学习目标

（1）掌握脉冲输出指令（PLS、PLF）和脉冲检测指令的功能及应用。

（2）掌握置位/复位指令、脉冲输出指令、脉冲检测指令及主控指令和定时器在PLC 软件系统及梯形图编程设计中的综合应用。

（3）掌握编程元件中辅助继电器（M）的功能及应用。

（4）掌握梯形图和指令程序设计的基本方法。

（5）掌握梯形图编程规则和编程技巧。

技能目标

（1）能根据项目要求，设计PLC 的硬件接线图，进一步熟练掌握PLC 的接线方法。

（2）能熟练应用三菱FX2N 系列PLC 基本逻辑指令编写控制系统的梯形图和指令序。

（3）能熟练使用三菱公司的GX Developer 编程软件设计PLC 控制系统的梯形图和指令程序，并写入PLC 进行调试运行。

一、项目任务

本任务将通过PLC 控制系统，实现对竞赛抢答器系统的控制（见图4-45）。其控制要求如下：

（1）抢答器设有1 个主持人总台和3 个参赛队分台，总台设置有总台电源指示灯、撤销抢答信号指示灯、总台电源转换开关、抢答开始/复位按钮。分台设有一个抢答按钮和一个分台抢答指示灯。

（2）竞赛开始前，竞赛主持人首先接通“启动/停止”转换开关，电源指示灯亮。

（3）各队抢答必须在主持人给出题目，说了“开始”并按下开始抢答按钮后的10 s 内进行，如果在10 s 内有人抢答，则最先按下的抢答按钮信号有效，相应分台上的抢答指示灯亮，其他组再按抢答按钮无效。

（4）当主持人按下开始抢答按钮后，如果在10 s 内无人抢答，则撤销抢答信号指示灯亮，表示抢答器自动撤销此次抢答信号。

（5）主持人没有按下开始抢答按钮，各分台按下抢答按钮均无反应。

（6）在一个题目回答终了或10 s 时间到后无人抢答，只要主持人再次按下抢答开始/复位按钮，所有分台抢答指示灯和撤销抢答信号指示灯熄灭，同时抢答器恢复原始状态，为第二轮抢答做好准备。

图4-45　抢答器控制系统

二、项目分析

1. 输入与输出点分配（见表4-15）

表4-15　I/O 端口地址分配表

2.　PLC 接线示意图（见图4-46）

图4-46　PLC 接线图

三、相关知识点

1. 辅助继电器（M）

辅助继电器的功能相当于继电控制系统中的中间继电器。辅助继电器线圈与输出继电器线圈一样，由PLC 内部各软元件的触点驱动，用文字符号“M”表示。

辅助继电器有无数对常开和常闭触点供用户编程使用，使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载只能由输出继电器驱动。辅助继电器（M）以十进制进行编号，按功能来分一般分为普通（通用型）辅助继电器、断电（失电）保持型辅助继电器和特殊辅助继电器，如表4-16 所示。

表4-16　FX2N 和FX0N 系列PLC 辅助继电器的分类

普通（通用型）辅助继电器的特点：线圈得电触点动作，线圈失电触点复位。

断电（失电）保持型辅助继电器的特点：断电时线圈由后备锂电池供电，再恢复供电时能记忆断电前的状态。对于这类继电器，要用RST 命令清除其记忆内容。(www.daowen.com)

2. 脉冲输出指令PLS、PLF（见表4-17）

表4-17　指令与功能

指令使用说明：

（1）使用PLS 指令时，仅在驱动输入ON 后一个扫描周期内，软元件Y、M 动作。

（2）使用PLF 指令时，仅在驱动输入OFF 后一个扫描周期内，软元件Y、M 动作。

四、项目实施

1. 编程思路

（1）设计“抢答开始/复位”控制的梯形图（见图4-47）。

（2）设计各分台抢答指示灯控制梯形图（见图4-48）。

图4-47　开始/复位梯形图

图4-48　分台抢答指示灯控制梯形图

（3）设计抢答时限控制和撤销抢答指示灯控制梯形图（见图4-49）。

（4）设计总台电源控制和总台电源指示灯控制梯形图（见图4-50）及程序参考图（见图4-51）。

图4-49　抢答时限控制和撤销指示灯控制梯形图

图4-50　总台电源及指示灯控制梯形图

2. 运行并调试程序

（1）连接PLC 与计算机。使用专用通信电缆RS-232/RS-422 转换器将PLC 的编程接口与计算机的COM1 串口相连接。

（2）将梯形图程序写入PLC。接通系统电源，将PLC 的RUN/STOP 开关拨到“STOP”位置，然后利用GX Developer 软件中的“在线”→“PLC 写入”选项，下载程序文件到PLC 中。

（3）按下启动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。

（4）记录程序调试的结果。

图4-51　程序参考图

五、项目拓展

某机械设备有3 台电动机，其控制如下：按下启动按钮，第1 台电动机M1 启动；运行4 s后，第2 台电动机M2 启动；M2 运行15 s 后，第3 台电动机M3 启动。按下停止按钮，3 台电动机全部停止。在启动过程中，指示灯闪烁（亮0.5 s，灭0.5 s），在运行过程中，指示灯常亮。（要求：绘制电气控制线路图并用PLC 编程实现控制。）

六、总结与评价

（1）以小组为单位，选择PPT、录像等形式，向全班展示、汇报学习成果。

（2）根据表4-18 所示内容完成对学习过程的综合评价。

表4-18　评分表