第6章FX2N可编程序控制器

第六章

FX2N可编程序控制器机电传动与PLC教学提示：FX2N系列可编程控制器是日本三菱公司小型PLC的代表产品之一。本章主要介绍FX2N系列可编程控制器的系统特点、型号说明、技术指标、硬件配置及其等效元件等基本内容，是学习FX2N系列PLC的基础。

教学要求：学习、使用可编程控制器首先要熟悉可编程控制器的基本配置情况，例如PLC的技术指标、各单元的功能、输入输出点数、编程器及其他外部设备的使用等内容。要熟练使用可编程控制器必须牢牢掌握两个重要基本内容——等效元件及编程指令。本章详细介绍了FX2N系列可编程控制器的内部等效元件，这部分内容应熟练掌握，尤其是各等效元件的功能、使用方法及编号范围应重点掌握。第一节三菱FX2N系列PLC简介主机（基本单元）：CPU、存储器、输入输出口及电源主机扩展其输入输出：

扩展单元（扩展I/O口，内部有电源）

扩展模块及（扩展I/O口，内部无电源）特殊功能模块单元（温度控制模块、计数控制模块等）1FX2N系列可编程序控制器的基本组成§6.1三菱FX2N系列PLC简介

FX2N的技术特点：（2）FX2N是FX系列中功能最强、运行速度最快的PLC。FX2N基本指令执行时间高达0.08μs，比FX2大4倍，超过了许多大、中型PLC。（1）FX2N系列PLC采用一体化箱体结构，其基本单元将CPU、存储器、输入输出接口及电源等都集成在一个模块内，结构紧凑，体积小巧，成本低，安装方便。（3）FX2N的用户存贮器容量可扩展到16K，其I/O点数最大可扩展到256点。（4）FX2N有多种特殊功能模块，如模拟量输入输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置控制模块、RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板、模拟定时器扩展板等。§6.1三菱FX2N系列PLC简介（5）FX2N有3000多点辅助继电器、1000点状态继电器、200多点定时器、200点16位加计数器、35点32位加/减计数器、8000多点16位数据寄存器、128点跳步指针、15点中断指针。（6）FX2N有128种功能指令，具有中断输入处理、修改输入滤波器常数、数学运算、浮点数运算、数据检索、数据排序、PID运算、开平方、三角函数运算、脉冲输出、脉宽调制、ACL码输出、串行数据传送、校验码、比较触点等功能指令。（7）FX2N还有矩阵输入、10键输入、16键输入、数字开关、方向开关、7段显示器扫描显示等方便指令。§6.1三菱FX2N系列PLC简介2FX2N的型号说明FX系列PLC型号命名的基本格式如下：

（1）系列序号：如0、2、0N、2C、1S、1N、2N、1NC、2NC（2）I/O点数：10～256点§6.1三菱FX2N系列PLC简介（3）单元类型：M—基本单元E—扩展单元（输入输出混合）EX—扩展输入单元（模块）EY—扩展输出单元（模块）（5）特殊品种区别：（4）输出形式：R—继电器输出T—晶体管输出S—晶闸管输出D—DC电源，DC输入A—AC电源，AC输入H—大电流输出扩展单元V—立式端子排的扩展单元C—接插口输入输出方式F—输入滤波器1ms的扩展单元L—TFL输入型扩展单元S—独立端子（无公共端）扩展单元FX2N系列PLC的外观特征§6.1三菱FX2N系列PLC简介FX2N系列PLC的接线§6.1三菱FX2N系列PLC简介输入器件的接线图开关、按钮等无源器件，每个触点的两个接头分别连接一个输入点及输入公共端§6.1三菱FX2N系列PLC简介输出器件的接线图PLC的输出口上连接的器件主要是继电器、接触器、电磁阀的线圈。这些器件均采用PLC机外的专用电源供电。注意：PLC输出口的电流定额一般为2A，大电流的执行器件须配装中间继电器。PLC的继电馨输出模块一般只能驱动额定电压220V(AC)的负载，如果系统原来的交流接触器的线圈电压为380V时，应将线圈换成220V的，或在PLC外部设置中间维电器。PLC内部提供一组开关接点由于输出口连接线圈种类多，所需的电源种类及电压不同，输出口公共端常分为许多组，而且组间是隔离的。PLC内部提供一组开关接点1FX2N系列PLC编程元件的分类及编号字母：根据功能给一个软元件定义名称并用相应的字母表示。如输入继电器“X”、输出继电器“Y”，定时器T、计数器C、辅助继电器M、状态继电器S、数据寄存器D等；数字：该器件的序号。FX2N系列PLC中输入、输出继电器的序号为八进制，其余为十进制。2编程元件的基本特征编程元件和继电接触器的元件类似、具有线圈和常开常闭触点。当线圈被选中（通电）时，常开触点闭合，常闭触点断开；当线圈失去选中条件时，常闭接通，常开断开（复位）。PLC的编程元件可以有无数多个常开、常闭触点。第二节FX2N系列PLC主要编程元件输入输出继电器（输入X、输出Y）

（FX2N系列输入、输出继电器总点数不能超过256点。）型号FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M扩展时输入X000～X0078点X000～X01716点X000～X02724点X000～X03732点X000～X04740点X000～X07764点X000～X267184点输出Y000～Y0078点Y000～Y01716点Y000～Y02724点Y000～Y03732点Y000～Y04740点Y000～Y07764点Y000～Y267184点§6.2FX2N系列PLC主要编程元件3编程元件的介绍输入继电器与输入端子相连，它是专门用来接受PLC外部开关信号的元件FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，FX2N输入继电器的编号范围为X000~X267（184点）2.输出继电器（Y000~Y267）

1.输入继电器（X000~X267）输出继电器是用来将PLC内部程序运算结果输出给外部负载（用户输出设备）FX2N编号范围为Y000~Y267（184点）§6.2FX2N系列PLC主要编程元件§6.2FX2N系列PLC主要编程元件§6.2FX2N系列PLC主要编程元件3.辅助继电器（M）

（1）通用辅助继电器（M0～M499）（2）断电保持辅助继电器（M500～M3071）（3）特殊辅助继电器（M8000～M8255）触点型线圈型§6.2FX2N系列PLC主要编程元件§6.2FX2N系列PLC主要编程元件中间继电器应用演示断电保持用继电器应用演示特殊辅助继电器•特殊辅助继电器分为触点利用型和线圈驱动型两种。•特殊辅助继电器共256点，它们用来表示可编程序控制器的某些状态，提供时钟脉冲和标志（如进位、借位标志），设定可编程序控制器的运行方式，或者用于步进顺控、禁止中断、设定计数器是加计数或是减计数等•触点利用型:由可编程序控制器的系统程序来驱动其线圈，在用户程序中可直接使用其触点。§6.2FX2N系列PLC主要编程元件M8030的线圈“通电”后，“电池电压降低”发光二极管熄灭；M8033的线圈“通电”时，可编程序控制器由RUN进入STOP状态后，映象寄存器与数据寄存器中的内容保持不变；M8034的线圈“通电”时，禁止输出；M8039的线圈“通电”时，可编程序控制器以D8039中指定的扫描时间工作。•线圈驱动型:由用户程序驱动其线圈，使可编程序控制器执行特定的操作。§6.2FX2N系列PLC主要编程元件S0～S9一般用于步进梯形图的初始状态，S10～S19一般用作返回原点的状态

4.状态继电器

初始状态器（S0～S9）普通型（S10～S499）/断电保持型（S500～S899）信号报警器型状态器（S900～S999）§6.2FX2N系列PLC主要编程元件5.定时器（T）的功能

（1）定时器的地址号

定时器的地址号与功能时钟100ms型0.1～3276.7s10ms型0.01～327.67s1ms累积型0.001～32.767s100ms累积型0～3276.7s机内容量型0～255个定时器T0～T199200点T200～T24546点T246～T2494点执行中断用断电保持型T250～T2556点断电保持型用作功能扩展板可连接容积48点子程序用T192～T199§6.2FX2N系列PLC主要编程元件（2）定时器的定时值设定

立即数设定方法（常用）间接寻址方法设定立即数设定

间接寻址方法设定

§6.2FX2N系列PLC主要编程元件§6.2FX2N系列PLC主要编程元件（3）定时器功能

通用定时器100ms通用定时器（T0～T199）共200点10ms通用定时器（T200～T245）共46点积算型定时器1ms积算定时器（T246～T249）共4点100ms积算定时器（T250～T255）共6点§6.2FX2N系列PLC主要编程元件非累积型定时器和累积型定时器§6.2FX2N系列PLC主要编程元件非累积型定时器工作过程演示§6.2FX2N系列PLC主要编程元件累积型定时器工作过程演示积算式定时器的应用波形图§6.2FX2N系列PLC主要编程元件×定时器的应用——延时启动§6.2FX2N系列PLC主要编程元件FX2N系列计数器分为内部计数器和高速计数器两类

（1）内部计数器

16位增计数器（C0～C199）共200点32位增/减计数器（C200～C234）共有35点，其中C200～C219（共20点）为通用型，C220～C234（共15点）为断电保持型（2）高速计数器（C235～C255）

单相单计数输入高速计数器（C235～C245）单相双计数输入高速计数器（C246～C250）

双相双计数高速计数器（C251～C255）

6.计数器（C）功能§6.2FX2N系列PLC主要编程元件增计数器

内部信号计数器：是对机内的元件的信号计数也称普通计数器外部信号计数器：对机器的外部信号进行计数

16位增计数器（一般用：C0～C99；停电保持用：C100～C19916位计数器其设定值在K1～K32767范围内有效。设定值K0与K1意义相同，均在第一次计数时，其触点动作。如果PLC断电，恢复电源后，计数器可按上一次数值累计计数。计数脉冲清零信号§6.2FX2N系列PLC主要编程元件16位增计数器工作过程演示16位加计数器的应用波形图§6.2FX2N系列PLC主要编程元件32位增/减双向计数器（停电保持用：C200～C219；特殊用：C220～C234）

32位增/减双向计数器的值有效范围为-2147483648～+2147483647。

计数方向可以开始计数改变计数方向计数到，下下；上上§6.2FX2N系列PLC主要编程元件1相1计数输入C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245X000U/DU/DU/DX001U/DRRX002U/DU/DU/DX003U/DRRX004U/DU/DX005U/DRX006SX007S1相2计数输入2相2计数输入

C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255

X000UUUAAA

X001DDDBBB

X002RRRR

X003UUAA

X004DDBB

X005RRRR

X006SS

X007SS

U表示增计数输入；D表示减计数输入；A表示A相输入；B表示B相输入；R表示复位输入；S表示启动输入。高速计数器通过对特定的输入作中断处理来进行计数，与扫描周期无关，可以执行数KHz的计数。根据不同增/减计数切换及控制的方法，分为1相1计数输入、1相2计数输入以及2相2计数输入三种类型。内置高速计数器§6.2FX2N系列PLC主要编程元件下图为FX2N系列PLC内置1相1计数输入高速计数器的应用

在X012为ON时，利用计数输入X000，通过中断，C235按X010设定的方式增计数或减计数

计数器的当前值由-6→-5增加时，输出触点被置位，由-5→-6减少时，输出触点被复位。如果复位输入X011为ON，则执行RST指令，计数器当前值变为0，输出触点也复位。§6.2FX2N系列PLC主要编程元件1相2计数输入高速计数器的应用举例2相2计数输入高速计数器的应用

A相接通的同时，B相输入为OFF→ON则为增计数，ON→OFF时为减计数.§6.2FX2N系列PLC主要编程元件数据寄存器

数据寄存器是存储数值数据的软元件，可以处理各种数值数据。类型:一般用：D0～D199，200点停电保持用：D200～D511，312点停电保持专用：D512～D7999，7488点，特殊用：D8000～D8255，256点。变址寄存器：V0～V7，Z0～Z7，16点。

这些寄存器都是16位，最高位为符号位，数值范围为-32768～+32767。将相邻两个数据寄存器组合，可存储32位数值数据，最高位为符号位（高位为大的号码，低位为小的号码。变址寄存器中，V为高位，Z为低位），可处理-2147483648～+2147483647的数值。

§6.2FX2N系列PLC主要编程元件第三节FX2N系列PLC的基本指令FX2N系列PLC有：基本指令27条；步进梯形指令2条；应用指令128种，298条。一、LD、LDI、OUT指令LD、LDI指令分别用于将常开、常闭触点连接到母线上。OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态器、定时器、计数器的线圈驱动§6.3FX2N系列PLC基本指令二、AND、ANI指令

AND、ANI指令分别用于单个常开、常闭触点的串联，串联触点的数量不受限制，该指令可以连续多次使用。§6.3FX2N系列PLC基本指令三、OR、ORI指令

OR、ORI指令分别用于单个常开、常闭触点的并联，并联触点的数量不受限制，该指令可以连续多次使用。§6.3FX2N系列PLC基本指令四、ORB、ANB指令

若有多个块并联时，对每个回路块使用ORB指令，则对并联的回路个数没有限制。若成批使用ORB指令并联连接多个串联回路块时，由于LD、LDI指令的重复次数限制在8次以下，因此这种情况下并联的回路个数限制在8个以下。§6.3FX2N系列PLC基本指令

若有多个并联回路块按顺序与前面的回路串联时，对每个回路块使用ANB指令，则对串联的回路个数没有限制。若成批使用ANB指令串联连接多个并联回路块时，由于LD、LDI指令的重复次数限制在8次以下，因此这种情况下串联的回路个数限制在8个以下。

§6.3FX2N系列PLC基本指令五LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令

LDP、ANDP、ORP指令是进行上升沿检出的触点指令，仅在指定位元件的上升沿时（OFF→ON变化时）接通一个扫描周期。

LDF、ANDF、ORF指令是进行下降沿检出的触点指令，仅在指定位元件的下降沿时（ON→OFF变化时）接通一个扫描周期。

§6.3FX2N系列PLC基本指令边缘检测脉冲指令§6.3FX2N系列PLC基本指令六MPS、MRD、MPP指令

MPS指令：将此时刻的运算结果送入堆栈存储。MPP指令：各数据按顺序向上移动，最上端的数据读出，同时该数据消失。MRD指令：是读出最上端所存数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。

MPS指令与MPP指令必须成对使用，连续使用的次数应小于11。§6.3FX2N系列PLC基本指令MPS、MRD、MPP指令

§6.3FX2N系列PLC基本指令堆栈指令工作过程演示七MC、MCR指令

MC为主控指令，用于公共串联触点的连接，MCR为主控复位指令，即MC的复位指令。

§6.3FX2N系列PLC基本指令§6.3FX2N系列PLC基本指令主控指令工作过程演示八INV指令

将INV指令执行之前的运算结果取反，不需要指定软元件号

在梯形图中，只能在能输入AND或ANI、ANDP、ANDF指令步的相同位置处，才可编写INV指令，而不能像LD、LDI、LDP、LDF那样与母线直接相连，也不能像OR、ORI、ORP、ORF指令那样单独使用。§6.3FX2N系列PLC基本指令§6.3FX2N系列PLC基本指令九PLS、PLF指令

使用PLS指令时，仅在驱动输入为ON的一个扫描周期内，软元件Y、M动作。使用PLF指令时，仅在驱动输入为OFF的一个扫描周期内，软元件Y、M动作。§6.3FX2N系列PLC基本指令§6.3FX2N系列PLC基本指令脉冲输出指令工作过程演示十SET、RST指令

SET为置位指令，使操作保持；RST为复位指令，使操作保持复位。RST指令一个重要的用途是对计数器复位

§6.3FX2N系列PLC基本指令置位复位指令工作过程演示十一NOP、END指令NOP为空操作指令在程序中加入NOP指令，有利于修改或增加程序时，减小程序步号的变化，但是程序要求有余量。END为程序结束指令

§6.3FX2N系列PLC基本指令第四节编程规则梯形图编程规则梯形图的各种符号，要以左母线为起点，右母线为终点自上而下依次写。

触点应画在水平线上，不能画在垂直分支线上。几个串联回路并联时，应该将串联触点多的回路写在上方。几个并联回路串联时，应该将并联触点多的回路写在左方。对不可编程的电路，必须对电路进行重新安排，便于正确使用PLC基本指令进行编程输出线圈及运算处理框，必须写在一行的最右面，它们右边不能再有任何触点存在

第五节基本指令编程举例1保持（记忆）电路开始指令停止指令开关量输出停电保持中间继电器2起-保-停电路（三相异步电动机单向运转控制）§6.5基本指令编程举例§6.5基本指令编程举例3.1互锁控制（三相异步电动机可逆运转控制，

带手动复位热继电器）§6.5基本指令编程举例手动复位型热继电器

3.2互锁控制（三相异步电动机可逆运转控制，

带自动复位热继电器）§6.5基本指令编程举例三相异步电动机可逆运转方案2X3为得电闭合状态电机可逆运转控制过程演示（自动复位热继电器）总结：（1）外部联锁电路的设立。为了防止控制正反转的两个接触器同时动作，造成三相电源短路，除了在梯形图中设置与它们对应的输出继电器的线圈串联的常闭触点组成的软互锁电路外，还应在PLC外部设置硬互锁电路。（2）热继电器过载信号的处理。如果热继电器属于自动复位型，则过载信号必须通过输入电路提供给PLC，用梯形图实现过载保护。如果属于手动复位型热继电器，则其常闭触点可以接在PLC的输出电路中与控制电动机的交流接触器的线圈串联。§6.5基本指令编程举例4多继电器线圈控制

§6.5基本指令编程举例5多地点控制

6定时电路

（1）延时接通（两电机分时启动电路）§6.5基本指令编程举例§6.5基本指令编程举例电机分时启动工作过程演示（2）延时断开§6.5基本指令编程举例（3）多个定时器接力组合的扩展定时控制§6.5基本指令编程举例（4）利用计数器配合定时器扩展定时范围§6.5基本指令编程举例计数器配合定时器工作过程演示7分频电路（二分频电路）待分频的脉冲信号加在输入X000上，在第一个脉冲信号到来时，M100产生一个扫描周期的单脉冲，使M100常开触点闭合一个扫描周期。§6.5基本指令编程举例8振荡电路（闪烁电路）当输入X000接通时，输出Y000闪烁，接通与断开交替运行，接通时间为1s由定时器T0设定，断开时间为2s由定时器T1设定。§6.5基本指令编程举例闪烁电路工作过程演示9报警电路§6.5基本指令编程举例10十字路口交通灯控制十字路口南北向及东西向均设有红、黄、绿三只信号灯，交通信号灯启动时（输入X000控制启动，输入X001控制停止），6只灯依一定的时序循环往复工作。交通信号灯的时序图如图所示。

§6.5基本指令编程举例梯形图设计步骤如下：1)依图中所示元件及方式绘出各个时间点形成所需支路。这些支路是按时间点的先后顺序绘出的，而且是采用一点连一点的方式。2)以时间点为工作条件绘出各灯的输出梯形图。3)为实现交通灯的启停控制，在梯形图上增加主控环节。作为一个循环的结束，第二个循环开始控制的T7常闭触点也作为条件串入主控指令中。十字路口交通信号灯的梯形图控制程序如图§6.5基本指令编程举例第六节经验设计法一、基本方法经验设计法类似于通常设计继电器电路图的方法，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改，增加一些触点或中间编程元件，最后才能得到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果不是惟一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，一般用于较简单的梯形图（例如手动程序）的设计。一些电工手册中给出了大量的常用的继电器控制电路，在用经验法设计梯形图时，可以参考这些电路。二、经验设计法的步骤1)分析控制要求，并将控制系统分成几个独立的局部。2)设计主令元件和检测元件，确定输入／输出设备，并进行I/O分配，画I/O连线图。3)设计执行元件的控制程序。4)检查修改和完善程序。在设计梯形图时，要注意先设计基本梯形图程序，当基本控制要求都满足之后，再增加其他条件。检查调试时，要将梯形图分解成独立功能子程序调试完毕后，再调试全部功能。§6.6

经验设计法三、设计举例1、三相异步电动机循环正反转控制要求：按下启动按钮，电动机正转3s，停2s，反转3s，停2s，如此循环5个周期，然后自动停止。按下停止按钮，电动机停转；电动机过载停转，热继电器属于自动复位型。§6.6

经验设计法(1)确定I/O信号、画PLC的外部接线图。§6.6

经验设计法§6.6

经验设计法§6.6

经验设计法(2)设计三相异步电动机循环正反转的梯形图。§6.6

经验设计法2、三相异步电动机的Y-△降压启动控制

§6.6

经验设计法(l)确定I/O信号、画PLC的外部接线图。§6.6

经验设计法§6.6

经验设计法(2)设计三相异步电动机的Y-△降压启动梯形图。§6.6

经验设计法3、彩灯闪亮循环控制控制要求：现有黄、绿、红三盏彩灯，当将转换开关旋转到启动位置时，黄灯亮，间隔5s，绿灯亮，再间隔5s，黄灯灭，同时红灯亮；间隔5s后，绿灯灭：间隔5s后，红灯灭，同时黄灯亮。彩灯按黄灯-绿灯-红灯顺序循环往复。当将转换开关旋转到停止位置时，三盏彩灯都会熄灭。§6.6

经验设计法(1)确定I/O信号、画PLC的外部接线图。§6.6

经验设计法§6.6

经验设计法(2)设计彩灯闪亮循环控制梯形图。§6.6

经验设计法4、自动往返控制§6.6

经验设计法(1)确定I/O信号、画PLC的外部接线图。§6.6

经验设计法(2)设计自动往返控制的梯形图。§6.6

经验设计法5、自动台车的控制实例其一个工作周期的控制工艺要求是：按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电机M反转，台车后退。台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，台车停车，停6s，第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退。当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。§6.6

经验设计法1）确定I/0信号、画PLC的外部接线图§6.6

经验设计法§6.6

经验设计法2）设计梯形图——分析第一次前进：从启动按钮SB(XO)按下开始至碰到SQ1(X1)为止。第二次前进：由碰到SQ2引起的定时器延时时间到开始至碰到SQ3为止，定时器选用T0。第一次后退：从碰到SQ1时起至碰到SQ2为止。第二次后退：从碰到SQ3时起至碰到SQ2为止。§6.6

经验设计法§6.6

经验设计法§6.6

经验设计法（一）PLC控制系统梯形图的特点(1)PLC控制系统的输入信号和输出负载。(2)PLC内部的辅助继电器和定时器来完成。(3)设置中间单元。(4)时间继电器瞬动触点的处理。(5)断电延时的时间继电器的处理。

(6)外部联锁电路的设立。(7)热继电器过载信号的处理。(8)外部负载的额定电压。经验设计法总结§6.6

经验设计法（二）经验设计法的要点(l)PLC的编程，从梯形图来看，其根本点是找出符合控制要求的系统各个输出的工作条件，这些条件又总是用机内各种器件按一定的逻辑关系组合实现的。(2)最好从工程安全的角度考虑PLC输入信号。从安全的角度出发，采用停止按钮SB2的常闭触头作为PLC的输入信号。(3)梯形图的基本模式为启-保-停电路。每个启-保-停电路一般只针对一个输出，这个输出可以是系统的实际输出，也可以是中间变量。(4)梯形图编程中有一些约定俗成的基本环节，它们都有一定的功能，可以像摆积木一样在许多地方应用。§6.6

经验设计法（二）经验法编程步骤(1)在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的事件分配输入输出口。选择必要的机内器件，如定时器、计数器、辅助继电器。(2)对于一些控制要求较简单的输出，可直接写出它们的工作条件，依据启-保-停模式完成相关的梯形图支路，工作条件稍复杂的可借助辅助继电器。(3)对于较复杂的控制要求，为了能用启-保-停模式绘出各输出口的梯形图，要正确分析控制要求，并确定组成总的控制要求的关键点。(4)将关键点用梯形图表达出来。关键点总是用机内器件来表达的，在安排机内器件时需要合理安排。绘关键点的梯形图时，可以使用常见的基本环节，如定时器计时环节、振荡环节等。(5)在完成关键点梯形图的基础上，针对系统最终的输出进行梯形图的编绘。使用关键点综合出最终输出的控制要求。(6)审查以上草绘图纸，在此基础上，补充遗漏的功能，更正错误，进行最后的完善。最后需要说明的是经验设计法并无一定的章法可循。在设计过程中如果发现初步的设计构想不能实现控制要求时，可换个角度试一试。§6.6

经验设计法例题1、用经验设计法设计竞赛抢答器显示系统。假设参赛者分为儿童组、学生组及成人组3组，其申，儿童2人，成人2人，学生1人。控制要求：1)主持人按下开始按钮，开始指示灯亮方可抢答，否则违规，对应指示灯闪烁。2)要求儿童只需一人按下按钮就抢答成功，对应指示灯亮；成人需两人同时按下按钮抢答才能成功，对应指示灯亮。3)只要有人抢答成功，其他人抢答无效。4)抢答开始15s后无人抢答时响铃，表示抢答时间已过。5)当一题抢答结束后，主持人按复位按钮，状态恢复，为下次抢答作准备。

设计思路：1)主持人按下开始按钮才能开始抢答，因此要设计X0接通YO，而Y1、Y2、Y3需与YO串联，并都用X1动断触点复位，使所有状态复位。2)由于儿童只需一人按下抢答按钮即抢答成功，而成人要求两人都按下，因此，X2和X3并联，X5和X6串联。3)一组抢答成功后，其他组不能再进行抢答，因此，要将Y1、Y2和Y3的动断触点进行互锁。4)由于在主持人没按下抢答按钮时，有人抢答出现违规，因此要增加一条支路与YO并联，并出现周期性通断，实现灯的闪烁，为此，要设计振荡电路。5)由于出现违规时，灯要持续闪烁，因此要设计按钮的记忆电路。6)当抢答开始15s后无人抢答，抢答铃响，因此要在YO输出的同时用定时器TO定时，TO的动合触点接通铃Y4。有人抢答的情况下Y4又不能接通，因此，还要将Y1、Y2、Y3的动断触点串入Y4的回路中。2、交通灯控制。控制要求：当南北方向红灯亮35s期间，东西方向绿灯亮30s，然后闪烁3s后熄灭，接着黄灯亮2s，这是半个周期。接下来下半个周期换成东西方向红灯亮35s，在这期间，南北方向绿灯亮30s，闪烁3s后绿灯熄灭，黄灯亮2s。可以看出，此周期为70s，完成后进人下一个周期，如此循环往复。设计思路：1)在35s红灯期间，有30s绿灯、3s闪烁以及2s黄灯，因此可以考虑用TO、T1、T2（定时值分别为30s、33s、35s）3个定时器。2)由于东西方向与南北方向交通灯的规律相同，成对称控制，可以用中间继电器来分辨。3)由于有绿灯闪烁，因此需要用振荡电路。

第七节根据继电器电路图设计一、基本方法用PLC改造继电器控制系统时，因原有的继电器控制系统经过长期使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能，而继电器电路图与梯形图在表示方法和分析方法上有很多相似之处，因此可以根据继电器电路图来设计梯形图，即将继电器电路图“翻译”为具有相同功能的PLC的外部硬件接线图和梯形图。因此根据继电器电路图来设计梯形图是一条捷径。

二、设计步骤1、分析原有系统的工作原理2、PLC的I/O地址分配3、建立其他元器件的对应关系4、设计梯形图程序5、仔细校对、认真调试§6.7根据继电器电路图设计应该处理好以下几个问题：1）继电器电路中的执行元件应与PLC的输出继电器对应，如交直流接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯等。2)继电器电路中的主令电器应与PLC的输入、继电器对应，如按钮、位置开关、选择开关等。热继电器的触点可作为PLC的输入，也可接在PLC外部电路中，主要是看PLC的输入点是否足够。注意处理好PLC内、外触点的动合和动断的关系。3)继电器电路中的中间继电器与PLC的辅助继电器对应。4)继电器电路中的时间继电器与PLC的定时器或计数器对应，但是要注意时间继电器有通电延时型和断电延时型两种，而定时器只有通电延时型一种。

§6.7根据继电器电路图设计5.8.1顺序控制设计法与顺序功能图1．经验法的缺点：用经验设计法设计梯形图时，没有一套同定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的容易掌握的设计方法。梯形图往往很难阅读，系统的维修和改进困难。2．顺序控制的定义：就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。

3.顺序控制设计法的基本思想：将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步(step)，并用编程元件(M和S)来代表各步。a.步的划分:根据输出量的状态,在任何一步之内，各输出量的ON／OFF状态不变，但是相邻两步输出量的状态是不同的。b.转换条件:使系统由当前步进入下一步的信号。§6.8顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图的组成

是一种通用的技术语言。主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。转换条件步动作或命令将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段每一步所完成的工作使系统由前级步进入下一步的信号称为转换条件转换有向线段§6.8顺序控制设计法与顺序功能图一、步

1）表示方法：用矩形方框，方框中可以用数字，编程元件的地址作为步的编号，例如M0。

2）初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始步用双线方框表示。

3）与步对应的动作或命令。

4）活动步：系统正处于某一步所在的阶段时．该步处于活动状态。1234M2反转开始M1运转M2运转M2运转§6.8顺序控制设计法与顺序功能图§6.8顺序控制设计法与顺序功能图二、有向连线与转换条件

1）有向连线：从上到下或从左至右箭头不标，反之标出。

2）转换：用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，将相邻两步隔开。

3）转换条件：转换条件是与转换相关的逻辑命题，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。1234M2反转开始M1运转M2运转M2运转X0X1X2X3M8002§6.8顺序控制设计法与顺序功能图三、基本结构1）单序列2）选择序列3）并列序列4）子步5）顺序功能图举例§6.8顺序控制设计法与顺序功能图345de单序列def51196mnp7选择序列71196d51196e并行序列§6.8顺序控制设计法与顺序功能图2.12.22.3dc2.42.5bdfga2ag子步子步目的：简化顺序功能图§6.8顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制图的设计基本步骤

1.步的划分2.转换条件的确定3.顺序功能图的绘制4.梯形图的绘制§6.8顺序控制设计法与顺序功能图实例分析一

如上图所示，系统由三条传送带构成，各传送带分别由电机M1、M2、M3驱动，要求电机的启动顺序是，按下按钮SB1，M3立即启动，15S后M2启动，M2启动30秒后M1启动，要求绘出其顺序控制图。M1M2M3§6.8顺序控制设计法与顺序功能图设计步骤①了解机械动作②确定电气动作③确定可编程序控制器的输入信号和输出负载，对应的梯形图中的输入位和输出位的地址，画出可编程序控制器的外部接线图。④画出顺序控制图。⑤画出梯形图。

§6.8顺序控制设计法与顺序功能图可编程序控制器的外部接线图先画好主电路图画可编程序控制器的外部接线图画顺序控制图COMCOMX0X1Y0Y1SB2SB1PLCKM1