基本邏輯指令、基本規(guī)則和其應用

1、基本邏輯指令、基本規(guī)則和其應用 基本邏輯指令 5.1梯形圖的基本規(guī)則5.2基本電路的編程 5.3 梯形圖程序設計的技巧5.4 本章以三菱FX2N系列PLC基本邏輯指令（共27條）為例， 5.1 基本邏輯指令5.1.1 邏輯取及驅(qū)動線圈指令LD/LDI/OUT 邏輯取及驅(qū)動線圈指令如表5-1所示。表5-1 邏輯取及驅(qū)動線圈指令表1用法示例2使用注意事項3雙線圈輸出觸點串、并聯(lián)指令AND/ANI/OR/ORI 觸點串、并聯(lián)指令如表5-2所示。表5-2 觸點串、并聯(lián)指令表1用法示例圖5-3 觸點串、并聯(lián)指令用法圖2使用注意事項3連續(xù)輸出 如圖5-4（a）所示，OUT M1指令之后通過X1的觸點去驅(qū)動

2、Y4，稱為連續(xù)輸出 圖5-4 連續(xù)輸出電路電路塊連接指令ORB/ANB表5-3 電路塊連接指令表1用法示例 電路塊連接指令的應用如圖5-5和圖5-6所示。圖5-5 串聯(lián)電路塊并聯(lián)圖5-6 并聯(lián)電路塊串聯(lián) 5.1.4多重輸出電路指令MPS/MRD/MPP 多重輸出電路指令如表5-4所示。表5-4多重輸出指令表1用法示例 多重輸出電路指令的應用如圖5-7和圖5-8所示。圖5-7 簡單1層棧2使用注意事項圖5-8 復雜1層棧置位與復位指令SET/RST 置位與復位指令如表5-5所示。表5-5 置位與復位指令表1指令用法示例 指令用法示例如圖5-9所示。2使用注意事項圖5-9 SET、RST的使用脈沖

3、輸出指令PLS/PLF 脈沖輸出指令如表5-6所示。1用法示例2使用注意事項5.1.7 脈沖式觸點指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF 脈沖式觸點指令如表5-7所示。1用法示例2使用注意事項表5-7 脈沖式觸點指令表主控觸點指令MC/MCR 主控觸點指令如表5-8所示。1用法示例2使用注意事項 表5-8 主控觸點指令表邏輯運算結(jié)果取反指令INV 邏輯運算結(jié)果取反指令如表5-9所示。表5-9 邏輯運算結(jié)果取反指令表 5.1.10 空操作和程序結(jié)束指令 NOP/END 空操作和程序結(jié)束指令如表5-10所示。1空操作指令NOP2程序結(jié)束指令END PLC按照循環(huán)掃描的工作方式，首先進行

4、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。表5-10 空操作和程序結(jié)束指令表 5.2 梯形圖的基本規(guī)則1線圈右邊無觸點圖5-15 線圈右邊無觸點的梯形圖2觸點可串可并無限制3線圈不能重復使用4觸點水平不垂直5觸點多上并左6順序不同結(jié)果不同5.3 基本電路的編程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，電動機停止運行。（2）輸入/輸出（I/O）分配 X0：SB1，X1：SB2（常開），Y0：電動機（接觸器）。（3）梯形圖方案設計圖5-20 電動機的起保停梯形圖（停止優(yōu)先） 若要改為起動優(yōu)先，則梯形圖如圖5-21所示。圖5-

5、21 電動機的起保停梯形圖（起動優(yōu)先）2單臺電動機的兩地控制（1）控制要求 按下地點1的起動按鈕SB1或地點2的起動按鈕SB2均可起動電動機；按下地點1的停止按鈕SB3或地點2的停止按鈕SB4均可停止電動機運行。（2）輸入/輸出分配X0：SB1，X1：SB2，X2：SB3（常開），X3：SB4（常開），Y0：電動機（接觸器）。（3）梯形圖方案設計圖5-22 單臺電動機的兩地控制梯形圖3兩臺電動機的順序聯(lián)動控制（1）控制要求 電動機M1先起動（SB1），電動機M2才能起動（SB2）。（2）輸入/輸出分配X0：電動機M1起動（SB1），X1：電動機M2起動（SB2），X2：電動機M1停止（SB3）

6、，X3：電動機M2停止（SB4）；Y0：電動機M1（接觸器1），Y1：電動機M2（接觸器2）。（3）梯形圖方案設計 圖5-23 兩臺電動機的順序聯(lián)動控制梯形圖4定時器的應用（1）得電延時合（如圖5-24所示）說明：X0 得電2s后，Y0動作。圖5-24 得電延時合梯形圖及時序圖（2）失電延時斷（如圖5-25所示）圖5-25 失電延時斷梯形圖及時序圖（3）3臺電動機順序起動 控制要求。電動機M1起動5s后電動機M2起動, 電動機M2起動5s后電動機M3起動；按下停止按鈕時，電動機無條件全部停止運行。 輸入/輸出分配。X1：起動按鈕，X0:停止按鈕，Y1：電動機M1，Y2：電動機M2，Y3：電動機

7、M3。 梯形圖方案設計。圖5-26 3臺電動機順序起動梯形圖5計數(shù)器C的應用（如圖5-27所示）圖5-27 計數(shù)器C的應用梯形圖及時序圖6振蕩電路 振蕩電路可以產(chǎn)生特定的通斷時序脈沖，它應用在脈沖信號源或閃光報警電路中。（1）定時器組成的振蕩電路一（如圖5-28所示）圖5-28 振蕩電路一梯形圖及輸出波形圖7振蕩電路的應用8定時器的延時擴展9兩計數(shù)器接力計數(shù)10單觸點的起動/停止控制5.4 梯形圖程序設計的技巧5.4.1 轉(zhuǎn)換法 轉(zhuǎn)換法就是將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換成與原有功能相同的PLC內(nèi)部的梯形圖。1基本方法 根據(jù)繼電器電路圖來設計PLC的梯形圖時，關鍵是要抓住它們的一一對應關系，即控制功能的對應

8、、邏輯功能的對應以及繼電器硬件元件和PLC軟件元件的對應。2轉(zhuǎn)換設計的步驟（1）了解和熟悉被控設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，這樣才能在設計和調(diào)試系統(tǒng)時心中有數(shù)。（2）確定PLC的輸入信號和輸出信號，畫出PLC的外部接線圖。（3）確定PLC梯形圖中的輔助繼電器（M）和定時器（T）的元件號。（4）根據(jù)上述對應關系畫出PLC的梯形圖。（5）根據(jù)被控設備的工藝過程和機械的動作情況以及梯形圖編程的基本規(guī)則，優(yōu)化梯形圖，使梯形圖既符合控制要求，又具有合理性、條理性和可靠性。（6）根據(jù)梯形圖寫出其對應的指令表程序。3轉(zhuǎn)換法的應用 例1 圖5-35是三相異步電動

9、機正反轉(zhuǎn)控制的繼電器電路圖，試將該繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的PLC的外部接線圖和梯形圖。圖5-35 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的繼電器電路圖解：（1）分析動作原理 （2）確定輸入/輸出信號 （3）畫出PLC的外部接線圖 （4）畫對應的梯形圖 （5）畫優(yōu)化梯形圖 圖5-36 電動機正反轉(zhuǎn)的外部接線圖 圖5-37 電動機正反轉(zhuǎn)的繼電器電路圖所對應的梯形圖圖5-38 電動機正反轉(zhuǎn)的優(yōu)化梯形圖邏輯法1基本方法 用邏輯法設計梯形圖，必須在邏輯函數(shù)表達式與梯形圖之間建立一種一一對應關系，即梯形圖中常開觸點用原變量（元件）表示，常閉觸點用反變量（元件上加一小橫線）表示。表5-11 邏輯函數(shù)表達式與梯形圖的對

10、應關系2設計的步驟（1）通過分析控制要求，明確控制任務和控制內(nèi)容；（2）確定PLC的軟元件（輸入信號、輸出信號、輔助繼電器M和定時器T），畫出PLC的外部接線圖；（3）將控制任務、要求轉(zhuǎn)換為邏輯函數(shù)（線圈）和邏輯變量（觸點），分析觸點與線圈的邏輯關系，列出真值表；（4）寫出邏輯函數(shù)表達式；（5）根據(jù)邏輯函數(shù)表達式畫出梯形圖；（6）優(yōu)化梯形圖。3邏輯法的應用 例3 用邏輯法設計三相異步電動機Y/降壓起動控制的梯形圖。解：（1）明確控制任務和控制內(nèi)容 （2）確定PLC的軟元件，畫出PLC的外部接線圖 （3）列出真值表表5-12 電動機Y/降壓起動真值表 （4）列出邏輯函數(shù)表達式（5）畫出梯形圖（6

11、）優(yōu)化梯形圖圖5-43 電動機Y/降壓起動梯形圖圖5-44 電動機Y/降壓起動優(yōu)化梯形圖經(jīng)驗法 經(jīng)驗法是用設計繼電器電路圖的方法來設計比較簡單的開關量控制系統(tǒng)的梯形圖。1基本方法 經(jīng)驗法是在一些典型電路的基礎上，根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求，經(jīng)過多次反復地調(diào)試、修改和完善，最后才能得到一個較為滿意的結(jié)果。用經(jīng)驗法設計時，可以參考一些基本電路的梯形圖或以往的一些編程經(jīng)驗。2設計步驟（1）在準確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的信號分配I/O接口，并畫出I/O分配圖。（2）對于一些控制要求比較簡單的輸出信號，可直接寫出它們的控制條件，依起保停電路的編程方法完成相應輸出信號的編程；對于控制條件較復雜的輸

12、出信號，可借助輔助繼電器來編程。（3）對于較復雜的控制，要正確分析控制要求，確定各輸出信號的關鍵控制點。在以空間位置為主的控制中，關鍵點為引起輸出信號狀態(tài)改變的位置點；在以時間為主的控制中，關鍵點為引起輸出信號狀態(tài)改變的時間點。（4）確定了關鍵點后，用起保停電路的編程方法或基本電路的梯形圖，畫出各輸出信號的梯形圖。（5）在完成關鍵點梯形圖的基礎上，針對系統(tǒng)的控制要求，畫出其他輸出信號的梯形圖。（6）在此基礎上，審查以上梯形圖，更正錯誤，補充遺漏的功能，進行最后的優(yōu)化。3經(jīng)驗法的應用 例5 用經(jīng)驗法設計三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖?？刂埔鬄椋喝舭凑D(zhuǎn)按鈕SB1，正轉(zhuǎn)接觸器KM1得電，電動機

13、正轉(zhuǎn)； 若按反轉(zhuǎn)按鈕SB2，反轉(zhuǎn)接觸器KM2得電，電動機反轉(zhuǎn)；若按停止按鈕SB或熱繼電器動作，正轉(zhuǎn)接觸器KM1或反轉(zhuǎn)接觸器KM2失電，電動機停止；只有電氣互鎖，沒有按鈕互鎖。 解：（1）根據(jù)以上控制要求，可畫出其I/O分配圖，如圖5-36所示。圖5-49 電動機正反轉(zhuǎn)控制梯形圖（2）根據(jù)以上控制要求可知：正轉(zhuǎn)接觸器KM1得電的條件為按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1，正轉(zhuǎn)接觸器KM1失電的條件為按下停止按鈕SB或熱繼電器動作； 反轉(zhuǎn)接觸器KM2得電的條件為按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2，反轉(zhuǎn)接觸器KM2失電的條件為按下停止按鈕SB或熱繼電器動作。因此，可用兩個起保停電路疊加，在此基礎上再在線圈前增加對方的常閉觸點作電氣軟

14、互鎖，如圖5-38所示。 另外，可用SET、RST指令進行編程，若按正轉(zhuǎn)按鈕X1，正轉(zhuǎn)接觸器Y1置位并自保持；若按反轉(zhuǎn)按鈕X2，反轉(zhuǎn)接觸器Y2置位并自保持； 若按停止按鈕X0或熱繼電器X3動作，正轉(zhuǎn)接觸器Y1和反轉(zhuǎn)接觸器Y2復位并自保持；在此基礎上再增加對方的常閉觸點作電氣軟互鎖，如圖5-49所示。圖5-49 電動機正反轉(zhuǎn)控制梯形圖實訓課題3編程軟件的使用實訓9 GX Developer編程軟件的使用一、實訓目的（1）熟悉GX Developer軟件界面；（2）掌握梯形圖的基本輸入操作；（3）掌握利用PLC編程軟件編輯、調(diào)試等基本操作。二、實訓器材（1）可編程控制器1臺（FX2N-48MR）；

15、（2）計算機（已安裝GX Developer編程軟件）1臺。三、實訓指導1編程軟件簡介2GX編程軟件的使用 在計算機上安裝好GX編程軟件后，運行GX軟件，其界面如圖5-61所示。圖5-61 運行GX后的界面（1）菜單欄 GX編程軟件有10個菜單項。（2）工具欄 工具欄分為主工具、圖形編輯工具、視圖工具等，它們在工具欄的位置是可以拖動改變的。圖5-63 程序的編輯窗口（3）編輯區(qū) 是程序、注解、注釋、參數(shù)等的編輯的區(qū)域。（4）工程數(shù)據(jù)列表 以樹狀結(jié)構顯示工程的各項內(nèi)容，如程序、軟元件注釋、參數(shù)等。（5）狀態(tài)欄 顯示當前的狀態(tài)如鼠標所指按鈕功能提示、讀寫狀態(tài)、PLC的型號等內(nèi)容。圖5-64 梯形圖

16、3梯形圖程序的編制圖5-64 梯形圖圖5-65 程序編制畫面圖5-66 程序變換前的畫面圖5-67 用鼠標和鍵盤操作的畫面4指令方式編制程序5程序的傳送（1）PLC與計算機的連接（2）進行通信設置（3）程序?qū)懭搿⒆x出圖5-68 指令方式編制程序的畫面圖5-69 通信設置畫面圖5-70 程序?qū)懭氘嬅?編輯操作（1）刪除、插入（2）修改（3）刪除、繪制連線（4）復制、粘貼（5）打印（6）保存、打開工程（7）其他功能四、程序輸入練習（1）按圖5-23輸入程序，根據(jù)控制要求運行程序，觀察輸出指示等的變化情況；（2）按圖5-24輸入程序，運行程序后合一下X0，觀察輸出指示等的變化情況；（3）按圖5-25

17、輸入程序，運行程序后閉合X0，觀察輸出指示等的變化情況；（4）按圖5-29輸入程序，運行程序后閉合X0，觀察輸出指示等的變化情況。五、實訓報告實訓課題4 電動機的PLC控制實訓10 電動機循環(huán)正反轉(zhuǎn)的PLC控制一、實訓目的（1）掌握PLC的基本邏輯指令；（2）掌握PLC編程的基本方法和技巧；（3）掌握編程軟件的基本操作；（4）掌握電動機循環(huán)正反轉(zhuǎn)的PLC外部接線及操作。二、實訓器材（1）可編程控制器1臺（FX2N-48MR）；（2）交流接觸器2個（40A）；（3）熱繼電器1個（40A）；（4）按鈕開關3個（常開，其中1個用來代替熱繼電器的常開觸頭）；（5）熔斷器2個（）；（6）實訓控制臺1個；

18、（7）電動機1臺；（8）電工常用工具1套；（9）計算機1臺（已安裝GX Developer或GPP軟件）；（10）連接導線若干。三、實訓要求 設計一個用PLC的基本邏輯指令來控制電動機循環(huán)正反轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，并在此基礎上練習編程軟件的各種功能。其控制要求如下：（1）按下起動按鈕，電動機正轉(zhuǎn)3s，停2s，反轉(zhuǎn)3s，停2s，如此循環(huán)5個周期，然后自動停止。（2）運行中，可按停止按鈕停止，熱繼電器動作也應停止。四、軟件程序1I/O分配X0：停止按鈕， X1：起動按鈕， X2：熱繼電器動合點； Y1：電動機正轉(zhuǎn)接觸器， Y2：電動機反轉(zhuǎn)接觸器。2梯形圖方案設計圖5-71 電動機循環(huán)正反轉(zhuǎn)的梯形圖五、系統(tǒng)接線 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，其系統(tǒng)接線圖如圖5-72所示。六、系統(tǒng)調(diào)試（1）輸入程序（2）靜態(tài)調(diào)試（3）動態(tài)調(diào)試 （4）修改、打印并保存程序圖5-72 電動機循環(huán)正反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)接線圖實訓課題5 基本邏輯指令的應用實訓13 數(shù)碼管循環(huán)點亮的PLC控制一、實訓目的（1）掌握PLC的基本邏輯指令的應用；（2）熟練掌握PLC編程的基本方法和技巧；（3）熟練掌握編程軟件的基本操作；（4）掌握PLC的外部接線及操作。二、實訓器材（1）可編程控制器1臺（FX2N-48MR）；（2）按鈕開關2個（常開）；（3）熔斷器2個（）；（4）實訓控制臺1個；（5）七段數(shù)碼管