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文檔簡介

2.PLC基本指令與編程(一)1.輸入繼電器(X)和輸出繼電器(Y)

(1)輸入繼電器2.1編程元件輸入繼電器用X來表示,其地址采用八進(jìn)制編號,即X0~X177,其中沒有8和9。輸入繼電器是用于接收和存儲外部輸入信號,其線圈只能通過外部信號來驅(qū)動,而不能通過內(nèi)部程序來驅(qū)動。(2)輸出繼電器輸出繼電器用Y來表示,其地址采用八進(jìn)制編號,即Y0~Y177,其中沒有8和9。輸出繼電器線圈只能通過程序驅(qū)動,用于驅(qū)動外部負(fù)載。2.輔助繼電器(M)PLC內(nèi)部有許多輔助繼電器,與中間繼電器的作用類似。輔助繼電器線圈只能通過程序驅(qū)動,即只能用于內(nèi)部編程,不能直接驅(qū)動外部負(fù)載。(1)通用輔助繼電器編號為M0~M499,其用法與輸出繼電器相同,不能直接驅(qū)動外部電路。(2)斷電保持輔助繼電器

PLC在運行中若突然發(fā)生斷電,保持?jǐn)嚯娗暗臓顟B(tài),斷電保持輔助繼電器就是實現(xiàn)這種要求。(3)特殊輔助繼電器編號為M8000~M8255。具有特殊功能(見附錄C)常用特殊輔助繼電器:M8000PLC運行時接通,可用于運行監(jiān)控;M8002僅在PLC運行的第一個周期內(nèi)產(chǎn)生一個脈沖(初始脈沖),可用于初始化處理;M8012產(chǎn)生100ms的時鐘脈沖;M8013產(chǎn)生1s的時鐘脈沖;M8033PLC運行停止時保持輸出;M8034輸出全部禁止。X、Y、M元件的應(yīng)用

8.數(shù)據(jù)寄存器(D)編號為D0~D8255,每個數(shù)據(jù)寄存器都是16位,可用相鄰的兩個數(shù)據(jù)寄存器存放32位數(shù)據(jù),最高位都為符號位。

(1)通用數(shù)據(jù)寄存器通用數(shù)據(jù)寄存器編號為D0~D199,該類數(shù)據(jù)寄存器不具有斷電保持功能,當(dāng)PLC停止運行時,數(shù)據(jù)全部清零;但其可以通過特殊輔助繼電器M8033來實現(xiàn)斷電保持,當(dāng)M8033為“1”時,D0~D199在PLC停止運行時數(shù)據(jù)不會丟失。

(2)斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器編號為D200~D7999。

(3)特殊數(shù)據(jù)寄存器編號為D8000~D8255。這類數(shù)據(jù)寄存器用于監(jiān)控PLC的運行狀態(tài),如D8000存放監(jiān)視定時器(WDT)的時間。未定義的特殊數(shù)據(jù)寄存器,用戶不能使用。

9.變址寄存器(V/Z)有16個變址寄存器,編號為V0~V7和Z0~Z7,都是16位的寄存器。變址寄存器實際上是一種特殊的數(shù)據(jù)寄存器,用于改變元件的編號。10.指針(P/I)(1)分支用指針P分支用指針編號為P0~P127,它是用來指定跳轉(zhuǎn)指令(CJ)和子程序調(diào)用指令(CALL)調(diào)用子程序的入口地址。

(2)中斷用指針I(yè)

中斷用指針編號為I0□□~I(xiàn)8□□,它是用來指示某個中斷程序的入口位置。2.2基本指令1.LD、LDI、OUT指令LD(load):常開觸點與母線連接指令(取指令)。LDI(loadInverse):常閉觸點與母線連接指令(取反指令)。目標(biāo)元件為X、Y、M、S、T或C。OUT(out):驅(qū)動線圈的輸出指令(線圈驅(qū)動指令)。目標(biāo)元件為Y、M、S、T或C,不能對X使用。示例:LDX0OUTY0LDIX1OUTM0LDM0OUTY1OUTY23.OR、ORI指令OR(Or):單個常開觸點并聯(lián)連接指令(或指令)ORI(OrInverse):單個常閉觸點并聯(lián)連接指令(或反指令)目標(biāo)元件:X、Y、M、S、T或C示例:LDX0ORX2ORIX3ANIX1OUTY04.ANB指令

ANB(AndBlock):電路塊串聯(lián)指令(塊與指令)示例1:有兩種編程方法:一般編程法:集中編程法:LDX0LDX0ORIX3ORIX3LDIX1LDIX1ORX4ORX4ANBLDX2LDX2ORX5ORX5ANBANBANBOUTY0OUTY0LDX0ANDX1ORIX4LDX2ORX5ANBORIX6ANIX3OUTY0示例2:LDX0ANIX1LDIX3ANDX4ORBLDX2ORX5ANBLDX6ANIX7ORBORY06.SET、RST指令SET:置位指令,用于線圈動作的保持。RST(Reset):復(fù)位指令,用于解除線圈動作的保持。說明:1)SET指令的操作元件可以為Y、M或S;作用相當(dāng)于使得操作元件狀態(tài)置“1”RST的操作元件可以為Y、M、S、T、C、D、V或Z。對Y、M或S操作時,相當(dāng)于將其狀態(tài)復(fù)位,即置“0”;對T、C、D、V或Z操作時,相當(dāng)于將其數(shù)據(jù)清零。2)對于同一操作元件,SET、RST指令可多次使用,順序也可隨意,但只有最后執(zhí)行的一條指令有效。LDX1SETM1LDX2RSTM1LDX3SETY1LDX4RSTY1示例1:(a)梯形圖和指令表(b)時序圖7.PLS、PLF指令PLS(Pulse):脈沖上升沿指令。PLF:脈沖下降沿指令。PLS、PLF指令使用說明如下:1)PLS和PLF指令都是實現(xiàn)程序循環(huán)掃描過程中某些只需執(zhí)行一次的功能,不同之處在于是在上升沿觸發(fā)還是下降沿觸發(fā)。2)PLS和PLF指令可以單獨使用,也可同時使用。LDX1PLSM1LDM1SETY1LDX2PLFM2LDM2RSTY1(b)時序圖PLS、PLF和SET、RST指令的結(jié)合使用示例:(a)梯形圖和指令表8.NOP指令NOP(NONprocessing):空操作指令。說明:①在程序中加入NOP指令,可以預(yù)留存儲地址而不進(jìn)行任何操作,其作用是在變通程序或增加指令時,使步序號變更較少。②可以短接某些觸點或環(huán)節(jié);切斷某些環(huán)節(jié);對梯形圖做某些變換。③無目標(biāo)元素。9.END指令END(End):結(jié)束指令。說明:①END指令用于程序的結(jié)束,PLC執(zhí)行用戶程序是從第一條開始執(zhí)行到END指令,后面的指令不執(zhí)行,然后重新掃描用戶程序,所以一個完整的PLC程序在結(jié)束處必須有END指令。②在調(diào)試程序時,可以將END指令暫時插在各段程序之后,分段調(diào)試,調(diào)試成功后再刪去插入的END指令,這樣可以縮短掃描周期,提高調(diào)試的效率。③無目標(biāo)元素。(2)梯形圖的主要特點每個梯形圖由多層梯級組成。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進(jìn)行的——“概念電流”。梯形圖中每一梯級的運算結(jié)果,可立即被其后面的梯級所利用。梯形圖中,一般情況下(除了有跳轉(zhuǎn)指令和步進(jìn)指令等的程序段以外),某一編號的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次,而同一編號的繼電器觸點則可以被無限次引用。梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點,而不出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。PLC的內(nèi)部繼電器(如內(nèi)部輔助繼電器,定時器,計算器等)觸點只能供PLC的內(nèi)部使用,不能用于輸出控制之用。梯形圖中的輸入觸點和輸出繼電器線圈對應(yīng)的是I/O映象寄存器相應(yīng)位的狀態(tài),而不是物理觸點和線圈。梯形圖中的線圈是廣義的。PLC梯形圖是按掃描方式順序執(zhí)行程序的。(3)梯形圖編程的基本規(guī)則1)梯形圖編程應(yīng)體現(xiàn)從上到下,從左到右的順序。與每個繼電器線圈相連的全部支路形成一個邏輯行,每個邏輯行始于左母線,終于右母線(右母線可省略)3)觸點應(yīng)畫在水平線上,不能畫在垂直分支上X4X4X4X14)梯形圖中的線圈應(yīng)放在最右邊,不能將觸點畫在線圖的右邊5)不包含觸點的分支應(yīng)畫在垂直分支上,不可畫在水平線上,以便于識別觸點的邏輯組合和對輸出線圈的控制路徑6)梯形圖的邏輯關(guān)系應(yīng)盡量簡單、清晰,便于閱讀,檢查和輸入。而不必考慮觸點的數(shù)量,因為軟觸點無數(shù)量上的限制,編號相同的觸點可在梯形圖中多次出現(xiàn)。如圖2-167)除了有跳轉(zhuǎn)指令和步進(jìn)指令等的程序段以外,梯形圖中不允許出現(xiàn)同一編號繼電器線圈重復(fù)輸出。如圖2-17(2)繪制PLC外部I/O接線圖(3)設(shè)計梯形圖指令程序LDX0ORY0ANIY1ANIY2ANDX3OUTY0LDX1ORY1ANIY0ANIY2ANDX3OUTY1LDX2ORY2ANIY0ANIY1ANDX3OUTY2END(4)連接PLC外部設(shè)備。(5)輸入程序。(6)運行PLC。將運行方式開關(guān)置于RUN狀態(tài),運行程序,調(diào)試程序時應(yīng)逐項檢查以下要求是否滿足:①當(dāng)開關(guān)SW沒有接通時,各按鈕是否能使對應(yīng)的燈亮。②SW接通,按某一個按鈕是否能使對應(yīng)的燈亮。③某一盞燈亮后,另外兩個搶答者的燈是否還能被點亮。④斷開開關(guān)SW,是否能使以亮的燈熄滅。如果某一項要求沒有達(dá)到,檢查和改正程序,直到完全滿足要求為止。作業(yè):1.繪出下列指令程序?qū)?yīng)的梯形圖,并比較其功能。(a)指令表程序(b)指令表程序LDIX1LDX0LDX0ORY0ORY0ANIX1ANBLDX2LDX2ANIX3ANIX3AN4X4AN4X4ORBORBOUTY0OUTY02.寫出下列梯形圖對應(yīng)的指令表1.堆棧指令(MPS/MRD/MPP)MPS(進(jìn)棧指令):將運算結(jié)果送入棧存儲器的第一段,同時將先前送入的數(shù)據(jù)依次移到棧的下一段。MRD(讀棧指令):將棧存儲器的第一段數(shù)據(jù)(最后進(jìn)棧的數(shù)據(jù))讀出且該數(shù)據(jù)繼續(xù)保存在棧存儲器的第一段,棧內(nèi)的數(shù)據(jù)不發(fā)生移動。MPP(出棧指令):將棧存儲器的第一段數(shù)據(jù)(最后進(jìn)棧的數(shù)據(jù))讀出且該數(shù)據(jù)從棧中消失,同時將棧中其它數(shù)據(jù)依次上移。2.4基本指令續(xù)入棧出棧的工作方式為:先進(jìn)后出,后進(jìn)先出示例:圖3-4和圖3-5LDX0MPSANDX1OUTY0MPPANDX2OUTY1LDX3MPSANIX4OUTY2MRDANDX5OUTY3MRDANIX6OUTY4MPPANDX7OUTY5示例:堆棧指令的使用說明:①堆棧指令沒有目標(biāo)元件;②MPS和MPP必須配對使用;③由于棧存儲單元只有11個,所以棧的層次最多11層。2.主控指令MC/MCRMC(MasterControl):主控指令用于公共串聯(lián)觸點的連接。執(zhí)行MC后,左母線移到MC觸點的后面。MCR(MasterControlReset):主控復(fù)位指令它是MC指令的復(fù)位指令,即利用MCR指令恢復(fù)原左母線的位置。示例:圖3-6圖3-7LDX0MCN1M10LDX1OUTT0K10LDT0OUTY1MCRN1LDX2OUTY2MC、MCR指令的使用說明如下:1)MC、MCR指令的目標(biāo)元件為Y和M,但不能用特殊輔助繼電器。MC占3個程序步,MCR占2個程序步。2)使用主控指令的觸點稱為主控觸點,主控觸點在梯形圖中與一般觸點垂直(如前頁圖中的M10)。主控觸點是與左母線相連的動合觸點,是控制一組電路的總開關(guān)。與主控觸點相連的觸點必須用LD或LDI指令。3)MC指令的輸入觸點斷開時,在MC和MCR之內(nèi)的累計定時器、計數(shù)器、用復(fù)位/置位指令驅(qū)動的元件保持其之前的狀態(tài)不變。非累計定時器和計數(shù)器、用OUT指令驅(qū)動的元件將復(fù)位,在前頁圖中當(dāng)X0斷開,T0斷電復(fù)位,Y1即變?yōu)镺FF。4)在一個MC指令區(qū)內(nèi)若再使用MC指令稱為嵌套。嵌套級數(shù)最多為8級,編號按N0→N7順序增大,每級的返回用對應(yīng)的MCR指令,編號按N7→N0順序復(fù)位。3.邊沿檢測指令(LDP/LDF,ANDP/ANDF,ORP/ORF)觸點狀態(tài)變化的邊沿檢測指令共有六個,指令屬性見下表其應(yīng)用示例見圖3-8所示。符號、名稱功能電路表示操作元件程序步LDP取上升沿脈沖取上升沿脈沖與母線連接

X,Y,M,S,T,C2LDF取下降沿脈沖取下降沿脈沖與母線連接

X,Y,M,S,T,C2ANP與上升沿脈沖串聯(lián)連接上升沿脈沖

X,Y,M,S,T,C2ANF與下降沿脈沖串聯(lián)連接下降沿脈沖

X,Y,M,S,T,C2ORP或上升沿脈沖并聯(lián)連接上升沿脈沖

X,Y,M,S,T,C2ORF或下降沿脈沖并聯(lián)連接下降沿脈沖

X,Y,M,S,T,C23.邊沿檢測指令(LDP/LDF,ANDP/ANDF,ORP/ORF)應(yīng)用示例:1.定時器T的類型與使用方法定時器分為通用定時器、積算(累計)定時器兩種。(1)通用定時器通用定時器的特點是不具備斷電的保持功能,即當(dāng)輸入電路斷開或停電時定時器復(fù)位。通用定時器有100ms和10ms通用定時器兩種。2.5定時器T及計數(shù)器C的使用定時器的作用相當(dāng)于時間繼電器,都是通電延時型。定時器總是與一個定時設(shè)定值一起使用,根據(jù)時鐘脈沖累計數(shù),當(dāng)累計脈沖數(shù)與設(shè)定值相同時,其輸出觸點產(chǎn)生動作。設(shè)定值由常數(shù)K直接設(shè)定,或通過數(shù)據(jù)寄存器(D)間接設(shè)定。

100ms通用定時器,T0~T199,設(shè)定值:1~32767,設(shè)定范圍:0.1~3276.7s。10ms通用定時器,T200~T245,設(shè)定值:1~32767,設(shè)定范圍:0.01~327.67s。2.5定時器T及計數(shù)器C的使用示例:當(dāng)輸入X0接通時,定時器T220從0開始對10ms時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù),當(dāng)計數(shù)值與設(shè)定值K150相等時,定時器的常開接通Y0,經(jīng)過的時間為150×0.01s=1.50s。當(dāng)X0斷開后定時器復(fù)位,計數(shù)值變?yōu)?,其常開觸點斷開,Y0也隨之OFF。若外部電源斷電,定時器也將復(fù)位。2.5定時器T及計數(shù)器C的使用T0(2)積算定時器積算定時器具有計數(shù)累積的功能。在定時過程中如果斷電或定時器線圈OFF,積算定時器將保持當(dāng)前的計數(shù)值,通電或定時器線圈ON后繼續(xù)累積,只有將積算定時器復(fù)位,當(dāng)前值才變?yōu)?。1ms積算定時器,T246~T249,設(shè)定范圍:0.001~32.767s。100ms積算定時器,T250~T255,設(shè)定范圍:0.1~3276.7s。累計定時器的簡單應(yīng)用:定時器應(yīng)用

順序動作電路定時器應(yīng)用延時接通與延時斷開電路2.計數(shù)器C的類型與使用方法計數(shù)器分為內(nèi)部計數(shù)器和高速計數(shù)器兩類。(1)內(nèi)部計數(shù)器內(nèi)部計數(shù)器是在執(zhí)行掃描操作時對內(nèi)部信號(如X、Y、M、S、T等)進(jìn)行計數(shù)。內(nèi)部輸入信號的接通和斷開時間應(yīng)比PLC的掃描周期稍長。1)16位增計數(shù)器(C0~C199)共200點,其中C0~C99為通用型,C100~C199共100點為斷電保持型(斷電保持型即斷電后能保持當(dāng)前值待通電后繼續(xù)計數(shù))。示例:

X1為復(fù)位信號,當(dāng)X1為ON時C0復(fù)位。X2是計數(shù)輸入,每當(dāng)X2接通一次計數(shù)器當(dāng)前值增加1(注意X1斷開,計數(shù)器不會復(fù)位)。當(dāng)計數(shù)器計數(shù)當(dāng)前值為設(shè)定值5時,計數(shù)器C0的輸出觸點動作,Y0被接通。此后既使輸入X2再接通,計數(shù)器的當(dāng)前值也保持不變。當(dāng)復(fù)位輸入X1接通時,執(zhí)行RST復(fù)位指令,計數(shù)器復(fù)位,輸出觸點也復(fù)位,Y0被斷開。

示例:

2)32位增/減計數(shù)器(C200~C234)其計數(shù)值設(shè)定范圍為-2147483648~+2147483647。共有35點32位加/減計數(shù)器,其中C200~C219(共20點)為通用型,C220~C234(共15點)為斷電保持型。

該類計數(shù)器在設(shè)定計數(shù)值時可以通過常數(shù)K在其設(shè)定范圍內(nèi)直接任意設(shè)定,而間接設(shè)定時,必須通過兩個地址號相鄰的數(shù)據(jù)寄存器D進(jìn)行設(shè)定。C200~C234是加計數(shù)器還是減計數(shù)器分別由特殊輔助繼電器M8200~M8234決定,對應(yīng)的輔助繼電器為“1”時為減計數(shù)器,為“0”時為加計數(shù)器。其簡單應(yīng)用如圖2-9所示。X10用來控制M8200,X10閉合時為減計數(shù)方式。X12為計數(shù)輸入,C200的設(shè)定值為5(可正、可負(fù))。設(shè)C200置為增計數(shù)方式(M8200為OFF),當(dāng)X12計數(shù)輸入累加由4→5時,計數(shù)器的輸出觸點動作。當(dāng)前值大于5時計數(shù)器仍為ON狀態(tài)。只有當(dāng)前值由5→4時,計數(shù)器才變?yōu)镺FF。只要當(dāng)前值小于4,則輸出則保持為OFF狀態(tài)。復(fù)位輸入X11接通時,計數(shù)器的當(dāng)前值為0,輸出觸點也隨之復(fù)位。示例:

(2)高速計數(shù)器(C235~C255)高速計數(shù)器與內(nèi)部計數(shù)器相比除允許輸入頻率高之外,應(yīng)用也更為靈活,高速計數(shù)器均有斷電保持功能,通過參數(shù)設(shè)定也可變成非斷電保持。

可以用來作為高速計數(shù)器輸入端口的有X0~X7八個端子輸入,每一點只能作為一個高速計數(shù)器的輸入,其中X6和X7只能用作啟動信號,而不能用作計數(shù)信號,因此,最多只能有六個高速計數(shù)器同時工作。高速計數(shù)器又可分為四種類型:1)單相無啟動/復(fù)位端子,其編號為C235~C240。2)單相帶啟動/復(fù)位端子,其編號為C241~C245。3)單相雙向輸入,其編號為C246~C250。4)雙相輸入(A-B型),其編號為C251~C255。

1.移植設(shè)計法步驟在用PLC對繼電控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造時,一種簡捷省時而又可靠的設(shè)計方法就是把原先的繼電器控制電路圖直接移植成PLC梯形圖,采用移植法設(shè)計梯形圖時主要有以下幾個步驟:(1)分析原有系統(tǒng)的工作原理了解被控設(shè)備的工藝過程和機械的動作情況,根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。

(2)PLC的I/O地址分配確定系統(tǒng)的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備,進(jìn)行PLC的I/O地址分配,畫出PLC外部接線圖。2.5繼電器控制電路移植法設(shè)計梯形圖(3)建立其它元器件的對應(yīng)關(guān)系

確定繼電器電路圖中的中間繼電器、時間繼電器等各器件與PLC中的輔助繼電器和定時器的對應(yīng)關(guān)系。以上2和3兩步建立了繼電器電路圖中所有的元器件與PLC內(nèi)部編程元件的對應(yīng)關(guān)系,對于移植法而言,這非常重要。同時,在這過程中應(yīng)該處理好以幾個問題:1)繼電器電路中的執(zhí)行元件應(yīng)與PLC的輸出繼電器對應(yīng),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(yīng)與PLC的輸入繼電器對應(yīng),如按鈕、位置開關(guān)、選擇開關(guān)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(nèi)、外觸點的常開和常閉的關(guān)。3)繼電器電路中的中間繼電器與PLC的輔助繼電器對應(yīng);4)繼電器電路中的時間繼電器與PLC的定時器或計數(shù)器對應(yīng),但要注意: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。(4)設(shè)計梯形圖程序根據(jù)對應(yīng)關(guān)系,將繼電器電路圖“翻譯”成對應(yīng)的“準(zhǔn)梯形圖”,再根據(jù)梯形圖的編程規(guī)則將“準(zhǔn)梯形圖”轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)合理的梯形圖。對于復(fù)雜的控制電路可化整為零,先進(jìn)行局部的轉(zhuǎn)換,最后再綜合起來。(5)仔細(xì)校對、認(rèn)真調(diào)試

對轉(zhuǎn)換后的梯形圖一定要仔細(xì)校對、認(rèn)真調(diào)試,以保證其控制功能與原圖相符。2.移植設(shè)計法應(yīng)用舉例下圖為三相異步電動機Y-△啟動的主電路及控制電路,以此電路為例介紹如何用移植設(shè)計法設(shè)計其系統(tǒng)。KM2KM3(1)工作原理分析

由圖可知,開關(guān)QS閉合,按下啟動按鈕SB2后,線圈KM1通電并自鎖,KM2和KT也同時通電,因此KM1和KM2主觸點都閉合,Y形啟動,等KT延時時間到,其動斷觸點動作,使得KM2斷電,同時KT動合觸點也動作,使得KM3通電并自鎖,這時,KM1和KM3通電,變成△連接,從而實現(xiàn)Y-△啟動。KM2KM3(2)I/O地址分配及I/O接線類別電氣元件PLC軟元件功能輸入(I)熱繼電器觸點FRX0過載保護(hù)按鈕SB1X1停止按鈕按鈕SB2X2啟動按鈕輸出(O)線圈KM1Y1定子繞組主接觸器線圈KM2Y2三角形連接的接觸器線圈KM3Y3星形連接的接觸器根據(jù)工作原理以及I/O分配表,可以畫出其對應(yīng)的I/O接線圖,如下圖所示。(3)建立對應(yīng)關(guān)系(4)梯形圖移植(a)根據(jù)圖2-36畫出(b)調(diào)整后設(shè)計舉例:設(shè)計競賽搶答器顯示系統(tǒng)。假設(shè)參賽者分為兒童組、學(xué)生組及成人組三組,其中兒童2人,成人2人,學(xué)生1人。(1)控制要求:1)主持人按下開始按鈕,開始指示燈亮方可搶答,否則違例,桌上指示燈閃爍。2)要求兒童只需一人按下按鈕就搶答成功,對應(yīng)指示燈亮;成人需兩人同時按下

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