可 编 程 控 制 器
实验指导书
（三菱FX2N、FX0N、FX0S）
济 南 职 业 学 院
机械制造系
前 言
《可编程序控制器原理及应用》课程，是一门实践性很强的技术课程，它要求有较强的编程及操作能力，根据教学要求，我们特编写此“可编程序控制器实验指导书”，与理论课程配套使用。
三菱FX2N、FX0N、FX0S可编程序控制器的功能比较强大，可分为基本指令、步进梯形指令、应用指令。学生应该先学习这些指令的有关知识，再经过实验训练掌握PLC基本编程技能和操作方法，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。SWOPC-FXGP/WIN是和三菱MELSEC-F系列PLC配套的可编程序控制器编程软件包。是在WINDOWS平台上操作的，用来对PLC进行编程和调试。FXGP的功能比较多，其基本功能，可以保证实验者进行PLC程序初步开发工作。
本实验指导书有项目十一个，各任课老师可根据各专业的教学大纲以及教学计划的安排，选做部分或全部的实验项目。
本实验指导书在编写过程中，得到机械系有关老师的帮助，在此谨致衷心的感谢。由于水平有限，不足与失误在所难免，将在使用中不断进行补充与修改，更希望得到宝贵意见和建议。
目 录
一、 实验设备配置 二、 实验设备介绍 三、 PLC编程器的应用
四、
PLC编程软件的应用
五、 实验内容
实验一 可编程控制器认识实验
实验二 可编程控制器认识实验 实验三 栈及主控指令实验 实验四 定时器和计数器实验 实验五 步进顺控指令实验 实验六 功能指令实验 实验七 PLC功能指令实验
实验八 交通信号灯的自动控制实验 实验九 舞台艺术灯饰的PLC控制实验 实验十 运料小车的自动控制实验 实验十一 三层电梯自动控制实验
一、 实验设备配置
1． 可编程序控制器（PLC）三菱FX2N—48MR （FX0S—30MR） 1台 2． 通讯电缆 SC—09 1根 3． PLC教学实验系统 PLC85001实验台 1台 4． 微机 586以上、WIN95、98或2000 ROM-32M 1台 5． 编程软件包 FXGP—WIN—C
1套
6．编程器 FX—10P—E（或FX—20P—E） 1套
二、设备介绍
1．PLC 三菱（MITSUBISHI）FX2N—48MR
该可编程序控制器是由电源+CPU＋输入输出+程序存储器（RAM）的单元型可编程序控制器。其主机称为基本单元，为主机备有可扩展其输入输出点的“扩展单元（电源+I/O）”和“扩展模块（I/O）”，此外，还可连接扩展设备,用于特殊控制。
2．PLC教学实验系统（PLC85001实验台）
PLC85001型实验台的面板布置如下图所示，它由①输入模拟开关部分，②PLC输入/输出端口部分，③输出负载指示部分，④交流电源输入部分，⑤PLC主机，⑥24V直流稳压电源，⑦编程器，⑧编程器电缆等八大部分组成。
在上图中，①为模拟开关16个，分二组，每组8个。②有PLC主机，输入输出端口，共30点，其中输入为16点，从X0~X7、X10~X17；输出14点，从Y0~Y7，Y10~Y15，输出方式为继电器触点输出。③输出负载指示部分，含有指示灯2个、发光二极管指示灯14个、继电器4个。④电源部分，有交流220V输入插座、开关及保险丝座。⑤为PLC主机三菱FX0S—30MR、FX2N—48MR。⑥直流稳压电源部分，输出为24V，最大负载电流为3A，另外此部分还包含PLC输出指示（LED数码管显示、蜂鸣器）等。 ⑦、⑧为手持式编程器和电缆，它和PLC主机相连，进行PLC程序输入、插入、删除、测试、监控等。
三、 PLC编程器的应用
（一） FX—10P—E手持式编程器使用 1．概述
ＦＸ-10P-E手持式编程器（简称为HPP）可与三菱FX系列PLC相连，以便向PLC写入程序或监控PLC的操作状态。
它的功能如图1所示：
图1 手持编程器功能
2．ＦＸ-10P-E手持式编程器组成与操作面板 （1）ＦＸ-10P-E手持式编程器的组成
FX-10P-E手持式编程器是由一个2×16的液晶显示器屏及一个含有5×7橡胶状键盘等组成。该键盘中有功能键、指令键、符号键和数字键，其面板布置图如图2所示。
图2 FX-10P-E编程器面板布置图
手持编程器与FX0 PLC相连时，应使用FX-20P-CAB0编程电缆，若与其它FX系列PLC相连时则采用FX-20P-CAB编程电缆。
（2）ＦＸ-10P-E手持式编程器的操作面板
ＦＸ-10P-E手持式编程器共有5×7键，各键功能如表1所示。
表1 ＦＸ—10P—E手持式编程器功能键说明表
键符号 RD/WR INS/DEL
键名称 读/写键 插入/删除键
功 能 说 明
三个为复式功能键，按第一下，选择第一功能，按第二下，选择第二功能
MNT/TEST OTHER CLEAR （红色键） HELP SP STEP
GO LD AND X M
NOP MPS 0 1
监控/检测键 其它键 清除键 帮助键 空格键 步长键 上、下移动键
执行键
无论在使用何种操作，按此键，屏幕显示菜单选择方式
在按下[GO]确认键之前，按此键，可清除错误信息返回到上一个屏幕 显示应用指令菜单，在监控功能下，显示十进制与十六进制之间的转换 元器件号或常数，连续输入时用此键 设置地址号（步数号）
移动光标或快速卷动屏幕，选定已用过或未用过的装置号 确认或执行指令，或连续搜寻屏幕信息
指令键 符号键 数字键
这组键均是复式键，有两重功能，键上部分为指令，键下部分为数字或元器件号，何种功能有效，是在当前操作状态下，功能自动定义的。Z/V、K/H、P/I未被定义
（3）编程准备 ① 电缆连接
在PLC主控制器上打开连至ＦＸ-10P-E手持式编程器的端口盖板，将FX-20P-CAB0编程电缆接至该端口，电缆的另一端接至ＦＸ-10P-E手持式编程器的右侧端口。
② 打开电源
接通PLC主机电源，则ＦＸ-10P-E手持式编程器也接通电源，在ＦＸ-10P-E手持式编程器液晶显示屏上显示如图3内容。
图3 开机显示内容
若按下[RST]和[GO]键可以对ＦＸ-10P-E手持式编程器进行复位。 符号：是指当前“执行”行，显示于屏幕的左侧。
符号：是指当前“执行”行中的某一位，闪烁显示在左侧。 ﹣符号：光标，显示于字符下的下划线，等待输入字符处。 （4）编程
① 连接ＦＸ-10P-E手持式编程器与PLC，置PLC的“RUN/STOP”选择开关为STOP。 ② 方式选择：按下“RD/WR”键一次、二次，当液晶显示屏上左边显示W时，即可进行编程。
③ 清零：在写入一个新的程序之前，按如下操作步骤，清除PLC内存RAM的原有内容，操作顺序如图4所示。
图4 清零操作顺序
④ 编程实例
编程实例如图5所示。
图5 编程实例
按图5指令语句表输入该程序。 ⑤ 程序读出
程序输入完毕后，检查程序输入是否有错。可按“RD/WR”键在“R”读状态，按STEP键，再按步长键→GO，即可从该地址号检查。若继续往下查看，则按“↓”键，以此方法一直往下，直到END程序结束。
⑥ 模拟运行
确定编制程序的正确性，可通过模拟运行，PLC外部接线按图6连接。 按表2输入X0~X6开关信号，观察Y0~Y3输出结果。
图6 PLC电气接线图 表2 输入/输出状态表
a b c d e
输入输出开关信号
输出结果
X0和X1接通 Y0通 X2或X3接通 Y1通 X4接通 Y2闪耀
X6开关接通10次，X5断 Y3通 Y3接通后，X5接通 Y3灭
如果a~e不是所给定的结果，则上述程序编程失败，用读功能重新检查程序是否正确。 ⑦ 检测功能应用
可通过液晶显示屏看清在程序执行过程中指定器件的开/关状态。 置PLC在“STOP”状态。
a. 在编程器显示屏上读出Y0、Y1和Y2的状态，如图7所示顺序按键操作。
图7 检测功能按键操作
b. Y0、Y1和Y2在屏幕上显示后，接通或关断Y1，利用“T”测试功能，如图8所示。 显示Y0~Y2被读到的状态。
按下“TEST”键切换测试功能，通过“↑”、“↓”键选定器件号码。 功能方式从M→T，光标移至Y1。
按下SET键，Y1前有“”指示，说明Y1接通。按下RST键，Y1前有“”消失，说明Y1关断。
重复上述步骤，可分别对输出Y0~Y2进行实际操作。
以上操作，需PLC在STOP位置，若Y1被置“1”时，主机上的Y1（ON）灯亮。
FX-10P-E手持编程器的其余操作及功能与FX-20P-E手持编程器相同，有关操作说明见（二） FX-20P-E手持编程器的使用说明。
（二） FX-20P-E手持编程器使用 1．概述
FX-20P-E手持式编程器（简称HPP）可以用于FX系列PLC，也可以通过转换器FX-20P-E-FKIT用于F1、F2系列PLC。
2．FX-20P-E手持编程器的组成与面板布置 （1）FX-20P-E手持编程器的组成
FX-20P-E手持编程器由液晶显示屏（16字符×4行，带后照明）、ROM写入器接口、存储器卡盒接口及由功能键、指令键、元件符号键、数字键等5×7键盘组成。
FX-20P-E手持编程器配有专用电缆FX-20P-CAB与PLC主机相连。系统存储卡盒用于存放系统软件。其它如ROM写入器模块、PLC存储器卡盒等为选用件。
（2）FX-20P-E手持编程器的面板布置
FX-20P-E手持编程器的操作面板如图9所示。键盘上各键的作用说明如下：
图9 FX—20P—E编程器面板布置图
① 功能键：[RD/WR]，读出/写入；[INS/DEL]，插入/删除；[MNT/TEST]，监视/测试。各功能键交替起作用：按一次时选择第一个功能；再按一次，选择第二个功能。
② 其它键[OTHER]。在任何状态下按此键，显示方式菜单。安装ROM写入模块时，在脱机方式菜单上进行项目选择。
③ 清除键[CLEAR]。如在按[GO]键之前（确认前）按此键，则清除键入的数据。此键也可以用于清除显示屏上的出错信息或恢复原有的画面。
④ 帮助键[HELP]。显示应用指令一览表。在监视时，进行十进制数和十六进制数的转换。
⑤ 空格键[SP]。在输入时，用此键指定元件号和常数。 ⑥ 步长键[STEP]。用此键设定步序号。 ⑦ 光标键[↑]、[↓]。用此键移动光标和提示符，指定当前元件的前一个或后一个元件，作行滚动。
⑧ 执行键[GO]。此键用于指令的确认、执行，显示后面的画面（滚动）和再搜索。 ⑨ 指令、元件符号和数字键。上部为指令，下部为元件符号或数字。上、下部的功能是根据当前所执行的操作自动进行切换。下部的元件符号[Z/V]、[K/H]和[P/I]交替起作用。
指令键共26个，操作起来方便、直观。 （3）FX-20P-E手持编程器的液晶显示屏
FX-20P-E手持编程器的液晶显示屏能同时显示4行，每行16个字符，在操作时，显示屏上显示的画面如图10所示。
图10 液晶显示屏
液晶显示屏左上角的黑三角提示符是功能方式说明，介绍如下： R（Read）：读出；W（Write）：写入；I（Insert）：插入；D（Delete）：删除；M（Monitor）：监视；T（Test）：测试。
3．FX-20P-E手持编程器工作方式选择
FX-20P-E手持编程器具有在线（ONLINE，或称联机）编程和离线（OFFLINE，或称脱机）编程两种方式。在线编程时编程器与PLC直接相连，编程器直接对PLC用户程序存储器进行读写操作。若PLC内装有EEPROM卡盒，程序写入该卡盒，若没有EEPROM卡盒，程序写入PLC内的RAM中。在离线编程时，编制的程序首先写入编程器内的RAM中，以后再成批传入PLC的存储器。
FX-20P-E手持编程器上电后，其液晶显示屏上显示的内容如图11所示。
其中闪烁的符号“”指明编程器目前所处的工作方式。用“↑”或“↓”键将“”移动到选中的方式上，然后按“GO”键，就进入所选定的编程方式。
在联机方式下，用户可用编程器直接对PLC的用户程序存储器进行读/写操作，在执行写操作时，若PLC内没有安装EEPROM存储器卡盒，程序写入PLC的RAM存储器内；反之则写入EEPROM中，此时，EEPROM存储器的写保护开关必须处于“OFF”位置。只有用FX-20P-RWM型ROM写入器才能将用户程序写入EPROM。
按OTHER键，进入工作方式选择的操作。此时，液晶显示屏显示的内容如图12所示。
图11 工作方式选择 图12 液晶显示屏
闪烁的符号“”表示编程器所选择的工作方式，按“↑”或“↓”键，将“”上移或下移到所需的位置，再按“GO”键，就进入选定的工作方式。在联机编程方式下，可供选择的工作方式共有七种，分别是：
（1）OFFLINE MODE（脱机方式）：进入脱机编程方式。
（2）PROGRAM CHECK：程序检查，若无错误，显示“NO ERROR”；若有错误，显示出错误指令的步序号及出错代码。
（3）DATA TRANSFER：数据传送，若PLC内安装有存储器卡盒，在PLC的RAM和外装的存储器之间进行程序和参数的传送。反之则显示“NO MEM CASSETTE”（没有存储器卡盒），不进行传送。
（4）PARAMETER：对PLC的用户程序存储器容量进行设置，还可以对各种具有断电保持功能的编程元件的范围以及文件寄存器的数量进行设置。
（5）XYM. .NO. CONV.：修改X、Y、M的元件号。 （6）BUZZER LEVEL：蜂鸣器的音量调节。
（7）LATCH CLEAR：复位有断电保持功能的编程元件。
对文件寄存器的复位与它使用的存储器类别有关，只能对RAM和写保护开关处于OFF位置的EEPROM中的文件寄存器复位。
在写入程序之前，一般需要将存储器中的原有内容全部清除，具体操作按图4进行。 4．指令的读出
（1）根据步序号读出
基本操作如图13所示，先按“RD/WR”键，使编程器处于R（读）工作方式，如果需读出步序号为100的指令，按图13顺序操作，该步指令就显示在屏幕上。
图13 根据步序号读出的基本操作
若还需要显示该指令之前或之后的其它命令，可以按“↑”、“↓”或“GO”键。按“↑”、“↓”键可显示上一条或下一条指令；按“GO”键可以显示下面四条指令。
（2）根据指令读出
基本操作如图14所示，先按“RD/WR”键，使编程器处于R（读）工作方式，然后根据图14所示的操作步骤依次按相应的键，该指令就显示在屏幕上。
例如：指定指令LD X0，从PLC中读出该指令。
按“RD/WR”键，使编程器处于R（读）工作方式，然后按图14步骤操作。
图14 根据指令读出的基本操作
按“GO”键后屏幕上显示出指定的指令和步序号。再按“GO”键，屏幕上显示下一条相同指令及步序号。如果用户程序中没有该指令，在屏幕的最后一行显示“NOT FOUND”。按“↑”或“↓”键可读出上一条或下一条指令。按“CLEAR”键，屏幕上显示原来的内容。
（3）根据元件读出
先按“RD/WR”键，使编程器处于R（读）工作方式，在R（读）工作方式下读出含有X0指令的基本操作如图15所示。
图15 根据元件读出的基本操作
（4）根据指针读出
在R（读）工作方式下读出10号指针的基本操作如图16所示。
图16 根据指针读出的基本操作
屏幕上将显示指针P10及其步序号。读出中断程序用的指针时，应连续按两次“P/I”键。
5．指令的写入
按“RD/WR”键，使编程器处于写（W）工作方式，然后根据该指令所在的步序号，按“STEP”键后键入相应的步序号，接着按键“GO”，使“”移动到指定的步序号，此时，可以开始写入指令。如果需要修改刚写入的指令，在未按“GO”键之前，按下“CLEAR”键，刚键入的操作码或操作数被清除。按了“GO”键之后，可按“↑”键，回到刚写入的指令，再作修改。
（1）基本指令的写入
写入LD X0时，先使编程器处于写（W）工作方式，将光标“”移动到指定的步序号位置，然后按图17按键操作。
图17 基本指令写入操作
写入LDP、ANP、ORP指令时，在按指令键后还要按“P/I”键。写入LDF、ANF、ORF指令时，在按指令键后还要按“F”键。 写入INV指令时，按“NOP“、“P/I”和“GO”键。
（2）应用指令的写入 基本操作如图18所示，按“RD/WR”键，使编程器处于写（W）工作方式，将光标“”移动到指定的步序号位置，然后按“FNC”键，接着按该应用指令的指令代码对应的数字键，然后按“SP”键，再按相应的操作数。如果操作数不止一个，每次键入操作数之前，先按一下“SP”键，键入所有的操作数后，再按“GO”键，该指令就被写入PLC的存储器内。如果操作数为双字，按“FNC”键后，再按“D”键；如果是脉冲执行方式，在键入编程代码的数字键后，接着再按“P”键。
图18 应用指令写入基本操作
例如：写入数据传送指令MOV D0 D4
MOV指令的应用指令编号为12，写入操作步骤如图19所示。
图19 应用指令写入操作实例
例如：写入数据传送指令（D）MOV （P）D0 D4 操作步骤如图20所示。
图20 应用指令写入操作实例
（3）指针的写入
写入指针的基本操作如图21所示。如写入中断用的指针，应连续按两次“P/I”键。
图21 指针写入操作
（4）指令的修改
在指定的步序上改写指令。例如：在100步上写入指令OUT T50 K123。
根据步序号读出原指令后，按“RD/WR”键，使编程器处于写（W）工作方式，然后按图22操作步骤按键。
图22 指令修改操作实例
如果要修改应用指令中的操作数，读出该指令后，将光标“”移到欲修改的操作数所在的行，然后修改该行的参数。
6．指令的插入
如果需要在某条指令之前插入一条指令，按照前述指令读出的方法，先将某条指令显示在屏幕上，令光标“”指向该指令。然后按“INS/DEL”键，使编程器处于I（插入）工作方式，再按照指令写入的方法，将该指令写入，按“GO”键后写入的指令插在原指令之前，后面的指令依次向后推移。
例如：在200步之前插入指令AND M5，在插入（I）工作方式下首先读出200步的指令，然后按图23操作步骤按键。
图23 指令的插入操作实例
7．指令的删除 （1）逐条指令删除
如果需要将某条指令或某个指针删除，按照指令读出的方法，先将该指令或指针显示在屏幕上，令光标“”指向该指令。然后按“INS/DEL”键，使编程器处于D（删除）工作方式，再按“GO”键，该指令或指针即被删除。
（2）指定范围指令删除
按“INS/DEL”键，使编程器处于D（删除）工作方式，然后按图24操作步骤按键，该范围的指令即被删除。
图24 指定范围指令的删除基本操作
（3）NOP指令的成批删除
按“INS/DEL”键，使编程器处于D（删除）工作方式，，依次按NOP和GO键，执行完毕后，用户程序中间的NOP指令被全部删除。
8．对PLC编程元件与基本指令通/断状态的监视
监视功能是通过编程器的显示屏监视和确认在联机工作方式下PLC的动作和控制状态。它包括元件的监视、通/断检查和动作状态的监视等内容。
（1）对位元件的监视
基本操作如图25所示，由于FX2N、FX2NC有16个变址寄存器Z0~Z7和V0~V7，因此如果采用FX2N、FX2NC系列PLC应给出变址寄存器的元件号。以监视辅助继电器M153的状态为例，先按“MNT/TEST”键，使编程器处于M（监视）工作方式，然后按25所示步骤按键。
图25 位元件监视的基本操作
屏幕上就会出现M153的状态，如图26所示。如果在编程元件的左侧有字符“”，表示该编程元件处于ON状态；否则，表示它处于OFF状态，最多可以监视8个元件。按“↑”或“↓”键，可以监视前面或后面元件的状态。
（2）监视16位字元件（D、Z、V）内的数据
以监视数据寄存器D0内的数据为例，首先按“MNT/TEST”键，使编程器处于M（监视）工作方式，按图27操作步骤按键。
图27 16位字元件监视的操作
屏幕上就会显示出数据寄存器D0内的数据。再按功能键“↓”，依次显示D1、D2、D3内的数据。此时显示的数据均以十进制数表示。若要以十六进制数表示，可按功能键“HELP”，重复按功能键“HELP”，显示的数据在十进制数和十六进制数之间切换。
（3）监视32位字元件（D、Z、V）内的数据
以监视数据寄存器D0和D1组成的32位数据寄存器内的数据为例，首先按“MNT/TEST”键，使编程器处于M（监视）工作方式，按图28操作步骤按键。
图28 32位字元件监视的操作
屏幕上就会显示出由D0和D1组成的32位数据寄存器内的数据，如图29所示。若要以十六进制数表示，可用功能键“HELP”来切换。
图29 32位字编程元件的监视
（4）对定时器和16位计数器的监视
以监视计数器C99的运行情况为例，首先按“MNT/TEST”键，使编程器处于M（监视）工作方式，按图30操作步骤按键。
图30 16位计数器监视的操作
屏幕上显示的内容如图31所示。图中显示的数据K20是C99的当前计数值，第四行末尾显示的数据K100是C99的设定值。第四行中的字母P表示C99输出触点的状态，当其右侧显示“”时，表示其常开触点闭合；反之则表示常开触点断开。第四行的R字母表示C99复位电路的状态，当其右侧显示“”时，表示其复位电路闭合，复位位为ON状态；反之则表示其复位电路断开，复位位为OFF状态。非积算定时器没有复位输入，图31中T100的“R”未用。
（5）对32位计数器的监视
以监视32位计数器C200的运行情况为例，首先按“MNT/TEST”键，使编程器处于M（监视）工作方式，按图32操作步骤按键。
图32 32位计数器监视的操作
屏幕上显示的内容如图33所示。P和R的含义与图31相同，U的右侧显示“”时，表示其计数方式为递增，反之为递减计数方式。第二行显示的数据为当前计数值，第三行和第四行显示设定值，如果设定值为常数，直接显示在屏幕的第三行上；如果设定值存放在某数据寄存器内，第三行显示该数据寄存器的元件号，第四行才显示其设定值。按功能键“HELP”，显示的数据在十进制数和十六进制数之间切换。
（6）通/断检查
在监视状态下，根据步序号或指令读出程序，可监视指令中元件触点通/断及线圈动作状态。其基本操作如图34所示。
图34 通/断检查的基本操作
例如，读出第126步，在M（监视）工作方式下，作通/断检查。按图35操作步骤按键。
图35 通/断检查的操作实例
屏幕上显示的内容如图36所示，读出以指定步序号为首的4行指令，根据各行是否显示“”，可以判断触点和线圈的状态。若元件符号左侧显示“”，表示该行指令对应的触点接通，对应的线圈“通电”；若元件符号左侧显示空格，表示该行指令对应的触点断开，对应的线圈“断电”。但是对于定时器和计数器来说，若OUT T或OUT C指令所在的行显示“”，仅表示定时器或计数器分别处于定时或计数工作状态，其线圈“通电”，并不表示其输出常开触点接通。
（7）状态继电器的监视
用指令或编程元件的测试功能使M8047（STL监视有效）为ON，首先按“MNT/TEST”键，使编程器处于M（监视）工作方式，再按STL键和GO键，可以监视最多8点为ON的状态继电器（S），它们按元件号从大到小的顺序排列。
9．对编程元件的测试
测试功能是由编程器对PLC位元件的触点和线圈进行强制ON/OFF以及常数的修改。它包括强制ON/OFF，修改T、C、D、V、Z的当前值，文件寄存器的写入等内容。
（1）位编程元件强制ON/OFF
进行元件的强制ON/OFF的监控，先进行元件的监视，然后进行测试功能。基本操作如图37所示。
图37 强制ON/OFF的基本操作
例如，对Y100进行ON/OFF强制操作的键操作如图38所示。
图38 Y100强制ON/OFF键操作
首先利用监视功能对Y100元件进行监视。按“TEST”（测试）键，若此时被监控元件Y100为OFF状态，则按“SET”键，强制Y100元件处于ON状态；若此时Y100元件为ON状态，，则按“RST”键，强制Y100元件处于OFF状态。
强制ON/OFF操作只在一个运算周期内有效。 （2）修改T、C、D、Z、V的当前值
在M（监视）工作方式下，按照监视字编程元件的操作步骤，显示出需要修改的字编
程元件，再按“MNT/TEST”键，使编程器处于T（测试）工作方式，修改T、C、D、Z、V的当前值的基本操作如图39所示。
图39 修改字元件数据的基本操作
将定时器T5的当前值修改为K20的操作如图40所示。
图40 修改T5当前值的操作
常数K为十进制数设定，H为十六进制数设定，输入十六进制数时连续按两次“K/H”键。
（3）修改T、C设定值
首先按“MNT/TEST”键，使编程器处于M（监视）工作方式，然后按照前述监视定时器和计数器的操作步骤，显示出待监视的定时器和计数器后，再按“MNT/TEST”键，使编程器处于T（测试）工作方式，修改T、C设定值的基本操作如图41所示。
图41 修改T、C设定值的基本操作
第一次按“SP”键后，提示符“”出现在当前值前面，这时可以修改其当前值；第二次按“SP”后，提示符“”出现在设定值前面，这时可以修改其设定值；键入新的设定值后按“GO”键，设定值修改完毕。
将T7存放设定值的数据寄存器的元件号修改为D22的键操作如图42所示。
图42 修改T7设定值的操作
另一种修改方法是先对OUT T7指令作通/断检查，然后按功能键“↓”使“”指向设定值所在行，再按“MNT/TEST”键，使编程器处于T（测试）工作方式，键入新的设定值，最后按“GO”键，便完成了设定值的修改。
将100步的OUT T5指令的设定值修改为K25的键操作如图43所示。
图43 修改T5设定值的操作
10．脱机（OFFLINE）编程方式 （1）脱机编程
脱机方式编制的程序存放在手持编程器内部的RAM中，联机方式编制的程序存放在PLC内的RAM中，编程器内部RAM中的程序不变。编程器内部RAM中写入的程序可成批地传送到PLC内部RAM，也可成批传送到装在PLC上的存储器卡盒。往ROM写入器的传
送在脱机方式下进行。
手持编程器内RAM的程序用超级电容器作断电保护，充电1小时，可保持3天以上。因此，可将在实验室里脱机生成的装在编程器RAM内的程序，传送给安装在现场的PLC。
（2）进入脱机编程方式的方法
有两种方法可以进入脱机编程方式：
① FX-20P-E型手持编程器上电后，按“↓”键，将闪烁的符号“”移动到OFFLINE位置上，然后按“GO”键，就进入脱机编程方式。
② FX-20P-E型手持编程器处于联机编程方式时，按功能键“OTHER”，进入工作方式选择，此时，闪烁的符号“”处于OFFLINE MODE位置上，接着按“GO”键，就进入脱机编程方式。
（3）工作方式
FX-20P-E型手持编程器处于脱机编程方式时，所编制的用户程序存入编程器内的RAM中，与PLC内部的用户程序存储器以及PLC的运行方式都没有关系。除了联机编程方式中的M和T两种工作方式不能使用外，其余的工作方式（R、W、I、D）及操作步骤均适用于脱机编程。按“OTHER”键后，即进入工作方式选择操作。此时，液晶屏幕显示的内容如图44所示。
图44 屏幕显示
在脱机编程方式，可用光标键选择PLC的型号，如图45所示。FX2N，FX2NC，FX1N和FX1S之外的其他系列PLC应选择“FX，FX0”。选择后按“GO”键，出现如图46所示的确认画面，如果使用的PLC的型号有变化，按“GO”键。要复位参数或返回起始状态时按“CLEAR”键。
图45 屏幕显示 图46 屏幕显示
在脱机编程方式下，可供选择的工作方式共有7种，它们依次是： ① ONLINE MODE； ② PROGRAM CHECK； ③ HPP＜－＞FX； ④ PARAMETER；
⑤ XYM. .NO. CONV.； ⑥ BUZZER LEVEL； ⑦ MODULE。
选择ONLINE MODE时，编程器进入联机编程方式。PROGRAM CHECK，PARAMETER，XYM. .NO. CONV.和BUZZER LEVEL的操作与联机编程方式下的相同。
（4）程序传送
选择HPP＜－＞FX时，若PLC内没有安装存储器卡盒，屏幕显示的内容如图47所示。按功能键“↑”或“↓”将“”移到需要的位置上，再按功能键“GO”，就执行相应的操作。其中“→”表示将编程器的RAM中的用户程序传送到PLC内的用户程序存储器中去，这时，PLC必须处于STOP状态。“←”表示将PLC内存储器中的用户程序读入编程器内的RAM中，“：”表示将编程器内RAM中的用户程序与PLC的存储器中的用户程序进行比较，PLC处于STOP或RUN状态都可以进行后两种操作。
若PLC内安装了RAM，EEPROM或EPROM扩展存储器卡盒，屏幕显示的内容类似图48，图中的ROM分别为RAM，EEPROM和EPROM，且不能将编程器内RAM中的用户程序
送到PLC内的EPROM中去。
图47 屏幕显示 图48 屏幕显示
（5）MODULE功能
MODULE功能用于EEPROM和EPROM的写入，先将FX—20P—RWM型ROM写入器插在编程器上，开机后进入OFFLINE方式，选种MODULE功能，按功能键“GO”后屏幕显示的内容如图48所示。
在MODULE方式下，共有四种工作方式可供选择： ① HPP→ROM
将编程器内RAM中的用户程序写入插在ROM写入器上的EPROM或EEPROM内。 写操作之前必须先将EPROM中的内容全部擦除或先将EEPROM的写保护开关置于OFF位置。
② HPP←ROM
将EPROM或EEPROM中的用户程序读入编程器内的RAM。 ③ HPP：ROM
将编程器内的RAM中的用户程序与插在ROM写入器上的EPROM或EEPROM内 的用户程序进行比较。
④ ERASE CHECK
用来确认存储器卡盒中的EPROM是否已被擦干净。如果EPROM中还有数据，将显示“ERASE ERROR”（擦除错误）。如果存储器卡盒中是EEPROM，将显示“ROM MISCONNECTED”（ROM连接错误）。
使用图49所示的画面，可将X0~X17中的一个输入点设置为外部的RUN开关，选择“DON’T USE”可取消此功能。
图49 屏幕显示
四、FXGPWIN编程软件应用
（一）概述
FXGPWIN编程软件供对FX0S，FX0N，FX2和FX2N系列三菱可编程控制器编程以及监控可编程控制器中各软元件的实时状态。
1． 进入FXGPWIN的编程环境
将存有MELSEC-F/ FX系统编程软件的软盘插入软驱，在WINDOWS条件下起动安装进入MELSEC-F/ FX系统，选择FXGP-WIN-C文件双击鼠标左键，出现图50界面即可进入编程。
图50 FXGPWIN编程环境界面
2．可编程控制器程序下载
可编程控制器程序下载的方法是：首先应使用编程通讯转换接口电缆SC-09连接好计算机的RS-232C接口和PLC的RS-422编程器接口，然后打开图50中的“PLC”菜单，即为图51所示界面。
图51 下载程序界面
图51界面出现后，再打开PLC菜单下的“端口设置”子菜单如图52所示，选择正确的串行口后再按确认键。
图52 端口设置菜单窗口界面
选择好串行口后，打开图51“PLC”菜单下的“程序读入”子菜单，即可进入如图53所示的界面。正确选择可编程控制器型号，按确认键后等待几分钟，可编程控制器中的程序即下载到计算机的FXGPWIN文件夹中。程序下载后界面如图54所示。
图53 PLC型号选择界面
图54 PLC程序下载后界面
3．PLC程序的打开
首先打开“文件”菜单下的“打开”子菜单 界面如图55所示。选择正确的文件后，按确定键，就可打开文件。
图55 文件打开界面
4．编制新的程序
如图56所示，打开“文件”菜单下的“新文件”子菜单，出现图53所示画面，然后选择PLC型号，就可进入程序编制环境，如图57所示。
图8.56 打开新文件界面
图8.57 编制程序界面
5．设置页面和打印
打开“文件”菜单下的“页面设置”子菜单即可进行编程页面设置。打开“文件”菜单下的“打印机设置”子菜单，即可进行打印设置。
6．退出主程序
打开“文件”菜单下的“退出”子菜单或按右上角的×按键，即可退出主程序。 7．帮助文件的使用
打开“帮助”菜单下的“索引”子菜单，寻找所需帮助的目录名，如图58所示，双击目录名即可进入帮助文件的内容。“帮助”菜单下的“如何使用帮助”告诉你如何使用此帮助文件。
图58帮助文件界面
（三） 程序编制 1．编制语言的选择
FXGPWIN软件提供三种编程语言，分别是：梯形图、语句表和功能逻辑图（SFC）。打开“视图”菜单，如图59所示。选择对应的编程语言。
图59 编制语言选择界面
2．采用梯形图编写程序
（1）按以上步骤选择梯形图编程语言。选择“视图”菜单下的“工具栏”，“状态栏”，“功能键”和“功能图”子菜单，如图60所示。
(a) 工具栏 (b) 状态栏
(c) 功能键
(d) 功能图
图60 “视图”菜单界面
（2）梯形图中对软元件的选择既可通过以上“功能键”和“功能图”子菜单完成，也可用“工具”菜单完成。工具菜单如图61所示。菜单下的“触点”子菜单提供对输入各元件的选用，“线圈”和“功能”子菜单提供了对各输出继电器、中间继电器、时间继电器和计数器等软元件的选用。“连线”子菜单除了用于梯形图中各连线外，还可以通过Del键删除连接线。“全部清除”子菜单用于清除所有编程内容。
图61 工具栏菜单界面
（3）“编辑”菜单的使用
“编辑”菜单含有如图62所示的内容。“剪切”、“撤消键入”、“粘贴”、“复制”和“删除”子菜单操作和普通软件一样，这里不作介绍。其余各子菜单是对各连接线、软元件等的操作。
图62 “编辑”菜单界面
（4）编程语言的转换
当梯形图程序编写后，通过视图菜单下梯形图、指令表和SFC（功能逻辑图）子菜单进行三种编程语言的转换。
（三）程序的检查
单击“选项”菜单下的“程序检查”子菜单，就进入了程序检查环境，如图63所示。有三个单选项，“语法错误检查”检查软元件号有无错误，“双线圈检查”检查输出软元件，“电路错误检查”检查各回路有无错误，都可以通过图63下面的显示窗口显示有无错误信息。
图63 “程序检查”子菜单界面
（四）程序的传送
程序的传送操作通过“PLC”菜单的“传送”子菜单，如图64所示。“传送”子菜单有三项内容：“读入”，“写出”，“核对”。程序的读入指的是把PLC的程序读入到计算机的FXGPWIN程序操作环境中，程序的写出指的是把已经编写的程序写入到PLC中。当编写的程序有错误时，写出的过程中CPU—E指示灯将闪烁。当要读入PLC程序时，正确选择好串行口和连接好编程电缆后，按“读入”键即可。当要把程序写出到PLC中时，按“写出”键即可。写完程序后“核对”键将起作用，用于确认要写出的程序和PLC的程序是否一致。
图64 “程序传送”子菜单界面
（五）软元件的监控和强制执行
在FXGPWIN操作环境中，可以监控各软元件的状态和强制执行输出等功能。这些功能
主要在“监控/测试”菜单中完成，其界面如图65所示。
图65 “监控/测试”菜单界面
1．可编程控制器的强制运行和强制停止
打开图64中“PLC”菜单下“遥控运行/停止”子菜单，出现子菜单界面如图66所示。选择“运行”单选框后，按“确认”键，可编程控制器被强制运行。选择“中止”单选框后，按“确认”键，可编程控制器被强制停止。
图66“运行/中止”菜单界面
2．软元件监控 软元件的状态、数据可以在FXGPWIN编程环境中监控起来。例如Y软元件工作在“ON”状态，则在监控环境中以绿色高亮方框，并且闪烁表示；若工作在“OFF“状态，则无任何显示。数据寄存器D中的数据也可在监控环境中表示出来，可以带正负号。
打开图65中“监控/测试“菜单下的“进入元件监控”子菜单，选择好所要监控软元件，即可进入如图67所示监控各软元件。若计算机没有和可编程控制器通讯，则无法反映监控元件的状态，则显示通讯错误。
图67监控软元件功能界面
3．Y输出软元件强制执行
为了调试、维修设备等工作的方便，FXGPWIN程序还提供了强制执行Y输出状态的功能。打开图65中“监控/测试”菜单下的“强制Y输出”子菜单，即可进入图68所示的监控环境.
选择好Y软元件，就可对其强制执行，并在左下角方框中显示其状态，可编程控制器对应的Y软元件灯将根据选择状态亮或灭。
图68 强制执行Y输出界面
4．其他软元件的强制执行
各输入等软元件的状态也可通过FXGPWIN程序设定，打开图65中“监控/测试”菜单下的“强制ON/OFF”子菜单，即可进入此强制执行环境设定软元件的工作状态。
选择X2软元件，并置SET状态，按确认键，可编程控制器的X2软元件指示灯将亮。如图69所示。
图69 输入元件置位界面
（六）其他菜单及目录的使用
1．可编程控制器的数据寄存器的读出和写入
在“PLC”菜单下的“寄存器数据传送”子菜单有三项内容：“读入”，“写出”，“核对”，如图70所示。按“读入”键即可从可编程控制器中读出数据寄存器的内容。按“写出”键，即可将程序中相应的数据寄存器内容写入可编程控制器中。“核对”键是确认内容是否一致。
图70 寄存器数据传送界面
2．“选项”菜单的使用
“选项”菜单的内容如图71所示。
图71 “选项”菜单界面
（1）可编程控制器EPROM的处理
打开“EPROM传送”子菜单有三项内容：“读入”，“写出”和“核对”。按“读入”键，即可从可编程控制器读出EPROM的内容。按“写出”键，即可将编写的程序写入可编程控制器中。“核对”键用于验证编写的程序和EPROM中的内容是否一致。
（2）单击“选项”菜单下的“字体”子菜单，即可设置字体式样、大小等有关内容，如图72所示。
（3）“窗口”菜单的使用
双击“窗口”菜单下的“视图顺排”子菜单，就可层铺编程环境。双击“窗口水平排
列”子菜单，就可水平铺设编程环境。双击“窗口垂直排列”子菜单，就可垂直铺设编程环境。
图72 字体式样、大小设置界面
五、实验内容
实验一 可编程控制器认识实验
一、实验目的
1．通过实验了解和熟悉FX系列PLC的外部结构和外部接线方法。 2．了解和熟悉简易编程器的使用。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线
三、实验内容和步骤
1．关电源，将手持编程器FX-10P-E或FX-20P-E连接电缆，电缆另一头接至PLC主机的编程器插座中，并将主机工作方式选择（STOP/RUN）拨至“STOP”位置。
2．按下PLC的电源开关，PLC主机通电，“POWER”灯亮，手持编程器在液晶窗口显示自检内容。
3．写入程序前，需对PLC“RAM”全部清零，当液晶显示屏上显示全是“NOP”时，即可输入程序。清零方法如图1所示。
图1 PLC清零方法
4．程序的输入，需要先按功能编辑键，键盘上分别有“RD/WR”、“INS/DEL”、“MNT/TEST”等字符分别代表读/写、插入/删除和监控/测试功能。其功能为后按者有优先权。例如第一次按“RD/WR”键为读出（R），再按一次即为写入（W），再按一次又变成R。W、R、I、D、M和T功能字符分别显示在液晶显示窗的左上角。
5． 输入程序如图2所示，进行编程训练操作。
图2 编程实例
实现编程操作如图3所示。
(a) 键盘操作 (b) 显示
图3 编程操作
6． 输入完程序后，可按图4操作键进行程序检查。
图4 程序检查
7． 验证实验的正确性
（1）将模拟开关板的开关0和1及公共端C分别用导线连接到PLC的输入端X0、X1和COM端。
（2）输出端驱动一LED发光二极管指示灯。
（3）将PLC的RUN/STOP开关切换到RUN位置。
（4）合上X1和X2开关，输入信号，观察Y0的输出情况。 四、预习要求
1． 复习可编程控制器的结构组成和基本工作原理。 2． 复习PLC输入、输出接口电路。
3． 阅读FX-10P-E（或FX-20P-E）手持编程器的使用说明。 五、实验报告要求
1．说明PLC可编程控制器由哪几部分组成？输入电源规格为多少？输入电路采用什么方式?输出电路采用什么方式？
2．编程器的型号是什么？如何进行程序的写入、读出、删除、插入、监控和测试？
实验二 基本指令实验
一、实验目的
1．进一步掌握PLC手持编程器的使用。
2．学会用PLC基本指令实现基本逻辑组合电路的编程。 3．掌握常用基本指令的使用方法。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线
三、实验内容和步骤 1．基本指令实验
如图5所示，根据梯形图编写指令表，分别接通PLC输入端开关为ON 或OFF，观察PLC输出结果。
图5 基本指令程序
2． 组合电路的PLC编程实验
如图6、7所示，根据梯形图编写指令表，分别接通PLC输入端开关为 ON或OFF，观察PLC输出结果。
图6 组合电路指令程序（1）
图7 组合电路指令程序（2）
3． 置位、复位和脉冲指令的编程实验
如图8所示，根据梯形图编写指令表，分别接通PLC输入端开关为ON或OFF，观察PLC输出结果。当X0闭合时，Y0有输出，即使X0断开，Y0仍然保持有输出；当X1闭合时，Y0无输出。当X2闭合时，Y1有输出，当X3闭合时，Y1仍然有输出，只有当X3再断开时，Y1无输出。
图8 置位、复位和脉冲电路指令程序
四、预习要求
1． 复习LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、ANB、ORB和END等指 令的含义。
2． 复习SET、RST、PLS和PLF等指令的含义。 3． 提前阅读实验内容和步骤。
4． 画出置位、复位和脉冲的编程实验的输入、输出波形图，以便在实 验中比较。
五、实验报告要求
1． 整理实验操作结果。 2． 整理实验所记录的波形。
3． 总结实验中用到的指令的使用方法。
实验三 栈及主控指令实验
一、实验目的
1．掌握MPS、MRD、MPP指令的使用方法。 2．掌握主控指令MC和MCR的使用方法。 3．进一步掌握PLC的编程及程序输入。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线
三、实验内容和步骤 1．栈指令实验
栈指令编程梯形图实例如图9所示。
图9 栈指令编程实例
实验步骤：
（1）按图9输入程序。 （2）检查程序，使其正确。
（3）运行该程序，当X0=1(ON)时，观察输出状态。 ① Y0的状态取决于X1或X2的状态。
② Y1的状态取决于X3、X4相与或X5、X6相与的状态。③ Y2状态取决于X7的状态。
④ Y3状态取决于X7及X10或X11的状态。 置X0＝0时，观察Y0~ Y3的状态。 2． 主控指令实验
主控指令编程梯形图实例如图10所示。
图10 主控指令编程实例
实验步骤：
（1）按图10输入程序。
（2）检查程序，使其正确。
（3）执行程序，依次分别使X0、X1、X2、X3、X4及X5为ON，输 出应依次为Y0、Y1及Y2为ON。
四、预习要求
1．复习栈指令MPS、MRD、MPP的功能和使用方法。 2．复习主控指令MC、MCR的功能和使用方法。 3． 提前阅读实验步骤和内容。 五、实验报告要求
1．整理实验结果，按标准写出实验报告。 2．总结使用栈指令和主控指令的体会。
实验四 定时器和计数器实验
一、实验目的
1．掌握定时器、计数器指令的格式及编程方法。 2．掌握定时器、内部时钟脉冲参数的设置方法。 3．掌握计数器、定时器的功能及定时技巧。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线
三、实验内容和步骤 1．定时器指令实验
定时器指令的梯形图和语句表如图11所示：
图11 定时器梯形图语句表
实验步骤：
（1）按图11输入程序。 （2）检查程序，使其正确。
（3）运行程序，观察输出结果。当X1，X2闭合时，定时器T0和T33开始计时，经过10s，Y0和Y1有输出。说明T0和T33的计时脉冲为100ms，计100次为10s。当闭合X0，再闭合X1和X2时，经过10s，Y0有输出；经过1s，Y1有输出。说明M8028控制T32～T55的定时脉冲：当M8028闭合时，T32～T55定时脉冲为0.01s，当M8028断开时，T32～T55定时脉冲为0.1s。
2．计数器指令实验
计数器指令的梯形图和语句表如图12所示。
图12 计数器梯形图语句表
实验步骤：
（1）按图12输入程序。 （2）检查程序，使其正确。
（3）执行程序，观察输出结果。当X0断开时，X1闭合10次，Y0有输出；当X0闭合时，再把X1闭合10次，Y0无输出。
3．定时器/计数器综合实验
该实验的梯形图和语句表如图13所示。
图13 计数器/定时器梯形图语句表
实验步骤：
（1）按图13输入程序。 （2）检查程序，使其正确。
（3）运行程序，观察输出结果。当X0接通，定时器T0开始计时，经过10s，T0的常闭接点断开，T0定时器断开复位，待下一次扫描的时候，T0的常闭接点才闭合，T0线圈又重新接通（即T0接点每10s接通一次，每次接通时间为一个扫描周期）。计数器C0对这个脉冲信号进行计数，计到20次时，C0常开触点闭合，使线圈Y0有输出。从X0接通到Y0有输出，时间为（100×0.1s）×20＝200s。
四、预习要求
1．复习定时器和计数器指令的格式、功能和使用方法。 2．提前阅读实验步骤和内容。 五、实验报告要求
1． 整理实验结果，按标准写出实验报告。
2． 画出本次实验中定时器、计数器程序中的输入/输出波形。 3． 总结使用定时器和计数器指令的体会。
实验五 步进顺控指令实验
一、实验目的
1．掌握步进顺控指令的编程方法。
2．理解步进顺控指令的几种编程结构。 3．进一步熟练编程器的使用。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线
三、实验内容和步骤
1．用步进顺控指令实现如图14所示的波形，使Y0、Y1和Y2每隔1s顺序输出，并循环。其顺序功能图和指令语句表如图15所示。
图14 输出波形图
图15 顺序功能图及语句表
实验步骤：
（1）按图15输入程序。 （2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，观察Y0、Y1和Y2的输出是否和波形一致。
（4）改变定时器的定时时间常数，再次运行程序，观察输出情况。 2．分支及汇合指令实验
选择性分支及汇合指令的顺序功能图和语句表如图16所示。
图16 选择性分支与汇合
选择性分支与汇合实验步骤： （1）按图16输入程序。 （2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，先闭合X1，然后闭合X2，观察Y2和Y3有无输出。 （4）改变X1和X2的闭合顺序，观察Y2和Y3的输出情况。 并性分支及汇合指令的顺序功能图和语句表如图17所示。
图17 并行分支与汇合
并行分支与汇合实验步骤： （1）按图17输入程序。 （2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，闭合X1，观察Y2和Y4有无输出。然后闭合X2、 X3和X4，观察Y3、Y5和Y6的输出情况。
四、预习要求
1． 复习SFC顺序功能图编程方法和STL步进顺控指令的编程方法。 2． 复习选择性分支和汇合的编程方法。
3． 复习并形分支和汇合的编程方法。 4． 提前阅读实验内容和步骤。 五、实验报告要求
1． 按格式写出实验报告。
2． 总结步进顺控指令的特点。
实验六 功能指令实验
一、实验目的
1．掌握功能指令中的移位寄存器指令的编程和使用方法。 2．掌握如何用移位指令实现真值表的输出。 3．能用移位指令实现相关控制。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线 三、实验内容
1．用左移移位指令实现表1循环左移真值表的输出。
表1 循环左移真值表
脉冲0
Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 1 0 0 4
1 0 0 0 其梯形图和指令表如图18所示。 图18 循环左移位控制程序（1）
实验步骤：
（1）按图18输入程序。 （2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，观察Y0、Y1、Y2和Y3的输出是否和真值表一致。 2．用左移移位指令实现表2循环左移真值表的输出。
表2 循环左移真值表
脉冲
Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 1 3 0 1 1 1 4 1 1 1 1 5 1 1 1 0 6 1 1 0 0 7 1 0 0 0 其梯形图和指令表如图19所示。
图19 循环左移位控制程序（2）
实验步骤：
（1）按图19输入程序。 （2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，观察Y0、Y1、Y2和Y3的输出是否和真值表一致。 四、预习要求
1．复习功能指令右移SFTR和左移SFTL的指令格式、功能和编程方 法。
2．学会用移位循环指令实现某一控制操作。 3． 提前阅读实验内容和步骤。
4． 画出实验中需要的真值表，准备实验使用。 五、实验报告要求
1．按格式写出实验报告。
2．写出左移和右移指令的格式。
3．写出实验中用到的程序，自行设计循环右移的程序。
实验七 PLC功能指令实验
一、实验目的
1．掌握功能指令中部分特殊应用指令的编程和使用方法。 2．了解功能指令的功能。
3．熟悉PLC功能指令的应用。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块
4．编程电缆 5．连接导线
三、实验内容和步骤
利用下面两个实例来掌握CMP比较指令和ALT交替输出指令的应用。 1．实例一 停车场显示装置控制
假设有一汽车停车场，最大容量只能停车50辆，为了表示停车场是否有空位，可以用PLC来实现控制。
停车场的I/O分配表如表3所示。其梯形图和指令语句表如图20所示。 表3 PLC停车场显示I/O地址状态表
器件 PLC地址 功能说明 HL1
Y4、Y5
停车场已满 HL2 Y3 停车场有空位 开关0 X0 车已进入停车场信号 开关1
X1
车已离开停车场信号
D0 停车场车辆数（最大50辆） 图20 停车场显示装置控制程序
实验步骤：
（1）按图20输入程序。 （2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，操作开关0、开关1，模拟汽车进入及离开停车场时，HL1(Y4、Y5)和HL2（Y3）指示灯的亮、灭情况。
（4）Y3、Y4和Y5不可能同时为1。只有在D0<50时，Y3＝1，D0=50时，Y4＝1，D0>50时，Y5＝1。
2．实例二 二分频电路控制
用交替输出功能指令ALT实现二分频电路的梯形图和语句表如图21所示。二分频电路波形图如图22所示。
图21 二分频控制程序
图22 二分频电路波形图
实验步骤：
（1）按图21输入程序。 （2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，观察Y0～Y3的输出是否和图22所示波形一致。 四、预习要求
1． 复习应用指令的功能、格式和编程方法。 2． 提前阅读实验内容和步骤。
3． 复习二进制分频电路的工作原理。
五、实验报告要求
1． 整理实验结果，完成实验报告。
2． 如何判断汽车进入停车场和离开停车场时正向和反向信号，试设计 程序。
实验八 交通信号灯的自动控制实验
一、实验目的
1．掌握用PLC控制十字路口交通灯的设计方法。 2．熟悉PLC指令的功能。
3．学会用PLC解决一个实际问题的思路。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线 三、实验原理
十字路口交通信号灯在日常生活中经常用到，可以用PLC对其进行控制。 十字路口两个方向交通灯自动控制时序工作波形图如图23所示。
图23 交通灯时序工作波形图
从图中可以看出，东西方向和南北方向绿、黄和红灯相互亮灯时间是相等的。如果取单位时间t＝2s，则整个一次循环时间需要40s。
采用PLC控制时，其I/O分配表如表4所示。
表4 交通灯控制I/O接口地址分配表
输入
器件
器件号
功能说明
器件
输出 器件号
功能说明
0 X0 启动按钮 东西向绿灯 G1 Y0 东西向黄灯 Y1 Y1 东西向红灯 R1 Y2 1 X1 停止按钮 南北向绿灯 G2 Y3 南北向黄灯 Y2 Y4 南北向红灯 R2 Y5
本实验用步进顺控指令实现交通灯自动控制，其顺序功能图如图24所示。
图24 交通灯控制顺序功能图
四、实验步骤和内容 1．按图24输入程序。 2．检查程序是否正确。
3．运行程序，观察Y0～Y5的输出是否符合实际要求。 五、预习要求
1． 复习步进顺控指令的作用和编程方法。
2． 阅读本次实验原理及电路，掌握利用步进顺控指令进行程序设计的 方法和技巧。
六、实验报告要求
1． 按一定格式完成实验报告。
2． 考虑如果用定时器/计数器实现交通灯的控制，其程序如何？ 3． 考虑如果用移位寄存器实现交通灯的控制，其程序如何？
实验九 舞台艺术灯饰的PLC控制实验
一、实验目的
1．进一步熟悉PLC步进顺控指令的应用。
2．进一步熟悉移位寄存器指令的应用。 3．学会用PLC解决一个实际问题的思路。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线 三、实验原理
霓虹灯广告以及电视台的舞台灯光控制均可以采用PLC控制，如灯光的闪耀、移位及时序的变化等。如图25所示为一舞台艺术灯饰自动控制演示装置，它共有8道灯，其中5道灯呈拱形，3道灯呈梯形。
图25 舞台艺术灯的演示装置图
现要求0～7号灯闪亮的时序如下： 1．7号灯一亮一灭交替进行。
2．6、5、4和3号灯由外到内依次点亮，再全灭，然后重复上述过程， 循环往复。
3．2、1和0号阶梯形由上到下，依次点亮，再全灭，然后重复上述过 程，循环往复。
实验的I/O分配为：X0为启动信号，X1为停止信号，Y0～Y7分别控 制7～0号灯。
本实验的移位寄存器和输出状态真值表如表5、6所示
表5 霓虹灯Y4～Y1时序关系真值表
CP
输入
输出
M5 M4 M3 M2 M1 M0 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 3 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 4 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 5 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 6 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
表6 霓虹灯Y7～Y5时序关系真值表
CP
输入 输出
M15 M14 M13 M12 M11 Y7 Y6 Y5 1 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 1 0 3 0 0 1 0 0 1 0 0 4 0 1 0 0 0 1 1 1 5 1 0 0 0 0 0 0 0 根据其相互间的逻辑关系，输入M0～M5，M11～M15与输出Y0～Y7之间的逻辑关系为如图26所示。
图26 输入输出逻辑关系
根据真值表设计的PLC控制舞台艺术灯饰的程序（梯形图和指令表）如图27所示。
图27 舞台艺术灯程序设计
四、实验内容和步骤 1．按图27输入程序。 2．检查程序是否正确。
3．运行程序，观察结果是否与要求相符合。 五、预习要求
1．复习PLC应用指令的编程方法。 2．复习移位寄存器的格式和使用方法。
3．阅读本次实验的实验原理和实验内容和步骤。
六、实验报告要求
1．按一定格式完成实验报告。
2．尝试用步进顺控指令完成本次实验，画出顺序控制图。 3．自行设计一霓虹灯广告屏控制程序，工作时序自己设定。
实验十 运料小车的自动控制实验
一、实验目的
1．学会用PLC解决一个实际问题的思路。 2．熟悉PLC指令的功能。
3．掌握程序设计中起保停电路、自锁电路和互锁电路的设计方法。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线 三、实验原理
运料小车的自动控制可由PLC完成。小车可在甲、乙两地分别启动。且在甲、乙两地停留时间均为1min。在甲地起动时小车停车等待装料，然后自动驶向乙地，到达乙地后停车1min等待卸料，然后返回甲地。小车从乙地起动时，小车等待1min等待卸料，然后自动驶向甲地，在甲地停车1min等待装料，然后驶向乙地，循环往复。在运行过程中，小车可在任意位置手动停车，再次起动后，小车重复原来的运动。此外，在小车前进、后退过程中，分别有指示灯指示其行进方向。
根据实验要求，PLC的I/O分配如表7所示
表7 运料小车I/O分配表
输入
器件
器件号
功能说明 停止 甲地启动 乙地启动 甲地行程开关 乙地行程开关
器件
器件号
输出
功能说明 从甲地到乙地 从乙地到甲地
0 X0 1 X1 2 X2 3 X3 4 X4 0 Y0 1 Y1 2 Y2 从甲到乙的指示灯 3 Y3 从乙到甲的指示灯
本实验的的梯形图和指令表如图28所示
图28 运料小车控制程序
四、实验步骤和内容 1．按图28输入程序。 2．检查程序是否正确。
3．运行程序，观察结果是否与要求相符合。 五、预习要求
1．复习起保停电路的设计方法。 2．阅读本次实验原理、内容和步骤。
六、实验报告要求
1．按一定格式完成实验报告。
2．尝试用步进顺控指令完成本实验。
实验十一 三层电梯自动控制实验
一、实验目的
1．学会用PLC解决一个实际问题的思路。
2．学会用PLC实现电梯自动控制的基本方法。 二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台 3．模拟开关板一块 4．编程电缆 5．连接导线
三、实验原理和步骤
电梯自动控制系统的主要指标有：
1．电梯运行到位后具有手动或自动开门和关门的功能。
手动开门时，当电梯运行到位，手动开门按钮X0闭合，Y0有效，电梯门被打开，开门到位，开门行程开关动作，X2常闭触点断开，开门过程结束；自动开门时，当电梯运行到位后，相应的楼层接近开关（X11、X12或X13）闭合，定时器T0开始计数，计到3s，T0触点闭合，Y0输出有效，打开电梯门。手动关门时，按下关门按钮X1，Y1有效并自锁，驱动关门继电器，关闭电梯门。自动关门时，当电梯运行到位，定时器T1定时5s，T1触点闭合，Y1输出有效，实现自动关门。当自动关门时，为防止夹住乘客，在门两侧安装红外线检测装置（X6和X7），有人进出时，X6和X7闭合，T2开始定时，2s后才关门。
2．利用指示灯显示轿厢外召唤信号、厢内指令信号和电梯到达信号。 电梯采用轿厢外呼叫，轿厢内按钮控制方式的自动控制形式。由安装在轿厢内的指令按钮进行操纵，其操作内容为响应，轿厢内依层次指令运行启动电梯，使电梯到达目标层。轿厢外指令即做呼叫作用。
电梯上、下由一台电动机驱动：电动机正转，驱动电梯上升；电动机反转，驱动电梯下降。电梯轿厢门由另一台小电动机驱动，该电动机正转，轿厢门开，电动机反转，轿厢门关。每层楼设有呼叫按钮SB6～SB9，轿厢内开门按钮SB1，关门按钮SB2，轿厢内层指令按钮SB3～SB5。
3．能自动辨别电梯运行方向，并发出响应的指示信号。
电梯运行方向是由输出继电器Y20和Y21指示的，当电梯运行方向确定后，在关门信号和门锁信号符合要求的情况下，电梯开始启动运行。电梯启动后快速运行，2s后加速，在接近目标楼层时，相应的接近开关动作，电梯开始转为慢速运行，直至电梯到达目标楼层为止。
当有乘客在轿厢外某层按下呼叫按钮(X17、X20、X21、X22)中的任何一个，相应的指示灯亮，说明有人呼叫。呼叫信号一直保持到电梯到达该层，相应的接近开关动作才被撤销。
本实验的I/O分配如表8所示。
表8 I/O分配表
输入
名称
编号
功能 开门按钮 关门按钮 开门行程开关 关门行程开关 向上运行转换开关 向下运行转换开关 红外传感器（左） 红外传感器（右） 门锁输入信号 一层接近开关 二层接近开关 三层接近开关 一层内指令按钮 二层内指令按钮 三层内指令按钮 一层向上召唤按钮 二层向上召唤按钮 二层向下召唤按钮 三层向下召唤按钮 一层下接近开关 二层上接近开关 三层上接近开关 二层下接近开关
名称
编号
输出
功能 开门继电器 关门继电器 上行继电器 下行继电器 快速继电器 加速继电器 慢速继电器 上行方向灯 下行方向灯 一层指示灯 二层指示灯 三层指示灯 一层内指令指示灯 二层内指令指示灯 三层内指令指示灯 一层向上召唤灯 二层向上召唤灯 二层向下召唤灯 三层向下召唤灯
SB1 X0 SB2 X1 SQ1 X2 SQ2 X3 SQ3 X4 SQ4 X5 SL1 X6 SL2 X7 K X10 SQ5 X11 SQ6 X12 SQ7 X13 SB3 X14 SB4 X15 SB5 X16 SB6 X17 SB7 X20 SB8 X21 SB9 X22 SQ8 X23 SQ9 X24 SQ10 X25 SQ11 X26 KM1 Y0 KM2 Y1 KM3 Y2 KM4 Y3 KM5 Y4 KM6 Y5 KM7 Y6 E1 Y20 E2 Y21 E3 Y22 E4 Y23 E5 Y24 E6 Y25 E7 Y26 E8 Y27 E9 Y30 E10 Y31 E11 Y32 E12 Y33
本实验的梯形图程序如图29所示。
图29 电梯控制梯形图程序
四、实验步骤和内容 1．按图29输入程序。 2．检查程序是否正确。
3．观察结果是否和要求相符合。 五、预习要求
1．复习PLC的基本指令、应用指令。
2．阅读本次实验的实验原理、内容和步骤，读懂章节。
六、实验报告要求
1．按一定格式完成实验报告。
2．考虑用步进顺控指令完成本次实验，程序该如何编写。
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