項目1：探秘可編程控制器任務1.1認識PLC【知識目標】1.了解PLC起源和發(fā)展；2.了解PLC特點和基本應用；【能力目標】

1.能夠利用互聯(lián)網(wǎng)查找PLC相關資料；2.能夠撰寫PLC應用調研報告；任務描述通過互聯(lián)網(wǎng)查找、收集PLC應用工程案例以及應用場景，了解PLC的起源、發(fā)展、特點、基本應用，列舉市場上的PLC品牌和主流型號，完成PLC應用調研報告。【任務要求】1.通過互聯(lián)網(wǎng)了解PLC的起源、發(fā)展以及PLC常用品牌與主流型號。2.在互聯(lián)網(wǎng)上收集PLC應用工程案例。3.討論PLC的特點、典型應用領域。4.完成PLC應用調研報告。【任務環(huán)境】1.具備網(wǎng)絡功能的PLC實訓室。2.PLC應用技術課程網(wǎng)站。關聯(lián)知識☆1.1.1PLC起源與特點1.PLC的起源1968年，美國通用汽車（GM）公司根據(jù)汽車制造生產線的需要，希望用電子化的新型控制系統(tǒng)替代采用繼電-接觸器控制方式的機電控制盤，以減少汽車改型時，重新設計、制造繼電-接觸器控制裝置的成本和時間。通用汽車公司首次公開招標的新型控制器10項指標為：（1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；（2）維護方便，采用插件式結構；（3）可靠性高于繼電-接觸器控制系統(tǒng)；（4）體積小于繼電-接觸器控制系統(tǒng)；（5）成本可與繼電-接觸器控制系統(tǒng)競爭；（6）數(shù)據(jù)可以直接送入計算機；（7）輸入可為市電（PLC主機電源可以使115V電壓）；（8）輸出可為市電（115V交流電壓，電流達2A以上），能直接驅動電磁閥、接觸器等；（9）通用性強，易于擴展；（10）用戶存儲器容量大于4KB。1969年，美國數(shù)字設備公司（DEC）根據(jù)GM公司招標的技術要求，研制出第一臺可編程控制器，并在GM公司汽車自動裝配線上試用，獲得成功。其后，日本、德國等相繼引入這項新技術，可編程控制器由此而迅速發(fā)展起來。可編程控制器從誕生至今，經(jīng)歷了四次換代，如表1-1所示。2.PLC的特點（1）可靠性高，抗干擾能力強。（2）編程直觀，簡單。（3）通用性好、使用方便。（4）功能完善，接口功能強。（5）安裝簡單、調試方便、維護工作量小。（6）體積小、重量輕、功耗低。可編程控制器在性能上優(yōu)于繼電器邏輯控制，與微型計算機、單片機一樣，是一種用于工業(yè)自動化控制的理想工具。PLC、繼電-接觸器控制系統(tǒng)及計算機控制系統(tǒng)的性能比較見表1-2（詳見教材）。1.PLC基本結構PLC基本結構如圖1-1所示。關聯(lián)知識☆

1.1.2PLC基本結構與工作原理（1）CPU模塊CPU模塊由中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器等部分組成，是PLC的核心部件。CPU模塊的主要任務如下：1）接收從編程軟件或編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，并存儲在存儲器中。2）用掃描方式接收現(xiàn)場輸入設備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存入相應的數(shù)據(jù)寄存器或輸入映像寄存器。3）當PLC處于運行狀態(tài)時，執(zhí)行用戶程序，完成用戶程序規(guī)定的各種算術邏輯運算、數(shù)據(jù)的傳輸和存儲等。4）按照程序運行結果，更新相應的標志位和輸出映像寄存器，通過輸出部件實現(xiàn)輸出控制、制表打印和數(shù)據(jù)通信等功能。（2）輸入/輸出（I/O）模塊輸入/輸出（I/O）模塊是PLC與輸入/輸出設備相連接的部件。輸入/輸出（I/O）模塊有兩個要求：一是接口有良好的抗干擾能力；二是接口能滿足工業(yè)現(xiàn)場各類信號匹配的要求。所以輸入/輸出（I/O）模塊一般都包含光電耦合電路和RC濾波電路。輸入（I）模塊的作用是接收輸入設備（如按鈕、傳感器、行程開關等）的控制信號并轉換為PLC內部處理標準信號。輸入（I）模塊可分為三類：直流輸入模塊、交流輸入模塊和交/直流輸入模塊，如圖1-2所示。圖1-2輸入模塊的輸入形式a）直流輸入模塊b）交流輸入模塊c）交/直流輸入模塊輸出（O）模塊的作用是將CPU模塊處理后的輸出信號通過功放電路來驅動輸出設備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。按輸出開關器件的種類不同，可分為三類：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型，如圖1-3所示。

圖1-3輸出模塊的輸出形式

a）繼電器輸出型

b）晶體管輸出型

c）晶閘管輸出型

（3）電源模塊

1）外部電源。外部電源用于驅動PLC的輸出設備和傳遞現(xiàn)場信號，又稱為用戶電源。同一臺PLC的外部電源既可以是一個規(guī)格的，也可以是多個規(guī)格的。外部電源的容量與性能，由輸出負載和輸入電路決定。常見的外部電源有：交流380V、220V、110V，直流100V、48V、24V、12V、5V等。

2）內部電源。內部電源即PLC的工作電源，有時也作為現(xiàn)場輸入信號的電源。它的性能好壞直接影響到PLC的可靠性，為了保證PLC的可靠工作，對它提出了較高的要求，一般可從如下四個方面考慮：

●內部電源與外部電源隔離，減少供電線路對內部電源的影響。

●有較強的抗干擾能力。

●電源本身功耗盡可能低，在供電電壓波動范圍較大時，能保證正常穩(wěn)定的輸出。

●具有良好的保護功能。

開關穩(wěn)壓電源能較好地滿足上述要求，故各廠家生產的PLC內部電源均采用開關型穩(wěn)壓電源。

3）備用電源。在停機或突然掉電時，備用電源可保證RAM中的信息不丟失。一般PLC采用鋰電池作為RAM的備用電源。鋰電池的壽命為3～5年，若電池電壓降低，則PLC控制面板上相應的指示燈會點亮或閃爍，應根據(jù)各類型PLC操作手冊的說明，在規(guī)定時間內按要求更換相同規(guī)格的鋰電池。（4）編程器PLC編程器用于用戶程序的輸入、編輯和調試，同時監(jiān)控、顯示PLC的一些系統(tǒng)參數(shù)和內部狀態(tài)，是開發(fā)、設計和維護PLC控制系統(tǒng)的必要工具。目前，PLC編程器一般分為手持式編程器和圖形編程器。其中手持式編程器常用于工業(yè)現(xiàn)場調試。圖形編程器只需在個人計算機上與PLC編程軟件配套運行即可進行編程工作。這種編程非常方便，用戶可以在計算機上以連機/脫機方式編程，特別是筆記本電腦的逐漸普及，利用圖形編程器編程和現(xiàn)場調試已成為工控技術人員的優(yōu)選方案。

2.PLC工作原理PLC采用“循環(huán)掃描”的工作方式，即在PLC運行時，CPU執(zhí)行用戶按控制要求編制并存放于用戶程序存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，在無中斷或跳轉的情況下，按存儲地址號遞增的方向順序逐條執(zhí)行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。PLC工作過程如圖1-4所示。圖1-4PLC的“循環(huán)掃描”工作過程由圖1-4可知，PLC掃描一個周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新3個階段。

注意1：

只有采樣時，輸入映像寄存器中的內容才與輸入信號一致，而其他時間范圍內輸入信號的變化不會影響輸入映像寄存器內容，輸入信號的變化狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入，這種輸入工作方式稱為集中輸入工作方式。

注意2：在輸出刷新階段完成后，輸出鎖存器的狀態(tài)保持不變。輸出映像寄存器變化了的狀態(tài)只有等到下一個掃描周期的輸出刷新階段到來時，才能通過CPU送入輸出鎖存器中，這種輸出工作方式稱為集中輸出工作方式。圖1-5所示為PLC工作過程流程圖。圖1-5PLC工作過程流程圖圖1-5PLC工作過程流程圖

1.PLC的典型應用（1）開關量邏輯控制。（2）模擬量控制。（3）過程控制。（4）定時和計數(shù)控制。（5）順序控制。（6）數(shù)據(jù)處理。（7）通信和聯(lián)網(wǎng)。2.PLC的發(fā)展前景（1）向高速度、大容量方向發(fā)展。（2）向超大型、超小型兩個方向發(fā)展。（3）向智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。（4）向自診斷方向發(fā)展。（5）向標準化方向發(fā)展。關聯(lián)知識☆

1.1.3PLC典型應用與發(fā)展前景1.收集PLC相關信息搜索關鍵詞“什么是PLC”、“PLC的由來”、“PLC的特點”、“PLC的發(fā)展”、“PLC品牌”、“PLC主流型號”、“PLC應用工程案例”。2.撰寫PLC應用調研報告查找PLC應用相關素材，學習小組分工完成調研報告（“PLC在工業(yè)控制領域應用現(xiàn)狀”、“PLC常用品牌與主流型號”、“PLC外圍設備”、“PLC發(fā)展現(xiàn)狀”任選一題完成）。參考格式詳見教材：任務實施☆

1.1.4撰寫PLC應用調研報告注冊三菱電機自動化（中國）有限公司網(wǎng)站（）或工控人家園網(wǎng)（/），收集、學習如下資料：（1）FX3U系列微型可編程控制器硬件手冊（2）FX3U系列微型可編程控制器編程手冊任務實施☆1.1.5下載課程學習資源【知識目標】1.了解FX3U系列PLC硬件配置；2.了解FX3U系列PLC軟元件資源；【能力目標】

1.能正確、規(guī)范操作PLC實訓室實訓裝置；2.能正確連接FX3UPLC輸入、輸出電路；

任務描述通過參觀PLC實訓室，了解FX3U系列PLC硬件配置以及軟元件資源。能正確識別PLC型號以及含義、PLC控制面板各部分名稱與功能；能正確、規(guī)范操作實訓裝置。任務1.2認識三菱FX3U

系列PLC與工作環(huán)境【任務要求】1.認識實訓室PLC，能正確識別型號以及型號含義。2.認識FX3UPLC控制面板各部分名稱以及功能。3.認識FX3UPLC軟元件資源。4.按要求連接FX3U系列PLC輸入、輸出電路并檢驗是否有效。5.按要求正確、規(guī)范操作實訓裝置。【任務環(huán)境】1.每學習小組配套FX3UPLC實訓裝置一套。2.每學習小組配套若干導線、工具等。日本三菱公司的PLC是較早進入中國市場的產品。三菱公司近年來推出的FX系列PLC有FX0、FX2、FX1S、FX1N、FX3U、FX3U等系列產品。其中FX3U系列是三菱公司最新開發(fā)的第3代緊湊型的小型PLC，是目前該公司小型PLC中CPU性能最高的產品。FX3U系列PLC常用產品如圖1-6所示。

a)b)c)圖1-6常用FX3U系列PLC產品a）FX3U-32Mb）FX3U-48Mc）FX3U-64M

關聯(lián)知識☆

1.2.1FX3U系列PLC硬件資源1.FX3U系列PLC控制面板圖1-7所示為三菱FX3U-32MTPLC的面板，主要包含型號、狀態(tài)指示燈、工作模式轉換開關與通信接口、PLC的電源端子與輸入端子、輸入指示燈、輸出指示燈和輸出端子等幾個區(qū)域。

圖1-7FX3U-32MTPLC控制面板（1）輸入接線端AC電源/DC輸入型FX3UPLC輸入接線端可分為電源端、+24V電源端、輸入公共端（S/S端）和X□端子4部分。FX3U-32MR/ES(-A)等型號PLC輸入接線端如圖1-8上端所示。

圖1-8FX3U-48MR/ES(-A)等型號PLC接線端1）電源端。AC電源型為[L]、[N]、[]端子，通過這部分端子外接PLC的外部電源（AC220V）。DC電源型則為[]、[?]端子。2）+24V電源端。DC輸入型為[0V]、[24V]端子，該電源為外圍設備提供直流+24V電源，主要用于傳感器或其他小容量負載的供給電源。AC輸入型則沒有此端子。3）輸入公共端子[S/S]。在外接按鈕、開關和傳感器等外部信號元件時必須接的一個公共端子，第一代和第二代FX系列PLC沒有此端子。通過將[S/S]端子與[0V][?]或[24V][]端子中的一個連接，可以進行源型/漏型輸入的切換。4）X□端子。為輸入（IN）繼電器的接線端子，是將外部信號引入PLC的必經(jīng)通道。PLC每個輸入接線端子的內部都對應一個電子電路，即輸入接口電路。5）[.]端子。[.]為未被使用端子，不具有任何功能。應用技巧：●三菱PLC的輸入繼電器用文字符號X表示，采用八進制編號方法，F(xiàn)X3U-32MRT的對應輸入端共有16個，即X0～X7和X10～X17。●在進行安裝、配線作業(yè)時，一定要在關閉全部外部電源之后進行。否則，容易電震、損傷產品。（2）輸出接線端FX3U系列PLC輸出接線端可分為Y□端子和COM端子兩部分，如圖1-8下端所示。應用技巧：

●三菱PLC的輸出繼電器用文字符號Y表示，采用八進制編號方法。FX3U-32MRT的對應輸出端共有16個，即Y0～Y7和Y10～Y17。●輸出設備使用不同的電壓類型和等級時，F(xiàn)X3U系列PLC輸出接線端與COM端組合對應關系見表1-3。當輸出設備使用相同的電壓類型和等級時，則將COM1、COM2、COM3、COM4用導線短接即可。●對于共用一個COM端子的同一組輸出（同一組輸出的輸出接線端子數(shù)量不一定相同，接線時請務必注意），必須用同一個電壓類型和同一電壓等級。（3）狀態(tài)指示欄FX3U系列PLC提供4個指示燈，來表示PLC的當前工作狀態(tài)，其含義如表1-4所示。（4）RUN/STOP開關與通信接口RUN/STOP開關用來改變PLC的工作模式，PLC電源接通后，將轉換開關撥到RUN位置，則PLC的運行指示燈（RUN）點亮，表示PLC正處于運行狀態(tài)。將轉換開關撥到STOP位置，則PLC的運行指示燈（RUN）熄滅，表示PLC正處于停止狀態(tài)。通信接口用來連接編程設備（如手持編程器、計算機等）或通信設備，通信線與PLC連接時務必注意通信線接口內的“針”與PLC上的接口正確對應后才可將通信線接口插入PLC的通信接口，以免損壞接口。2.FX系列PLC的型號FX系列PLC型號標注含義如圖1-9所示。

圖1-9FX系列PLC的型號標注含義FX系列PLC型號標注含義如下：1）系列名稱：如1S、1N、3U、3U、3G等。2）I/O點總數(shù)：10～256。

3）單元類型：M—基本單元；E—輸入輸出混合擴展單元與擴展模塊；EX—輸入專用擴展模塊；EY—輸出專用擴展模塊。FX系列PLC型號標注含義如下：1）系列名稱：如1S、1N、3U、3U、3G等。2）I/O點總數(shù)：10～256。4）輸出形式：R—繼電器輸出；T—晶體管輸出；S—晶閘管輸出。5）特殊品種的區(qū)別：D—DC電源，DC輸出；A1—AC電源，AC輸入；H—大電流輸出擴展模塊（1A/點）；V—立式端子排的擴展模塊；C—接插口輸入輸出方式；F—輸入濾波器1ms的擴展模塊；L—TTL輸入型擴展模塊；S—獨立端子（無公共端）擴展模塊。若特殊品種缺省，通常指AC電源輸入、DC輸出、橫式端子排。其中繼電器輸出：2A/1點；晶體管輸出：0.5A/1點；晶閘管輸出：0.3A/1點。例如FX3U-32MR-D，其型號含義為三菱FX3U系列PLC，具有32個I/O點的基本單元，繼電器輸出型，使用DC24V電源。3.FX3U系列PLC的基本單元與擴展設備（1）基本單元基本單元是構成PLC控制系統(tǒng)的核心部件，由CPU模塊、輸入/輸出（I/O）模塊、通信接口和擴展接口等組成。三菱FX3U系列PLC常用基本單元見表1-5，供用戶選用時參考。（2）擴展設備三菱FX3U系列PLC的擴展設備包括擴展單元、擴展模塊和特殊功能模塊，各擴展設備作用如下。

擴展單元：用于增加I/O點數(shù)的裝置，內部設有電源。

擴展模塊：用于增加I/O點數(shù)及改變I/O比例，內部無電源，用電由基本單元或擴展單元供給。由于擴展單元與擴展模塊無CPU，因此必須與基本單元一起使用。

特殊功能模塊：用于特殊功能控制，如模擬量輸入、模擬量輸出、溫度傳感器輸入、高速計數(shù)、PID控制、位置控制、通信等。表1-6、表1-7為三菱FX3U系列PLC常用擴展單元和特殊功能擴展單元，供用戶選型時參考。

1.FX3U系列PLC的軟元件性能指標表1-8(詳見教材)給出了FX3U系列PLC的軟元件性能指標，供使用時參考。2.FX3U系列PLC的軟元件FX3U系列PLC內部有CPU模塊、輸入/輸出（I/O）模塊、通信接口和擴展接口等硬件資源，這些硬件資源在其系統(tǒng)軟件的支持下，使PLC具有很強的功能。對某一特定的控制對象，若用PLC進行控制，必須編寫控制程序。與C++高級語言或MCS-51匯編語言編程一樣，在PLC的RAM存儲器中應有存放數(shù)據(jù)的存儲單位。由于PLC是由繼電—接觸器控制發(fā)展而來的，而且在設計時考慮到便于工控技術人員容易學習與應用，因此將PLC的存儲單元沿用“繼電器”來命名。按存儲數(shù)據(jù)的性質把這些存儲單元命名為輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)繼電器、定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器等。在工程技術中，通常把這些繼電器稱為軟元件（簡稱元件），用戶在編程時必須了解這些軟元件的符號與編號。關聯(lián)知識☆

1.2.2FX3U系列PLC軟元件資源（1）輸入、輸出繼電器1）輸入繼電器（X）。PLC的輸入接線端是從輸入設備接收信號的端口，PLC內部與輸入接線端連接的輸入繼電器（X）是基于光電隔離的電子繼電器，它們的編號與輸入接線端編號一致，按八進制進行編號。輸入繼電器（X）工作狀態(tài)取決于PLC外部輸入設備觸點的狀態(tài)，不能用程序指令驅動。內部提供常開/常閉兩種觸點供編程時使用，且使用次數(shù)不限。PLC的輸入電路連接示意圖如圖1-10所示。

a)b)圖1-10PLC輸入電路的連接a）直流漏型輸入電路b）直流源型輸入電路2）輸出繼電器（Y）。輸出繼電器（Y）是PLC用來傳遞信號到輸出設備的元件。輸出繼電器的工作狀態(tài)由程序驅動，也按八進制進行編號，其外部輸出主觸點（常開觸點）接到PLC的輸出接線端上供驅動輸出設備使用，內部提供常開/常閉觸點供程序使用，且使用次數(shù)不限。PLC的輸出電路連接示意圖如圖1-11所示。

圖1-11不同公共端輸出電路的連接FX3UPLC圖1-12描述了FX3U系列PLC的輸入、輸出繼電器的工作原理。

圖1-12FX3U系列PLC輸入、輸出繼電器工作原理a）輸入繼電器b）輸出繼電器注意：在PLC中繼電器并非真實的物理繼電器，而只是一個“命名”而已。但為便于理解與應用，也利用線圈和觸點描述其功能，即用“○或（）”表示繼電器的線圈，用“

”表示常開觸點，用“

”表示常閉觸點，我們把這些觸點和線圈理解為軟線圈和軟觸點，在梯形圖中可以無限制使用。0V24VS/S（2）輔助繼電器（M）在PLC邏輯運算中，經(jīng)常需要一些中間繼電器作為輔助運算用，這些元件不能接收外部的輸入信號，也不能直接驅動輸出設備，是一種內部的狀態(tài)標志，相當于繼電—接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器。這類繼電器稱為輔助繼電器。1）通用輔助繼電器。FX3U系列PLC的通用輔助繼電器共500個，其元件地址號按十進制編號（M0～M499），也可以通過參數(shù)設置更改為斷電保持輔助繼電器。

2）斷電保持輔助繼電器。FX3U系列PLC在運行中若發(fā)生斷電，輸出繼電器和通用輔助繼電器全部處于斷開狀態(tài)，上電后，這些狀態(tài)不能自復。某些控制系統(tǒng)要求記憶電源中斷瞬間的狀態(tài)，重新通電后再呈現(xiàn)其狀態(tài)，斷電保持輔助繼電器（地址編號為M500~7679）可以用于這種場合。它由PLC內置鋰電池提供電源。其中編號M500~M1023共524點可通過參數(shù)設置更改為斷電保持或斷電非保持輔助繼電器，而編號M1024~M7679共6656點固定為斷電保持輔助繼電器。

3）特殊輔助繼電器。FX3U系列PLC具有512個特殊輔助繼電器，地址編號為M8000～M8511，它們用來表示PLC的某些狀態(tài)、提供時鐘脈沖和標志（如進位、借位標志等）、設定PLC的運行方式，或者用于步進順序控制、禁止中斷、設定計數(shù)器的計數(shù)方式等。特殊輔助繼電器有兩種類型：一類是觸點利用型，另一類是線圈驅動型。以下是幾種常用的特殊輔助繼電器。

M8000：運行監(jiān)控繼電器。當PLC執(zhí)行用戶程序時為ON；停止執(zhí)行時為OFF。

M8002：初始化脈沖繼電器。僅在PLC運行開始瞬間接通一個掃描周期。M8002的常開觸點常用于某些元件的復位和清零，也可作為啟動條件。

M8005：鋰電池電壓監(jiān)控繼電器。當鋰電池電壓降至規(guī)定值時變?yōu)镺N，可以用它的觸點驅動輸出繼電器和外部指示燈，提醒工作人員更換鋰電池。

M8011～M8014：時鐘脈沖繼電器。分別產生10ms、100ms、1s和1min的時鐘脈沖輸出。M8033：輸出保持特殊輔助繼電器。該繼電器線圈“通電”時，PLC由RUN狀態(tài)進入STOP狀態(tài)后，映像寄存器與數(shù)據(jù)寄存器中的內容保持不變。

M8034：禁止全部輸出特殊輔助繼電器。該繼電器線圈“通電”時，PLC全部輸出被禁止。

M8039：定時掃描輸出特殊輔助繼電器。該繼電器線圈“通電”時，PLC以D8039中指定的掃描時間工作。（3）狀態(tài)繼電器（S）狀態(tài)繼電器是構成順序功能圖的重要軟元件，通常與步進順控指令配合使用。三菱FX3U系列PLC狀態(tài)繼電器用字母“S”表示，地址編號為S0~S4095，共有4096點。（4）定時器（T）定時器（T）在PLC中的作用相當于繼電—接觸器控制系統(tǒng)中的時間繼電器。FX3U系列PLC具有512個定時器，可提供無數(shù)對常開/常閉觸點供編程使用，其設定值由程序賦予，地址編號為T0~T511，分辨率有3種，分別為1ms、10ms和100ms，定時范圍為0.001~3276.7s。（5）計數(shù)器（C）計數(shù)器（C）用于累計其計數(shù)輸入端接收到的脈沖個數(shù)。計數(shù)器可提供無數(shù)對常閉和常開觸點供編程時使用，其設定值由程序賦予。FX3U系列PLC具有256個計數(shù)器，地址編號為C0~C255，分16位計數(shù)器、32位計數(shù)器和高速計數(shù)器3種。（6）指針（P/I）FX3U系列PLC的指針包括分支用指針（P）和中斷用指針（I）。

1）分支用指針（P）。分支用指針也稱為跳轉指針，地址編號為P0~P4095，共4096點，用來指定條件跳轉、子程序調用等分支的跳轉目標。

2）中斷用指針（I）。中斷用指針地址編號為I0□□～I8□□，共15點。其中I00□～I50□用于外部中斷；I6□□～I8□□用于定時中斷；I010～I060用于計數(shù)中斷。（7）數(shù)據(jù)寄存器（D）FX3U系列PLC的數(shù)據(jù)寄存器的長度為雙字節(jié)（16位），最高位為符號位。可以把兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存放一個4字節(jié)（32位）的數(shù)據(jù)，最高位仍為符號位。

1）通用數(shù)據(jù)寄存器。

2）斷電保持數(shù)據(jù)寄存器。

3）特殊數(shù)據(jù)寄存器。（8）變址寄存器V/Z變址寄存器通常用來修改元件的地址編號，V和Z都是16位寄存器，可進行數(shù)據(jù)的讀與寫。將V與Z合并使用，可進行32位操作，其中V為低16位。FX3U系列PLC的變址寄存器共有16點，地址編號為V0～V7和Z0～Z7。（9）常數(shù)（K/H）常數(shù)前綴K表示該常數(shù)為十進制常數(shù)；常數(shù)前綴H表示該常數(shù)為十六進制常數(shù)。如K30表示十進制的30；H24表示十六進制的24。常數(shù)一般用于定時器和計數(shù)器的設定值，也可以作為功能指令的源操作數(shù)。注意：

●不同廠家、不同系列的PLC，其內部軟繼電器的功能和編號都不相同，因此在編制程序時，必須熟悉所選用PLC編程元件的功能和編號。

●FX3U系列PLC軟繼電器編號由字母和數(shù)字組成，其中輸入繼電器和輸出繼電器用八進制數(shù)字編號，其他軟繼電器均采用十進制數(shù)字編號。FX3U系列PLC的編程語言包括梯形圖、指令語句表、順序功能圖、邏輯符號圖、高級編程語言。其中最常用的編程語言是梯形圖和指令語句表。本項目僅介紹梯形圖和指令語句表。1.梯形圖梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連接圖，用以描述所使用的PLC指令及其先后順序。圖1-13所示為繼電—接觸器控制線路圖和對應的PLC梯形圖。

圖1-13繼電—接觸器控制線路及其對應梯形圖a)繼電—接觸器控制線路圖b)梯形圖關聯(lián)知識☆

1.2.3認識三菱FX3U系列PLC編程語言梯形圖左、右兩邊的垂直豎線稱為左、右母線（右母線可以省略不畫）。對于初學者，可以把左母線理解為提供能量的電源相線。觸點閉合可以使能量流過，通到下一個元件；觸點斷開則阻斷能量流過，這種能量流稱之為“能流”。畫梯形圖時必須遵循：1）梯形圖程序按邏輯行從上至下，每一行從左至右順序編寫。PLC程序執(zhí)行順序與梯形圖的編寫順序一致。2）左母線只能直接接各類繼電器的觸點，繼電器線圈不能直接接左母線。3）右母線只能直接接各類繼電器的線圈（不含輸入繼電器線圈），繼電器的觸點不能直接接右母線。4）一般情況下，同一編號的線圈在梯形圖中只能出現(xiàn)一次，而同一編號的觸點在梯形圖中可以重復出現(xiàn)。5）梯形圖中觸點可以任意串、并聯(lián)，而輸出線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。

應用技巧：●梯形圖與繼電—接觸器控制系統(tǒng)雖然相對應，但絕不是一一對應的關系，兩者有本質區(qū)別：繼電—接觸器控制系統(tǒng)使用的是硬件電氣元器件，依靠硬件連接組成控制系統(tǒng)。而梯形圖中的繼電器、定時器、計數(shù)器等編程元件不是實物，實際上是PLC存儲器中的存儲位（即軟元件），相應的位為“1”狀態(tài)，表示該繼電器線圈通電、常開觸點閉合、常閉觸點斷開。●梯形圖左右兩端的母線不接任何電源。梯形圖中并沒有真實的物理電流流動，而是概念電流（假想電流）。假想電流只能從左到右，從上到下流動。假想電流是執(zhí)行用戶程序時滿足輸出執(zhí)行條件的形象理解。2.指令語句表指令語句表是一種類似于計算機匯編語言的、用一系列操作代碼組成的匯編語言，又稱為語句表、命令語句、梯形圖助記符等。它比匯編語言通俗易懂，更為靈活，適應性廣。表1-9是利用FX3U系列PLC指令語句表完成圖1-13b所示梯形圖控制功能編寫的程序。PLC的指令語句由程序（語句）步編號、指令助記符和操作數(shù)組成，下面分別予以介紹。

1）程序步編號。程序步編號簡稱步序，是用戶程序中語句的序號，一般由編程器自動依次給出，只有當用戶需要改變語句時，才通過插入鍵或刪除鍵進行增刪調整。由于用戶程序總是依次存放在用戶程序存儲器內，故程序步也可以看作語句在用戶程序存儲器內的地址代碼。2）指令助記符。指令助記符是指PLC指令系統(tǒng)中的指令代碼。如“LD”表示“取”、“OR”表示“或”、“ANI”表示“與非”、“OUT”表示“輸出”等。它用來說明要執(zhí)行的功能，告訴CPU該進行什么操作。例如，邏輯運算的與、或、非，算術運算的加、減、乘、除，時間或條件控制中的計時、計數(shù)、移位等功能。

3）操作數(shù)。操作數(shù)一般由標識符和參數(shù)組成。標識符表示操作數(shù)類別，例如輸入繼電器、定時器、計數(shù)器等。參數(shù)表示操作數(shù)地址或預定值。任務實施☆

1.2.4認識實訓室三菱FX系列PLC在實驗室管理員指導下參觀PLC實訓室，了解三菱FX 系列PLC硬件配置以及軟元件資源。并按照要求填寫表1-10。按照圖1-14所示PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖，將按鈕、接觸器、燈泡進行I/O分配，正確接線，熟悉常閉、常開觸點的使用。

圖1-14PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖操作步驟：（1）將按鈕SB1的常開觸點接到PLC的輸入口X1，查看按下按鈕時X1端口輸入指示燈是否點亮。（2）將按鈕SB2的常開觸點接到PLC的輸入口X2，查看按下按鈕時X2端口輸入指示燈是否點亮。若按下按鈕時對應輸入指示燈點亮，說明連接正確；反正則說明連接不正確。值得說明的是，圖1-14中輸出端子由于PLC中無執(zhí)行用戶程序，接觸器KM1與燈泡HL1不工作。任務實施☆

1.2.5連接三菱FX3U系列PLC輸入、輸出電路研討訓練1.1簡述可編程控制器的定義。1.2簡述PLC的基本結構與工作原理。1.3簡述三菱FX3U系列PLC控制面板功能。

1.4PLC有哪些輸出方式？分別適應什么類型的負載？1.5三菱FX3U系列PLC有哪些內部軟元件？1.6小型三菱FX3U系列PLC有哪幾種編程語言？1.8資料搜集登錄三菱電機自動化（中國）有限公司網(wǎng)站（）或工控人家園網(wǎng)（/），收集、學習如下資料。（1）GX-Works2操作手冊；（2）GX-Works2教程視頻；謝謝聆聽互聯(lián)網(wǎng)+教學項目2：三相異步電動機典型控制電路設計任務2.1起保停控制電路設計【知識目標】1.掌握起保停控制電路控制原理。2.了解PLC控制系統(tǒng)及其設計方法。3.掌握三菱FX3U系列PLC關聯(lián)基本指令應用技巧。【能力目標】

1.能夠進行起保停控制電路硬件設計。2.能夠利用GX-Works2編程軟件進行梯形圖程序設計，會仿真調試。3.能夠進行起保停控制電路輸入、輸出接線，并利用實訓裝置進行聯(lián)機調試。

圖2-1三相異步電動機起保停控制電路任務描述某機加工設備采用起保停控制，其繼電器-接觸器控制如圖2-1所示。當按下起動按鈕SB1，電動機啟動運轉；按下停止按鈕SB2時，電動機停止轉動。此外該電路具有短路保護和過載保護等必要保護措施。使用FX3U系列PLC實現(xiàn)此控制功能，完成PLC程序的編寫與仿真調試，硬件的接線與聯(lián)機調試。

圖2-1三相異步電動機起保停控制電路

圖2-1三相異步電動機起保停控制電路【任務要求】1.安裝GX-Works2編程軟件。2.利用GX-Works2設計起保停梯形圖程序。3.正確連接編程電纜，下載程序至PLC。4.正確連接輸入按鈕和輸出負載（交流接觸器）。5.仿真、聯(lián)機調試。【任務環(huán)境】1.兩人一組，根據(jù)工作任務進行合理分工。2.每組配套FX3U系列PLC實訓裝置一套。3.每組配套若干導線、工具等。【考核評價標準】該任務考核評價標準如表2-1所示（詳盡教材）。關聯(lián)知識☆

2.1.1LD、LDI、OUT指令LD、LDI、OUT指令的指令助記符、名稱、功能、梯形圖、操作元件和程序步長如表2-2所示。

1.指令功能（1）LD（Load）指令。取指令，將常開觸點接到左母線上。此外，在分支電路接點處也可使用。（2）LDI（Loadinverse）指令。取反指令，與LD指令的應用技巧相同，只是LDI用于常閉觸點。（3）OUT（Out）指令。輸出指令或線圈驅動指令，輸出邏輯運算結果，即根據(jù)邏輯運算結果去驅動一個指定的線圈。2.應用實例LD、LDI和OUT指令應用實例如圖2-2所示。

a）b）圖2-2LD、LDI和OUT指令應用實例a）梯形圖b）指令語句表圖2-2中，當輸入端口X000有信號輸入時，輸入繼電器X000的常開觸點閉合，輸出繼電器Y000的線圈得電，其主觸點閉合驅動輸出設備工作。當輸入端口X001無信號輸入時，輸入繼電器X001的常閉觸點保持閉合狀態(tài)，M100、T0的線圈得電，定時器T0開始計時，計時結束后，其常開觸點閉合，輸出繼電器Y001的線圈得電，其主觸點閉合驅動輸出設備工作。當輸入端口X001有信號輸入時，輸入繼電器X001的常閉觸點分斷，輔助繼電器M100、定時器T0的線圈失電，定時器T0復位。值得注意的是，OUT指令用于驅動定時器T、計數(shù)器C時，還需要第二個操作數(shù)用于設定參數(shù)。參數(shù)可以是常數(shù)K或數(shù)據(jù)寄存器D。常數(shù)K的設定范圍、定時范圍如表2-3所示。AND、ANI、OR、ORI指令的指令助記符、名稱、功能、梯形圖及操作元件和程序步長如表2-4所示。

關聯(lián)知識☆

2.1.2AND、ANI、OR、ORI指令1.指令功能(1)AND(and)指令。與指令，用于一個觸點與另一個常開觸點的串聯(lián)。(2)ANI(andinverse)指令。與非指令，用于一個觸點與另一個常閉觸點的串聯(lián)。(3)OR(or)指令。或指令，用于一個觸點與另一個常開觸點的并聯(lián)。(4)ORI(orinverse)指令。或非指令，用于一個觸點與另一個常閉觸點的并聯(lián)。2.應用實例AND、ANI指令的實用實例如圖2-3所示。

a）b）圖2-3AND、ANI指令應用實例a）梯形圖b）指令語句表圖2-3中，串聯(lián)常開觸點用AND指令，串聯(lián)常閉觸點用ANI指令。此外，OUTM101后的OUTY002稱為縱接輸出或連續(xù)輸出。一般情況下，縱接輸出可重復多次使用。OR、ORI指令的實用實例如圖2-4所示。圖中，并聯(lián)常開觸點用OR指令，并聯(lián)常閉觸點用ORI指令。

a）b）圖2-4OR、ORI指令應用實例a）梯形圖b）指令語句表SET、RST指令的指令助記符、名稱、功能、梯形圖及操作元件和程序步長如表2-5所示。

1.指令功能

SET指令。置位指令，用于將指定的軟元件置位，即使被操作的軟元件接通并保持。

RST指令。復位指令，用于將指定的軟元件復位，即使被操作的軟元件斷開并保持。關聯(lián)知識☆

2.1.3SET、RST指令2.應用實例SET、RST指令的應用實例如圖2-5所示。

a）b）圖2-5SET、RST指令應用實例a）梯形圖b）指令語句表應用技巧：SET、RST指令對同一操作元件可多次使用，且不限制使用順序，但最后執(zhí)行者有效；SET、RST指令之間可插入其他程序。END指令的指令助記符、名稱、功能、梯形圖及操作元件和程序步長如表2-6所示。

1.指令功能END指令。程序結束指令，程序執(zhí)行到END指令后，END指令后面的程序則不執(zhí)行，即直接運行輸出處理階段程序。在調試時，插入END指令，可以逐段調試程序，提高程序調試速度。2.應用實例圖2-2、圖2-3、圖2-4、圖2-5所示梯形圖都不是完整的程序，且不能正常運行程序，必須為其添加END程序結束指令，如圖2-6所示。

圖2-6END指令應用實例

a）b）圖2-6END指令應用實例a）梯形圖b）指令語句表關聯(lián)知識☆

2.1.4END指令GX-Works2是三菱電機新一代PLC編程軟件，具有簡單工程（simpleproject）和結構化工程（structuredproject）兩種編程方式，支持梯形圖、指令表、SFC、ST及結構化梯形圖等編程語言，可實現(xiàn)程序編程、參數(shù)設定、網(wǎng)絡設定、程序監(jiān)控、調試及在線更改，智能功能模塊設置等功能，適用于Q、QnU、L、FX等系列PLC，兼容GXDeveloper軟件，支持三菱電機工控產品iQPlatform綜合管理軟件iQWorks，具有系統(tǒng)標簽功能，可實現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)與HMI、運動控制器的數(shù)據(jù)共享。可以在三菱電機自動化（中國）有限公司的網(wǎng)站（）或工控人家園網(wǎng)（/index.php）下載GX-Works2和用戶手冊，也可以通過本書的配套資源獲取。本書以該軟件V1.591R版本為例，介紹軟件的使用方法。關聯(lián)知識☆

2.1.5GX-Works2編程軟件1.GX-Works2簡單工程界面介紹單擊“開始”→“所有程序”→“MELSOFT應用程序”→“GX-Works2”或雙擊實驗室計算機桌面GX-Works2圖標“

”，即進入GX-Works2初始桌面，新建工程并選擇相關參數(shù)后進入如圖2-7所示簡單工程編程界面。由于篇幅有限，結構化工程編程本書不予介紹，感興趣的讀者可以參照用戶手冊自行學習。圖2-7GX-Works2簡單工程編程界面（1）菜單欄。共11個下拉菜單，如果選擇了所需要的菜單，相應的下拉菜單就會顯示，然后可以選擇各種功能。若下拉菜單中選項的最右邊有“?”標記，則可以顯示該選項的子菜單；當功能名稱旁邊有“…”標記時，將鼠標移至該項目時就會出現(xiàn)設置對話框。（2）快捷工具欄。快捷工具欄又可分為主工具欄、圖形編輯工具欄、視圖工具欄等。快捷工具欄中的快捷圖標僅在相應的操作范圍內才可見。此外，在工具欄上的所有按鈕都有注釋，只要將鼠標移動到按鈕上面就能看到其中文注釋。（3）梯形圖編輯區(qū)。在編輯區(qū)內對程序注釋、注解、參數(shù)等進行梯形圖編輯，也可轉換為SFC程序語言進行SFC圖形編輯。（4）工程欄。以樹狀結構顯示工程的各項內容，如顯示程序、軟元件注釋、PLC參數(shù)設置等。2.新建工程啟動GX-Works2編程軟件后，界面上的工具欄是灰色的，表示未進入編程狀態(tài)。此時，利用“新建工程”或“打開工程”才能進入編程頁面。單擊“工程”菜單選擇“新建”命令或選擇快捷圖標“

”，如圖2-8所示。按圖中順序操作，新建工程結束便可進入圖2-7所示程序編輯界面。在程序編輯完成并保存后，所新建工程可以在下次重新啟動GX-Works2軟件后用打開方式進行打開與編輯。

圖2-8“新建工程”對話框及新建步驟

3.梯形圖編程GX-Works2軟件提供快捷方式輸入、鍵盤輸入和菜單輸入三種梯形圖輸入法。（1）快捷方式輸入法GX-Works2軟件梯形圖符號工具條如圖2-9所示。

圖2-9梯形圖符號工具條常用功能說明：〈F5〉常開觸點、〈sF5〉并聯(lián)常開觸點、〈F6〉常閉觸點、〈sF6〉并聯(lián)常閉觸點、〈F7〉線圈、〈F8〉應用指令、〈F9〉畫橫線、〈sF9〉畫豎線、〈cF9〉橫線刪除、〈cF10〉豎線刪除、〈sF7〉上升沿脈沖、〈sF8〉下降沿脈沖、〈aF7〉并聯(lián)上升沿脈沖、〈aF8〉并聯(lián)下降沿脈沖、〈aF5〉運算結果上升沿脈沖化、〈caF5〉運算結果下降沿脈沖化、〈caF10〉運算結果取反、〈F10〉畫線輸入、〈aF9〉畫線刪除。快捷方式操作方式如下：要在某處輸入觸點、指令、畫線和分支等，先要把藍色光標移動到要編輯梯形圖的地方，然后在工具條上單擊相應的快捷圖標，或按一下快捷圖標下方所標注的快捷鍵即可。例如，要輸入X000常開觸點，單擊快捷圖標，或按快捷鍵〈F5〉，則出現(xiàn)如圖2-10所示的對話框。

圖2-10“梯形圖輸入”對話框通過鍵盤輸入X000，單擊“確定”按鈕，在梯形圖編輯區(qū)出現(xiàn)一個標號為X000的常開觸點，且其所在程序行變成灰色，表示該程序行進入編輯狀態(tài)，如圖2-11所示。

圖2-11梯形圖編輯界面

圖2-11梯形圖編輯界面圖2-12梯形圖畫線輸入同理，其他的觸點、線圈、指令、畫線等都可以通過上述方法完成輸入。但唯獨“畫線輸入〈F10〉”圖標單擊后會呈按下狀，再按住鼠標左鍵進行拖動即形成向下并右拐的分支線，如圖2-12所示。如果要對梯形圖進行修改或者刪除，也要先把藍色光標移動到需要修改或刪除之處。修改只要重新單擊輸入即可；刪除只要按下鍵盤上的〈Delete〉鍵或右擊在彈出的快捷菜單中選擇“刪除”功能即可。但“豎直線”必須單擊快捷圖標才能刪除。（2）鍵盤輸入法如果鍵盤使用熟練，直接從鍵盤輸入則更方便，效率更高。鍵盤輸入操作方法為：在梯形圖編輯區(qū)用光標定位，利用鍵盤輸入指令和操作數(shù)，在光標的下方會出現(xiàn)對應對話框，然后單擊“確定”即可。例如，在開始輸入X000常開觸點時，輸入首字母“L”后，即出現(xiàn)“梯形圖輸入”對話框，如圖2-13所示。

圖2-13“梯形圖輸入”對話框繼續(xù)輸入指令“LDX000”，單擊“確定”按鈕，常開觸點X000編輯完成，如圖2-11所示。同理，其他的觸點、線圈等都可以通過上述方法完成輸入。需要注意的是，碰到“畫豎線”“畫橫線”等畫線輸入時，仍然需要單擊對應圖標來實現(xiàn)。梯形圖的修改、刪除和快捷方式相同。（3）菜單輸入法單擊菜單欄中的“編輯”→“梯形圖標記”→“常開觸點”后，同樣出現(xiàn)“梯形圖輸入”對話框，輸入元件號后單擊“確認”按鈕，常開觸點X000即已經(jīng)編輯完成。在GX-Works2軟件中，很多程序都需運用兩種或兩種以上操作方式。為了節(jié)省篇幅，在后續(xù)的講解中，基本上只用一種方式進行敘述。4.梯形圖程序編譯與保存（1）梯形圖程序的編譯在利用GX-Works2軟件輸入完一段程序后，其顏色是灰色的，若不對其進行編譯，則程序無效，不能進行保存、傳送和仿真。GX-Works2軟件可用三種方法進行梯形圖程序編譯操作：1)直接按功能鍵〈F4〉；2)單擊“轉換/編譯”菜單，選擇“轉換”命令；3)單擊工具欄程序轉換圖標“

”。編譯無誤后，程序灰色部分變?yōu)榘咨Ｈ籼菪螆D程序在格式或語法等方面有錯誤，則進行編譯時，系統(tǒng)會提示錯誤，須重新修改錯誤的程序后再編譯，直到使灰色程序變成白色。（2）程序保存GX-Works2軟件保存操作和其他軟件操作一樣，單擊菜單欄中的“工程”→“保存”或單擊保存圖標“”，出現(xiàn)“工程另存為”對話框。選擇“驅動器/路徑”，輸入“文件名”、“標題”，單擊“保存”按鈕，即可完成程序的保存。5.梯形圖程序注釋

（1）軟元件注釋軟元件注釋用于對梯形圖中的觸點和輸出線圈添加注釋。操作方法為：單擊注釋編輯圖標“

”，梯形圖之間的行距被拉開。此時把光標移到待注釋的觸點或線圈上，雙擊鼠標，出現(xiàn)如圖2-14所示的“注釋輸入”對話框。在對話框內填入注釋內容后，單擊“確定”按鈕，注釋文字便出現(xiàn)在待注釋觸點或線圈下方。

圖2-14“注釋輸入”對話框

圖2-14“注釋輸入”對話框應用技巧：

光標移到哪個觸點或線圈處，就可以注釋哪個觸點或線圈；

對某一個觸點進行注釋后，梯形圖中所有該觸點（常開觸點、常閉觸點）的下方都會出現(xiàn)注釋內容。

GX-Works2軟件對輸入繼電器X、輸出繼電器Y采用3位數(shù)字編碼，如X000、Y001等。為便于閱讀理解，本書后續(xù)內容除I/O地址分配表、硬件接線圖外，均采用該法進行標注。應用技巧：

光標移到哪個觸點或線圈處，就可以注釋哪個觸點或線圈；

對某一個觸點進行注釋后，梯形圖中所有該觸點（常開觸點、常閉觸點）的下方都會出現(xiàn)注釋內容。

GX-Works2軟件對輸入繼電器X、輸出繼電器Y采用3位數(shù)字編碼，如X000、Y001等。為便于閱讀理解，本書后續(xù)內容除I/O地址分配表、硬件接線圖外，均采用該法進行標注。（2）聲明編輯聲明編輯是對梯形圖中某一程序行或某一段程序進行說明注釋。操作方法為：單擊聲明編輯圖標“

”，將光標移到要編輯程序行的行首，雙擊鼠標，出現(xiàn)如圖2-15所示的“行間聲明輸入”對話框。在對話框內填入聲明文字后，單擊“確定”按鈕，聲明文字即可加到相應行的行首。

圖2-15“行間聲明輸入”對話框（3）注解編輯注解編輯是對梯形圖中輸出線圈或功能指令進行說明注釋。操作方法為：單擊注解編輯圖標“

”，將光標移到待編輯輸出線圈或功能指令處，雙擊鼠標，出現(xiàn)如圖2-16所示的“注解輸入”對話框。在對話框內填入注解文字后，單擊“確定”按鈕，注解文字即可加到相應的輸出線圈或功能指令的左上方。

圖2-16“注解輸入”對話框（4）聲明/注解批量編輯對于聲明/注解編輯，GX-Works2軟件還設計了專門的批量編輯，操作方法為：單擊聲明/注解批量編輯圖標“

”，出現(xiàn)如圖2-17所示的“聲明/注解批量編輯”對話框。在對話框內填入聲明、注解內容后，單擊“確定”按鈕，聲明、注解文字即可在梯形圖相應位置進行顯示。

圖2-17“聲明/注解批量編輯”設置界面6.程序的寫入與讀取程序的寫入即利用GX-Works2軟件將編制好的程序輸入PLC；程序的讀取即將PLC中原有的程序讀取到GX-Works2軟件。GX-Works2軟件程序的寫入與讀取操作方法如下。單擊“在線”菜單，在下拉菜單中有“PLC讀取”、“PLC寫入”等命令，如圖2-18所示。若要把編制好的程序寫入PLC，則選擇“PLC寫入”（或單擊快捷圖標“

”）；若要把PLC中原有的程序讀取到GX軟件中，則選擇“PLC讀取”（或單擊快捷圖標“

”）。

圖2-18PLC在線寫入/讀取選擇應用技巧：

計算機的RS-232C端口及PLC之間必須用指定的纜線及變換器連接，且根據(jù)計算機端口分配情況進行連接目標相關參數(shù)設置。

執(zhí)行完“PLC讀取”后，計算機原有的程序將被讀取的程序替代，PLC模式改變成被設定的模式。

在“PLC寫入”時，PLC應停止運行，程序必須在RAM或E2PROM內存保護關斷的前提下寫入，然后進行校驗。7.仿真調試為便于調試，編程軟件GX-Works2嵌入了仿真軟件GXsimulator2。不需要PLC硬件，用GXsimulator2即可模擬運行PLC的用戶程序。（1）啟動仿真軟件GXsimulator2仿真軟件必須在程序編譯后（由灰色轉為白色后）才能啟動。單擊工具欄模擬開始/停止圖標“

”，或執(zhí)行菜單命令“調試”→“模擬開始/停止”。單擊后出現(xiàn)如圖2-19所示的“GXsimulator2”對話框。

圖2-19GXSimulator2仿真軟件啟動（2）仿真調試操作軟元件的強制操作是指在仿真軟件中模擬PLC的輸入元件動作（強制ON或強制OFF），觀察程序運行情況，運行結果是否和設計結果一致。其操作方法有如下三種。1）單擊菜單欄“調試”→“當前值更改”。2）單擊快捷工具欄當前值更改圖標“

”。3）將藍色方塊移動至需強制操作觸點處，單擊鼠標右鍵在彈出的快捷菜單中選擇“調試”→“當前值更改”。進行上述操作后，出現(xiàn)圖2-20所示“當前值更改”對話框。

圖2-20“當前值更改”對話框在“軟元件”中，填入需要強制操作的位元件。例如X000，單擊“ON”，程序會按位元件強制操作后狀態(tài)進行運行。此時可以仔細觀察程序中各個觸點及輸出線圈的狀態(tài)變化，看它們的動作結果是否和設定的一致。如果觸點藍色方塊中間出現(xiàn)黃色小方塊，表示該觸點處于接通狀態(tài)；輸出線圈兩邊顯示藍色，表示該輸出線圈接通。點動控制程序中軟元件X000設定為“ON”后，程序運行結果如圖2-21所示。

圖2-21點動控制程序仿真運行界面如果要停止“ON”，可單擊“OFF”。此外，軟元件狀態(tài)更改還可以通過操作“ON/OFF取反”實現(xiàn)。需要特別指出的是，如果要停止程序仿真運行，則必須打開“GXsimulator2”對話框，單擊開關下的“STOP”。若再單擊“RUN”，則程序可恢復仿真運行狀態(tài)。應用技巧：

GXsimulator2使用方便、功能強大，仿真時可以使用編程軟件的各種監(jiān)控功能，做仿真實驗和做硬件實驗時用監(jiān)視功能觀察到的現(xiàn)象幾乎相同。

GXsimulator2支持FX3系列絕大部分的指令，但是不支持中斷指令、PID指令、位置控制指令、與硬件和通信有關的指令。打開某個工程，啟動仿真后，執(zhí)行菜單命令“調試”→“顯示模擬不支持的指令”，在彈出的對話框中，將會顯示該工程中GXsimulator2不支持的指令。1.I/O地址分配根據(jù)任務1任務描述可知，三相異步電動機起保停控制電路即單向連續(xù)運轉控制電路，其輸入分別為起動按鈕SB1、停止按鈕SB2、熱繼電器觸點FR1；輸出為接觸器KM1。設定I/O地址分配表，見表2-7。2.硬件接線圖設計根據(jù)表2-7所示I/O地址分配表，在保持主電路不變的前提下，可對硬件接線圖進行設計，如圖2-22所示。任務實施☆

2.1.6電動機起保停控制電路設計圖2-22硬件接線圖注意：

為了防止在待機狀態(tài)（或無操作命令）時PLC的輸入電路長時間通電，從而使能耗增加、PLC輸入單元電路壽命縮短等情況的發(fā)生，若無特殊要求一般采用常開觸點與PLC的輸入接線端相連。

為了簡化外圍接線和系統(tǒng)穩(wěn)定性，輸入端所需的DC24V可以直接從PLC的端子上引用，而輸出端的負載交流電源則由用戶根據(jù)負載容量等參數(shù)靈活確定（后續(xù)內容類同）。3.控制程序設計

根據(jù)系統(tǒng)控制要求和I/O分配表，設計控制程序梯形圖如圖2-23a所示。其對應的指令語句表如圖2-23b所示。

a）b）圖2-23梯形圖、指令語句表控制程序a）梯形圖b）指令語句表

4.程序調試（1）按照圖2-22所示硬件接線圖接線并檢查、確認接線正確。（2）利用GX-Works2軟件輸入、仿真調試程序，分析程序運行結果，如圖2-24所示。

（3）程序符合控制要求后再接通主電路試車，進行系統(tǒng)聯(lián)機調試，直到最大限度地滿足系統(tǒng)控制要求為止。

圖2-24電動機起保停控制程序仿真調試本任務還可以利用置位指令和復位指令實現(xiàn)控制電路技術改造。其控制程序如圖2-25所示，與圖2-23所示控制程序等效（I/O地址分配表、硬件接線圖一致）。

a）b）

圖2-25梯形圖、指令語句表控制程序a）梯形圖b）指令語句表三相異步電動機連續(xù)與點動混合控制電路如圖2-26所示。請分析該控制電路的控制功能，并用FX3U系列PLC對該控制電路進行技術改造。

圖2-26三相異步電動機連續(xù)與點動混合控制電路

任務實施☆

*2.1.7崗課融通拓展：電動機連續(xù)與點動混合控制電路設計1.控制要求分析由圖2-26所示三相異步電動機連續(xù)與點動混合轉控制電路工作原理可知，該控制電路控制要求如下：（1）按下起動按鈕SB2，三相異步電動機單向連續(xù)運行；（2）按下停止按鈕SB1，三相異步電動機停止運轉；（3）按住點動按鈕SB3，三相異步電動機實現(xiàn)點動控制；（4）具有短路保護和過載保護等必要保護措施。2.控制系統(tǒng)程序設計（1）I/O地址分配根據(jù)控制要求，設定I/O地址分配表，如表2-8所示。（2）硬件接線圖設計根據(jù)表2-8所示I/O地址分配表，在保持主電路不變的前提下，可對硬件接線圖進行設計，如圖2-27所示。

圖2-27PLC硬件接線圖（3）控制程序設計

根據(jù)控制要求和I/O地址分配表，編寫控制程序梯形圖如圖2-28a所示，對應的指令語句表如圖2-28b所示。

a）b）

圖2-28梯形圖、指令語句表控制程序a）梯形圖b）指令語句表【知識目標】1.掌握正反轉控制電路控制原理。2.掌握三菱FX3U系列PLC關聯(lián)基本指令應用技巧。【能力目標】

1.能夠進行正反轉控制電路硬件設計。2.能夠利用GX-Works2編程軟件進行正反轉梯形圖程序設計，并進行仿真調試。3.能夠進行正反轉控制電路輸入、輸出接線，并利用實訓裝置進行聯(lián)機調試。任務2.2☆正反轉控制電路設計任務描述某機加工設備采用正、反轉控制，其繼電器-接觸器控制如圖2-29所示。請用FX3U系列PLC實現(xiàn)正、反轉控制功能，完成PLC程序的編寫與仿真調試，硬件的接線與聯(lián)機調試。

圖2-29三相異步電動機正、反轉控制電路控制要求：（1）按下正轉起動按鈕SB2，三相異步電動機正向運轉。（2）按下停止按鈕SB1，三相異步電動機停止運轉。（3）按下反轉起動按鈕SB3，三相異步電動機反向運轉。（4）具有聯(lián)鎖、短路保護和過載保護等必要保護措施。

【任務要求】1.利用GX-Works2設計正反轉梯形圖程序。2.正確連接編程電纜，下載程序至PLC。3.正確連接輸入按鈕和輸出負載（交流接觸器）。4.仿真、聯(lián)機調試。【任務環(huán)境】1.兩人一組，根據(jù)工作任務進行合理分工。2.每組配套FX3U系列PLC實訓裝置一套。3.每組配套若干導線、工具等。【考核評價標準】該任務考核評價標準見表2-1。ORB、ANB指令的指令助記符、名稱、功能、梯形圖、操作元件和程序步長如表2-9所示。

1.指令功能（1）ORB（OrBlock）指令。塊或指令，用于串聯(lián)電路塊與上面的觸點或電路塊并聯(lián)。（2）ANB（AndBlock）指令。塊與指令，用于并聯(lián)電路塊與前面的觸點或電路塊串聯(lián)。

關聯(lián)知識☆

2.2.1ORB、ANB指令2.應用實例ORB、ANB指令應用實例如圖2-30、圖2-31所示。

a）b）圖2-30ORB指令應用實例

a）梯形圖b）指令語句表a）b）圖2-31ANB指令應用實例

a）梯形圖b）指令語句表應用技巧：

兩個或兩個以上觸點串聯(lián)的電路稱為串聯(lián)電路塊；兩個或兩個以上觸點并聯(lián)的電路稱為并聯(lián)電路塊。建立電路塊用LD或LDI開始。

若對每個電路塊分別使用ANB、ORB指令，則串聯(lián)或并聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制；也可成批使用ANB、ORB指令，但成批使用次數(shù)限制在8次以下。多重輸出指令MPS、MRD、MPP的指令助記符、名稱、功能、梯形圖及操作元件和程序步長如表2-10所示。1.指令功能（1）MPS（Push）指令。入棧指令，將該時刻的運算結果壓入堆棧存儲器的最上層，堆棧存儲器原來存儲的數(shù)據(jù)依次向下自動移一層。（2）MRD（Read）指令。讀棧指令，將堆棧存儲器中最上層的數(shù)據(jù)讀出。執(zhí)行MRD指令后，堆棧存儲器中的數(shù)據(jù)不發(fā)生任何變化。（3）MPP（Pop）指令。出棧指令，將堆棧存儲器中最上層的數(shù)據(jù)取出，堆棧存儲器原來存儲的數(shù)據(jù)依次向上自動移一層。關聯(lián)知識☆

2.2.2MPS、MRD、MPP指令2.應用實例MPS、MRD、MPP指令應用實例如圖2-32所示。

a）b）圖2-32MPS、MRD、MPP指令應用實例

a）梯形圖