應用指令128種，298條。一、LD、LDI、OUT指令LD、LDI指令分別用于將常開、常閉觸點連接到母線上。OUT指令是對輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、定時器、計數器的線圈驅動§6.3FX2N系列PLC基本指令二、AND、ANI指令

AND、ANI指令分別用于單個常開、常閉觸點的串聯(lián)，串聯(lián)觸點的數量不受限制，該指令可以連續(xù)多次使用?！?.3FX2N系列PLC基本指令三、OR、ORI指令

OR、ORI指令分別用于單個常開、常閉觸點的并聯(lián)，并聯(lián)觸點的數量不受限制，該指令可以連續(xù)多次使用。§6.3FX2N系列PLC基本指令四、ORB、ANB指令

若有多個塊并聯(lián)時，對每個回路塊使用ORB指令，則對并聯(lián)的回路個數沒有限制。若成批使用ORB指令并聯(lián)連接多個串聯(lián)回路塊時，由于LD、LDI指令的重復次數限制在8次以下，因此這種情況下并聯(lián)的回路個數限制在8個以下?！?.3FX2N系列PLC基本指令

若有多個并聯(lián)回路塊按順序與前面的回路串聯(lián)時，對每個回路塊使用ANB指令，則對串聯(lián)的回路個數沒有限制。若成批使用ANB指令串聯(lián)連接多個并聯(lián)回路塊時，由于LD、LDI指令的重復次數限制在8次以下，因此這種情況下串聯(lián)的回路個數限制在8個以下。

§6.3FX2N系列PLC基本指令五LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令

LDP、ANDP、ORP指令是進行上升沿檢出的觸點指令，僅在指定位元件的上升沿時（OFF→ON變化時）接通一個掃描周期。

LDF、ANDF、ORF指令是進行下降沿檢出的觸點指令，僅在指定位元件的下降沿時（ON→OFF變化時）接通一個掃描周期。

§6.3FX2N系列PLC基本指令邊緣檢測脈沖指令§6.3FX2N系列PLC基本指令六MPS、MRD、MPP指令

MPS指令：將此時刻的運算結果送入堆棧存儲。MPP指令：各數據按順序向上移動，最上端的數據讀出，同時該數據消失。MRD指令：是讀出最上端所存數據的專用指令，堆棧內的數據不發(fā)生移動。

MPS指令與MPP指令必須成對使用，連續(xù)使用的次數應小于11?！?.3FX2N系列PLC基本指令MPS、MRD、MPP指令

§6.3FX2N系列PLC基本指令堆棧指令工作過程演示七MC、MCR指令

MC為主控指令，用于公共串聯(lián)觸點的連接，MCR為主控復位指令，即MC的復位指令。

§6.3FX2N系列PLC基本指令§6.3FX2N系列PLC基本指令主控指令工作過程演示八INV指令

將INV指令執(zhí)行之前的運算結果取反，不需要指定軟元件號

在梯形圖中，只能在能輸入AND或ANI、ANDP、ANDF指令步的相同位置處，才可編寫INV指令，而不能像LD、LDI、LDP、LDF那樣與母線直接相連，也不能像OR、ORI、ORP、ORF指令那樣單獨使用。§6.3FX2N系列PLC基本指令§6.3FX2N系列PLC基本指令九PLS、PLF指令

使用PLS指令時，僅在驅動輸入為ON的一個掃描周期內，軟元件Y、M動作。使用PLF指令時，僅在驅動輸入為OFF的一個掃描周期內，軟元件Y、M動作。§6.3FX2N系列PLC基本指令§6.3FX2N系列PLC基本指令脈沖輸出指令工作過程演示十SET、RST指令

SET為置位指令，使操作保持；RST為復位指令，使操作保持復位。RST指令一個重要的用途是對計數器復位

§6.3FX2N系列PLC基本指令置位復位指令工作過程演示十一NOP、END指令NOP為空操作指令在程序中加入NOP指令，有利于修改或增加程序時，減小程序步號的變化，但是程序要求有余量。END為程序結束指令

§6.3FX2N系列PLC基本指令第四節(jié)編程規(guī)則梯形圖編程規(guī)則梯形圖的各種符號，要以左母線為起點，右母線為終點自上而下依次寫。

觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支線上。幾個串聯(lián)回路并聯(lián)時，應該將串聯(lián)觸點多的回路寫在上方。幾個并聯(lián)回路串聯(lián)時，應該將并聯(lián)觸點多的回路寫在左方。對不可編程的電路，必須對電路進行重新安排，便于正確使用PLC基本指令進行編程輸出線圈及運算處理框，必須寫在一行的最右面，它們右邊不能再有任何觸點存在

第五節(jié)基本指令編程舉例1保持（記憶）電路開始指令停止指令開關量輸出停電保持中間繼電器2起-保-停電路（三相異步電動機單向運轉控制）§6.5基本指令編程舉例§6.5基本指令編程舉例3.1互鎖控制（三相異步電動機可逆運轉控制，

帶手動復位熱繼電器）§6.5基本指令編程舉例手動復位型熱繼電器

3.2互鎖控制（三相異步電動機可逆運轉控制，

帶自動復位熱繼電器）§6.5基本指令編程舉例三相異步電動機可逆運轉方案2X3為得電閉合狀態(tài)電機可逆運轉控制過程演示（自動復位熱繼電器）總結：（1）外部聯(lián)鎖電路的設立。為了防止控制正反轉的兩個接觸器同時動作，造成三相電源短路，除了在梯形圖中設置與它們對應的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點組成的軟互鎖電路外，還應在PLC外部設置硬互鎖電路。（2）熱繼電器過載信號的處理。如果熱繼電器屬于自動復位型，則過載信號必須通過輸入電路提供給PLC，用梯形圖實現過載保護。如果屬于手動復位型熱繼電器，則其常閉觸點可以接在PLC的輸出電路中與控制電動機的交流接觸器的線圈串聯(lián)?！?.5基本指令編程舉例4多繼電器線圈控制

§6.5基本指令編程舉例5多地點控制

6定時電路

（1）延時接通（兩電機分時啟動電路）§6.5基本指令編程舉例§6.5基本指令編程舉例電機分時啟動工作過程演示（2）延時斷開§6.5基本指令編程舉例（3）多個定時器接力組合的擴展定時控制§6.5基本指令編程舉例（4）利用計數器配合定時器擴展定時范圍§6.5基本指令編程舉例計數器配合定時器工作過程演示7分頻電路（二分頻電路）待分頻的脈沖信號加在輸入X000上，在第一個脈沖信號到來時，M100產生一個掃描周期的單脈沖，使M100常開觸點閉合一個掃描周期?！?.5基本指令編程舉例8振蕩電路（閃爍電路）當輸入X000接通時，輸出Y000閃爍，接通與斷開交替運行，接通時間為1s由定時器T0設定，斷開時間為2s由定時器T1設定?！?.5基本指令編程舉例閃爍電路工作過程演示9報警電路§6.5基本指令編程舉例10十字路口交通燈控制十字路口南北向及東西向均設有紅、黃、綠三只信號燈，交通信號燈啟動時（輸入X000控制啟動，輸入X001控制停止），6只燈依一定的時序循環(huán)往復工作。交通信號燈的時序圖如圖所示。

§6.5基本指令編程舉例梯形圖設計步驟如下：1)依圖中所示元件及方式繪出各個時間點形成所需支路。這些支路是按時間點的先后順序繪出的，而且是采用一點連一點的方式。2)以時間點為工作條件繪出各燈的輸出梯形圖。3)為實現交通燈的啟?？刂?，在梯形圖上增加主控環(huán)節(jié)。作為一個循環(huán)的結束，第二個循環(huán)開始控制的T7常閉觸點也作為條件串入主控指令中。十字路口交通信號燈的梯形圖控制程序如圖§6.5基本指令編程舉例第六節(jié)經驗設計法一、基本方法經驗設計法類似于通常設計繼電器電路圖的方法，即在一些典型電路的基礎上，根據被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時需要多次反復地調試和修改，增加一些觸點或中間編程元件，最后才能得到一個較為滿意的結果。這種方法沒有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結果不是惟一的，設計所用的時間、設計的質量與設計者的經驗有很大的關系，一般用于較簡單的梯形圖（例如手動程序）的設計。一些電工手冊中給出了大量的常用的繼電器控制電路，在用經驗法設計梯形圖時，可以參考這些電路。二、經驗設計法的步驟1)分析控制要求，并將控制系統(tǒng)分成幾個獨立的局部。2)設計主令元件和檢測元件，確定輸入／輸出設備，并進行I/O分配，畫I/O連線圖。3)設計執(zhí)行元件的控制程序。4)檢查修改和完善程序。在設計梯形圖時，要注意先設計基本梯形圖程序，當基本控制要求都滿足之后，再增加其他條件。檢查調試時，要將梯形圖分解成獨立功能子程序調試完畢后，再調試全部功能?！?.6

經驗設計法三、設計舉例1、三相異步電動機循環(huán)正反轉控制要求：按下啟動按鈕，電動機正轉3s，停2s，反轉3s，停2s，如此循環(huán)5個周期，然后自動停止。按下停止按鈕，電動機停轉；電動機過載停轉，熱繼電器屬于自動復位型。§6.6

經驗設計法(1)確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖?！?.6

經驗設計法§6.6

經驗設計法§6.6

經驗設計法(2)設計三相異步電動機循環(huán)正反轉的梯形圖?！?.6

經驗設計法2、三相異步電動機的Y-△降壓啟動控制

§6.6

經驗設計法(l)確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖?！?.6

經驗設計法§6.6

經驗設計法(2)設計三相異步電動機的Y-△降壓啟動梯形圖?！?.6

經驗設計法3、彩燈閃亮循環(huán)控制控制要求：現有黃、綠、紅三盞彩燈，當將轉換開關旋轉到啟動位置時，黃燈亮，間隔5s，綠燈亮，再間隔5s，黃燈滅，同時紅燈亮；間隔5s后，綠燈滅：間隔5s后，紅燈滅，同時黃燈亮。彩燈按黃燈-綠燈-紅燈順序循環(huán)往復。當將轉換開關旋轉到停止位置時，三盞彩燈都會熄滅?！?.6

經驗設計法(1)確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖。§6.6

經驗設計法§6.6

經驗設計法(2)設計彩燈閃亮循環(huán)控制梯形圖?！?.6

經驗設計法4、自動往返控制§6.6

經驗設計法(1)確定I/O信號、畫PLC的外部接線圖?！?.6

經驗設計法(2)設計自動往返控制的梯形圖?！?.6

經驗設計法5、自動臺車的控制實例其一個工作周期的控制工藝要求是：按下啟動按鈕SB，臺車電機M正轉，臺車前進，碰到限位開關SQ1后，臺車電機M反轉，臺車后退。臺車后退碰到限位開關SQ2后，臺車電機M停轉，臺車停車，停6s，第二次前進，碰到限位開關SQ3后，再次后退。當后退再次碰到限位開關SQ2時，臺車停止?！?.6

經驗設計法1）確定I/0信號、畫PLC的外部接線圖§6.6

經驗設計法§6.6

經驗設計法2）設計梯形圖——分析第一次前進：從啟動按鈕SB(XO)按下開始至碰到SQ1(X1)為止。第二次前進：由碰到SQ2引起的定時器延時時間到開始至碰到SQ3為止，定時器選用T0。第一次后退：從碰到SQ1時起至碰到SQ2為止。第二次后退：從碰到SQ3時起至碰到SQ2為止?！?.6

經驗設計法§6.6

經驗設計法§6.6

經驗設計法（一）PLC控制系統(tǒng)梯形圖的特點(1)PLC控制系統(tǒng)的輸入信號和輸出負載。(2)PLC內部的輔助繼電器和定時器來完成。(3)設置中間單元。(4)時間繼電器瞬動觸點的處理。(5)斷電延時的時間繼電器的處理。

(6)外部聯(lián)鎖電路的設立。(7)熱繼電器過載信號的處理。(8)外部負載的額定電壓。經驗設計法總結§6.6

經驗設計法（二）經驗設計法的要點(l)PLC的編程，從梯形圖來看，其根本點是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個輸出的工作條件，這些條件又總是用機內各種器件按一定的邏輯關系組合實現的。(2)最好從工程安全的角度考慮PLC輸入信號。從安全的角度出發(fā)，采用停止按鈕SB2的常閉觸頭作為PLC的輸入信號。(3)梯形圖的基本模式為啟-保-停電路。每個啟-保-停電路一般只針對一個輸出，這個輸出可以是系統(tǒng)的實際輸出，也可以是中間變量。(4)梯形圖編程中有一些約定俗成的基本環(huán)節(jié)，它們都有一定的功能，可以像擺積木一樣在許多地方應用。§6.6

經驗設計法（二）經驗法編程步驟(1)在準確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入輸出口。選擇必要的機內器件，如定時器、計數器、輔助繼電器。(2)對于一些控制要求較簡單的輸出，可直接寫出它們的工作條件，依據啟-保-停模式完成相關的梯形圖支路，工作條件稍復雜的可借助輔助繼電器。(3)對于較復雜的控制要求，為了能用啟-保-停模式繪出各輸出口的梯形圖，要正確分析控制要求，并確定組成總的控制要求的關鍵點。(4)將關鍵點用梯形圖表達出來。關鍵點總是用機內器件來表達的，在安排機內器件時需要合理安排。繪關鍵點的梯形圖時，可以使用常見的基本環(huán)節(jié)，如定時器計時環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)等。(5)在完成關鍵點梯形圖的基礎上，針對系統(tǒng)最終的輸出進行梯形圖的編繪。使用關鍵點綜合出最終輸出的控制要求。(6)審查以上草繪圖紙，在此基礎上，補充遺漏的功能，更正錯誤，進行最后的完善。最后需要說明的是經驗設計法并無一定的章法可循。在設計過程中如果發(fā)現初步的設計構想不能實現控制要求時，可換個角度試一試。§6.6

經驗設計法例題1、用經驗設計法設計競賽搶答器顯示系統(tǒng)。假設參賽者分為兒童組、學生組及成人組3組，其申，兒童2人，成人2人，學生1人?？刂埔螅?)主持人按下開始按鈕，開始指示燈亮方可搶答，否則違規(guī)，對應指示燈閃爍。2)要求兒童只需一人按下按鈕就搶答成功，對應指示燈亮；成人需兩人同時按下按鈕搶答才能成功，對應指示燈亮。3)只要有人搶答成功，其他人搶答無效。4)搶答開始15s后無人搶答時響鈴，表示搶答時間已過。5)當一題搶答結束后，主持人按復位按鈕，狀態(tài)恢復，為下次搶答作準備。

設計思路：1)主持人按下開始按鈕才能開始搶答，因此要設計X0接通YO，而Y1、Y2、Y3需與YO串聯(lián)，并都用X1動斷觸點復位，使所有狀態(tài)復位。2)由于兒童只需一人按下?lián)尨鸢粹o即搶答成功，而成人要求兩人都按下，因此，X2和X3并聯(lián)，X5和X6串聯(lián)。3)一組搶答成功后，其他組不能再進行搶答，因此，要將Y1、Y2和Y3的動斷觸點進行互鎖。4)由于在主持人沒按下?lián)尨鸢粹o時，有人搶答出現違規(guī)，因此要增加一條支路與YO并聯(lián)，并出現周期性通斷，實現燈的閃爍，為此，要設計振蕩電路。5)由于出現違規(guī)時，燈要持續(xù)閃爍，因此要設計按鈕的記憶電路。6)當搶答開始15s后無人搶答，搶答鈴響，因此要在YO輸出的同時用定時器TO定時，TO的動合觸點接通鈴Y4。有人搶答的情況下Y4又不能接通，因此，還要將Y1、Y2、Y3的動斷觸點串入Y4的回路中。2、交通燈控制?？刂埔螅寒斈媳狈较蚣t燈亮35s期間，東西方向綠燈亮30s，然后閃爍3s后熄滅，接著黃燈亮2s，這是半個周期。接下來下半個周期換成東西方向紅燈亮35s，在這期間，南北方向綠燈亮30s，閃爍3s后綠燈熄滅，黃燈亮2s?？梢钥闯觯酥芷跒?0s，完成后進人下一個周期，如此循環(huán)往復。設計思路：1)在35s紅燈期間，有30s綠燈、3s閃爍以及2s黃燈，因此可以考慮用TO、T1、T2（定時值分別為30s、33s、35s）3個定時器。2)由于東西方向與南北方向交通燈的規(guī)律相同，成對稱控制，可以用中間繼電器來分辨。3)由于有綠燈閃爍，因此需要用振蕩電路。

第七節(jié)根據繼電器電路圖設計一、基本方法用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時，因原有的繼電器控制系統(tǒng)經過長期使用和考驗，已經被證明能完成系統(tǒng)要求的控制功能，而繼電器電路圖與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據繼電器電路圖來設計梯形圖，即將繼電器電路圖“翻譯”為具有相同功能的PLC的外部硬件接線圖和梯形圖。因此根據繼電器電路圖來設計梯形圖是一條捷徑。

二、設計步驟1、分析原有系統(tǒng)的工作原理2、PLC的I/O地址分配3、建立其他元器件的對應關系4、設計梯形圖程序5、仔細校對、認真調試§6.7根據繼電器電路圖設計應該處理好以下幾個問題：1）繼電器電路中的執(zhí)行元件應與PLC的輸出繼電器對應，如交直流接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈等。2)繼電器電路中的主令電器應與PLC的輸入、繼電器對應，如按鈕、位置開關、選擇開關等。熱繼電器的觸點可作為PLC的輸入，也可接在PLC外部電路中，主要是看PLC的輸入點是否足夠。注意處理好PLC內、外觸點的動合和動斷的關系。3)繼電器電路中的中間繼電器與PLC的輔助繼電器對應。4)繼電器電路中的時間繼電器與PLC的定時器或計數器對應，但是要注意時間繼電器有通電延時型和斷電延時型兩種，而定時器只有通電延時型一種。

§6.7根據繼電器電路圖設計5.8.1順序控制設計法與順序功能圖1．經驗法的缺點：用經驗設計法設計梯形圖時，沒有一套同定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設計方法。梯形圖往往很難閱讀，系統(tǒng)的維修和改進困難。2．順序控制的定義：就是按照生產工藝預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態(tài)和時間的順序，在生產過程中各個執(zhí)行機構自動地有秩序地進行操作。

3.順序控制設計法的基本思想：將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步(step)，并用編程元件(M和S)來代表各步。a.步的劃分:根據輸出量的狀態(tài),在任何一步之內，各輸出量的ON／OFF狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量的狀態(tài)是不同的。b.轉換條件:使系統(tǒng)由當前步進入下一步的信號?！?.8順序控制設計法與順序功能圖順序功能圖的組成

是一種通用的技術語言。主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（命令）組成。轉換條件步動作或命令將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段每一步所完成的工作使系統(tǒng)由前級步進入下一步的信號稱為轉換條件轉換有向線段§6.8順序控制設計法與順序功能圖一、步

1）表示方法：用矩形方框，方框中可以用數字，編程元件的地址作為步的編號，例如M0。

2）初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應的步稱為初始步，初始步用雙線方框表示。

3）與步對應的動作或命令。

4）活動步：系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時．該步處于活動狀態(tài)。1234M2反轉開始M1運轉M2運轉M2運轉§6.8順序控制設計法與順序功能圖§6.8順序控制設計法與順序功能圖二、有向連線與轉換條件

1）有向連線：從上到下或從左至右箭頭不標，反之標出。

2）轉換：用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，將相鄰兩步隔開。

3）轉換條件：轉換條件是與轉換相關的邏輯命題，轉換條件可以用文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。1234M2反轉開始M1運轉M2運轉M2運轉X0X1X2X3M8002§6.8順序控制設計法與順序功能圖三、基本結構1）單序列2）選擇序列3）并列序列4）子步5）順序功能圖舉例§6.8順序控制設計法與順序功能圖345de單序列def51196mnp7選擇序列71196d51196e并行序列§6.8順序控制設計法與順序功能圖2.12.22.3dc2.42.5bdfga2ag子步子步目的：簡化順序功能圖§6.8順序控制設計法與順序功能圖順序控制圖的設計基本步驟

1.步的劃分2.轉換條件的確定3.順序功能圖的繪制4.梯形圖的繪制§6.8順序控制設計法與順序功能圖實例分析一

如上圖所示，系統(tǒng)由三條傳送帶構成，各傳送帶分別由電機M1、M2、M3驅動，要求電機的啟動順序是，按下按鈕SB1，M3立即啟動，15S后M2啟動，M2啟動30秒后M1啟動，要求繪出其順序控制圖。M1M2M3§6.8順序控制設計法與順序功能圖設計步驟①了解機械動作②確定電氣動作③確定可編程序控制器的輸入信號和輸出負載，對應的梯形圖中的輸入位和輸出位的地址，畫出可編程序控制器的外部接線圖。④畫出順序控制圖。⑤畫出梯形圖。

§6.8順序控制設計法與順序功能圖可編程序控制器的外部接線圖先畫好主電路圖畫可編程序控制器的外部接線圖畫順序控制圖COMCOMX0X1Y0Y1SB2SB1PLCKM1