133电磁感应现象及应用-【新教材】人教版高中物理必修第三册课件

知识模块三

天塔之光...知识模块三

天塔之光...1第一部分教学组织一、教学目的1.了解梯形图的编程方法和线圈输出问题2.了解PLC的移位/区间复位指令的功能和使用；3.了解PLC的栈操作指令4.了解天塔之光系统的设计方法二、教学前奏与方式项目时间安排教学方式1教师讲授6讲授2课堂演示2天塔之光3技能训练2PLC编程器的使用，移位指令的使用...第一部分教学组织一、教学目的...2第二部分教学内容3.1梯形图编程方法1.最基本的设计方法——页面设计法这种方法主要有三个步骤，下面来结合例子来说明。设有梯形图如图3-1所示。

① 按串联逻辑块，从水平方向自左向右将梯形图分成若干段，如图3-1梯形图按串联逻辑块分为（1）、（2）、（3）、（4）段，其中（1）、（2）、（3）段为触点的逻辑运算，第四（4）段为线圈输出；再按并联支路在垂直方向从上到下分为若干段看，可将（1）分为a、b、c的并联的逻辑块，（2）、（3）分为e、f的并联的逻辑块，而d实际上只是单个触点X002、X003依次串联。② 划分段时应从左到右，从上到下，连接段时从上到下，从左到右。③ 按照连接各分段的次序对各分段编程，再用具体指令按次序将各段逐次连接，即得整个梯形图的指令语句程序。...第二部分教学内容3.1梯形图编程方法...3图3-1...图3-1...42.几个串联支路相并联（先串后并）的原则将触点数最多的串联支路放在梯形图的最上面。如图3-2所示中，是两个功能完全相同的梯形图，但右边梯形图的指令语句程序少一条指令，节省了编程时间及储存空间。图3-2...2.几个串联支路相并联（先串后并）的原则图3-2...53.几个并联回路相串联（先并后串）的原则将触点最多的并联回路放在梯形图的最左边。如图3-3所示，两个功能完全相同的梯形图，右边梯形图图的指令语句程序少用一条指令，节省编程时间和储存空间。图3-3...3.几个并联回路相串联（先并后串）的原则图3-3...64.直接输出、减少暂存例如将图3-4所示中左图改画为右图，可不使用栈指令。图3-4...4.直接输出、减少暂存图3-4...75.在不影响逻辑功能的情况下，尽可能将每个阶梯简化成串联支路，或先并后串支路，不要出现串、并交叉的情况。例如，图3-5的左图改为右图，虽然多用了触点，但结构简单了。图3-5...5.在不影响逻辑功能的情况下，尽可能将每个阶梯简化成串联支路8再如图图3-6的左图改为右图后，虽然触点多次重复使用，但编程简单了许多。（a）复杂梯形图（b）简化梯形图图3-6...再如图图3-6的左图改为右图后，虽然触点多次重复使用，但编程93.2梯形图中线圈输出的使用问题在PLC的梯形图程序中，涉及到大量的各种继电器，怎样在梯形图中安排和使用继电器的线圈，对初学者来说应该给予足够的重视。1.不允许两个线圈串联使用在梯形图中，通常每个梯级的最右边的位置上是继电器线圈。继电器的线圈不允许串联使用。2.一般不允许重复使用同一个继电器线圈号3.在梯形图程序中，会经常遇到所谓连续输出的问题，其结构形式如图3-7所示。

图3-7线圈的连续输出...3.2梯形图中线圈输出的使用问题图3-7线圈的连10输出继电器Y000与内部继电器线圈M1000不属于并联连接，但在PLC的梯形图中，这种结构称之为连续输出。在这里注意指令语句表程序中第2、3、4条语句，在第2条语句OUTY000之后，虽然在梯形图中该梯级输出又出现一个新的逻辑母线，并经T0的常闭触点，输出到线圈M100，但在这个新出现的逻辑母线后，并不是用LDT0，而是ANIT0指令来执行连续输出的功能。连续输出可以是多级的，如图图3-8所示。

图3-8线圈的多级连续输出...输出继电器Y000与内部继电器线圈M1000不属于并联连接，114.并联输出在梯形图中中，两个以上的继电器线圈可并联使用，如图3-9所示就是4个线圈并联使用。并联使用的线圈并不限于输出继电器的线圈，还可以包括内部继电器、保持继电器、定时器等。图3-9线圈的并联输出...4.并联输出图3-9线圈的并联输出...125.分支输出分支输出在梯形图中是大量可见，其结构形式就是在分支点引出新的逻辑母线，从这条逻辑母线上引出的每个支路到线圈之间至少有一个或一个以上的触点，每个支路中两个以上的触点组合可以是串联也可以是并联。如前面图11-15所示，对于分支输出程序，在分支点通常可以用栈指令MPS、MRD、MPP。...5.分支输出...133.3移位/区间复位指令可编程序控制器是为了工业控制而设计的专用的计算机，不仅有基本指令，而且还有80多条功能指令。对于一些简单的程序设计，只需要逻辑指令就可以了，但是对于一些较为复杂的控制，逻辑指令就无能为力，还需一些功能指令，使用这些功能指令可以增加PLC的控制功能满足控制要求，从而扩大了可编程序控制器的应用范围。FX2系列PLC的常用功能指令有条件跳转、传送、比较、中断、四则运算、循环和移位等。本节着重讲述移位指令的使用。3.3.1功能指令说明与基本的逻辑指令的形式不同，功能指令用功能符号表示，直接表达出该条指令的功能是什么，而基本的逻辑指令则用助记符或逻辑操作符表示，其梯形图符号就是继电器触点、线圈的连接图，直观易懂。FX2系列PLC功能指令用功能编号FNC00~FNC□□□指定。每条功能指令都有一个表示其功能的助记符，例如FNC12的助记符为MOV(传送)。FX2系列PLC的部分功能指令见表表3-1。...3.3移位/区间复位指令...14表3-1FX2系列PLC的部分功能指令指令代码助记符指令含义指令代码助记符指令含义指令代码助记符指令含义00CJ条件转移08FOR循环区起点19BINBID→BCD数制转换03IRET中断返回09NEXT循环区结束20ADD加04EI中断元件10CMP比较21SUB减05DI禁止中断11ZCP区间比较22MUL乘06FEND主程序结束12MOV数据传送23DIV除07WDT警戒时钟18BCDBCD→BID数制转换60IST置初始状态...表3-1FX2系列PLC的部分功能指令指令助记符指令含义指151.功能指令的表示形式功能指令的基本格式如图3-10所示。图中的前一部分表示指令的代码和助记符，后一部分表示源操作数，当源操作数不止一个时，可以用S1、S2表示：D表示目的操作数，当目的操作数不止一个时，可以用D1、D2表示。源操作数的内容不随指令执行而变化，在可利用变址修改元件编号的情况下表示为[S·]，源操作数不止一个时，用[S1·]、[S2·]等表示。目的操作数的内容随指令执行而变化，在可利用变址修改元件编号的情况下表示为[D·]，目标操作数不止一个时，用[D1·][D2·]等表示。字母m、n既不做源操作数，也不做目标操作数，常用来表示常数或者作为源操作数或目标操作数的补充说明，可用十进制K、十六进制的H和数据寄存器D来表示。在需要表示多个这类操作数，可以用m1、m2、n1、n2等表示。图3-10功能指令的基本形式...1.功能指令的表示形式图3-10功能指令的基本形式...162.数据长度和指令类型功能指令可以处理16位数据和32位数据。例如3-11为数据传送指令的使用，图11-21中MOV为指令的助记符，表示数据传送的功能指令，指令的代码是12，功能指令中有符号D表示处理32位数据。处理32位数据时，用元件号相邻的两个元件组成元件对。元件对的首位地址用奇数，偶数均可以（建议元件对首位地址统一用偶数编号）。32为计数器（C200～C235）不能用作16位指令的操作数。图3-11数据传送指令的使用在图3-10，当X000闭合时，把源操作数D10中的数据传送到目的操作数D12中，当X1闭合时，把源操作数D21、D20中的数据分别送到目的操作数D23、D22中。...2.数据长度和指令类型图3-11数据传送指令的使用在图3173.指令类型FX2系列PLC的功能指令有连续执行型和脉冲型执行型两种形式。图3-11梯形图程序为连续执行方式。当X000和X001为ON状态时，图中的指令在每个扫描周期都被重新执行。图3-12脉冲执行方式图3-12梯形图程序为脉冲执行方式。助记符后附的（P）符号表示脉冲执行。（P）和（D）可以同时使用，如（D）MOV（P）。梯形图程序中脉冲执行指令仅在X001由OFF转变为ON时有效，其它时刻不执行。在不需要每个扫描周期都执行时，用脉冲方式可以缩短程序处理时间。在图3-11和图3-12中当MOV指令的输入条件为OFF状态时，指令不执行，目标元件的内容不变化，除非另行指定。...3.指令类型图3-12脉冲执行方式图3-12梯形图程序为184.指令的操作数有些功能指令要求在助记符的后面提供1～4个操作数，这些操作数的形式如下：1）位元件X、Y、M和S；2）常数K、H或指针P；3）字元件T、C、D、V、Z（T、C分别表示定时器和计数器的当前值寄存器）；4）由位元件X、Y、M和S的位指定组成字元件。其中，只处理ON/OFF状态的元件称为位元件，例如X、Y、M和S。处理数据的元件称为字元件，例如T、C和D等。由位元件也可以组成字元件进行数据处理，位元件组合用位数Kn加起始元件号来表示。位元件的组合：每4个位元件为一组，组合成单元。16位数据为位K1～K4，32位数操为K1～K8。KnM0中的n是组数。例如K2M0表示由M0～M7组成的8位数据；K4M10表示由M10～M25组成的16位数据，M10是最低位，即KnM0表示位组合元件是由M0开始的n组位元件组合。...4.指令的操作数...195.变址寄存器V/Z变址寄存器在传送、比较指令中用来修改操作对象的元件号，其操作方式与普通数据寄存器一样。在图3-10中的原操作数和目的操作数可以表示为[S·]和[D·]，其中[·]表示使用的变址功能，称为变址寄存器。对32位指令，V做高16位，Z为低16位。32位指令中用到变址寄存器时只需指定Z，这时Z就代表了V和Z。在32位指令中，V、Z自动组对使用。图3-13V和Z变址寄存器的使用图3-13为V和Z变址寄存器的使用，MOV指令执行将K10送到V，K20送到Z，所以V、Z的内容分别为10、20。当执行D5V+D15Z，即为D15+D35→D50。下列假定Z的值为4，则D5Z=D9T6Z=T10C7Z=C11K4M10Z=K4M14K1Y0Z=K1Y4V和Z变址寄存器的使用能够使编程简单化。...5.变址寄存器V/Z图3-13V和Z变址寄存器的使用图3203.3.2移位/区间复位指令1．位右移指令SFTR（FNC34）位右移指令SFTR的作用是使[D.]所指定的n1个位元件与[S.]所指定的n2个位元件的数据右移n2位。源操作数[S.]的范围包括X、Y、M、S，目的操作数[D.]的范围包括Y、M、S，n1与n2的操作数包括十进制K和十六进制H。SFTR与SFTRP指令的程序步均是9步。右移位指令的格式及操作原理如图3-14所示。图3-14位右移指令SFTR的格式及操作原理...3.3.2移位/区间复位指令图3-14位右移指令SFTR的21格式中指令SFTR后的P表示脉冲执行方式，当X10由OFF→ON时，[D.]内（M1~M15）16位数据连同[S.]内（X0~X3）4位数据向右移4位，（X0~X3）4位数据从[D.]的高端移入，而[D.]的低位M0~M3数据移出（溢出）丢失。若图中n2=1，则每次只进行1位移位。显然在图所示中，SFTR指令执行的最后结果是，16个目的操作数M的新数据变为X3X2X1X0M15…M10M7…M5M4。2．位左移指令SFTL（FNC35）位左移指令SFTL的作用是使[D.]所指定的n1个位元件与[S.]所指定的n2个位元件的数据左移n2位。左移位指令与右移位指令的区别在于移位方向不同。...格式中指令SFTR后的P表示脉冲执行方式，当X10由OFF→22左移位指令的格式及操作原理如图图3-15所示。格式中指令SFTL后的P表示脉冲执行方式，当X10由OFF→ON时，[D.]内（M1~M15）16位数据连同[S.]内（X0~X3）4位数据向左移4位，（X0~X3）4位数据从[D.]的低端移入，而[D.]的高位M12~M15数据移出（溢出）丢失。若图中n2=1，则每次只进行1位移位。显然在图所示中，SFTL指令执行的最后结果是，16个目的操作数M的新数据变为M11…M7M6…M1M0X3X2X1X0。图3-15左移位指令SFTL的格式及操作原理...左移位指令的格式及操作原理如图图3-15所示。图3-15左23在图所示的位移位指令的梯形图中，n1为K16表示目的操作数[D.]的位数是16，；n2为K4表示源操作数[S.]的位数是4，也就是每次移位的位数是4。源操作数和目的操作数的位数可根据实际的需要来选择。用脉冲执行型指令时，X10由OFF→ON变化时指令执行1次，进行位移位；而用连续指令执行时，移位操作是每个扫描周期执行1次。指令使位元件中的状态向右或向左移位，由n1指定位元件的长度，n2指定移位的位数（n2≤n1≤1024）。3．区间复位指令ZRST（FNC40）区间复位指令ZRST的作用是将指定区间的元件复位即全部清0，也称为成批复位指令。区间复位指令ZRST的[D1.][D2.]操作数包括Y、M、S、T、C、D（D1≤D2）。ZRST和ZRSTP的程序步是5步。程序的表达方式如图所示

图3-16ZRST指令使用说明图3-17RST指令的应用...在图所示的位移位指令的梯形图中，n1为K16表示目的操作数[24当X1由OFF→ON时，执行区间复位指令。位元件M500～M599成批复位、字元件C235～C255成批复位、状态元件S0～S127。指令ZRST后没有P表示连续执行方式，当X1接通后，每过一个扫描周期，指令执行一次，将指定区间的元件全部清0。使用ZRST指令时需注意下面两点：1）目标操作数[D.1]和[D.2]指定的元件应为同类软元件，[D1.]指定的元件号要小于等于[D2.]指定的元件号。如果[D1.]的元件号大于[D2.]的元件号，则只有指定的元件被复位。2）该指令为16位处理指令，但是可在[D1.和D2.]中指定32位计数器。不过不能混合指定，即不能在[D1.]中指定16位计数器，而在[D2.]中指定32位计数器。ZRST与复位指令RST指令相比较，RST指令仅对位元件YMS和字元件TCD单独进行复位，不能成批复位。...当X1由OFF→ON时，执行区间复位指令。位元件M500～M253.4栈操作指令3.4.1堆栈的含义PLC中的堆栈是由顺序相连的若干个位存储单元组成，它采用先进后出的数据存取方式，这些存储单元通常被称为栈寄存器。FX系列的堆栈有11层（见图3-18），堆栈中的每一层用于存放一个二进制数。用于栈寄存器操作的指令MPS、MRD、MPP分别为进栈、读栈、出栈指令，程序步均是一步。堆栈主要用于存放用户程序执行过程中所产生的中间运算结果，这些中间运算结果主要是指：1）处理支路块的串联和支路块的并联时，用来储存一个或多个支路块内部的运算结果。2）处理由触点与线圈（或触点与其他输出类指令）组成的多分支并联支路时，用堆栈来保存分支点的逻辑运算结果。图3-18FX系列PLC的堆栈...3.4栈操作指令图3-18FX系列PLC的堆栈...263.4.2堆栈的作用以图3-19中两个串联支路块并联为例，为了将它们并联起来，首先需要完成两个串联支路块内部的“与”逻辑运算。执行第一条指令时，取出输入映像寄存器X0中的二进制数，存放在图3-13的运算结果寄存器中。执行第二条指令时，取出X1的值并与运算结果寄存器中的数相“与”，运算结果A存入运算结果寄存器。执行第三条指令时应取出X2的值并放入运算结果寄存器，但是这一操作将会破坏前两条指令的运算结果。为了解决这一问题，系统程序自动地将前两条指令的运算结果A存入堆栈，即将堆栈中的数据依次向下移动一层（最低位的数据丢失），然后将运算结果寄存器中的数据写入堆栈的第一层（称为栈顶），这样前两条指令的运算结果A便被保存在堆栈的栈顶。完成上述操作后，再将X2的值传送到运算结果寄存器。3-19ORB指令...3.4.2堆栈的作用3-19ORB指令...27执行完第四条指令后，两块串联支路的“与”运算结果分别存放在堆栈的栈顶和运算结果寄存器中。执行电路块并联指令ORB时，将栈顶和运算结果寄存器中的二进制数A和B相“或”，运算结果存入运算结果寄存器，堆栈中的数据依次上移一格。经过一上一下的移位，堆栈中原有的数据被复原。3.4.3堆栈指令的说明堆栈操作指令常用于一个分支点多个输出（见图3-20）。MPS、MRD、MPP指令使用说明如下：（a）梯形图（b）指令语句程序图3-20分支点多个输出梯形图...执行完第四条指令后，两块串联支路的“与”运算结果分别存放在堆28MPS指令的作用是用于储存多重输出支路中分支处的逻辑运算结果，以方便后面处理从该点引出的有线圈或输出指令的支路时调用该分支处的运算结果。以图3-15为例，3个线圈对应的输出指令都要使用X0和X4的并联支路的“或”运算结果，如果不用堆栈来保存该数据，在执行与第一个线圈串联的X1的触点对应的“ANDX1”指令后，前两条指令的运算结果将会丢失。所以在第二条指令之后，应使用进栈指令（MPS）将“或”运算的结果保存在堆栈的栈顶，堆栈中原有的数据依次向下一层推移。因为存放在栈顶的数据要多次使用，在执行完第一个线圈对应的OUT指令后，应使用读栈指令MRD，读取存储在栈顶的支路中分支点处的运算结果，这一操作相当于将X2的触点连接在该点，执行读栈指令后堆栈内的数据不会上移或下移。在处理最后一条输出分支电路时，应使用出栈指令MPP。该指令弹出（调用并去掉）存储在栈顶的支路中分支点出的运算结果，堆栈中各层的数据依次向上移动一层，栈顶的数据在送入运算结果寄存器后从栈内消失，X3的触点被连接在该点。...MPS指令的作用是用于储存多重输出支路中分支处的逻辑运算结果29综上所述，对于图图3-20这样的单层分支电路，处理完分支点左边的电路后，应使用进栈指令，保存分支点的运算结果。在处理中间的分支电路时，应使用读栈指令，读取存放在栈顶中的数据。在处理最后一条分支电路时，一定要使用出栈指令，使执行进栈指令之前堆栈中原有的数据（不包括栈底的数据）复原。另外，在用指令表对分支输出梯形图编程时，第一个分支点应使用一条进栈（MPS）指令来保存该点的逻辑运算结果，每一条MPS指令应对应一条出栈（MPP）指令，在一块独立的分支梯形图中，MPS指令和MPP指令的条数应相等。处理一个分支点的最后一条支路时，必须使用MPP指令，而不是读栈（MRD）指令，并且用MPS指令同时保存在堆栈中的逻辑运算结果不能超过11个。在编程软件中用梯形图语言编程时，堆栈的处理是编程软件和PLC自动完成的，用户只需要根据自己的要求画出梯形图就行了。将分支点有多个输出的梯形图转换成指令表时，编程软件会根据梯形图结构自动地在程序中加入MPS、MRD和MPP指令。在用指令表语言对分支梯形图编程时，由程序设计人员用堆栈指令MPS、MRD和MPP来实现分支点处的数据保存、使用和堆栈的复原。...综上所述，对于图图3-20这样的单层分支电路，处理完分支点左30第三部分课堂演示3.5天塔之光控制实例3.5.1天塔之光的硬件组成及控制要求天塔之光控制属于彩灯控制的一种，其硬件由九盏彩灯组成，分成三圈，中间一盏灯，外围两圈各有四盏灯。如图3-21所示。图3-21天塔之光结构图接下钮子开关SB，九盏彩灯按L1～L9一盏一盏点亮，间隔1S，全部点亮后维持3S，然后每隔2S闪烁一次，共闪三次，再按L9～L1一盏一盏地熄灭，间隔1.5S，循环执行。...第三部分课堂演示图3-21天塔之光结构图接下钮子开关SB313.5.2I/O口地址分配及硬件接线图1.I/O口地址分配由天塔之光的控制要求知，本系统为一输入九输出，其输入/输出地址可根据实际情况灵活分配，下面给出I/O口地址一种分配方案：表3-1I/O设备及I/O点分配表输入口分配输出口分配输入设备输入继电器输出设备输出继电器纽子开关SBX1彩灯L1Y0彩灯L2Y1彩灯L3Y2彩灯L4Y3彩灯L5Y4彩灯L6Y5彩灯L7Y6彩灯L8Y7彩灯L9Y10...3.5.2I/O口地址分配及硬件接线图输入口分配输出口分配322.硬件接线图根据以上的I/O口地址分配，选择三菱FX1N的机型，其硬件部分的接线图如下图3-22所示。图3-22天塔之光硬件接线图...2.硬件接线图图3-22天塔之光硬件接线图...333.5.3梯形图和指令语句表1.梯形图程序根据天塔之光的控制要求和I/O口地址分配，选择系统设计方案，为了便于实现，采用PLC应用指令的移位指令和复位指令来做。梯形图设计如图3-23所示。本设计的基本思路是用定时器和移位指令来实现的，T2用来设点亮彩灯的1S的时间脉冲，T1用来设彩灯维持亮的时间，T0用来设彩灯闪烁的时间，由于系统开始时第一个脉冲有1S的延时，故T1和T0的时间设置多加了1S。T3、T4、T5是用来控制彩灯闪烁的。T1的时间到，T1的常开触点接通，T5几乎同时得电，将彩灯复位熄灭，1S后，T3时间到，再将彩灯全部点亮，为实现上述控制，则SFTL指令后不加P，闪烁的周期由T4来设定为2S；当T0的时间到时，彩灯进入一盏一盏地熄灭控制过程，T6设置为熄灭时间，同时也是循环的控制点，T7为彩灯熄灭控制脉冲1.5S，T6时间到，其常闭触点将系统复位，进入下一周期的循环。根据地址分配和控制要求，点亮彩灯用左移位指令实现，熄灭彩灯用右移位指令来实现；为了保证输入开关SB关断后，系统全部停止工作，这里采用了其常闭触点来复位输出。...3.5.3梯形图和指令语句表...34图3-23天塔之光控制的梯形图...图3-23天塔之光控制的梯形图...352.指令表语句表程序步序 指令 操作数 步序 指令 操作数0 LD X000 29 OUT T0061 MPS K1352 ANI T006 32 ANI T0073 OUT T000 33 OUT T007 K190 K156 OUT T001 36 LD T002 K13 37 OR T0039 MPP 38 SFTL X00010 ANI T001 Y00011 ANI T002 K912 OUT T002 K1 K10 47 LDI X00015 LD T001 48 OR T00516 ANI T000 49 ZRST 17 ANI T004 Y00018 OUT T003 Y010 K11 54 LD T00721 OUT T004 55 SFTRP K20 M00024 ANI T003 Y00025 OUT T005 K9 K1 K128 LD T000 64 END ...2.指令表语句表程序步序 指令 操作数 步序 指令 363.5.4演示步骤1.按照图所示的PLC输入输出端子接线图，完成硬件接线。2.在断电的状态下，用FX-20P-CAB电缆，将手持型编程器FX-20P-E；与PLC主机FX2N-16MR-ES/UL相连；3.合上电源开关QS，将PLC的主机FX2N-16MR-ES/UL工作模式选择在编程模式状态下，然后将编写好对指令语句程序逐条输入PLC；4.将PLC的运行模式选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式；5.合上纽子开关SB，观察各信号灯的工作情况是否与实际工作要求相一致；6.断开纽子开关SB，观察各信号灯的工作情况是否与实际工作要求相一致。...3.5.4演示步骤...37第四部分技能训练一、实训目的1.进一步熟悉PLC的外部接线；2.掌握PLC的基本控制的程序设计方法；3.进一步熟悉PLC的编程及程序输入；4.了解PLC控制系统的设计；二、实训原理及实训电路如图所示为一台车自动往返循环工作的示意图，现用PLC实现对台车的前进、后退控制，显然台车的前后运动是由电动机拖动的。在图中，行程开关SQ1处为原位，SQ2处为前进，SQ3和SQ4为原位和前位限位保护行程开关。图3-24台车自动往返工作示意图...第四部分技能训练一、实训目的图3-24台车自动往返工作示38结合实际工作所需，该台车的控制要求如下：（1）该台车可自动循环工作。（2）可对该台车进行手动控制。（3）能使该台车作单循环运动。（4）对该台车能进行循环控制。台车的一次完整的大工作周期为6次小循环，小车前进、后退为1个工作循环，循环工作6次后自动停止在原位。（一）分析控制要求：由于台车的前进、后退是由电动机拖动的，因此完成这一动作实质上是对电动机正、反转的控制，故可采用电机正反转控制基本程序；台车的手动控制和自动控制，可通过选用选择开关SA1来进行转换。设选择开关SA1闭合时为手动状态，断开时为自动状态；小车有单循环工作和多次循环工作状态，选用选择开关SA2来转换。设选择开关SA2闭合时为单循环工作状态，断开时为多次循环工作状态；多次循环工作的循环次数可以利用计数器进行控制。...结合实际工作所需，该台车的控制要求如下：...39（二）根据台车控制要求，台车由3种工作状态，通过选择开关SA进行状态选择，占用3个输入点；停止按钮SB1、前进起动按钮SB2（正转）、后退起动按钮SB3（反转）为输入设备，占用3个输入点。4个行程开关SQ1~SQ4占用4个输入点。电动机的正反转接触器KM1和KM2占用2个输出点。因此台车控制系统PLC的I/O设备与I/O分配表如表6-3所示。表I/O设备及I/O点分配表类别输入设备输入端子号输入信号手动/自动选择开关SA1X0停止按钮SB1X1正转起动按钮SB2（前进）X2反转起动按钮SB3（后退）X3单循环/连续循环选择开关SA1X4行程开关SQ1X5行程开关SQ2X6行程开关SQ3X7行程开关SQ4X10输出信号电动机正转接触器KM2Y1电动机反转接触器KM3Y2...（二）根据台车控制要求，台车由3种工作状态，通过选择开关SA40系统的主电路显然就是电动机正反转控制的主电路。台车自动往返输入输出（I/O）端子接线图及主电路原理图如图图3-25所示。

（a）主电路原理图（b）I/O端子接线图图3-25台车自动往返PLC控制I/O接线图及主电路原理图...系统的主电路显然就是电动机正反转控制的主电路。台车自动往返输41三、参考梯形图及指令表程序（一）梯形图设计（1）根据控制对象设计基本控制环节的程序台车由电动机拖动前进和后退，这样利用电动机正、反转基本控制程序便可以设计出梯形图，如图图3-26所示。电动机正转，台车前进。电动机反转，台车后退。图3-26基本控制环节梯形图...三、参考梯形图及指令表程序图3-26基本控制环节梯形图...42（2）实现自动往返功能的程序设计台车前进至行程开关SQ2处，SQ2动作，要使台车能在SQ2处停止前进，并使小车后退，这样PLC的输入继电器X6（与输入设备SQ2相连）的常闭触点就要断开Y1的线圈，X6的常开触点启动Y2的线圈，从而完成台车由前进转换为后退的工作过程。同理，当小车后退至行程开关SQ1处时输入信号X5要完成台车由后退转换为前进的工作过程。行程开关SQ1动作，X5的常开触点闭合，输出线圈Y1得电，台车停止后退，同时X5的常闭触点断开，输出线圈Y2失电，台车由后退转换为前进。实现台车自动往返功能的梯形图如图3-27所示。图3-27实现台车自动往返功能的梯形图...（2）实现自动往返功能的程序设计图3-27实现台车自动...43（3）实现手动控制功能的程序设计如果让梯形图中输出线圈Y1、Y2失去自锁，就能实现手动控制功能。因为SA1闭合时为手动状态，其输入点为X0，这样，将X0的常闭触点与用以实现输出线圈自锁的常开触点Y1和Y2串联，就能实现对台车的手动控制功能。梯形图如图3-28所示。当手动选择开关SA1断开，台车进入自动工作状态，当手动选择开关SA1闭合，台车进入手动工作状态。图3-28实现手动控制功能的梯形图...（3）实现手动控制功能的程序设计图3-28实现手动控制..44（4）实现单循环控制的程序设计当台车前进到位又后退至行程开关SQ1原位时，只要台车不再前进了，即Y1线圈不再得电，就完成了单循环控制。因为SA2闭合时为单循环工作状态，其输入点为X4，将X4的常闭触点串入到SQ1的输入点X5常开触点上，这样在X5常开触点闭合后，Y1的线圈也不再得电，台车不再前进，完成了单循环控制。梯形图如图3-29所示。梯形图程序分析如下：当按下正转起动按钮SB2，输入继电器X2得电，常开触点X2闭合，输出线圈Y1输出，台车前进。当台车行驶至SQ2处，X6有信号，台车停止前进，输出线圈Y2有信号，台车转换为后退。若按下了选择开关SA2，则X4有信号，X4的常闭触点断开，台车行驶至SQ3处，即使X5有信号，线圈Y1也没有输出，完成一个单循环工作。若没有按下选择开关SA2，则X4无信号，X4的常闭触点闭合，台车行驶至SQ3处，X5有信号，线圈Y1输出，台车进入循环工作状态。...（4）实现单循环控制的程序设计...45图3-29实现单循环控制功能的梯形图...图3-29实现单循环控制功能的梯形图...46（5）循环计数功能的程序设计计数器的计数输入由X5（SQ1）提供，在自动运行时，台车每撞到SQ1一次表示完成了1次循环，用C0进行计数，当C0有了6个计数脉冲输入后，完成工作循环，台车停在原位。这样可以将C0的常闭触点串接在Y1的线圈上，C0的常闭触点断开，使Y1线圈失电。为了使计数器在启动台车时清零，可以用起动信号X2来置位C0。梯形图如图3-30所示。图3-30实现循环计数功能的梯形图...（5）循环计数功能的程序设计图3-30实现循环计数...47（6）设置保护环节的程序设计SQ3和SQ4分别为后退和前进方向的限位保护行程开关，当SQ4被压合，表示前进出了故障，Y1的线圈必须断电；当SQ3被压合，表示后退出了故障，Y2的线圈必须断电，台车停止动作。为了达到保护目的，可以将X7（SQ3）的常闭触点串接在Y2的线圈上，将X10（SQ4）的常闭触点串接在Y1的线圈上。能够完全满足系统控制要求的完整的梯形图如图3-31所示。图3-31设置保护环节的梯形图...（6）设置保护环节的程序设计图3-31设置保护环节的梯形图.48通过上述分析，可以看出本例的设计实质上是基于某些经验，即采用的是经验设计法。通过本例可以总结出经验设计法的一般规律如下：（1）首先是将生产机械的运动分解成各自独立的简单运动，分别设计这些简单运动的控制程序，即基本控制程序如启动、保持和停止程序等。（2）再根据各自独立的简单运动，设置必要的联锁和保护环节，如互锁等。总之这种设计方法要求设计者掌握大量的控制系统的实例和典型控制程序。程序设计的过程中，还需要经过反复修改和完善，才能符合控制要求。...通过上述分析，可以看出本例的设计实质上是基于某些经验，即采用49（二）指令表程序步序指令操作数步序指令操作数0LDX215ANIX01LDY116ORB2ANIX017LDX63ORB18ANIX44LDX5ORB5ANIX419ANIX56ORB20ANIX17ANIX621ANIY18ANIX122ANIX79ANIY223LDX210ANIC024RSTC011ANIX1025LDX512OUTY126OUTC013LDX3K614LDY229END...（二）指令表程序步序指令操作数步序指令操作数0LDX50四、实训步骤1.在教师指导下，按图所示完成PLC输入输出端子的硬件接线；2.将PLC用户程序存储器里的内容清空，输入设置保护环节的梯形图程序。3.接通PLC主机电源，并合上电源开关，接通380V电源。4.将PLC置于运行状态，分别按下按钮SB2、SB3、SA、SA1，观察PLC上输入输出指示灯的工作状态及运料小车的动作情况，将结果填入