实验一 可编程控制器的基本指令编程练习 - 云南农业.
可编程控制器原理及应用实验指导书
苏红梅邹欢编
云南农业大学工程技术学院
2008年8月
目录
第一章可编程控制器的概述 (1)
第二章可编程控制器基本指令简介 (6)
第三章实验内容 (7)
实验一可编程控制器的基本指令编程练习 (7)
实验三 LED数码显示控制 (10)
实验四三相鼠笼式异步电动机星/三角换接起动控制 (12)
实验五十字路口交通灯控制 (13)
第一章 可编程控制器的概述
可编程序控制器，英文称Programmable Logical Controller ，简称PLC 。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的复杂接线、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC 应用于生产实践。 一、可编程控制器的基本结构
可编程控制器主要由CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成（如下图所示）。
接触器电磁阀指示灯电源
电源
限位开关选择开关按钮
1、CPU 模块
CPU 模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微处理器（CPU ）和存储器组成。它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如编程器、电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC 的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。 2、I/O 模块
I/O 模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU 模块的桥梁。输
入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟输入信号。
可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。
3、电源
可编程序控制器一般使用220V交流电源。可编程序控制器内部的直流稳压电源为各模块内的元件提供直流电压。
4、编程器
编程器是PLC的外部编程设备，用户可通过编程器输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。也可以通过专用的编程电缆线将PLC与电脑联接起来，并利用编程软件进行电脑编程和监控。
5、输入/输出扩展单元
I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。
6、外部设备接口
此接口可将编程器、打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。
二、可编程控制器的工作原理
可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。在运行状态，可编程序控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。
除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程序控制器还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段（如图所示）
在内部处理阶段，可编程序控制器检查CPU，模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。
在通信服务阶段，可编程序控制器与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。
在输入处理阶段，可编程序控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器。
在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。
在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的通/断状态传送到输出锁存器。
四、可编程控制器的编程语言概述
现代的可编程控制器一般备有多种编程语言，供用户使用。IEC1131-3—可
编程序控制器编程语言的国际标准详细的说明了下述可编程控制器编程语言：1）顺序功能图
2）梯形图
3）功能块图
4）指令表
5）结构文本
其中梯形图是使用得最多的可编程控制器图形编程语言。梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制，主要特点如下：
1）可编程控制器梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器（即硬件继电器），而是在软件中使用的编程元件。每一编程元件与可编程序控制器存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应。
2）梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线（BUS bar）。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路的分析方法，可以想象左右两侧母线之间有一个左正右负的直流电源电压。
当图中的触点接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流（Power flow）从左到右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。
3）根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。逻辑解算是按梯形图中从上到下、从左到右的顺序进行的。
4）梯形图中的线圈和其他输出指令应放在最右边。
5）梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可以无限多次地使用。
五、可编程控制器的编程步骤
（1）确定被控系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序。
（2）分配输入输出设备，即确定哪些外围设备是送信号到PLC，哪些是外围设
备是接收来自PLC信号的。并将PLC的输入、输出口与之对应进行分配。
（3）设计PLC程序画出梯形图。梯形图体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系。
（4）实现用计算机对PLC的梯形图直接编程。
（5）对程序进行调试（模拟和现场）。
（6）保存已完成的程序。
显然，在建立一个PLC控制系统时，必须首先把系统的需要的输入、输出数量确定下来，然后按需要确定各种控制动作的顺序和各个控制装置彼此之间的相互关系。确定控制上的相互关系之后，就可进行编程的第二步──分配输入输出设备，在分配了PLC的输入输出点、内部辅助继电器、定时器、计数器之后，就可以设计PLC程序画出梯形图。在画梯形图时要注意每个从左边母线开始的逻辑行必须终止于一个继电器线圈或定时器、计数器，与实际的电路图不一样。梯形图画好后，使用编程软件直接把梯形图输入计算机并下载到PLC进行模拟调试，修改→下载直至符合控制要求。这便是程序设计的整个过程。
第二章可编程控制器基本指令简介
第三章实验内容
实验一可编程控制器的基本指令编程练习
与或非逻辑功能实验
在基本指令的编程练习实验区完成本实验。
一、实验目的
1. 熟悉THPLC—B装置，FX系列可编程控制器的外部接线方法；
2.了解编程软件GX Developer的编程环境，软件的使用方法；
3．练习手持编程器的使用方法；
4．掌握PLC基本指令的编程方法；
5. 掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。
二、实验设备
1、THPLC—B实验装置
2、手持编程器FX—20P
三、实验说明
首先应根据参考程序判断Y01、Y02，Y03的输出状态，在拨动输入开关X00、X01，观察输出指示灯Y01、Y02，Y03与X00、X01、X02、X03，之间是否符合与、或、非逻辑的逻辑关系。
四、实验面板图
图中的接线孔通过防转座插锁紧线与PLC的主机相输入输出插孔相接。X为输入点，Y为输出点。
上图中下面两排X00～X15为输入按键和开关，模拟开关量的输入。上边一排Y00～Y11是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断。
五、实验步骤
1、输入/输出接线列表
六、梯形图参考程序
七、实验报告要求
1、参照梯形图，写出指令程序，并简述验证过程；
实验二 定时器/计数器功能实验
一、实验目的
掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。 二、实验设备
1、THPLC —B 装置
2、手持编程器FX —20P 三、实验说明
三菱FX 系列的可编程控制器的定时器分为通用定时器(T0～T249)和计算定时器(T246～T255)。
三菱FX 系列的内部计数器分为16位二进制加法计数器和32位增计数／减计数器两种。其中的16位二进制加法计数器，其设定值在K1～K32767范围内有效。 四、梯形图参考程序
1）通用定时器参考程序
2）计算定时器参考程序
4）32加减计数器
5）定时范围的扩展
五、实验报告要求
1、参照梯形图，写出指令程序，并简述验证过程；
实验三 LED数码显示控制
在LED数码显示控制实验单元完成本实验
一、实验目的
了解并掌握移位指令SFTL在控制中的应用及其编程方法
二、实验设备
1、THPLC—B装置
2、手持编程器FX—20P
三、实验说明
本实验用八组LED发光二极管模拟八段数码管的显示。程序运行后先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H；随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F，再返回初始显示，并循环不止，断开启动开关实验停止。
四、实验面板图
五、实验步骤
1、输入输出接线
主机模块的COM接主机模块输入端的COM和输出段的COM1、COM2、COM3、COM4、COM5
主机模块的24+、COM分别接在LED数码显示控制实验单元的V+，COM
2、打开主机电源将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
六、实验报告要求
1．根据控制要求画出梯形图；
2．写出指令程序。
实验四三相鼠笼式异步电动机星/三角换接起动控制（实物）
在电机控制实验单元完成本实验
一、实验目的
了解用PLC控制代替传统接线控制的方法，编制程序控制电机的降压启动。
二、实验设备
1、THPLC—B装置
2、手持编程器FX—20P
三、实验说明
启动：按启动按钮SB1，X0的动合触点闭合，M20线圈得电，M20的动合触点闭合，同时Y0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，1S后Y3线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；6S后Y3的线圈失电，同时Y2线圈得电，电动机转为三角形运行方式，按下停止按钮SB3电机停止运行。
四、实验面板图
五、实验内容及步骤
1、输入输出接线
主机模块的COM接主机模块输入端的COM和输出段的COM1、COM2、COM3、COM4、
COM5。
主机模块的24+、COM分别接在实验单元的V+，COM。
2、打开主机电源将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
六、梯形图参考程序
七、实验报告要求
1．根据梯形图，写出指令程序；
2．指令中延时参数的确定。
实验五十字路口交通灯控制
一、实验目的
熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，了解使用PLC解决一个实际问题的全过程。
二、实验设备
1、THPLC—B装置
2、手持编程器FX—20P
三、实验说明
信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且
先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭；南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮,东西红灯亮维持30秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始。
四、实验面板图
五、实验步骤
1.输入输出接线。
2.打开主机电源将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
六、实验报告要求
1．根据控制要求画出梯形图；
2．写出指令程序，并在程序旁作简要说明；
3．试分析解决问题用什么指令设计控制程序较为简洁。
plc基础知识指令27个
plc基础知识指令27个 三菱 FX 系列plc的基本逻辑指令。 取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT） （1）LD（取指令）一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑行都用此指令。 （2）LDI（取反指令）一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻辑行都用此指令。 （3）LDP（取上升沿指令）与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位元件的上升沿（由OFF→ON）时接通一个扫描周期。 （4）LDF（取下降沿指令）与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。 （5）OUT（输出指令）对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。 取指令与输出指令的使用说明： 1）LD、LDI指令既可用于输入左母线相连的触点，也可与ANB、ORB指令配合实现块逻辑运算； 2）LDP、LDF指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。 3）LD、LDI、LDP、LDF指令的目标元件为X 、Y 、M 、T、C、S；
4）OUT指令可以连续使用若干次（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在OUT指令之后应设置常数K或数据寄存器。 5）OUT指令目标元件为Y、M、T、C和S，但不能用于X。触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF） （1）AND（与指令）一个常开触点串联连接指令，完成逻辑“与”运算。 （2）ANI（与反指令）一个常闭触点串联连接指令，完成逻辑“与非”运算。 （3）ANDP 上升沿检测串联连接指令。 （4）ANDF 下降沿检测串联连接指令。 触点串联指令的使用的使用说明： 1）AND、ANI、ANDP、ANDF都指是单个触点串联连接的指令，串联次数没有限制，可反复使用。
PLC编程实例PLC经典案例
PLC 编程实例PLC 经典练习第二章一 第2章 基本逻辑控制 图2-1 交通信号灯控制PLC 配置示意图 C P U 输出单元 停止I0.2 启动I0.1 东西人行道红Q1.3 东西人行道绿Q1.2 南北人行道红Q1.1 南北人行道绿Q1.0 东西主车道红Q0.7 东西主车道黄Q0.6 东西主车道直行绿Q0.5 东西主车道左转绿Q0.4 南北主车道红Q0.3 南北主车道黄Q0.2 南北主车道直行绿Q0.1 南北主车道左转绿Q0.0
0 10 13 40 4345 55 58 85 8890 （秒）I0.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q1.3 Q1.2 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.1 Q1.0 图2-2 交通信号灯系统正常工作时序图
I0.1 M0.2 Q0.1 Q0.2 T1 T1 T3 T8 T9（3S ） T8（30S ） T7 T5 T4 T6（2S ） T7（10S ） M0.2 M0.1 T1 T5（3S ） T4（30S ） T3（10S ） T1（45S ） T2（45S ） I0.2 M0.1 M0.1 启停控制 Q0.4 Q0.5 M0.2 严重故障 M0.1 T2 红灯工作延时 东西左转绿灯工作延时 东西直行绿灯工作延时 东西绿灯闪烁延时 东西黄灯工作延时 南北左转绿灯工作延时 周期循环控制 南北直行绿灯工作延时 南北绿灯闪烁延时
... T12（0.5S ） T11 M0.1 T12 T9 T10（2S ） 南北黄灯工作延时 T11 闪烁频率设定 T5 T6 T5 T4 T3 T4 Q0.5 Q0.3 T3 Q0.4 T9 T10 T8 T9 T11 T7 T8 Q0.1 Q0.7 T1 Q0.3 Q0.7 M0.2 M0.1 T1 东西主干道红灯 南北主干道红灯 T7 Q0.0 南北主干道左转绿灯 南北主干道直行绿灯 南北主干道绿闪 Q0.2 南北主干道黄灯 东西主干道左转绿灯 T11 Q0.6 东西主干道直行绿灯 东西主干道绿闪 东西主干道黄灯
PLC训练题(基本逻辑指令简单应用1)
例1：三相交流异步电动机点动运行控制 有一台三相交流异步电动机M，其运行由交流接触器KM控制。 当按下按钮SB1时，接触器KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M转动；当松开按钮SB1时，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 为了保护电动机M，控制电路中设立了热保护继电器FR。当电动机M过载时，热保护继电器FR动作，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 例2：三相交流异步电动机启动、停止控制 有一台三相交流异步电动机M，其运行由交流接触器KM控制。 当按下启动按钮SB2时，接触器KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M转动；当按下停止按钮SB1时，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 为了保护电动机M，控制电路中设立了热保护继电器FR。当电动机M过载时，热保护继电器FR动作，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 例3：三相交流异步电动机点动及连续运行控制 有一台三相交流异步电动机M，其运行由交流接触器KM控制。
当按下点动按钮SB1时，接触器KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M转动；当松开SB1时，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 当按下连续运行按钮SB2时，接触器KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M转动；当松开SB2时，接触器KM线圈仍旧通电，其主触点闭合，电动机M保持转动状态，直至按下停止按钮SB3或SB1。 当按下停止按钮SB3时，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 为了保护电动机M，控制电路中设立了热保护继电器FR。当电动机M过载时，热保护继电器FR动作，接触器KM线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 例4：三相交流异步电动机正、反转及停止控制（1） 有一台三相交流异步电动机M，可以正转也可以反转，其转动方向由交流接触器KM1和KM2控制。 在电动机停止的情况下，当按下正向启动按钮SB1时，接触器KM1线圈通电，其主触点闭合，电动机M正向旋转，直至按下停止按钮SB3，接触器KM1线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 在电动正向运转的过程中，如果按下反向启动按钮SB2，电动机并不会反向运转，只有在电动机M停止后，才能够反向启动并运转，其运转由KM2控制实现，动作方式类似于KM1。在电动机M反向运转过程中，按下正向启动按钮SB1，效果相同。 为了保护电动机M，控制电路中设立了热保护继电器FR。当电动机M过载时，热保护继电器FR动作，接触器KM1和KM2线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 例5：三相交流异步电动机正、反转及停止控制（2） 有一台三相交流异步电动机M，可以正转也可以反转，其转动方向由交流接触器KM1和KM2控制。 在电动机停止的情况下，当按下正向启动按钮SB1时，接触器KM1线圈通电，KM1主触点闭合，电动机M正向旋转，直至按下停止按钮SB3，接触器KM1线圈失电，其主触点断开，电动机M停止转动。 在电动正向运转的过程中，如果按下反向启动按钮SB2，接触器KM1线圈立即失电，KM1主触点断开，同时接触器KM2线圈通电，KM2主触点闭合，电动机立即反向运转。
plc逻辑指令实例
可编程控制器应用技术 第七章 FX2N系列可编程控制器数据处理指令及应用 ?传送比较类指令及应用 ?四则及逻辑运算类指令及应用 ?移位控制类指令及应用 ?数据处理类指令及应用 ?数据处理指令应用归纳及编程方法 内容提要 FX2N系列可编程控制器数据处理指令含传送比较类指令、数据变换类指令、四则及逻辑运算类指令、移位指令及编解码指令等,是数据处理程序中使用十分频繁的指令。 第一节传送比较类指令及应用 ?一、传送比较指令说明 FX2N系列PLC有八条数据传送指令,能实现单一数据或批数据的传送、数制的变换或数据移位。 FX2N系列PLC有两条数据比较指令及触点形比较指令,可实现数据的单一比较及区间比较。 FNC 10 CMP K100C20 M MO M1 M2K100>C20当前值，M0=ON K100=C20当前值，M1=ON K100 第一节 传送比较类指令及应用 二、传送比较类指令应用实例 【例1】 用程序构成一个闪光信号灯,改变输入口所接置数开关可改变闪光频率。 设定开关4个,分别接于X000～X003, X010为起停开关;信号灯接于Y000。 梯形图如图7-10所示。图中第一行为变址寄存器清零,上电时完成。第二行从输入口读入设定开关数据,变址综合后送到定时器T0的设定值寄存器D0,并和第三行中的定时器T1配合产生D0时间间隔的脉冲。 RST M0 RST M1 RST M2 X000 FNC 10 ZRST M0 M2 X000 或 图7-2 比较结果复位 图7-10 频率可变的闪光信号灯梯形图及说 第7章PLC应用系统设计及实例 本章要点 ● PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法 ●应用举例 ● PLC的装配、检测和维护 7.1 应用系统设计概述 在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC 的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是： 1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。 2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。 3. 保证控制系统安全可靠。 4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。 5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。 7.2 PLC应用系统的设计 7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤 1. PLC控制系统的设计内容 （1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。 （2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。 （3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。 （4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。 （5）编写程序并调试。 （6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。 （7）编写设计说明书和使用说明书。 2. 设计步骤 （1）工艺分析 深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。 （2）选择合适的PLC类型 在选择PLC机型时，主要考虑下面几点： 1功能的选择。对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。 2I/O点数的确定。统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。 3内存的估算。用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。 （3）分配I/O点。分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图，接着就可以进行PLC程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （4）程序设计。对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修改，直到满足控制要求为止。 （5）控制柜或操作台的设计和现场施工。设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。 （6）应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后连接起来总调。 （7）编制技术文件。技术文件应包括：可编程控制器的外部接线图等电气图纸，电器布置图，电器元件明细表，顺序功能图，带注释的梯形图和说明。 7.2.2 PLC的硬件设计和软件设计及调试 1. PLC的硬件设计 PLC硬件设计包括：PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。 选定PLC的机型和分配I/O点后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。 2. PLC的软件设计 软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计，小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，画出控制流程图或功能流程图，简单的可以用经验法设计，复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。 3. 软件硬件的调试 调试分模拟调试和联机调试。 软件设计好后一般先作模拟调试。模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。如果有PLC的硬件，可以用小开关和按钮模拟PLC的实际输入信号（如起动、停止信号）或反馈信号（如限位开关的接通或断开），再通过输出模块上各输出位对应的指示灯，观察输出信号是否满足设计的要求。需要模拟量信号I/O时，可用电位器和万用表配合进行。在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。 第五节PLC的基本逻辑指令 教学目的：学习PLC基本编程指令 学习PLC基本编程指令的功能 教学难点：让学生们熟练运用PLC各种编程指令 教学重点：应知：PLC的基本编程指令 应会：熟练使用PLC基本编程指令编制简单的应用程序 教学学时：讲解2课时，实训4课时 （一）基本逻辑指令的功能 一、逻辑取及输出指令：LD/LDI/OUT指令 例1：LD/LDI/OUT指令的基本编程方法。下图为应用梯形图编制的程序，其对应的语句表程序如下： 模拟运行：按下1楼按钮后，1楼灯亮，松开按钮后灯灭；没有按下2楼按钮，2楼灯延时一定时间亮，按下2楼按钮后灯灭。 注：请注意常开、常闭触点的使用 说明： 1）LD/LDI指令用于取常开/常闭触点与母线连接。另外，在分支开始出，这些指令与后述的ANB（块与）指令组合使用。 2）OUT指令用于驱动输出继电器、辅助继电器、状态器、定时器及计数器的线圈，但不能用来驱动输入继电器的线圈。 3）多个线圈并联时，称为并行输出。并行输出指令可以重复多次使用。 为了使输入状态的变化能被CPU有效地接受，通常要求输入信号的接通(ON)时间或断开(OFF)时间，必须大于PC的扫描周期。若输入窄脉冲，有可能得不到PC得响应。 考虑到输入滤波器得相应定时器为10MS，若PC的扫描周期为10MS，则输入信号的接通时间或断开时间至少为20MS以上，因此当输入信号的频率高于25HZ时，则不能被PC有效的接受和处理。 但是使用后述的有关特殊功能指令，可以处理高频率的输入信号。 1、多重输出操作 如图所示，输出继电器的线圈Y3被安排在两个位置上（双重输出）,j假定在输入处理阶段X1=ON，X2=OFF。 最初因X1=ON，使Y3第一次出现时其映象机春起的状态为ON，Y4的映象寄存器的状态也为ON。又因为X2=OFF，使Y3第二次出现时其映象寄存器的状态改为OFF。因此，最终的外部输出为Y3=ON。 由以上分析可知，当执行多重输出操作时，最后执行的输出操作优先。 例2：用两个不同的按钮控制同一盏灯，观察灯的显示与哪个按钮有关 二、触点串联指令：AND(与)、ANI（与非）指令的功能及操作如下： 例3：AND/ANI指令的基本编程方法。下图为应用梯形图编制的程序，其对应的语句表： PLC 编程实例PLC 经典练习第二章一 第2章 基本逻辑控制 图2-1 交通信号灯控制PLC 配置示意图 C P U 输出单元 停止I0.2 启动I0.1 东西人行道红Q1.3 东西人行道绿Q1.2 南北人行道红Q1.1 南北人行道绿Q1.0 东西主车道红Q0.7 东西主车道黄Q0.6 东西主车道直行绿Q0.5 东西主车道左转绿Q0.4 南北主车道红Q0.3 南北主车道黄Q0.2 南北主车道直行绿Q0.1 南北主车道左转绿Q0.0 0 10 13 40 4345 55 58 85 8890 （秒）I0.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q1.3 Q1.2 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.1 Q1.0 图2-2交通信号灯系统正常工作时序图 I0.1 M0.2 Q0.1 Q0.2 T1 T1 T3 T8 T9（3S ） T8（30S ） T7 T5 T4 T6（2S ） T7（10S ） M0.2 M0.1 T1 T5（3S ） T4（30S ） T3（10S ） T1（45S ） T2（45S ） I0.2 M0.1 M0.1 启停控制 Q0.4 Q0.5 M0.2 严重故障 M0.1 T2 红灯工作延时 东西左转绿灯工作延时 东西直行绿灯工作延时 东西绿灯闪烁延时 东西黄灯工作延时 南北左转绿灯工作延时 周期循环控制 南北直行绿灯工作延时 南北绿灯闪烁延时 T12（0.5S ） T11（0.5S ） M0.1 T12 T9 T10（2S ） 南北黄灯工作延时 T11 闪烁频率设定 T5 T6 T5 T4 T3 T4 Q0.5 Q0.3 T3 Q0.4 T9 T10 T8 T9 T11 T7 T8 Q0.1 Q0.7 T1 Q0.3 Q0.7 M0.2 M0.1 T1 东西主干道红灯 南北主干道红灯 T7 Q0.0 南北主干道左转绿灯 南北主干道直行绿灯 南北主干道绿闪 Q0.2 南北主干道黄灯 东西主干道左转绿灯 T11 Q0.6 东西主干道直行绿灯 东西主干道绿闪 东西主干道黄灯 实验三PLC基本逻辑指令编程练习 【实验目的】 （1）熟悉PLC，了解S7-200系列输入、输出地址编号； （2）掌握与、或、非逻辑功能的编程方法； （3）掌握定时器和计数器的正确编程方法，并学会定时器的扩展方法； （4）熟悉编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。 【实验要求】 （1）实验前认真阅读实验指导书，熟悉实验电路； （2）接线时合理安排挂箱位置，接线要求牢靠、整齐、清楚、安全可靠；（3）操作时要谨慎，不许用手触及各电器元件导电部分及电动机转动部分，以免触电及意外损伤； （4）通电观察继电器动作情况时，要注意安全，防止碰触带电部位，严禁带电操作； （5）按要求完成实验操作，做好实验记录，认真做好实验报告和思考题；（6）实验结束，整理好实验工具，保持实验室整洁卫生。 【实验装置】 （1）THSMS模拟实验台 S21挂箱； （2）计算机（安装编程软件STEP7）一台； （3）连接导线若干。 【实验原理和电路】 西门子S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业。实验台PLC 主机型号为CPU 224，集成14输入/10输出，共24个数字量I/O点。数字量扩展单元为EM223，集成16输入/16输出。主机旁边实验台上的接线孔，通过防转座插锁紧线与PLC的主机相应输入输出插孔相接。 S21挂箱中下面两排I0.0～I1.5为输入按键和开关，模拟开关量的输入。上边一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断，显示程序的运行结果。 进行本实验时，需要进行PLC外部接线。S7-200的外部接线等效电路如图3所示。PLC端子上标注L+、M的两个端子，是内部提供的DC 24V电源的正、负极，为外部元器件提供所需电源。主机旁边实验台上的L+、M接线孔实际上并不是从主机上引出的。为了降低实验过程中主机被损坏的机率，实验台内部经过变压得到一个DC 24V电源,专为实验过程中为输入、输出回路提供电源的，正负极分别标注为L+和M。 图3 S7-200的I/O接线图 【实验内容和步骤】 1、基本逻辑指令应用 通过程序判断Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。实验参考程序如图4所示。具体实验步骤如下：PLC实例与解析
第五节 PLC的基本逻辑指令
PLC编程实例PLC经典练习一
实验三 PLC基本逻辑指令编程练习