《电器控制与PLC技术》课件第11章

第11章实训指导11.1手持编程器及基本指令实训11.2编程、仿真软件实训11.3PLC的接线实训11.4三相异步电动机的启动与正反转控制11.5交通信号灯的自动控制11.6混合溶液生产过程的控制11.7大、小球分类传送装置的控制11.8机械手的顺序控制11.9四层电梯自动控制11.108站小车的呼叫控制11.11基于PLC模拟量方式的变频器闭环调速

11.1手持编程器及基本指令实训

1．实训目的

(1)了解手持式编程器的结构及作用。

(2)掌握FX-20P-E手持式编程器的操作。

(3)掌握PLC的基本逻辑指令的应用。

(4)熟练掌握PLC编程的基本方法和技巧。

2．实训器材

(1)可编程控制器1套(包括FX2N-48MR的PLC主机1个、FX-20P-E编程器1个、FX-20P-CAB型电缆1根)。

(2)电工常用工具1套。

(3)导线若干。

(4)开关量输入电路板1块。

3．实训内容

(1)按照第10章10.1节的“FX-20P-E手持式编程器的使用”内容依次用FX-20P-E手持式编程器操作一次。

(2)将图10-25所示梯形图转换为指令后通过FX-20P-E手持式编程器写入PLC。PLC外部接线按图11-1所示连接。用开关量输入电路板上的按钮或开关信号作为PLC的输入，PLC输出可不接。直接通过PLC输出指示灯观察输出情况。图11-1PLC的外部接线图用编程器完成以下工作：

①按下接入X0的按钮，观察Y0、Y1、Y2的状态，并监视T0、T1、T2的当前值和触点的变化情况。

②等Y0、Y1、Y2全部得电后，按下接入X1的按钮，观察Y0、Y1、Y2的状态。

③在上述情况中，监视C1的当前值、触点和复位电路的变化情况，用X0对应的按钮发出3个计数脉冲，记录上述各步观测到的现象。④用FX-20P-E的测试功能完成上述工作。

(3)设置一个总停按钮，当按下它时Y0、Y1、Y2均被复位。画出对应梯形图，将之转换为指令后，通过用FX-20P-E修改图10-25的程序得到其梯形图，并用编程器测试和调试

程序。

4．实训报告内容

(1)记录模拟运行各程序及监视操作时所观察到的现象。

(2)分析定时器T、计数器C的工作原理及相应触点动作的时序。

11.2编程、仿真软件实训

1．实训目的

(1)熟悉GXDeveloper软件界面。

(2)掌握梯形图的基本输入操作。

(3)掌握利用PLC编程软件进行编辑、调试、仿真等基本操作。

2．实训器材

(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(2)计算机(已安装GXDeveloper编程软件)1台。

(3)电工常用工具1套。

(4)导线若干。

(5)开关量输入电路板1块。

3．实训内容

(1)将图10-25所示梯形图用GXDeveloper编制梯形图。

(2)对变换好的梯形图进行软仿真，测试程序的正确性。

①双击X0输入继电器，观察Y0、Y1、Y2的状态，并监视T0、T1、T2的当前值和触点的变化情况。

②等Y0、Y1、Y2全部得电后双击X0输入继电器，使其复位后再双击X1输入继电器，观察Y0、Y1、Y2的状态。③在上述情况中，监视C0的当前值、触点和复位电路的变化情况，用X0对应的按钮发出3个计数脉冲，记录上述各步观测到的现象。

(3)系统联机调试。将变换好的梯形图写入PLC。PLC外部接线按图11-1所示接线。用开关量输入电路板上的按钮或开关信号作为PLC的输入，PLC输出可不接。直接通过PLC输出指示灯观察输出情况。

(4)设置一个总停按钮，当按下它时Y0、Y1、Y2均被复位。画出对应梯形图，并通过用GXDeveloper修改图10-25程序得到对应的梯形图，再参照上述过程测试其是否满足要求。

4．实训报告内容

(1)记录实训所观察到的现象。

(2)前面学习了简易编程器的编程，本实训又学习了计算机编程，简单介绍它们各自有何优缺点。

(3)出现GX无法与PLC通信现象时，可能的原因是什么？

11.3PLC的接线实训

1．实训目的

(1)掌握PLC的基本逻辑指令的应用。

(2)熟练掌握PLC编程的基本方法和技巧。

(3)熟练掌握编程软件的基本操作。

(4)掌握PLC的外部接线及操作。

2．实训器材

(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(2)按钮开关2个(常开)。

(3)熔断器2个(0.5A)。

(4)实训控制台1个。

(5)七段数码管1个(共阴极，且已串接了限流电阻)。

(6)计算机1台。

(7)电工常用工具1套。

(8)连接导线若干。

3．实训要求

设计一个用PLC基本逻辑指令来控制数码管循环显示数字0、1、2…9的控制系统。其控制要求如下：

(1)程序开始后显示0；延时Ts，显示1；延时Ts，显示2…显示9；延时Ts，再显示0。如此循环不止。

(2)按停止按钮时，程序无条件停止运行。

(3)需要连接数码管(数码管选用共阴极)。

4．软件程序

1) I/O分配

X0：停止按钮X1：启动按钮

Y1～Y7：数码管的a～g

2)梯形图方案设计

根据控制要求，可采用时间继电器连续输出并累积计时的方法。这样可使数码管的显示由时间来控制，使编程的思路变得简单。数码管的显示是通过输出点来控制的，显示的数字与各输出点的对应关系如图11-2所示。根据上述时间与图11-2的对应关系，绘出其梯形图，如图11-3所示。图11-2数字与输出点的对应关系(a)数码管；(b)数字与输出点的对应关系图11-3数码管循环点亮的梯形图

5．系统接线

根据系统控制要求绘出其系统接线图，如图11-4所示。图11-4数码管循环点亮系统接线图

6．系统调试

(1)输入程序。通过计算机将图11-3所示梯形图正确输入。

(2)仿真调试。通过软仿真观察Y1～Y7的输出是否按要求指示。若不能按要求指示，则检查并修改程序，直至指示正确为止。

(3)静态调试。按图11-4所示的系统接线图正确连接好输入设备，将程序写入PLC，进行PLC的模拟静态调试，即按下启动按钮X1，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示。若不能按要求指示，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

(4)动态调试。按图11-4所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，观察数码管能否按控制要求显示，即按下启动按钮X1，数码管依次循环显示数字0、1、2……9、0、1……，按下停止按钮X0，数码管停止显示。若不能按要求指示，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

7．实训报告

(1)总结接线过程需注意的事项。

(2)给图11-3所示的梯形图加必要的注释。

(3)若数码管为共阳极，请画出其接线图。

(4)若要求数码管依次循环显示A～F，请设计其控制程序并进行系统接线调试。11.4三相异步电动机的启动与正反转控制

1．实训目的

(1)掌握三相异步电动机正反转的控制方法。

(2)熟悉常用低压电器。

(3)掌握电气线路安装接线方法。

2．实训器材

(1)电动机控制线路接线模拟板1块。

(2) 350W、380V三相异步电动机1套。

(3)单股铜芯BV1.0mm2、多股铜芯BVR0.75mm2导线若干。

(4)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(5)按钮开关(常开)2个。

(6)熔断器(0.5A)2个。

(7)实训控制台1个。

(8)计算机1台。

(9)电工常用工具1套。

(10)连接导线若干。

3．实训要求

1)接触器联锁的正反转控制

接触器联锁的正反转控制线路如图11-5所示。线路中采用KM1和KM2两个接触器。当KM1接通时，三相电源的相序按L1—L2—L3接入电动机；当KM2接通时，三相电源按L3—L2—L1接入电动机。所以当两个接触器分别工作时，电动机的旋转方向相反。

线路要求接触器KM1和KM2不能同时通电，否则它们的主触头同时闭合，将造成L1、L3两相电源短路。为此，在KM1和KM2线圈各自的支路中相互串接了对方的一副动断辅助触头，以保证KM1和KM2不会同时通电。KM1和KM2这两副动断辅助触头在线路中所起的作用称为联锁(或互锁)作用。图11-5接触器联锁的正反转控制电路按图11-5接好线路，检查无误后，接上试车电动机，通电试操作。掌握正确的操作方法，仔细观察电器及电动机的动作、运行情况。线路的动作原理如下(合上电源开关QS)：

正转控制反转控制这种线路的缺点是操作不方便，要改变电动机转向，必须先按停止按钮SB1，再按反转按钮SB3，才能使电动机反转。

2)按钮联锁的正反转控制

按钮联锁的正反转控制线路如图11-6所示。图11-6按钮联锁的正反转控制线路按图11-6接好线路，检查无误后，接上试车电动机，通电试操作。掌握正确的操作方法，仔细观察电器及电动机的动作、运行情况。线路的动作原理如下(合上电源开关QS)：这种线路的优点是操作方便，缺点是易产生短路故障。只用按钮联锁的线路不够安全可靠。

3)接触器、按钮双重联锁的正反转控制

接触器、按钮双重联锁的正反转控制线路原理图如图11-7所示。

按图11-7接好线路，检查无误后，接上试车电动机，通电试操作。仔细观察电器及电动机的动作、运行情况，掌握正确的操作方法。其线路的动作原理请自行分析。

这种线路安全可靠、操作方便，较常用。图11-7接触器、按钮双重联锁的正反转控制线路

4．实训报告

(1)说明联锁的含义。

(2)分析双重联锁的正反转控制线路的工作原理，说明这种线路的方便性和安全可靠性。

11.5交通信号灯的自动控制

1．实训目的

(1)熟悉顺控指令的编程方法。

(2)掌握并行性—汇合流程程序的编制。

(3)掌握交通灯的程序设计及其外部接线。

2．实训器材

(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(2)交通灯模拟显示模块1块(带指示灯、接线端口及按钮等)。

(3)实训控制台1个。

(4)电工常用工具1套。

(5)手持式编程器或计算机1台。

(6)连接导线若干。

3．实训要求

设计一个用PLC控制的十字路口交通灯的控制系统。其控制要求如下：

(1)自动运行。自动运行时，按一下启动按钮，信号灯系统按图11-8所示要求开始工作(绿灯闪烁的周期为3s)；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。

(2)手动运行。手动运行时，两方向的黄灯同时闪烁，周期是1s。图11-8交通灯自动运行的动作要求

4．软件程序

1) I/O分配

X0：自动位启动按钮 X1：手动开关(带自锁型)

X2：停止按钮

Y0：东西向绿 Y1：东西向黄

Y2：东西向红Y4：南北向绿

Y5：南北向黄Y6：南北向红

2)程序设计方案

(1)控制时序。交通灯控制时序图如图11-9所示。图11-9交通灯控制时序图

(2)基本逻辑指令编程。根据控制要求，用8个定时器分别累计各信号转换时的时间；用特殊功能辅助继电器M8013产生的脉冲(周期为1s)来控制闪烁信号，其梯形图如图11-10所示。

(3)步进指令编程。东西方向和南北方向的信号灯的动作过程可以看成是两个独立的顺序控制过程，可以采用并行性分支与汇合的编程方法，其状态转移图如图11-11所示。图11-10交通灯控制的梯形图图11-11交通灯控制的状态转移图

5．系统接线

根据系统控制要求，其系统接线图如图11-12所示(PLC的输出负载都用指示灯代替)。图11-12交通灯控制系统接线图

6．系统调试

(1)输入程序。通过计算机将图11-10所示梯形图或将图11-11转换为梯形图后正确输入。

(2)仿真调试。通过软仿真观察Y0～Y6的输出是否按要求指示。若否，则检查并修改程序，直至正确指示为止。

(3)静态调试。按图11-12所示的系统接线图正确连接好输入设备，将程序写入PLC，进行PLC的模拟静态调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

(4)动态调试。按图11-12所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，观察交通灯能否按控制要求动作。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

7．实训报告

(1)描述该交通灯的动作情况，并与实际交通灯比较，说明它们之间的区别。

(2)比较用基本指令和步进指令编程的优劣。

(3)比较选择性流程和并行性流程的异同。

(4)在图11-11中，如何将M8013改为由定时器组成的可调脉宽振荡电路？

(5)将图11-11改为单流程的状态转移图。

11.6混合溶液生产过程的控制

1．实训目的

(1)熟悉顺控指令的编程方法。

(2)掌握单流程程序的编制。

(3)掌握混合溶液生产过程控制的程序设计及其外部接线。

2．实训器材

(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(2)混合溶液模拟显示模块1块(带模拟指示灯、接线端口及按钮等)。

(3)实训控制台1个。

(4)电工常用工具1套。

(5)手持式编程器或计算机1台。

(6)连接导线若干。

3．实训要求

在工业现场控制中，有一些液体混合的装置，像饮料的生产、酒的配液、农药的配比等，有两种、三种或多种液体混合，混合后再进行搅拌，有的设备还需要加热控制。图11-13为两种液体混合的模拟装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器；液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制；M为搅匀电机。图11-13液体混合模拟装置控制要求如下：

(1)初始状态。装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20s，将容器放空后关闭。

(2)启动操作。按下启动按钮SB1，装置就开始按约定的规律操作：液体A阀门打开，液体A流入容器；当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门；液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅匀电机开始搅匀；搅匀电机工作6s后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体；当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过

2s后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。

(3)停止操作。按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作(停在初始状态上)。

4．软件程序

1) I/O分配

X0：启动按钮SB1

X1：停止按钮SB2

X2：液面上限位接近开关

X3：液面中位接近开关

X4：液面下限位接近开关

Y0：液体A阀门YV1

Y1：液体B阀门YV2

Y2：混合液C阀门YV3

Y3：搅匀电机YKM

2)程序设计方案

根据系统控制要求绘制顺序功能图，如图11-14所示。图11-14混合溶液生产过程顺序功能图

5．系统接线

根据系统控制要求绘出系统接线图，如图11-15所示(PLC的输出负载都用指示灯代替)。图11-15系统接线图

6．系统调试

(1)输入程序。通过计算机将图11-14转换为状态梯形图后正确输入。

(2)仿真调试。通过软仿真观察Y0～Y3的输出是否按要求指示。若否，则检查并修改程序，直至正确指示为止。

(3)静态调试。按图11-15所示的系统接线图正确连接好输入设备，将程序写入PLC，进行PLC的模拟静态调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

(4)动态调试。按图11-15所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，观察模拟指示灯能否按控制要求动作。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

7．实训报告

(1)描述该混合溶液的动作过程。

(2)比较单流程和并行性流程的异同。

(3)将顺序功能图与用基本指令实现的梯形图作比较。

(4)若要增加总的停止功能，该如何实现？

11.7大、小球分类传送装置的控制

1．实训目的

(1)熟悉顺控指令的编程方法。

(2)掌握选择性流程程序的编制。

(3)掌握分类传送的程序设计及其外部接线。

2．实训器材

(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(2)分类传送模拟显示模块1块(带模拟指示灯、接线端口及按钮等)。

(3)实训控制台1个。

(4)电工常用工具1套。

(5)手持式编程器或计算机1台。

(6)连接导线若干。

3．实训要求

图11-16是用于分捡小球、大球的机械装置。图11-16大、小球分类选择传送装置示意图左上为原点，机械臂下降(当碰铁压着的是大球时，限位开关SQ2断开，而压着的是小球时SQ2接通，以此判断是大球还是小球)。

其动作顺序如下：左、右移分别由Y4、Y3控制，上升、下降分别由Y2、Y0控制，将球吸住由Y1控制。当机械臂未在原点位置时，要能通过手动操作使其恢复到原点位置。

4．软件程序

1) I/O分配

X0：系统的运行开关X1：左限位开关

X2：下限位开关(小球动作、大球不动作)

X3：上限位开关

X4：释放小球的中间位置开关

X5：释放大球的右限位开关

Y0：机械臂下降Y1：吸球口

Y2：机械臂上升Y3：机械臂右移

Y4：机械臂左移

Y5：机械臂停在原点的指示灯

2)程序设计方案

根据控制要求，系统必须包括手动和自动程序两部分，手动程序可放在初始状态处，自动程序可用状态转移图编程。根据机械的动作要求，必须对大、小球进行分类传送，所以，有两个分支，且属于选择性分支。分支的转移条件为SQ2的通断和下降的时间，分支的汇合条件分别为小球右限位SQ4和大球的右限大SQ5。其状态转移图如图11-17所示。图11-17状态转移图

5．系统接线

根据系统控制要求绘出系统接线图，如图11-18所示(PLC的输出负载可用模拟指示灯代替)。图11-18分捡装置硬件连接图

6．系统调试

(1)输入程序。通过计算机将图11-17所示顺序功能图转换为状态梯形图后正确输入。

(2)仿真调试。通过软仿真观察Y0～Y5的输出是否按要求指示。若否，则检查并修改程序，直至正确指示为止。

(3)静态调试。按图11-18所示的系统接线图正确连接好输入设备，将程序写入PLC，进行PLC的模拟静态调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

(4)动态调试。按图11-18所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，观察模拟指示灯能否按控制要求动作。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

7．实训报告

(1)描述该分捡装置的动作情况。

(2)请自行设计手动调整程序。

(3)比较选择性流程和并行性流程的异同。

(4)若要增加总的停止功能，该如何实现？

11.8机械手的顺序控制

1．实训目的

(1)熟悉顺控指令的编程方法。

(2)掌握并行性—不合流程序的编制。

(3)掌握机械手的程序设计及其外部接线。

2．实训器材

(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(2)机械手模拟显示模块1块(带模拟指示灯、接线端口及按钮等)。

(3)实训控制台1个。

(4)电工常用工具1套。

(5)手持式编程器或计算机1台。

(6)连接导线若干。

3．实训要求

设计一个用PLC控制的、将工件从D点移到E点传送带的机械手控制系统，如图11-19所示。图11-19机械手控制系统控制要求如下：

(1)工件的补充使用人工控制，可直接将工件放在D点(LS0动作)。

(2)只要D点有工件，机械手臂就先下降(B缸动作)，将工件抓取(C缸动作)后上升(B缸复位)，再将工件搬运(A缸动作)到E点上方，机械手臂再次下降(B缸动作)后放开(C缸复位)工件，之后上升(B缸复位)，最后机械手臂再回到原点(A缸复位)。

(3) A、B、C缸均为单作用气缸，使用电磁控制。A、B、C缸得电分别执行左移、下移、抓紧操作，A、B、C缸失电分别执行右移、上移、松开操作。

(4) C缸在抓取或放开工件后，都需有1s的间隔，机械手臂才能动作。

(5)当E点有工件且B缸已上升到LS4时，传送带马达转动以运走工件，经2s后传送带马达自动停止。工件若未完全运走(计时未到)，则应等待传送带马达停止后才能将工件

移走。

(6) LS0为D点有无工件侦测用限制开关；LS1为A缸前行限制开关(左极限)；LS2为A缸退回限制开关(右极限)；LS3为B缸下降限制开关(下极限)；LS4为B缸上升限制开关(上极限)；LS5为E点有无工件侦测用限制开关。

4．软件程序

1) I/O分配

X0：D点工件传感器LS0

X1：A缸左限位传感器LS1

X2：A缸右限位传感器LS2

X3：B缸下限位传感器LS3

X4：B缸上限位传感器LS4

X5：E点工件传感器LS5

Y0：A缸驱动 Y1：B缸驱动

Y2：C缸驱动 Y3：传送带驱动

2)程序设计方案

(1)功能分析。

①原点复位： 选定以A缸退回至右极限位置(LS2ON)、 B缸上升至上极限位置(LS4ON)及C缸松开为机械手臂的原点。执行一个动作之后，应做原点复位的侦测。

②工件搬运流程：依题意，其动作为一循环式单一顺序流程。

③传送带流程：在侦测到E点有工件且B缸在上极限位置时，应驱动传送带转动。

④上述两个流程可以同时进行，因此使用并行分支流程来完成组合。

(2)绘制状态流程图。

①原点复位流程如图11-20所示。

②工件搬运流程如图11-21所示。图11-20原点复位流程图11-21工件搬运流程③传送带流程如图11-22所示。

④并行—不合流分支如图11-23所示。

(3)状态流程图→状态梯形图转换如图11-24所示。图11-22传送带流程图11-23并行—不合流分支图11-24状态梯形图

5．系统接线

根据系统控制要求绘出系统接线图，如图11-25所示(PLC的输出负载都用模拟指示灯代替)。图11-25系统接线图

6．系统调试

(1)输入程序。通过计算机将图11-24所示状态梯形图正确输入。

(2)仿真调试。通过软仿真观察Y0～Y3的输出是否按要求指示。若否，则检查并修改程序，直至正确指示为止。

(3)静态调试。按图11-25所示的系统接线图正确连接好输入设备，将程序写入PLC，进行PLC的模拟静态调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

(4)动态调试。按图11-25所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，观察模拟指示灯能否按控制要求动作。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

7．实训报告

(1)描述该机械手的动作情况，并与实际机械手或移载机比较，看有何区别。

(2)比较并行性—合流流程与并行性—不合流流程的不同点。

(3)比较选择性流程和并行性流程的异同。

(4)请思考，如果机械手不在原位时该如何调整，请自行加入手动调整程序。

(5)若要增加总的停止功能，该如何实现？

11.9四层电梯自动控制

1．实训目的

(1)锻炼综合利用PLC基本指令解决较复杂工程实际问题的能力。

(2)训练并提高编程思维能力。

(3)掌握电梯的程序设计及其外部接线。

2．实训器材

(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(2)电梯模拟显示模块1块(带模拟指示灯、接线端口及按钮等)。

(3)实训控制台1个。

(4)电工常用工具1套。

(5)手持式编程器或计算机1台。

(6)连接导线若干。

3．实训要求

电梯控制系统的模拟图如图11-26所示。电梯由安装在各楼层门口的上升、下降呼叫按钮进行呼叫操纵，操纵内容为电梯运行方向。轿厢内设有楼层内选按钮S1～S4，用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示、L2为二层指示……

SQ1～SQ4为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在三层轿厢外呼叫时，须按三层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫(从一层运行到三层)，按三层下降呼叫按钮无效；反之，若电梯停在四层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫，按三层上升呼叫按钮无效；依此类推。图11-26电梯控制系统的模拟图

4．软件程序

1) I/O分配

输入的I/O分配如表11-1所示。

输出的I/O分配如表11-2所示。表11-1输入的I/O分配表11-2输出的I/O分配

2)程序设计方案

(1)功能分析。

①各楼层平层指示：由各楼层行程开关驱动各楼层平层指示灯，其间考虑楼层的自锁记忆和互锁复位指示，其梯形图如图11-27所示。

②内选呼叫指示：各内选按钮驱动各内选指示灯，其间考虑自锁记忆选层和平层后内选指示的复位，其梯形图如图11-28所示。

③外层呼叫指示：其梯形图如图11-29所示。图11-27各楼层平层指示图11-28内选呼叫指示图11-29外层呼叫指示

a.四层下呼和一层上呼。对于四层下呼，除了考虑是否有四层下呼按钮的呼叫指示记忆外，还要考虑电梯下降时不得呼叫，平层后消除呼叫。一层上呼作类似处理。

b.三层下呼和二层下呼。对于三、二层下呼，除了考虑只要电梯未处在上行过程就可呼叫指示记忆外，还要考虑平层后消除呼叫。

c.三层上呼和二层上呼。对于三、二层上呼，除了考虑只要电梯未处在下行过程就可呼叫指示记忆外，还要考虑平层后消除呼叫。④电梯所有上升情况：将平层行程开关与相应内、外层呼叫逻辑串联，如X15与Y10、Y13、Y17串联，考虑所有一层至二层的上升情况；再加上平层、途经楼层相应开关门暂停(M非)、下降时不得上升构成所有上升实现，其梯形图如图11-30所示。

⑤电梯所有下降情况：将平层行程开关与相应内、外层呼叫逻辑串联，如X12与Y7、Y14、Y16串联，考虑所有四层至三层的下降情况；再加上平层、途经楼层相应开关门暂停(M非)、上升时不得下降构成所有下降实现，其梯形图如图11-31所示。图11-30电梯所有上升情况图11-31电梯所有下降情况⑥途径楼层的开关门暂停模拟：此部分梯形图程序主要实现多层选择上升、下降时，途经楼层的平层功能。它用定时器暂停2s来模拟实现此功能，2s后定时器的自复位恢复行程，直到目标层后停止电梯运行。其梯形图如图11-32所示。当然，此段梯形图是为梯形图功能实现服务的，因此要结合在一起思考、理解。图11-32途径楼层的开关门暂停模拟

(2)过程分析。

①从一层到二层：接通X012即接通SQ1，表示轿厢原停楼层为1，按S2，即X002接通一次，表示呼叫楼层为2，此时Y010接通，二层内选指示灯SL2亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ1，一层指示灯L1亮，过2s后，一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮。直至SQ2接通，Y010断开(二层内选指示灯SL2灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，二层指示灯L2才灭，电梯到达二层。

在轿厢原停楼层为1时，按U2，电梯运行过程同上。②从一层到三层：接通X012即接通SQ1，表示轿厢原停楼层为1，按S3，即X001接通一次，表示呼叫楼层为3，此时Y007接通，三层内选指示灯SL3亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ1，一层指示灯L1亮，过2s后，一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮；再过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮。直至SQ3接通，Y007断开(三层内选指示灯SL3灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，三层指示灯L3才灭，电梯到达三层。

在轿厢原停楼层为1时，按U3，电梯运行过程同上。③从一层到四层：接通X012即接通SQ1，表示轿厢原停楼层为1，按S4，即X000接通一次，表示呼叫楼层为4，此时Y006接通，四层内选指示灯SL4亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ1，一层指示灯L1亮，过2s后，一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮；再过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮；再过2s后，三层指示灯L3灭、四层指示灯L4亮。直至SQ4接通，Y006断开(四层内选指示灯SL4灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，四层指示灯L4才灭，电梯到达四层。

在轿厢原停楼层为1时，按D4，电梯运行过程同上。④从二层到三层：接通X013即接通SQ2，表示轿厢原停楼层为2，按S3，即X001接通一次，表示呼叫楼层为3，此时Y007接通，三层内选指示灯SL3亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ2，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮。直至SQ3接通，Y007断开(四层内选指示灯SL4灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，三层指示灯L3才灭，电梯到达三层。

在轿厢原停楼层为2时，按U3，电梯运行过程同上。⑤从二层到四层：接通X013即接通SQ2，表示轿厢原停楼层为2，按S4，即X000接通一次，表示呼叫楼层为4，此时Y006接通，四层内选指示灯SL4亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ2，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮；再过2s后，三层指示灯L3灭、四层指示灯L4亮。直至SQ4接通，Y006断开(四层内选指示灯SL4灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，四层指示灯L4才灭，电梯到达四层。

在轿厢原停楼层为2时，按D4，电梯运行过程同上。⑥从三层到四层：接通X014即接通SQ3，表示轿厢原停楼层为3，按S4，即X000接通一次，表示呼叫楼层为4，此时Y006接通，四层内选指示灯SL4亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ3，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、四层指示灯L4亮。直至SQ4接通，Y006断开(四层内选指示灯SL4灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，四层指示灯L4才灭，电梯到达四层。

在轿厢原停楼层为3时，按D4，电梯运行过程同上。⑦从四层到三层：接通X015即接通SQ4，表示轿厢原停楼层为4，按S3，即X001接通一次，表示呼叫楼层为3，此时Y007接通，三层内选指示灯SL3亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ4，四层指示灯L4亮，过2s后，四层指示灯L4灭、三层指示灯L3亮。直至SQ3接通，Y007断开(三层内选指示灯SL3灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，三层指示灯L3才灭，电梯到达三层。

在轿厢原停楼层为4时，按D3，电梯运行过程同上。⑧从四层到二层：接通X015即接通SQ4，表示轿厢原停楼层为4，按S2，即X002接通一次，表示呼叫楼层为2，此时Y010接通，二层内选指示灯SL2亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ4，四层指示灯L4亮，过2s后，四层指示灯L4灭、三层指示灯L3亮；再过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮。直至SQ2接通，Y010断开(二层内选指示灯SL2灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，二层指示灯L2才灭，电梯到达二层。

在轿厢原停楼层为4时，按D2，电梯运行过程同上。⑨从四层到一层：接通X015即接通SQ4，表示轿厢原停楼层为4，按S1，即X003接通一次，表示呼叫楼层为1，此时Y011接通，一层内选指示灯SL1亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ4，四层指示灯L4亮，过2s后，四层指示灯L4灭、三层指示灯L3亮；再过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮；再过2s后，二层指示灯L2灭、一层指示灯L1亮。直至SQ1接通，Y011断开(一层内选指示灯SL1灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，一层指示灯L1才灭，电梯到达一层。

在轿厢原停楼层为4时，按U1，电梯运行过程同上。⑩从三层到二层：接通X014即接通SQ3，表示轿厢原停楼层为3，按S2，即X002接通一次，表示呼叫楼层为2，此时Y010接通，二层内选指示灯SL2亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ3，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮。直至SQ2接通，Y010断开(二层内选指示灯SL2灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，二层指示灯L2才灭，电梯到达二层。

在轿厢原停楼层为3时，按D2，电梯运行过程同上。

从三层到一层：接通X014即接通SQ3，表示轿厢原停楼层为3，按S1，即X003接通一次，表示呼叫楼层为1，此时Y011接通，一层内选指示灯SL1亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ3，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮；再过2s后，二层指示灯L2灭、一层指示灯L1亮。直至SQ1接通，Y011断开(一层内选指示灯SL1灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，一层指示灯L1灭，电梯到达一层。

在轿厢原停楼层为3时，按U1，电梯运行过程同上。

从二层到一层：接通X013即接通SQ2，表示轿厢原停楼层为2，按S1，即X003接通一次，表示呼叫楼层为1，此时Y011接通，一层内选指示灯SL1亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ2，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、一层指示灯L1亮。直至SQ1接通，Y011断开(一层内选指示灯SL1灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，一层指示灯L1才灭，电梯到达一层。

在轿厢原停楼层为2时，按U1，电梯运行过程同上。

从一层到二、三、四层：接通X012即接通SQ1，表示轿厢原停楼层为1，按S2、S3、S4，即X000、X001、X002各接通一次，表示呼叫楼层为2、3、4，此时Y010、Y006、Y007接通，二层内选指示灯SL2、三层内选指示灯SL3、四层内选指示灯SL4亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ1，一层指示灯L1亮，过2s后，一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮；

SQ2闭合后，二层指示灯L2灭、二层内选指示灯SL2灭，SQ2断开后，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮；SQ3闭合后，三层指示灯L3灭、三层内选指示灯SL3灭，SQ3断开后，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、四层指示灯L4亮。直至SQ4接通，Y006断开(四层内选指示灯SL4灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，四层指示灯L4才灭，电梯到达四层。

在轿厢原停楼层为1时，按U2、U3、D4，电梯运行过程同上。从一层到二、三层：接通X012即接通SQ1，表示轿厢原停楼层为1，按S2、S3，即X001、X002各接通一次，表示呼叫楼层为2、3，此时Y010、Y007接通，二层内选指示灯SL2、三层内选指示灯SL3亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ1，一层指示灯L1亮，过2s后，一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮；SQ2闭合后，二层指示灯L2灭、二层内选指示灯SL2灭，SQ2断开后，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮。直至SQ3接通，Y007断开(三层内选指示灯SL3灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，三层指示灯L3才灭，电梯到达三层。

在轿厢原停楼层为1时，按U2、U3，电梯运行过程同上。从一层到三、四层：接通X012即接通SQ1，表示轿厢原停楼层为1，按S3、S4，即X000、X001各接通一次，表示呼叫楼层为3、4，此时Y006、Y007接通，三层内选指示灯SL3、四层内选指示灯SL4亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ1，一层指示灯L1亮，过2s后，一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮；再过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮；SQ3闭合后，三层指示灯L3灭、三层内选指示灯SL3灭，SQ3断开后，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、四层指示灯L4亮。直至SQ4接通，Y006断开(四层内选指示灯SL4灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，四层指示灯L4才灭，电梯到达四层。

在轿厢原停楼层为1时，按U3、D4，电梯运行过程同上。

从一层到二、四层：接通X012即接通SQ1，表示轿厢原停楼层为1，按S2、S4，即X000、X002各接通一次，表示呼叫楼层为2、4，此时Y006、Y010接通，二层内选指示灯SL2、四层内选指示灯SL4亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ1，一层指示灯L1亮，过2s后，一层指示灯L1灭、二层指示灯L2亮；SQ2闭合后，二层指示灯L2灭、二层内选指示灯SL2灭，SQ2断开后，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮；再过2秒后，三层指示灯L3灭、四层指示灯L4亮。直至SQ4接通，Y006断开(四层内选指示灯SL4灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，四层指示灯L4才灭，电梯到达四层。

在轿厢原停楼层为1时，按U2、D4，电梯运行过程同上。

从二层到三、四层：接通X013即接通SQ2，表示轿厢原停楼层为2，按S3、S4，即X000、X001各接通一次，表示呼叫楼层为3、4，此时Y006、Y007接通，三层内选指示灯SL3、四层内选指示灯SL4亮，Y005接通，表示电梯上升。断开SQ2，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、三层指示灯L3亮；SQ3闭合后，三层指示灯L3灭、三层内选指示灯SL3灭，SQ3断开后，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、四层指示灯L4亮。直至SQ4接通，Y006断开(四层内选指示灯SL4灭)，Y005断开(表示电梯上升停止)时，四层指示灯L4才灭，电梯到达四层。

在轿厢原停楼层为2时，按U3、D4，电梯运行过程同上。

从三层到二、一层：接通X014即接通SQ3，表示轿厢原停楼层为3，按S2、S1，即X002、X003各接通一次，表示呼叫楼层为2、1，此时Y010、Y011接通，二层内选指示灯SL2、一层内选指示灯SL1亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ3，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮；SQ2闭合后，二层指示灯L2灭、二层内选指示灯SL2灭，SQ2断开后，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、一层指示灯L1亮。直至SQ1接通，Y011断开(一层内选指示灯SL1灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，一层指示灯L1才灭，电梯到达一层。

在轿厢原停楼层为3时，按D2、U1，电梯运行过程同上。

从四层到三、二、一层：接通X015即接通SQ4，表示轿厢原停楼层为4，按S1、S2、S3，即X001、X002、X003各接通一次，表示呼叫楼层为1、2、3，此时Y007、Y010、Y011接通，一层内选指示灯SL1、二层内选指示灯SL2、三层内选指示灯SL3亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ4，四层指示灯L4亮，过2s后，四层指示灯L4灭、三层指示灯L3亮；

SQ3闭合后，三层指示灯L3灭、三层内选指示灯SL3灭，SQ3断开后，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮；SQ2闭合后，二层指示灯L2灭、二层内选指示灯SL2灭，SQ2断开后，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、一层指示灯L1亮。直至SQ1接通，Y011断开(一层内选指示灯SL1灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，一层指示灯L1才灭，电梯到达一层。

在轿厢原停楼层为4时，按U1、D2、D3，电梯运行过程同上。

从四层到三、二层：接通X015即接通SQ4，表示轿厢原停楼层为4，按S2、S3，即X001、X002各接通一次，表示呼叫楼层为2、3，此时Y007、Y010接通，二层内选指示灯SL2、三层内选指示灯SL3亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ4，四层指示灯L4亮，过2s后，四层指示灯L4灭、三层指示灯L3亮；SQ3闭合后，三层指示灯L3灭、三层内选指示灯SL3灭，SQ3断开后，三层指示灯L3亮，过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮。直至SQ2接通，Y010断开(二层内选指示灯SL2灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，二层指示灯L2才灭，电梯到达二层。

在轿厢原停楼层为4时，按D2、D3，电梯运行过程同上。

从四层到二、一层：接通X015即接通SQ4，表示轿厢原停楼层为4，按S1、S2，即X002、X003各接通一次，表示呼叫楼层为1、2，此时Y010、Y011接通，一层内选指示灯SL1、二层内选指示灯SL2亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ4，四层指示灯L4亮，过2s后，四层指示灯L4灭、三层指示灯L3亮；再过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮；SQ2闭合后，二层指示灯L2灭、二层内选指示灯SL2灭，SQ2断开后，二层指示灯L2亮，过2s后，二层指示灯L2灭、一层指示灯L1亮。直至SQ1接通，Y011断开(一层内选指示灯SL1灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，一层指示灯L1才灭，电梯到达一层。

在轿厢原停楼层为4时，按U1、D2，电梯运行过程同上。

从四层到三、一层：接通X015即接通SQ4，表示轿厢原停楼层为4，按S1、S3，即X001、X003各接通一次，表示呼叫楼层为1、3，此时Y007、Y011接通，一层内选指示灯SL1、三层内选指示灯SL3亮，Y004接通，表示电梯下降。断开SQ4，四层指示灯L4亮，过2s后，四层指示灯L4灭、三层指示灯L3亮；SQ3闭合后，三层指示灯L3灭、三层内选指示灯SL3灭，SQ3断开后，三层指示灯L3亮，再过2s后，三层指示灯L3灭、二层指示灯L2亮；再过2s后，二层指示灯L2灭、一层指示灯L1亮。直至SQ1接通，Y011断开(一层内选指示灯SL1灭)，Y004断开(表示电梯下降停止)时，一层指示灯L1才灭，电梯到达一层。

在轿厢原停楼层为4时，按U1、D3，电梯运行过程同上。

5．系统接线

根据系统控制要求绘出系统接线图，如图11-26所示(PLC的输出负载都用模拟指示灯代替)。

6．系统调试

(1)输入程序。通过计算机将图11-27～图11-32所示状态梯形图正确输入。

(2)仿真调试。通过软仿真观察Y0～Y17的输出是否按要求指示。若否，则检查并修改程序，直至正确指示为止。

(3)静态调试。按图11-26所示的系统接线图正确连接好输入设备，将程序写入PLC，进行PLC的模拟静态调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示。若否，则检查并修改电路，直至正确指示为止。

(4)动态调试。按图11-26所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，观察模拟指示灯能否按控制要求动作。若否，则检查并修改电路，直至正确为止。

7．实训报告

(1)描述该电梯的动作情况，并与实际电梯进行比较。

(2)调试运行并记录调试结果。

(3)总结实训操作过程中所出现的问题。

(4)请思考，如何实现开关门，是否需要增加行程开关？

(5)若要增加紧急停止功能，该如何实现？

11.108站小车的呼叫控制

1．实训目的

(1)掌握较复杂程序的编写。

(2)掌握可扩展性程序编写的思路和方法。

(3)进行严谨性、严密性及安全性编程的训练。

(4)进一步掌握PLC功能指令的应用。

2．实训器材

(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR)。

(2) 8站小车的呼叫模拟板1块。

(3)交流220V接触器2个。

(4)共阴数码管1只(注：需要在七段回路中分别串联510W电阻)。

(5)计算机1台(已安装GXDeveloper或GPP软件)。

(6)导线若干。

3．实训要求

用功能指令设计一个8站小车的呼叫控制系统，如图11-33所示。其控制要求如下：

(1)小车所停位置号小于呼叫号时，小车右行至呼叫号处停车。

(2)小车所停位置号大于呼叫号时，小车左行至呼叫号处停车。

(3)小车所停位置号等于呼叫号时，小车原地不动。

(4)小车运行时呼叫无效。

(5)具有左行、右行定向指示及原点不动指示。

(6)具有小车行走位置的七段数码管显示。图11-338站小车的呼叫示意图

4．软件程序

1) I/O分配

X0：1号位呼叫SB1

X1：2号位呼叫SB2

X2：3号位呼叫SB3

X3：4号位呼叫SB4

X4：5号位呼叫SB5

X5：6号位呼叫SB6

X6：7号位呼叫SB7

X7：8号位呼叫SB8

X10：SQ1

X11：SQ2

X12：SQ3

X13：SQ4

X14：SQ5

X15：SQ6

X16：SQ7

X17：SQ8

Y0：正转KM1

Y1：反转KM2

Y4：左行指示

Y5：右行指示

Y10～Y16：数码管abc