plc實習指導書 第一章可編程控制器的初步認識 一、PLC的定義可編程控制器是采用微機技術的通用工業自動化裝置，近幾年來，在國內已得到迅速推廣普及。 正改變著工廠自動控制的面貌，對傳統的技術改造、發展新型工業具有重大的實際意義。 可編程控制器是60年代末在美國首先出現的，當時叫可編程邏輯控制器，目的是用來取代繼電器，以執行邏輯判斷、計時、計數等順序控制功能。 其基本設計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優點和繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點結合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。 根據實際應用對象，將控制內容寫入控制器的用戶程序內，控制器和被控對象連接也很方便。 隨著半導體技術，尤其是微處理器和微型計算機技術的發展，到70年代中期以后，已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路都采用了中、大規模甚至超大規模的集成電路，這時的已不再是僅有邏輯判斷功能，還同時具有數據處理、調節和數據通信功能。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝，因此可在初步設計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。 另一方面，從制造生產可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據用戶的訂貨要求專門設計控制器，適合批量生產。 由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業控制界的歡迎，并得到迅速的發展。 目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用。 可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PC。 但由于PC容易和個人計算機（Personal Computer）混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。 它是一個以微處理器為核心的數字運算操作的電子系統裝置，專為在工業現場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時/計數和算術運算等操作指令，并通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產過程。 PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點，又照顧到現場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調試與查錯也都很方便。 用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PLC應用于生產實踐。 二、PLC的結構及各部分的作用PLC的類型繁多，功能和指令系統也不盡相同，但結構與工作原理則大同小異，通常由主機、輸入/輸出接口、電源、編程器擴展器接口和外部設備接口等幾個主要部分組成。 PLC的硬件系統結構如下圖所示電1.主機主機部分包括中央處理器（CPU）、系統程序存儲器和用戶程序及數據存儲器。 CPU是PLC的核心，它用以運行用戶程序、監控輸入/輸出接口狀態、作出邏輯判斷和進行數據處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規定的各種操作，將結果送到輸出端，并響應外部設備（如編程器、電腦、打印機等）的請求以及進行各種內部判斷等。 PLC的內部存儲器有兩類，一類是系統程序存儲器，主要存放系統管理和監控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數據存儲器，主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數據和中間結果。 本實習裝置選用FX1N型號三菱主機。 FX1N-40MR-001AC/DC/繼電器內置數字量I/O（24路開關量輸入，16路繼電器輸出），另配置FXON-3A模擬量模塊（2路模擬量輸入，1路模擬量輸出）；FX2N-485-BD通信模塊；SC-09通信編程器，采用RS485網絡通信。 2輸入/輸出（I/O）接口I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。 輸入接口接受輸入設備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關等）的控制信號。 輸出接口是將主機經處理后的結果通過功放電路去驅動輸出設備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。 I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。 I/O點數即輸入/輸出端子數是PLC的一項主要技術指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。 3電源輸入模塊CPU模塊輸出模塊可編程序控制器編程裝置接觸器電磁閥指示燈電源源限位開關選擇開關按鈕圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內部電子電路工作所配置的直流開關穩壓電源，通常也為輸入設備提供直流電源。 4編程器編程器是PLC的一種主要的外部設備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調試程序或監示PLC的工作情況。 除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將PLC與電腦聯接，并利用專用的工具軟件進行電腦編程和監控。 5輸入/輸出擴展單元I/O擴展接口用于連接擴充外部輸入/輸出端子數的擴展單元與基本單元（即主機）。 6外部設備接口此接口可將編程器、打印機、條碼掃描儀等外部設備與主機相聯，以完成相應的操作。 三、PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環”的方式進行工作的。 即在PLC運行時，CPU根據用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束。 然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。 在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態的刷新等工作。 PLC的掃描一個周期必經輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個階段。 PLC在輸入采樣階段首先以掃描方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態或輸入數據讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態寄存器中，即刷新輸入。 隨即關閉輸入端口，進入程序執行階段。 PLC在程序執行階段按用戶程序指令存放的先后順序掃描執行每條指令，執行的結果再寫入輸出狀態寄存器中，輸出狀態寄存器中所有的內容隨著程序的執行而改變。 輸出刷新階段當所有指令執行完畢，輸出狀態寄存器的通斷狀態在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅動相應輸出設備工作。 第二章可編程控制器的編程元件 一、PLC的編程元件PLC是采用軟件編制程序來實現控制要求的。 編程時要使用到各種編程元件，它們可提供無數個動合和動斷觸點。 編程元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數器、通用寄存器、數據寄存器及特殊功能繼電器等。 PLC內部這些繼電器的作用和繼電接觸控制系統中使用的繼電器十分相似，也有“線圈”與“觸點”，但它們不是“硬”繼電器，而是PLC存儲器的存儲單元。 當寫入該單元的邏輯狀態為“1”時，則表示相應繼電器線圈得電，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。 所以，內部的這些繼電器稱之為“軟”繼電器。 編程元件的名稱三菱PLC編程元件的名稱由字母和數字組成。 字母代表功能，表示元件類型如輸入繼電器用“X”表示，輸出繼電器用“Y”表示；數字元件序號，輸入、輸出繼電器的元件號采用八進制數，遵循“縫八進一”的原則。 其它編程元件的元件號采用十進制數。 例如X07，Y10，M125。 二、輸入繼電器與輸出繼電器1.輸入繼電器(X)輸入繼電器可以理解為PLC的輸入通道，與輸入端相連，一個輸入繼電器就是PLC的一個輸入點。 必須注意輸入繼電器只受外部信號控制，不能由程序指令或其他部件驅動，在梯形圖中只能作觸點而不能作線圈。 輸入繼電器的觸點在梯形圖中的使用次數不受限制外部輸入信號的持續時間必須大于一個掃描周期。 2.輸出繼電器(Y)輸出繼電器是PLC的輸出通道，它將PLC的輸出信號傳送給輸出模塊。 再由后者驅動負載，一個輸出繼電器就是一個輸出點，它的線圈由用戶程序控制，其觸點在梯形圖中的使用次數不受限制。 輸出繼電器無斷電保持功能。 三、輔助繼電器(M)輔助繼電器是用軟件實現，它們不能接收外部的輸入信號，由程序驅動，也有常開和常閑觸點。 它是軟繼電器，一個輔助繼電器實為RAM單元的一個位。 它不能直接驅動負載，相當于繼電器電路的中間繼電器。 輔助繼電器采用十進制編號。 輔助繼電器有以下三種類型 (1)通用輔助繼電器(為不帶后備電池的RAM)，無斷電保持功能PLC恢復工作時之前狀態消失。 電源掉電后所有的通用輔助繼電器將變為OFF。 （2)鎖存輔助繼電器有斷電保持功能，可保持斷電前的狀態，系統重新得電后，即可重現斷電前的狀態，并在該基礎上繼續工作。 由帶后備電池的RAM或E2RAM保持。 (3)特殊輔助繼電器共有256點具有特殊用途的輔助繼電器，他們是表示PLC的某種狀態。 特殊輔助繼電器分為兩類觸點利用型用戶可直接使用其觸點，但不能使用其線圈。 例如M8000為運行監視輔助繼電器；當PLC開機運行后，M8000為ON;停止運行時，M8000為OFF M8002為初始化脈沖輔助繼電器；當PLC開機運行后，M8002僅在M8000由OFF變為ON時，自動接通一個掃描周期，M8013當PLC通電后，不管運行與否，自動產生周期是1s和時鐘脈沖；M8014當PLC通電后，不管運行與否，自動產生周期和1min時鐘脈沖M8005為鋰后備電池電壓低指示輔助繼電器；電池電壓下降至規定值時變為ON，可用他的觸點驅動輸出繼電器和外部指示燈，提醒工作人員更換電池。 線圈驅動型由用戶程序驅動其線圈，使PLC處于某種狀態。 例如M8033ON后，PLC進入STOP狀態，所有輸出繼電器狀態保持不變；M8034ON后，禁止所有輸出；但是程序仍然正常執行。 M8039ON后，PLC以D8039中指定的掃描時間工作。 四、狀態繼電器（S）狀態繼電器是用于編制順序控制程序的一種編程元件，它與步進梯形指令STL一起使用。 繼電器亦分為通用狀態繼電器和鎖存狀態繼電器。 通用狀態寄存器沒有斷電保護功能，鎖存狀態繼電器有備用鋰電池，具有斷電保護功能。 S0S910點，作初始化狀態使用。 S900S99910點，可作信號報警器 五、定時器(T)PLC定時器的作用相當于時間繼電器。 它的定時功能是通過對時鐘脈沖的計數來實現的。 時鐘脈沖的周期有1ms、10ms和100ms。 當定時器的計數值和設定值相等時，其輸出觸點動作，即常開觸點閉合常閉觸點斷開。 定時器的設定值可通過常數k或數據寄存器D的內容來設定。 T后面的數字表示定時器的定時類型和定時精度，定時類型分為通用型和積算型，T0-T245通用型T246-T255積算型，的K后面的為計數次數，定時時間的計算公式定時時間計數次數定時精度類型通用型T0T199T200T245積算型T245T249T250T255點數定時精度100ms10ms1ms100ms定時范圍0.1-3276.7s0.01-327.67s0.001-32.767s0.1-3276.7s通用定時器通用定時器的個數和元件號以及計數脈沖的周期，視具體PLC的型號而定。 通用定時器的工作原理可用下圖說明。 T200Y0X0T200K3283.28s X0Y0當前值當X0接通時T200開始對10ms脈沖計數，當計數值到達設定值328時，T200的常開觸點閉合使Y0線圈通電。 當X0斷開時，T200線圈斷電其常開觸點斷開，Y0斷電。 圖中X0第一次接通時間小于定時器設定值，故Y0不可能通電。 通用定時器無斷電保持功能。 輸入電路斷開或掉電時被復位。 六、內部計數器(C)計數器由計數裝置和觸點組成，計數裝置用來改變觸點的狀態，當計數器達到設定值時，計數器觸點動作，即常開觸點閉合，常閉觸點斷開。 內部計數器是對內部映像寄存器(X，Y，M，S)提供的信號的上升沿進行計數的計數器。 計數脈沖的ON和OFF的時間應大于PLC的掃描周期，否則出現計數誤差。 16位加計數器16位加計數器的個數及元件號視PLC型號而定。 分為通用16位計數器和停電保持計數器。 16位加計數器的工作原理可用下圖說明RST是復位指令，使操作對象置0，使元件保持OFF。 X11為計數輸入，每當X11接通時，計數器當前值加1。 當計數器計到設定值時，它的觸點狀態存儲單元被置一，動合觸點接通，動斷觸點閉合。 C0的常開觸點接通，之后即使X11再接通，計數器的當前值不變。 當復位輸入X10接通，執行RST指令，計數器的當前值復0，常開觸點斷開。 計數器的設定值可由常數K或數據寄存器D的內容設定。 X10 七、數據寄存器(D)K6X11C0RSTC0C0Y0X10X11當前值Y0123456每個數據寄存器都是16bit，其最高位為符號位。 可以用兩個數據寄存器組成32bit寄存器，其最高位為符號位。 如下所示1.通用數據寄存器只要不寫入新數據，原寫入數據保持不變。 但PLC狀態由RUNSTOP時，所有通用數據寄存器被清0。 若M8030為ON，PLC由RUNSTOP時，通用數據寄存器的值保持不變。 2.斷電保持數據寄存器只要不寫入新數據，原寫入數據保持不變。 無論電源接通與否，PLC運行與否均不改變原寫入的內容。 3.特殊數據寄存器用于監控PLC中各種元件的運行方式。 寄存器內容，由PLC上電初始化寫入。 八、指針與常數指針P用于跳轉指令和子程序，指示程序跳轉地址和指示子程序入口地址。 指針I用于中斷，指示中斷服務程序入口地址。 常數K用于表示十進制常數。 16bit常數范圍-32768+3276732bit常數范圍-2147483648+2147483647常數H用于表示十六進制常數。 16bit常數范圍0FFFF32bit常數范圍0FFFFFFFF第三章可編程控制器的基本邏輯指令 一、梯形圖梯形圖是一種從繼電接觸控制電路圖演變而來的圖形語言。 它是借助類似于繼電器的動合、動斷觸點、線圈以及串、并聯等術語和符號，根據控制要求聯接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關系的圖形，直觀易懂。 梯形圖中常用“”圖形符號分別表示PLC編程元件的動斷和動合觸點；用“”表示它們的線圈。 梯形圖中編程元件的種類用圖形符號及標注的字母或數加以區別。 梯形圖的設計應注意到以下三點梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。 每一邏輯行（或稱梯級）起始于左母線，然后是觸點的串、并聯接，最后是線圈與右母線相聯。 梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。 這個“概念電流”只是用來形象地描述用戶程序執行中應滿足線圈接通的條件。 輸入繼電器用于接收外部輸入信號，而不能由PLC內部其它繼電器的觸點來驅動。 因此，梯形圖中只出現輸入繼電器的觸點，而不出現其線圈。 輸出繼電器則輸出程序執行結果給外部輸出設備，當梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅動輸出設備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現。 輸出繼電器的觸點也可供內部編程使用。 指令語句表是一種用指令助記符來編制PLC程序的語言，它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言易懂易學，若干條指令組成的程序就是指令語句表。 一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。 下例為PLC實現三相鼠籠電動機起/停控制的兩種編程語言的表示方法 二、基本指令簡介基本指令如表所示名稱助記符目標元件說明取指令LD X、Y、M、S、T、C常開接點邏輯運算起始取反指令LDI X、Y、M、S、T、C常閉接點邏輯運算起始線圈驅動指令OUT Y、M、S、T、C驅動線圈的輸出與指令AND X、Y、M、S、T、C單個常開接點的串聯與非指令ANI X、Y、M、S、T、C單個常閉接點的串聯或指令OR X、Y、M、S、T、C單個常開接點的并聯或非指令ORI X、Y、M、S、T、C單個常閉接點的并聯或塊指令ORB無串聯電路塊的并聯連接與塊指令ANB無并聯電路塊的串聯連接主控指令MC Y、M公共串聯接點的連接主控復位指令MCR Y、M MC的復位置位指令SET Y、M、S使動作保持復位指令RST Y、M、S、D、V、Z、T、C使操作保持復位上升沿產生脈沖指令PLS Y、M輸入信號上升沿產生脈沖輸出下降沿產生脈沖指令PLF Y、M輸入信號下降沿產生脈沖輸出空操作指令NOP無使步序作空操作程序結束指令END無程序結束 1、邏輯取與輸出線圈指令（LD、LDI、OUT）LD常開觸點邏輯運算起始指令。 操作元件X（輸入繼電器）、Y（輸出繼電器）、M（內部輔助繼電器）、T（時間繼電器）、C（計數器）、S（狀態繼電器）LDI常閉觸點邏輯運算起始指令。 操作元件X（輸入繼電器）、Y（輸出繼電器）、M（內部輔助繼電器）、T（時間繼電器）、C（計數器）、S（狀態繼電器）在簡單電路中，每一條電路的第一個觸點用LD、LDI指令，用于將觸點接到母線上；在電路快中，每塊的第一個觸電使用LD、LDI指令；其他由兩個或兩個以上的觸點串連成的支路的第一個觸點使用LD、LDI指令。 OUT驅動線圈的輸出指令。 操作元件Y（輸出繼電器）、M（內部輔助繼電器）、T（時間繼電器）、C（計數器）、S（狀態繼電器）對于輸入繼電器不能使用。 OUT指令驅動定時器T、計數器C時，必須設置常數K.（見下表）LD、LDI、OUT編程示例圖 2、觸點串聯指令（AND、ANI）AND常開觸點串聯指令。 ANI常閉觸點串聯指令。 AND、ANI均用于串連，并且是單個觸點與左邊電路串聯，并且串連的個數沒有限制，可以重復使用。 但是圖形器和打印機功能的限制，盡量一行不超過10個觸點和1個線圈，連續輸出總共不超過24行。 串聯和并聯指令是用來描述單個觸點與其他觸點或其他觸點組成的電路連接關系。 下圖中，雖然T1的觸點和Y4的組成的串聯電路與M101線圈是并聯關系，但T1動合觸點與左邊電路是串聯關系，因此對T1觸點使用串聯指令。 AND、ANI編程示例圖 3、觸點并聯指令（OR、ORI）梯形圖語句指令表梯形圖語句指令表OR常開觸點并聯指令。 ORI常閉觸點并聯指令。 OR和ORI用于單個觸電與前面電路的并聯，并聯觸點的左端接到該指令所在的電路塊的起始點（LD點）上，右端與前一條指令對應的觸點的右端相連。 OR和ORI指令總是將單個觸電并聯到它前面已經連接好的電路的兩端。 OR、ORI編程示例圖 4、邊沿檢測脈沖指令（LDP、LDF、ANDP，ANDF，ORP，ORF）梯形圖語句指令表LDP，ANDP，ORP指令用于對操作元件由OFFON時接通一掃描周期,又稱為上升沿微分指令。 LDF，ANDF，ORF指令用于對操作元件由ONOFF時接通一掃描周期，又稱為下降沿微分指令。 操作元件X，Y，M，T，C，S LDP，ANDP，ORP編程示例圖X2LDF，ANDF，ORF編程示例圖Y0M0X3M3T50LDP X21ORF X32OUT Y03LD M34ANDP T55OUT M0X2X3Y01個掃描周期 5、塊或指令（ORB）ORB編程示例圖 6、塊與指令（ANB）ANB編程示例圖梯形圖語句指令表梯形圖語句指令表 7、置位與復位指令（SET、RST）SET、RST編程示例圖梯形圖語句指令表 8、取反指令（INV） 9、脈沖輸出指令（PLS、PLF） 10、空操作指令（NOP） 11、結束指令（END） 三、常用高級程序指令簡介 1、位左移指令（SFTL）和位右移指令（SFTR）位右移SFTR和位左移SFTL指令使位元件中的狀態成組地向右或向左移動。 當M0接通時，以M100開始的1（K1）位的內容，向左移入以M101開始的共有11位（K11）的元件中去，每當M0從OFF到ON時，向左一位一次。 移位后，如果源為1，則目標置位，而源復位。 對圖a，如果X010斷開，則不執行這條SFTR指令，源、目中的數據均保持不變。 如果X010接通，則將執行位組件的右移操作，即源中的4位數據X003X000將被傳送到目位組件中的M15M12。 目位組件中的16位數據M15M0將右移4位，M3M0等4位數據從目的低位端移出，所以M3M0種原來的數據將丟失，但源中X003X000的數據保持不變.。 圖a SFTR指令舉例對圖b，如果X010斷開，則不執行這條SFTL令，源、目中的數據均保持不變。 如果X010接通，則將執行位組件的左移操作，即源中的4位數據X003X000將被傳送到目位組件中的M3M0目位組件中的16位數據M15M0將左移4位，M15M12等4位數據從目的高位端移出，所以M15M12原來的數據將丟失，但源中X003X000的數據保持不變.圖b SFTL指令舉例 2、區間復位指令（ZRST）ZERT(D1.)(D2.)區間復位是指將指定范圍內(D1.)到(D2.)的同一類型的元件復位。 如上圖，當X0閉合，使從目標(D1.)的C0到目標(D2.)的C3之間的成批軟元件復位為零。 當X1閉合，使從目標(D1.)的M10到目標(D2.)的M25之間的成批軟元件復位為零。 應用成批復位指令時，操作數(D1.)、(D2.)必須為同一類型元件。 四、梯形圖編程規則及步驟（一）決定系統所需的動作及次序。 當使用可編程控制器時，最重要的一環是決定系統所需的輸入及輸出，這主要取決于系統所需的輸入及輸出接口分立元件。 輸入及輸出要求 （1）第一步是設定系統輸入及輸出數目，可由系統的輸入及輸出分立元件數目直接取得。 （2）第二步是決定控制先后、各器件相應關系以及作出何種反應。 （二）將輸入及輸出器件編號每一輸入和輸出，包括定時器、計數器、內置繼電器等都有一個唯一的對應編號，不能混用。 （三）畫出梯形圖。 根據控制系統的動作要求，畫出梯形圖。 梯形圖設計規則 （1）觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 應根據自左至右、自上而下的原則和對輸出線圈的幾種可能控制路徑來畫。 （2）不包含觸點的分支應放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。 （3）在有幾個串聯回路相并聯時，應將觸頭多的那個串聯回路放在梯形圖的最上面。 在有幾個并聯回路相串聯時，應將觸點最多的并聯回路放在梯形圖的最左面。 這種安排，所編制的程序簡潔明了，語句較少。 （4）不能將觸點畫在線圈的右邊，只能在觸點的右邊接線圈。 （四）將梯形圖轉化為程序把繼電器梯形圖轉變為可編程控制器的編碼，當完成梯形圖以后，下一步是把它編碼成可編程控制器能識別的程序。 這種程序語言是由地址、控制語句、數據組成。 地址是控制語句及數據所存儲或擺放的位置，控制語句告訴可編程控制器怎樣利用數據作出相應的動作。 （五）在編程方式下用鍵盤輸入程序。 （六）編程及設計控制程序。 （七）測試控制程序的錯誤并修改。 （八）保存完整的控制程序。 第四章可編程序控制器的編程及應用第一節可編程序控制器的編程 一、梯形圖的基本編程特點梯形圖格式中的繼電器不是物理繼電器，每個繼電器和輸入接點均為存儲器中的一位，相應位為“1”態，表示繼電器線圈通電或常開接點閉合或常閉接點斷開梯形圖中流過的電流不是物理電流，而是“概念”電流，也稱“能流”。 它是用戶程序解算中滿足輸出執行條件的形象表示方式。 “概念”電流只能從左向右流動，梯形圖中的繼電器接點可在程序中無限次引用，既可常開又可常閉，梯形圖中用戶邏輯解算結果，可馬上為后面用戶程序的解算所利用。 梯形圖中輸入接點和輸出線圈不是物理接點和輸出線圈，用戶程序的解算是根據PLC內I/O映象區每位的狀態，而不是解算時現場開關的實際狀態。 輸出線圈只對應輸出映象區的相應位，不能用該編程元件直接驅動現場機構，該位的狀態必須通過I/O摸板上對應的輸出單元才能驅動現場執行機構。 二、梯形圖設計的步驟1.決定系統所需的動作及次序。 當使用可編程控制器時，最重要的一環是決定系統所需的輸入及輸出，這主要取決于系統所需的輸入及輸出接口分立元件。 輸入及輸出要求第一步是設定系統輸入及輸出數目，可由系統的輸入及輸出分立元件數目直接取得。 本實驗裝置的輸入輸出點數是輸入12點，輸出8點。 第二步是決定控制先后、各器件相應關系以及作出何種反應。 2.將輸入及輸出器件編號每一輸入和輸出，包括定時器、計數器、內置繼電器等都有一個唯一的對應編號，不能混用。 3.畫出梯形圖。 根據控制系統的動作要求，畫出梯形圖。 梯形圖設計規則觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 應根據自左自右、自上而下的原則和對輸出線圈的幾種可能控制路徑來畫。 不包含觸點的分支應放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。 在有幾個串聯回路相并聯時，應將觸頭多的那個串聯回路放在梯形圖的最上面。 在有幾個并聯回路相串聯時，應將觸點最多的并聯回路放在梯形圖的最左面。 這種安排，所編制的程序簡潔明了，語句較少。 不能將觸點畫在線圈的右邊，只能在觸點的右邊接線圈。 4.將梯形圖轉化為程序把繼電器梯形圖轉變為可編程控制器的編碼，當完成梯形圖以后，下一步是把它編碼成可編程控制器能識別的程序。 這種程序語言是由地址、控制語句、數據組成。 地址是控制語句及數據所存儲或擺放的位置，控制語句告訴可編程控制器怎樣利用數據作出相應的動作。 5.在編程方式下用鍵盤輸入程序。 6.編程及設計控制程序。 7.測試控制程序的錯誤并修改。 8.保存完整的控制程序。 三、PLC的編程原則1.輸入/輸出繼電器、內部輔助繼電器、定時器、計數器等器件的觸點可以多次重復使用，無需復雜的程序結構來減少觸點的使用次數。 2.梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。 觸點不能放在線圈的右邊。 下圖是接點和線圈的順序一個邏輯行編程順序則是從上到下，從左到右進行3.除步進程序外，任何線圈、定時器、計數器、高級指令等不能直接與左母線相連。 如果需要任何時候都被執行的程序段，可以通過特殊內部常閉繼電器或某個內部繼電器的常閉觸點來連接。 4.在程序中，不允許同一編號的線圈兩次輸出。 5.不允許出現橋式電路。 觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 (a)不正確(b)正確6.程序的編寫順序應按自上而下、從左至右的方式編寫。 為了減少程序的執行步數，程序應為“左大右小，上大下小”。 如例1.幾條支路并聯時，串聯觸點多的，安排在上面（先畫），如下圖(a)不正確(b)正確例2.幾個支路串聯時，并聯觸點多的支路塊安排在左面，如下圖(a)不正確(b)正確第二節可編程序控制器的基本電路 一、自鎖電路自鎖電路在梯形圖中的應用極其廣泛。 自鎖電路的最主要的特點就是具有“記憶”功能。 當X1為ON時，X2的動斷觸點接通，Y0的線圈“得電”，Y0的動合觸點同時閉合，現在就算是X1為OFF，“能流”仍然能經YO的動合觸點和X2的動斷觸點流過Y0的線圈，Y0仍為ON,這就是自鎖或自保持功能。 當X2為ON時，其動斷觸點斷開，停止條件滿足即解鎖條件滿足，使Y0“失電”，其動合觸點斷開。 以后即使X2為OFF，動斷觸點恢復接通狀態，Y0仍然“失電”。 二、置位復位電路置位復位電路也是具有“記憶”功能，但是記憶功能是通過置位、復位指令實現。 當動合觸點X1閉合時，執行置位指令SET，使Y0得電，X1斷開時，Y0繼續保持得電狀態；當動合觸點X2閉合時，執行復位指令RST,使Y0失電。 值得注意的是，在置位復位電路中，控制復位的是X2動合觸點，而在自鎖電路，使Y0失電的是X2動合觸點。 Y0梯形圖X1Y0X2LD X1梯級開始，（表示動合觸點）X1接至左母線OR Y0或運算，并聯自鎖觸點Y0ANI X2與運算，串連（表示動斷觸點）X2OUT Y0輸出，梯級結束語句指令表X1X2SET Y0RST Y0梯形圖LD X1SET Y0使Y0得電LD X2RST Y0使Y0失電語句指令表 三、互鎖控制電路在互鎖電路中，Y0和Y1中只要有一個繼電器線圈先接通，另一個繼電器就不能再接通。 從而保證任何時候兩者都不能同時啟動。 這種互鎖控制常用于被控的是一組不允許同時動作的對象，如電動機正、反轉控制等。 四、延時電路在FX型PLC定時器有三種標準時鐘脈沖（周期分別為0.01s、0.1s、1s），可用于時間延時控制。 請看下面幾個例子。 例1.是最簡單的延時電路，當X0為ON時，啟動定時器，經過300.1=3秒之后，Y0得電。 例2利用兩個定時器組合以實現長延時.當X0為ON，啟動定時器T0,100.1=1S后，T0觸點接通，啟動定時器T1,200.1=2S后，T1觸點接通,Y0得電。 X1X2Y1Y1Y2X1X2Y2Y1Y2T0Y0X0T0K30LD X1OR Y1ANI X2ANI Y2OUT Y1LD X2OR Y2ANI X2ANI Y1OUT Y2語句指令表0LD X01OUT T02K303LD TO4OUT Y0語句指令表梯形圖梯形圖 五、閃爍電路閃爍電路的梯形圖，時序圖如下圖所示。 開始時T0,T1均為OFF。 當X0為ON后，動合觸點X0接通，線圈T0得電，3S后定時時間到，動斷觸點T0接通，使Y0得電，同時啟動T1定時器，開始定時，3S后T1的定時間到，動斷觸點T1得電斷開，使線圈T0失電，同時也使動合觸點T0斷開，使Y0變為OFF，同時使動斷觸點T1斷電閉合，線圈T0又開始定時，以后Y0將這樣周期性地“得電”和“失電”，直到X0變為OFF。 Y0“得電”和“失電”的時間分別等于T1和T0的設定值。 閃爍電路實際上是一個具有正反饋的振蕩電路，T0和T1的輸出信號通過它們的觸點分別控制對方線圈，形成了正反饋。 T0T1X0T0K10K20000Y0T1Y0T1T0T0K30K30T1X0X0T1Y020s10sT00LD X01OUT T02K103LD TO4OUT T15K206LD T17OUT Y0語句指令表梯形圖時序圖一個掃描周期Y03S3S3S3S Y03S3S3S3SX0Y0T0X06S梯形圖0LD X01ANI T02OUT T13K304LD T15OUT Y06OUT T17K30語句指令表第五章可編程序控制器的編程軟件不同廠家的PLC有不同類型的編程軟件及編程工具。 市場中常見的編程軟件有西門子S7系列的STEP7-MCRO/WIN、歐姆龍的CX-Programmer和CX-Simulator及三菱的FXGP/WIN和GX DEVELOPER等。 本章重點介紹三菱公司針對FX系列PLC開發的編程軟件，學習時只要抓住建立程序過程的主要步驟和操作的要點，經過實際操作后就完全可以掌握這些編程工具及編程軟件的應用。 一、程序編制環境及功能1進入程序編制環境當在計算機中安裝好編程軟件后，在計算機的開始菜單中選“程序”，找MELSOFT，選GX Developer啟動項，或者在GX Developer的安裝目錄下，一般為盤符MELSECGppw，用鼠標左鍵雙擊Gppw.exe，就可以進入GX Developer程序編制環境。 當雙擊用戶程序的工程文件時，例如，用鼠標左鍵雙擊Gppw.gpj或者Gppw.gps，也可以進入GX Developer程序編制環境。 其主菜單和工具欄分別如圖1和圖2所示時序圖圖1GX Developer編程環境圖2GX Developer編程環境（打開工程時）2工具欄全部工具條如圖3所示(a)標準工具條(b)程序工具條(c)梯形圖標記工具條(d)梯形圖SFC工具條(e)SFC塊工具條(f)注釋工具條(g)數據切換工具條(h)軟元件填充工具條圖3GX Developer編程環境中有8種工具條(a)標準工具條(b)程序工具條(c)梯形圖標記工具條(d)梯形圖SFC工具條(e)SFC塊工具條(f)注釋工具條(g)數據切換工具條(h)軟元件填充工具條3基本文件操作功能PLC程序文件，都與“工程”文檔相關,如圖4所示圖4工程菜單4梯形圖程序操作功能梯形圖程序的輸入，可以使用梯形圖標記工具條中的圖標按鈕（見圖2），或“(E)”菜單中的“梯形圖標記(S)”子菜單來輸入，如圖2所示；梯形圖程序，可以使用主菜單上的“查找/替換(S)”和“(E)”菜單或者梯形圖寫入狀態下的鼠標右鍵菜單來完成5轉換在梯形圖寫入模式下，輸入完PLC程序后，需要將梯形圖轉換為PLC內部格式 二、梯形圖程序建立及操作1建立梯形圖程序文件先進入GX Developer程序主界面。 通過單擊“工程”菜單中的“創建新工程(N)”，或者按下快捷鍵Control+N，或者單擊標準工具條中的圖標框，在下拉菜單中選擇合適的PLC系列，選擇合適的PLC類型；然后，選擇程序類型，設置工程名和工程標題，最后按確定，則可進入梯形圖編程編環境。 可以單擊“瀏覽”按鈕，選擇梯形圖程序所要存放的文件路徑，就出現如圖5所示的創建新工程對話圖5創建新工程對話框2.打開梯形圖程序文件進入GX Developer程序主界面。 通過單擊“工程”菜單中的“打開工程(O)”，或者按下快捷鍵Control+O，或者單擊標準工具條中的圖標，就出現如圖6所示的打開工程對話框圖6打開工程對話框3讀取梯形圖程序文件將程序從PLC傳輸到計算機（上載或者讀取），可以通過“在線(O)”菜單中的“PLC讀取(R)”菜單項來完成。 或者,在沒有打開PLC工程文件的情況下，用鼠標點擊單擊標準工具條中的圖標，就出現如圖7所示的PLC選擇對話框。 （與PLC的寫入類似，下面一起講解）圖7PLC讀取4讀取其他格式的梯形圖程序文件在“工程(F)”菜單中選擇“讀取其他格式的文件(I)”則顯示如圖8(a)所示的子菜單（已經建立工程）或者如圖8(b)所示的子菜單（未經建立工程），再選擇相應的文件格式讀入PLC程序(a)(b)圖8讀取其他格式的文件子菜單(a)已經建立工程(b)未經建立工程5梯形圖程序輸入梯形圖程序的輸入，可以用梯形圖標記工具條中的圖標按鈕來輸入，工具條如圖9所示；或用“(E)”菜單中的“梯形圖標記(S)”子菜單來輸入，如圖10所示圖9梯形圖標記工具條圖10梯形圖標記子菜單例如，要輸入特殊繼電器M8000的常開觸點，單擊梯形圖標記工具條中的圖標，或者在梯形圖標記子菜單中選擇“常開觸點(A)”，或者按下功能鍵F5，則會在GX Developer編程環境中顯示如圖11所示的軟元件輸入框，輸入M8000，按確定圖11軟元件輸入6梯形圖程序梯形圖程序，可以使用主菜單上的“查找/替換(S)”和“(E)”菜單或者梯形圖寫入狀態下的鼠標右鍵菜單來完成。 如圖1113所示。 梯形圖程序時，要處于梯形圖寫入模式。 在“(E)”菜單中，用“讀出模式(R)”、“寫入模式(W)”切換梯形圖模式圖11編查找替換菜單圖12菜單圖13梯形圖寫入模式下鼠標右鍵菜單7梯形圖的轉換在梯形圖寫入模式下，輸入完PLC程序后，需要將梯形圖轉換為PLC內部格式。 未轉換時，梯形圖背景呈灰色，轉換完成時，梯形圖背景呈白色可以單擊程序工具條中的程序變換圖標，或者選擇“變換(C)”菜單下的“變換(C)”菜單項，或者按下功能鍵F4，來完成轉換。 “變換(C)”菜單如圖9所示如果有錯誤，或存在不能變換的梯形圖，則不能完成轉換，光標停留在出錯處。 需修正錯誤后，才能轉換。 為避免錯誤累積，方便差錯，建議每輸入一段程序，就做一次轉換。 圖14變換菜單8梯形圖程序的存儲通過單擊“工程”菜單中的“保存工程(S)”，或者按下快捷鍵Control+S，或者單擊標準工具條中的圖標，就可以保存梯形圖文件如果建立工程時，沒有輸入工程名，則會出現如圖15所示的另存工程對話框或者單擊“工程”菜單中的“另存工程為(A)”，就出現如圖15所示的另存工程對話框，有可能要求選擇合適的路徑，設置工程名和工程標題，最后按保存，選擇確認新建或者確認替換(a)(b)(c)圖15另存工程對話框(a)輸入路徑、工程名對話框(b)確認新建(c)確認替換 三、梯形圖程序下載到PLC程序從計算機寫入（或者下載）到PLC中，可以通過“在線”菜單中的“PLC寫入”菜單項來完成。 或者單擊標準工具條中的圖標，就會出現如圖16所示的對話框圖16PLC寫入點擊“傳輸設置”，就會出現如圖17所示的對話框圖17傳輸設置點擊“通訊測試”，看看是否能正常通訊，如果不能，則雙擊“串行”所示圖標，選擇合適的“”端口，這里選擇的是“1”端口，點擊“確認”，回到圖16所示對話框。 點擊“遠程操作”，就會出現如圖18所示的對話框圖18遠程操作把“操作”中的“R