可編程序控制器及其應用項目二基本邏輯指令及其應用

任務一基本指令項目二基本邏輯指令及其應用實訓4電動機的簡單控制實訓5數碼管循環點亮的PLC控制實訓6天塔之光實訓7彩燈循環點亮的PLC控制實訓8電動機循環正反轉的PLC控制實訓10電動機Y/△起動的PLC控制任務一基本指令介紹任務二定時器任務三計數器實訓9電動機正反轉能耗制動的PLC控制知識目標

1、了解三菱PLC控制三相異步電動機的方法。

2、進一步學習PLC梯形圖的編寫方法。

3、了解三菱PL基本指令的作用、格式及應用。能力目標

1、根據繼電器控制電路學會編寫輸入輸出地址表。

2、會畫PLC控制電路圖。

3、能根據控制要求編寫簡單的PLC程序。

4、根據梯形圖能寫出指令語句表。情感目標

1、養成嚴謹認真的工作習慣。

2、培養學生安全用電、文明操作的職業習慣。

3、培養組長的組織協調能力和領導能力。

4、培養學生小組合作、團隊協作的能力。任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用

工業生產中的動力大部分來自電動機，而繼電器控制系統是控制電動機的一種常用方法，但繼電器控制系統接線復雜、可靠性低、通用性和靈活性差，如果生產工藝發生變化，繼電器控制系統必須將控制柜內的組件和接線作相應的變動，這樣改造工期長，費用也高；并且在復雜的繼電器控制系統中，查找和排除故障都比較困難，有時會嚴重影響生產。可編程過程控制器是專為工業環境應用而設計制造的計算機，修改控制程序即可實現不同的生產加工工藝，而且可編過程控制器完全克服了繼電器控制系統的上述缺點。本章圍繞用PLC控制電動機的運行展開。通過介紹PLC對電動機的基本控制，來了解PLC基本編程方法，同時學習FX1N的常用基本指令。任務分析任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用

采用PLC控制電動機工作時，由于PLC的輸出點帶負載的能力受控制，電動機不可能直接接在PLC的輸出點上，所以，是PLC通過接觸器控制電動機啟動或停止。

工業如果采用接觸器控制電動機工作，則其控制線路圖如圖2-1所示。由這個控制線路可知，操作人員通過按鈕SB1發出電動機啟動的命令，由接觸器KM控制電動機啟動，當KM主觸點閉合時，電動機接入電源，電動機啟動；通過按鈕SB2發出電動機停止的命令，由接觸器KM控制電動機停止，當KM主觸點斷開時你，切斷電動機電源，停止工作。

圖2-1電動機正轉控制線路一、PLC如何控制電動機工作任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用PLC控制電動機如何連續運轉分析控制要求畫出PLC接線圖編寫控制程序程序調試任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用1.1分析控制要求分配輸入點和輸出點電動機的啟動或停止，是由操作人員通過按鈕，將要求電動機啟動或停止的信號送到PLC的輸入端子，通過控制程序，由PLC控制接在PLC輸出點上的接觸器線圈得電或失電，使接觸器主觸點閉合或斷開，電動機啟動或停止工作。啟動按鈕和停止按鈕分別接一個輸入點。當電動機單項運動時，由一個接觸器控制，占用PLC的一個輸出點。輸入/輸出地址表，見下表2—1

控制要求控制要求任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用1.1分析控制要求輸入輸出組件代號作用輸入繼電器組件代號作用輸出繼電器SB1啟動按鈕X1KM控制電動機運行Y0SB2停止按鈕X2表2-1輸入/輸出地址表控制要求任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用根據輸入/輸出地址表畫出電動機控制系統的PLC接線圖。如圖2—2所示。1.2畫出PLC接線圖圖2-2電動機控制系統的PLC接線圖

任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用由圖2—2可看到，按下SB1，輸入繼電器X1線圈得電，X1常開觸點閉合，則在梯形圖中通過X1常開觸點驅動Y0線圈得電，Y0常開觸點閉合，PLC的Y0輸出端子有信號輸出，PLC驅動接觸器KM的線圈得電，KM主觸點閉合，電動機接通電源啟動運行，其梯形圖如圖2—3a所示。

1.3編寫控制程序圖2—3a電動機啟動梯形圖

任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用1.3編寫控制程序松開SB1，電動機會停止運行。這是因為：松開SB1，輸入繼電器X1線圈失電，X1常開觸點斷開，Y0線圈失電，Y0輸出端子沒有信號輸出，KM的線圈失電，KM主觸點斷開，電動機斷開電源停止運行。為解決該問題，程序中要加自鎖環節，其梯形圖如圖2—3b所示。圖2—3b電動機自鎖梯形圖

任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用1.3編寫控制程序按下SB2，輸入繼電器X2線圈得電，X2常閉觸點斷開，程序中利用X2常閉觸點，使Y0線圈失電，Y0常開觸點斷開，PLC的Y0輸出端子將沒有信號輸出，KM的線圈失電，KM主觸點斷開，則電動機停止運行，其梯形圖如圖2—4所示

圖2-4電動機啟停控制梯形圖

任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用

首先，將控制程序傳送到PLC，然后運行PLC進行調試。程序的調試是程序開發的重要環節，編寫的控制程序只有經過試運行甚至現場調試運行才能發現程序中不合理的地方并進行修改。SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件具有監控功能，可用于程序的監控及調試。

1.4程序調試程序調試任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用圖2-5程序運行監控界圖

1.4程序調試

其次，程序的監控狀態：程序下載后，啟動程序運行，在編輯區顯示梯形圖狀態下，單擊菜單欄中“監控/測試”菜單項后，選擇“開始監控”菜單條即進入組件的監控狀態，如圖2-5所示

任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用

然后，進入組件的監控狀態，梯形圖上將顯示PLC中各觸點的狀態及各數據存儲單元的數據變化。如圖2-6所示，圖中有長方形光標顯示的組件處于接通狀態，數據組件中的存數則直接標出。在監控狀態時單擊菜單欄中的“監控/測試”菜單項并選擇“停止監控”則終止監控狀態，回到編輯狀態。2-6監控狀態的梯形圖

1.4程序調試任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用

程序調試步驟：按表2-2所示步驟進行，并填寫觀察結果

操作步驟操作內容觀察內容觀察結果思考內容第一步將圖2-4的程序載到PLC后將工作方式開關置于RUN檔KM的動作為什么KM不動作？第二步按下SB1第三步按下SB2操作要求

安全教育小技巧軟件使用中可以用快捷鍵，列如：打開監控窗口可用ALT鍵加M鍵1.4程序調試任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用

基本邏輯指令是PLC中最基礎的編程語言，掌握了基本邏輯指令也就初步掌握了PLC的使用方法。PLC生產廠家很多，其梯形圖的形式大同小異，指令系統也大致一樣，只是形式稍有不同。本章以三菱FX1N系列PLC基本邏輯指令（共27條）為例，說明指令的含義、梯形圖編制的基本方法。二、基本邏輯指令基本邏輯指令任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2．1連接和驅動線圈指令LD/LDI/OUT邏輯取及驅動線圈指令如表2-3所示

表2-3邏輯取及驅動線圈指令表

任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用邏輯取及驅動線圈指令的應用如圖2-7所示。2.1.1用法示例圖2-7邏輯取及驅動線圈指令的用法任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.1.2注意事項(1）LD是電路開始的常開觸點連到左母線上，操作對象為X，Y，M，T，C和S；(2）LDI是電路開始的常閉觸點連到左母線上，操作對象為X，Y，M，T，C和S；(3）OUT是驅動線圈的輸出指令，線圈接右母線，操作對象為Y，M，T，C和S。(4）LD與LDI指令對應的觸點一般與左側母線相連，若與后述的ANB、ORB指令組合，則可用于串、并聯電路塊的起始觸點；(5）線圈驅動指令可并行多次輸出（即并行輸出）,如圖2-7梯形圖中的OUTM100、OUTTOK19；(6）輸入繼電器X不能使用OUT指令；(7）對于定時器的定時線圈或計數器的計數線圈，必須在OUT指令后設定常數。任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.1.3雙線圈輸出

線圈一般不能重復使用（重復使用即稱雙線圈輸出），圖2－8為同一線圈Y3多次使用的情況。設X1=ON，X2=OFF，最初因X1=ON，Y3的映像寄存器為ON，輸出Y4也為ON，然而緊接著又因X2=OFF，Y3的映像寄存器改寫為OFF，因此，最終的外部輸出Y3為OFF，Y4為ON。所以，若輸出線圈重復使用，則后面的線圈的動作狀態對外輸出有效。圖2-8雙線圈輸出任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.2觸點串、并聯指令AND/ADI/OR/ORI

觸點串、并聯指令如表2－4所示

表2-4觸點串、并聯指令表任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用觸點串、并聯指令的應用如圖2－9所示。圖2-9觸點串、并聯指令用法圖2.2.1用法示例任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.2.2注意事項（1）AND是常開觸點串聯連接指令，ANI是常閉觸點串聯連接指令，OR是常開觸點并聯連接指令，ORI是常閉觸點并聯連接指令。這4條指令后面必須有被操作的組件名稱及組件號，都可以用于X，Y，M，T，C和S。（2）單個觸點與左邊的電路串聯，使用AND和ANI指令時，串聯觸點的個數沒有限制，但是因為圖形編程器和打印機的功能有限制，所以建議盡量做到一行不超過10個觸點和1個線圈。

注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用3、OR和ORI指令是從該指令的當前步開始，對前面的LD、LDI指令并聯連接，并聯連接的次數無限制，但是因為圖形編程器和打印機的功能有限制，所以并聯連接的次數不超過24次。

4、OR和ORI用于單個觸點與前面電路的并聯，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，即單個觸點并聯到它前面已經連接好的電路的兩端（兩個以上觸點串聯連接的電路塊的并聯連接時，要用后續的ORB指令）。以圖2－9中的M110的常開觸點為例，它前面的4條指令已經將4個觸點串、并聯為一個整體，因此ORM110指令對應的常開觸點并聯到該電路的兩端。2.2.2注意事項注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.2.3縱接輸出

如圖2－10（a）所示，OUTM1指令之后通過X1的觸點去驅動Y4，稱為縱接輸出。串聯和并聯指令是用來描述單個觸點與別的觸點或觸點（而不是線圈）組成的電路的連接關系。雖然X1的觸點和Y4的線圈組成的串聯電路與M1的線圈是并聯關系，但是X1的常開觸點與左邊的電路是串聯關系，所以對X1的觸點應使用串聯指令。只要按正確的順序設計電路，就可以多次使用縱接輸出，但是因為圖形編程器和打印機的功能有限制，所以縱接輸出的次數不超過24次，縱接輸出的觸點指令使用AND或ANI指令。任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.2.3縱接輸出

應該指出，如果將圖2－10（b）中的M1和Y4線圈所在的并聯支路改為圖2-10（b）的電路（不推薦），就必須使用后面要講到的MPS（進棧）和MPP（出棧）指令。任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2．3電路塊連接指令ORB/ANB電路塊連接指令如表2－5所示。表2-5電路塊連接指令表任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用串聯電路塊并聯如圖2－112.3.1用法示例圖2-11串聯電路塊并聯任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用并聯電路塊串聯如圖2－12所示。圖2-12并聯電路塊串聯2.3.1用法示例任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.3.2注意事項（1）ORB是串聯電路塊的并聯連接指令，ANB是并聯電路塊的串聯連接指令。它們都沒有操作組件，可以多次重復使用。（2）ORB指令是將串聯電路塊與前面的電路并聯，相當于電路塊間右側的一段垂直連線。并聯的電路塊的起始觸點要使用LD或LDI指令，完成了電路塊的內部連接后，用ORB指令將它與前面的電路并聯。（3）ANB指令是將并聯電路塊與前面的電路串聯，相當于兩個電路之間的串聯連線。要串聯的電路塊的起始觸點使用LD或LDI指令，完成了電路塊的內部連接后，用ANB指令將它與前面的電路串聯。（4）ORB、ANB指令可以多次重復使用，但是，連續使用時，應限制在8次以下，所以，在寫指令時，最好按圖2-11和圖2-12的方法寫指令。任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2．4多路輸出電路指令MPS/MRD/MPP多重輸出電路指令如表2－6所示表2-6多重輸出指令表任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用簡單1層棧的應用如圖2－13所示

2.4.1用法示例圖2-13簡單1層棧任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用復雜1層棧的應用如圖圖2－14所示

圖2-14復雜1層棧2.4.1用法示例任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.4.2注意事項1、MPS指令可將多重電路的公共觸點或電路塊先存儲起來，以便后面的多重輸出支路使用。多重電路的第一個支路前使用MPS進棧指令，多重電路的中間支路前使用MRD讀棧指令，多重電路的最后一個支路前使用MPP出棧指令。該組指令沒有操作組件。

2、FX系列PLC有11個存儲中間運算結果的堆棧存儲器，堆棧采用先進后出的數據存取方式。每使用一次MPS指令，當時的邏輯運算結果壓入堆棧的第一層，堆棧中原來的數據依次向下一層推移。注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用3、MRD指令讀取存儲在堆棧最上層（即電路分支處）的運算結果，將下一個觸點強制性地連接到該點。讀棧后堆棧內的數據不會上移或下移。

4、MPP指令彈出堆棧存儲器的運算結果，首先將下一觸點連接到該點，然后從堆棧中去掉分支點的運算結果。使用MPP指令時，堆棧中各層的數據向上移動一層，最上層的數據在彈出后從棧內消失。

5、處理最后一條支路時必須使用MPP指令，而不是MRD指令，且MPS和MPP的使用必須不多于11次，并且要成對出現。

2.4.2注意事項注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2．5置位與復位指令SET/RST置位與復位指令如表2－7所示。表2-7置位與復位指令表任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用指令用法示例如圖2－152.5.1用法示例圖2-15SET、RST的使用任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.5.2注意事項1、圖2－15中的XO一接通，即使再變成斷開，YO也保持接通。X1接通后，即使再變成斷開，YO也保持斷開，對于M、S也是同樣；

2、對同一組件可以多次使用SET、RST指令，順序可任意，但對于外部輸出，則只有最后執行的一條才指令有效；

3、要使數據寄存器D、計數器C、積算定時器T、變址寄存器V、Z的內容清零，也可用RST指令。

注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2．6脈沖輸出指令PLS/PLF脈沖輸出指令如表2－8所示表2-8脈沖輸出指令表任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用脈沖輸出指令的應用如圖2-16所示

2.6.1用法示例圖2-16脈沖輸出指令用法圖任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.6.2注意事項（1）PLS是脈沖上升沿微分輸出指令，PLF是脈沖下降沿微分輸出指令。PLS和PLF指令只能用于輸出繼電器Y和輔助繼電器M（不包括特殊輔助繼電器）。（2）圖4-16中的MO僅在X0的常開觸點由斷開變為接通（即XO的上升沿）時的一個掃描周期內為ON；M1僅在X1的常開觸點由接通變為斷開（即X1的下降沿）時的一個掃描周期內為ON。（3）圖4－16中，在輸入繼電器XO接通的情況下，PLC由運行→停機→運行時，PLSM0指令將輸出一個脈沖。然而，如果用電池后備（鎖存）的輔助繼電器代替M0，其PLS指令在這種情況下不會輸出脈沖。注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2．7脈沖式觸點指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF脈沖式觸點指令如表2－9所示

表2-9脈沖式觸點指令表任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用脈沖式觸點指令的應用如圖2－17所示

2.7.1用法示例圖2-17脈沖式觸點指令用法圖任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.7.2注意事項（1）LDP、ANDP和ORP指令是用來作上升沿檢測的觸點指令，觸點的中間有一個向上的箭頭，對應的觸點僅在指定位組件的上升沿（由OFF變為ON）時接通一個掃描周期。（2）LDF、ANDF和ORF是用來作下降沿檢測的觸點指令，觸點的中間有一個向下的箭頭，對應的觸點僅在指定位組件的下降沿（由ON變為OFF）時接通一個掃描周期。（3）脈沖式觸點指令可以用于X，Y，M，T，C和S。在圖4－11中X2的上升沿或X3的下降沿出現時，YO僅在一個掃描周期為ON。注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2．8主控觸點指令MC/MCR

在編程時，經常會遇到許多線圈同時受一個或一組觸點控制的情況，如果在每個線圈的控制電路中都串入同樣的觸點，將占用很多存儲單元，主控指令可以解決這一問題。使用主控指令的觸點稱為主控觸點，它在梯形圖中與一般的觸點垂直，主控觸點是控制一組電路的總開關。基本概念任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用主控觸點指令如表2－10所示

表2-10主控觸點指令表2．8主控觸點指令MC/MCR任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用主控觸點指令的應用如圖2-18所示

2.8.1用法示例圖2-18主控指令應用示例任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.8.2注意事項1、MC是主控起點，操作數N（0～7層）為嵌套層數，操作組件為M、Y，特殊輔助繼電器不能用作MC的操作組件。MCR是主控結束，主控電路塊的終點，操作數N（0～7）MC與MCR必須成對使用。

2、與主控觸點相連的觸點必須用LD或LDI指令，即執行MC指令后，母線移到主控觸點的后面，MCR使母線回到原來的位置。注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.8.2注意事項（3）圖2－18中XO的常開觸點接通時，執行從MC到MCR之間的指令；MC指令的輸入電路（XO）斷開時，不執行上述區間的指令，其中的積算定時器、計數器、用復位／置位指令驅動的軟組件保持其當時的狀態，其余的組件被復位，如非積算定時器和用OUT指令驅動的組件變為OFF。（4）在MC指令內再使用MC指令時，稱為嵌套，嵌套層數N的編號就順次增大；主控返回時用MCR指令，嵌套層數N的編號就順次減小。注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用邏輯運算結果取反指令如表2-11所示

表1-11邏輯運算結果取反指令INV2．9邏輯運算結果取反指令INV任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用邏輯運算結果取反指令示例如圖2-19

2.9.1用法示例圖2-19邏輯運算結果取反指令示例任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.9.2注意事項INV指令在梯形圖中用一條45°的短斜線來表示，它將使無該指令時的運算結果取反，如運算結果為0將它變為1，如運算結果為1則將它變為0。如圖2-19所示，如果XO為ON，則YO為OFF；反之則YO為ON。

注意事項任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用空操作和程序結束指令如表2-12所示

表2-12空操作和程序結束指令表2。10空操作和程序結束指令NOP/END

任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用（1）若在程序中加入NOP指令，則改動或追加程序時，可以減少步序號的改變；（2）若將LD、LDI、ANB、ORB等指令換成NOP指令，電路構成將有較大幅度的變化，必須注意如圖2-20所示；（3）執行程序全清除操作后，全部指令都變成NOP。

2.10.1空操作指令NOP

NOP指令任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用2.10.2程序結束指令END

END指令PLC按照循環掃描的工作方式，首先進行輸入處理，然后進行程序處理，當處理到END指令時，即進行輸出處理。所以，若在程序中寫入END指令，則END指令以后的程序就不再執行，直接進行輸出處理；若不寫入END指令，則從用戶程序存儲器的第一步執行到最后一步。因此，若將END指令放在程序結束處，則只執行第一步至END這一步之間的程序，可以縮短掃描周期。在調試程序時，可以將END指令插在各段程序之后，從第一段開始分段調試，調試好以后必須刪去程序中間的END指令，這種方法對程序的查錯也很有用處，而且，執行END指令時，也刷新警戒時鐘。任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用三基本電路的編程3.1．電動機的起保停電路3.2．單臺電動機的兩地控制3.3．兩臺電動機的順序聯動控制任務一基本指令介紹項目二基本邏輯指令及其應用3。1電動機的起保停電路

（1）控制要求按下起動按鈕SB1，電動機起動運行，按下停止按鈕SB2