陕西科技大学电气控制与plc期末考试总复习资料教案

概述1.1PLC的基本概念与基本结构1.1.1PLC的基本概念可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。1.1.2PLC的基本结构图1-1PLC控制系统示意图1.2PLC的特点与应用领域1.2.1PLC的特点1.编程方法简单易学2.功能强，性能价格比高3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强4.可靠性高，抗干扰能力强5.系统的设计、安装、调试工作量少6.维修工作量小，维修方便7.体积小，能耗低1.2.2PLC的应用领域1.开关量逻辑控制2.运动控制3.闭环过程控制4.数据处理5.通信联网第2章PLC的硬件与工作原理2.1PLC的硬件2.1.1PLC的物理结构PLC的物理结构：整体式、模块式图2-1S7-200CPU模块的外形图2.1.2CPU模块中的存储器存储器分类与特点：RAM、ROM、EPROM、EEPROM2.1.3I/O模块图2-3输入电路图2-4继电器输出电路图2-5场效应管输出电路2.2PLC的工作原理2.2.1用触点和线圈实现逻辑运算图2-6基本逻辑电路图2-7异步电动机控制电路2.2.2PLC的操作模式RUN模式执行用户程序，“RUN”LED亮。STOP模式不执行用户程序，可将用户程序和硬件设置信息下载到PLC。TERM(终端)模式与通信有关。CPU模块上的模式开关在RUN位置时，上电自动进入RUN模式。PC-PLC之间建立起通信连接后，若模式开关在RUN或TERM位置,可用编程软件中的命令改变CPU的工作模式。2.2.3PLC的工作原理图2-8扫描过程中断程序的处理与立即I/O指令可提高响应速度。 图2-9PLC外部接线图与梯形图LD I0.1O Q0.0AN I0.2= Q0.0图2-9中的梯形图完成的逻辑运算为外部输入电路接通时,对应的输入映像寄存器为ON(1状态),梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开。梯形图中Q0.0的线圈“通电”，对应的硬件继电器的常开触点闭合，接在标号为0.0的端子的外部负载工作。2.3S7-200CN系列PLC西门子PLC的分类：S7、M7、C7、WinAC。2.3.1S7-200的特点1．功能强，有PID参数自整定、配方、数据归档等功能。2．先进的程序结构3．灵活方便的寻址方法4．功能强大、使用方便的编程软件5．简化复杂编程任务的向导功能6．强大的通信功能7．品种丰富的配套人机界面8．有竞争力的价格9．完善的网上技术支持2.3.2CPU模块CPU221/222/224/226集成I/O点：10/14/24/40点；程序空间4096～24576B。最大DI/DO256/256点；最大AI/AO35/32点；最多7个扩展模块。定时器/计数器256/256点；高速计数器4/6点30kHz，2点20kHz高速输出；模拟电位器1/2个，实时钟，1/2个RS-485接口；4点输入中断，2个定时中断(1～255ms)。CPU224XP：2AI、1AO，2通信口，高速输入200kHz、高速输出100kHz。PPI、MPI、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议；使用STEP7-Micro/WIN32编程软件。2.3.3数字量扩展模块数字量I/O：8DI、16DI、4DO、8DO、4/4、8/8、16/16、32/32DI/DO。输入有24VDC和230VAC两种，输出有24VDC和继电器型。2.3.4模拟量扩展模块与热电偶热电阻扩展模块模拟量模块的作用：A/D转换与D/A转换。模拟量I/O：12位4AI、2AO、4AI/1AO；15位4路热电偶、2路热电阻模块。模拟量输入模块有多种量程（与模块型号有关），用模块上的DIP开关设置量程。图2-10模拟量输入数据字的格式【例2-2】压力变送器（0～10MPa）的输出信号为DC4～20mA，模拟量输入模块将0～20mA转换为0～32000的数字量，即0～10000kPa对应于数字量6400～32000，设转换后得到的数字为N，试求以kPa为单位的压力值。 解：4～20mA的模拟量对应于数字量6400～32000，压力的计算公式为模拟量输出模块的量程有10V和0～20mA两种：图2-11模拟量输出数据字的格式2.3.6STEP7-Micro/WIN编程软件与显示面板简介1．STEP7-Micro/WIN编程软件2．显示面板(1)文本显示器TD-200C和TD-400C(2)S7-200专用的触摸屏：TP070、TP170micro、TP177micro和K-TP178micro。I/O地址分配与外部接线2.4.1本机I/O与扩展I/O的地址分配图2-13CPU224XP的本地和I/O地址分配举例2.4.2S7-200的外部接线图2-14交流电源系统的外部接线图2-15直流电源系统的外部接线感性负载的处理，电阻、电感和白炽灯的区别。图2-16感性输出电路的处理2.1填空(1)PLC主要由、、和组成。(2)继电器的线圈“断电”时，其常开触点，常闭触点。(3)外部输入电路接通时，对应的输入过程映像寄存器I为状态，梯形图中对应的常开触点，常闭触点____。(4)若梯形图中输出Q的线圈“断电”，对应的输出过程映像寄存器为状态，在修改输出阶段后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈，其常开触点，外部负载。第3章PLC程序设计基础3.1PLC的编程语言与程序结构3.1.1PLC编程语言的国际标准IEC61131-3标准的5种编程语言：(1)顺序功能图(SequentialFunctionChart)； (2)梯形图(LadderDiagram)；(3)功能块图(FunctionBlockDiagram)；(4)指令表(InstructionList)；(5)结构文本(StructuredText)。图3-1PLC的编程语言图3-2梯形图与语句表 图3-3功能块图“能流”(PowerFlow)只能从左向右流动。1个网络（Network）中只能放1块独立电路。功能块图（FBD）类似于数字逻辑门电路，“LOGO！”使用FBD。STEP7-Micro/WIN的IEC61131-3指令集只提供梯形图、功能块图。地址前加“％”，其指令不区分数据类型。3.1.2S7-200的程序结构S7-200的程序由主程序、子程序和中断程序组成。1．主程序：每次扫描都要执行主程序。每个项目都必须且只能有一个主程序（OB1）。2．子程序：可以多次调用，简化程序代码、减少扫描时间、容易移植到别的项目。3．中断程序：在中断事件发生时由PLC的操作系统调用。3.2存储器的数据类型与寻址方式3.2.1数据在存储器中存取的方式1．用1位二进制数表示开关量。图3-4位数据的存放I3.2：“字节.位”寻址方式。2．多位二进制数：2#1010＝123＋022＋121＋020＝10。3．十六进制数：用于简化二进制数的表示方法，“逢16进1”，用0～9和A～F来表示16个数，16#2F对应的十进制数为2161＋15160＝47。4．字节、字与双字图3-5字、字节和双字的组成以起始字节的地址作为字和双字的地址。起始字节为最高位的字节。I、Q、V、M、S、SM、L均可按位、字节、字和双字来存取。5．负数的表示方法用二进制补码表示有符号数，最高位为符号位，最大的16位正数为16#7FFF（32767）。6．BCD码BCD码用4位二进制数来表示1位十进制数。十进制数23对应的BCD码为16#23。BCD码用于输入输出设备。3.2.2CPU的存储区1．输入过程映像寄存器（I）2．输出过程映像寄存器（Q）3．变量存储区V是全局存储器，可以被所有的POU存取。4．位存储区（M）5．定时器存储区（T）6．计数器存储区（C）7．高速计数器（HC）8．32位累加器（AC0～AC3）可以按字节、字和双字来存取。按字节、字只能存取累加器的低8位或低16位。9．特殊存储器（SM）特殊存储器（SM）标志位：SM0.0一直为1状态；SM0.1仅在执行用户程序的第一个扫描周期为1状态。SM0.4和SM0.5分别提供周期为1分钟和1秒的时钟脉冲。SM1.0、SM1.1和SM1.2分别为零标志、溢出标志和负数标志。10．局部存储器L作为暂时存储器，或给子程序传递参数。11．模拟量输入字(AI)从偶数字节地址开始（例如AIW2），为只读数据。12．模拟量输出字(AQ)从偶数字节地址开始（例如AQW2），用户不能读取。13．顺序控制继电器（S）：顺序控制编程用。14．常数的表示方法与范围15．实数（浮点数）：在编程软件中，用小数表示浮点数。图3-6浮点数的格式16．字符串的格式图3-7字符串的格式I0.0为绝对地址，%I0.0是IEC编辑器中的地址。#INPUT1：局部变量符号地址；“INPUT1”：全局符号地址。“#”号和双引号是编程软件自动添加的。3.2.3直接寻址与间接寻址直接寻址指定了存储器的区域、长度和位置，例如VB200。图3-8使用指针的间接寻址【例3-1】表格存放在VW0开始的100个字中，表格的偏移量（表格中字的序号）在VD200中，在I0.0的上升沿，用间接寻址将表格中相对于偏移量的数据值传送到VW210中去。地址相邻的两个字的地址增量为2（两个字节）。LD I0.0EU //在I0.0的上升沿MOVD &VB0,VD300 //表格的起始地址送VD300+D VD200,VD300+D VD200,VD300 //起始地址加偏移量MOVW *VD300,VW210 //读取表格中的数据3.3位逻辑指令3.3.1触点指令图3-9触点与输出指令 图3-10上升沿检测并联触点总是并在它前面已经连好的电路的两端。图3-11ALD与OLD指令图3-12ALD与OLD指令的堆栈操作【例3-3】已知图3-13中的语句表程序，画出对应的梯形图。图3-13语句表与梯形图图3-14堆栈指令图3-15堆栈指令的使用图3-16双重堆栈的使用图3-17立即触点与立即输出指令图3-18置位指令与复位指令3.3.2输出指令与其他指令图3-19置位优先与复位优先触发器图3-20取反与跳变指令3.4定时器与计数器指令3.4.1定时器指令图3-21接通延时定时器图3-22断开延时定时器图3-23保持型接通延时定时器3.4.2计数器指令图3-25加计数器图3-26减计数器 图3-27加减计数器装载输入（LD）为ON时，计数器位被复位，并把设定值装入当前值。减至0时，停止计数，计数器位被置1。习题1．填空(1)接通延时定时器（TON）的输入（IN）电路时开始定时，当前值大于等于设定值时其定时器位变为，其常开触点，常闭触点，(2)接通延时定时器（TON）的输入（IN）电路时被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值等于。(3)若加计数器的计数输入电路（CU）、复位输入电路（R），计数器的当前值加1。当前值大于等于设定值（PV）时，其常开触点，常闭触点。复位输入电路时，计数器被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值为。(4)输出指令（=）不能用于过程映像寄存器。(5)SM在首次扫描时为ON，SM0.0一直为。图3-32梯形图改错第4章数字量控制系统梯形图程序设计方法4.1梯形图的经验设计法4.1.1有记忆功能的电路图4-1有记忆功能的电路4.1.2定时器应用电路图4-2延时接通/延时断开电路图4-3 长延时电路图4-4闪烁电路4.1.3经验设计法举例图4-5小车自动往复运动的继电器控制电路图图4-7梯形图常闭触点输入信号的处理4.2根据继电器电路图设计梯形图的方法4.2.1基本方法图4-9PLC外部接线图图4-10梯形图4.2.2注意事项1.应遵守梯形图语言中的语法规定2．设置中间单元3．尽量减少PLC的输入信号和输出信号4．设立外部联锁电路5．梯形图的优化设计6．外部负载的额定电压4.3顺序控制设计法与顺序功能图4.3.1顺序控制设计法4.3.2步与动作1．步的基本概念2．初始步3．与步对应的动作或命令4．活动步图4-11波形图 图4-12顺序功能图图4-13顺序功能图图4-14动作4.3.3有向连线与转换条件图4-15转换条件SM0.1的作用。4.3.4顺序功能图的基本结构图4-16单序列、选择序列与并行序列4.3.5顺序功能图中转换实现的基本规则1．转换实现的条件(1)该转换所有的前级步都是活动步。(2)相应的转换条件得到满足。2．转换实现应完成的操作(1)使所有的后续步变为活动步。(2)使所有的前级步变为不活动步。图4-19转换的同步实现 图4-20信号关系图3．绘制顺序功能图时的注意事项(1)两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们分隔开。(2)两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们分隔开。(3)不要漏掉初始步。(4)在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环。4．顺序控制设计法的本质图4-26改错顺序控制梯形图的设计方法5.1使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法图5-2、图5-3鼓风机与引风机的顺序功能图和梯形图图5-4选择序列与并行序列图5-5仅有两步的闭环的处理5-6液体混合控制系统的顺序功能图图5-6液体混合系统的顺序功能图和梯形图 图5-7顺序功能图与梯形图5.2以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法图5-8动力头控制系统的顺序功能图与梯形图图5-9选择序列与并行序列图5-10转换的同步实现图5-11剪板机控制系统的顺序功能图和梯形图5.3使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法图5-12顺序功能图与梯形图图5-13选择序列与并行序列的顺序功能图和梯形图图5-14、15硫化机控制的顺序功能图与梯形图5.4具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法5.4.1系统的硬件结构与工作方式图5-16机械手示意图图5-17操作面板图5-18外部接线图5.4.2使用起保停电路的编程方法 图5-19OB1程序结构 图5-20公用程序 图5-21手动程序图5-22～图5-24图5-25自动返回原点的顺序功能图与梯形图 第6章PLC的功能指令6.1S7-200的指令规约6.1.1使能输入与使能输出图6-1EN与ENO图6-1中的梯形图对应的语句表为LD I2.4MOVW VW10,VW14 //VW10→VW14AENO/I VW12,VW14 //VW14/VW12→VW14AENOMOVB VB0,VB2 //VB0→VB2除数VW12为0时无能流流出。删除AENO后两个方框变为并联。6.1.2梯形图中的网络与指令一个网络中只能有一块独立电路。输入语句表指令时必须使用英文的标点符号。6.2程序控制指令1．条件结束指令与停止指令2．监控定时器复位指令3．循环指令图6-2循环指令 【例6-1】在I0.5的上升沿，求VB10～VB29中20个字节的异或值。 网络1 LD I0.5 EU //在I0.5的上升沿MOVB 0,AC0 //清累加器0MOVD &VB10,AC1 //累加器1（存储区指针）指向VB10FOR VW0,1,20 //循环开始网络2LD SM0.0XORB *AC1,AC0 //字节异或INCB AC1 //指针AC1的值加1，指向下一个变量存储器字节网络3NEXT //循环结束网络4 LD I0.5 EUMOVB AC0,VB40 //保存异或结果4．跳转与标号指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表1．局部变量与全局变量程序中的每个程序组织单元POU（ProgramOrganizationalUnit）均有由64字节L存储器组成的局部变量表。局部变量只在它被创建的POU中有效，全局符号在各POU中均有效。局部变量有以下优点：(1)尽量使用局部变量的子程序易于移植到别的项目。(2)如果使用临时变量（TEMP），同一片物理存储器可以在不同的程序中重复使用。2．局部变量的类型TEMP(临时变量)：暂时保存在局部数据区中的变量。主程序或中断程序的局部变量表只有TEMP变量。IN(输入变量)：由调用它的POU提供的传入子程序的输入参数。OUT(输出变量)：子程序返回给调用它的POU的输出参数。IN_OUT(输入_输出变量)：其初始值由调用它的POU提供，并用同一变量将子程序的执行结果返回给调用它的POU。3．局部变量的地址分配4．在局部变量表中增加新的变量5．局部变量的数据类型检查6.3.2子程序的编写与调用1．子程序的作用子程序将程序分成容易管理的小块，使程序结构简单清晰，易于查错和维护。子程序调用是有条件的，可以多次调用，使用子程序可以减少扫描时间。2．子程序的创建3．子程序的调用举例 图6-6在主程序中调用子程序 LDI0.4 CALL模拟量计算,AIW2,VW20,+2356,VD404．子程序的有条件返回5．子程序中的定时器6.4数据处理指令6.4.1比较指令图6-9比较指令图6-10自复位接通延时定时器6.4.2数据传送指令1．字节、字、双字和实数的传送2．字节立即读指令MOV_BIR读取1个字节的物理输入，字节立即写指令MOV_BIW写1个字节的物理输出。3．字节、字、双字的块传送指令“BMBVB20,VB100,4”指令将VB20～VB23中的数据被传送到VB100～VB103。4．字节交换指令6.4.3移位与循环指令1．右移位和左移位指令2．循环右移位和循环左移位指令图6-12移位与循环移位指令3．移位寄存器指令图6-12移位寄存器指令6.4.4数据转换指令1．段译码指令2．数字转换指令3．实数转换为双整数的指令：ROUND将实数四舍五入后转换为双字整数，TRUNC是截位取整指令。4．译码指令5．编码指令6.4.5表功能指令填表指令图6-18填表指令举例2．查表指令 图6-19查表指令举例命令参数CMD=1～4，分别代表“=”、“<>”(不等于)、“<”和“>”。3．先入先出(FIFO)指令图6-20先入先出指令举例4．后入先出(LIFO)指令图6-21后入先出指令举例5．存储器填充指令图6-22填充指令6.4.6读写实时时钟指令读实时时钟指令TODR从实时钟读取当前时间和日期，并把它们装入以T为起始地址的8字节缓冲区，依次存放年、月、日、时、分、秒、0和星期,1为星期日，2～7为星期1～6。写实时时钟指令TODW将起始地址为T的8字节缓冲区中的时间和日期写入实时钟。【例6-5】出现事故时，I0.0的上升沿产生中断，使输出Q1.0立即置位，同时将事故发生的日期和时间保存在VB10～VB17中。//主程序OB1LD SM0.1 //第一次扫描时ATCH 0,0 //指定在I0.0的上升沿执行0号中断程序ENI //允许全局中断//中断程序0（INT_0）LD SM0.0 //该位总是为ONSI Q1.0,1 //使Q1.0立即置位TODR VB10 //读实时时钟6.5数学运算指令6.5.1数学运算指令梯形图：IN1+IN2=OUT，IN1-IN2=OUT，IN1*IN2=OUT，IN1/IN2=OUT语句表：IN1+OUT=OUT，OUT-IN1=OUT，IN1*OUT=OUT，OUT/IN1=OUT有16位整数运算、32位双整数运算、实数运算和加1、减1指令。整数乘、除法的操作数为两个16位整数，乘积或商均为16位，不保留余数。双整数乘、除法的操作数和运算结果均为32位。此外还有MUL：整数乘法产生双整数指令。DIV：整数除法产生双整数指令。两个16位整数相除，结果的高16位为余数，低16位为商。【例6-8】在输入信号I0.4的上升沿，用模拟电位器0来设置定时器T37的设定值（5～20s），即从SMB28读出的数字0～255对应于5～20s。设读出的数字为N，100ms定时器的设定值为(200–50)×N/255＋50=150×N/255＋50（0.1s） 网络1LD I0.4EU //在I0.4的上升沿MOVB SMB28,AC0MUL +150,AC0 //150乘以模拟电位器的转换值/D +255,AC0 //除以255，双整数除法+I +50,AC0 //加偏移量50（5s）MOVW AC0,VW10网络2LD I0.5TON T37,VW10 //T37以VW10中的数值为设定值6.5.2浮点数函数运算指令包括正弦指令SIN、余弦指令COS和正切指令TAN，自然对数指令LN和自然指数指令EXP。角度的单位为弧度。6.5.3逻辑运算指令【例6-9】在I0.0的上升沿执行下面程序中的逻辑运算，运算前后各存储单元中的值如图6-27所示。LD I0.0EUINVBVB0 //字节取反指令ANDB VB1,VB2 //字节与指令 ORB VB3,VB4 //字节或指令XORB VB5,VB6 //字节异或指令图6-27取反与逻辑运算举例6.6中断程序与中断指令6.6.1中断程序中断允许指令ENI允许处理所有被连接的中断事件。禁止中断指令DISI禁止处理所有中断事件。进入RUN模式时自动禁止中断，中断程序越短越好。6.6.2中断事件与中断指令中断连接指令ATCH建立中断事件(EVNT)与对应的中断程序(INT)的联系。中断事件由中断事件号指定（见表6-12），中断程序由中断程序号指定。中断分离指令DTCH断开中断事件与中断程序之间的联系。中断优先级（见表6-12）分组：通信（最高优先级）、I/O中断和定时中断。I/O中断：I0.0～I0.3上升沿、下降沿中断；HSC当前值等于设定值、计数方向改变和计数器外部复位中断；输出完指定的脉冲数时产生的中断。图6-28中断指令定时中断0/1的周期为1～255ms，分别写入SMB34和SMB35。每当定时时间到时，执行相应的定时中断程序。定时器T32/T96中断的时间周期最大为32.767s。【例6-11】在I0.0的上升沿通过中断使Q0.0立即置位。在I0.1的下降沿通过中断使Q0.0立即复位。//主程序OB1LD SM0.1 //第一次扫描时ATCH INT_0,0 //I0.0上升沿时执行0号中断程序ATCH INT_1,3 //I0.1下降沿时执行1号中断程序ENI //允许全局中断//中断程序0（INT_0）LD SM0.0 //该位总是为ONSI Q0.0,1 //使Q0.0立即置位//中断程序1（INT_1）LD SM0.0 //该位总是为ONRI Q0.0,1 //使Q0.0立即复位【例6-12】用定时中断0实现周期为2s的高精度定时。//主程序OB1LD SM0.1 //第一次扫描时MOVB 0,VB10 //将中断次数计数器清0MOVB 250,SMB34 //设定时中断0的中断时间间隔为250msATCH INT_0,10 //指定产生定时中断0时执行0号中断程序ENI //允许全局中断//中断程序INT_0,每隔250ms中断一次LD SM0.0 //该位总是为ONINCB VB10 //中断次数计数器加1LDB= 8,VB10 //如果中断了8次（2s）MOVB 0,VB10 //将中断次数计数器清0INCB QB0 //每2s将QB0加16.7高速计数器与高速脉冲输出指令6.7.1编码器高速计数器一般与增量式编码器配合使用，双通道A、B相型编码器提供转速和转轴旋转方向的信息。三通道增量式编码器的Z相零位脉冲用作系统清零信号，或坐标的原点，以减少测量的积累误差。图6-29A、B相型编码器的输出波形6.7.2高速计数器的工作模式与外部输入信号(1)无外部方向输入信号的单相加/减计数器（模式0～2）：用控制字节控制计数方向。(2)有外部方向输入信号的单相加/减计数器（模式3～5）。(3)有加计数时钟脉冲和减计数时钟脉冲输入的双相计数器（模式6～8）。(4)A/B相正交计数器（模式9～11）。图6-301倍速正交模式操作举例 图6-314倍速正交模式操作举例根据有无复位输入和启动输入，上述的4类工作模式又可以各分为3种。高速计数器的外部输入信号见表6-16。6.7.3高速计数器的程序设计【例6-13】用指令向导生成HSC0的初始化程序和中断程序，HSC0为无外部方向输入信号的单相加/减计数器（模式0），计数值为10000～20000时Q4.0输出为1。（用编程软件演示）6.7.4高速脉冲输出与开环位置控制占空比：脉冲宽度与脉冲周期之比。脉冲列(PTO)功能提供周期与脉冲数目可以由用户控制的占空比为50%的方波脉冲输出。脉冲宽度调制(PWM)功能提供连续的、周期与脉冲宽度可以由用户控制的输出。图6-34位置控制系统的速度与加减速时间CPU有两个PTO/PWM发生器，分别通过Q0.0或Q0.1输出高速脉冲。 （演示用位置控制向导生成PWM指令PWMx_RUN）。（演示用位置控制向导组态脉冲列输出PTO的包络曲线）。PLC双线圈输出的规则及在程序设计中的应用(介绍PLC双线圈输出的规则，一般情况下不允许出现双线圈输出，在三种特定的条件下允许双线圈输出。合理使用双线圈输出可以解决程序设计中的一些问题，还可以减少执行程序的时间。

问：什么是双线圈输出？

答：在用户程序中，同一编程元件的线圈使用了两次或多次，称为双线圈输出。

问：一般情况下为什么不允许双线圈输出？

答：图1a中有输出继电器Y0的两个线圈，在同一扫描周期，两个线圈的逻辑运算结果可能刚好相反，即Y0的线圈一个“通电”，一个“断电”。因为在程序执行完后才将Y0的ON/OFF状态送到输出模块，对于Y0控制的外部负载来说，真正起作用的是最后一个Y0的线圈的状态。

图1双线圈输出

由PLC的工作原理可知，PLC程序执行的结果（即运算得到的线圈的通断状态），马上就可以被后面的逻辑运算使用。Y0的线圈的通断状态除了对外部负载起作用外，通过它的触点，还可能对程序中别的元件的状态产生影响。图1a中Y0两个线圈所在的电路将

梯形图划分为3个区域。因为PLC是循环执行程序的，A区和C区中Y0的状态相同。如果两个线圈的通断状态相反，不同区域中Y0的触点的状态也是相反的，可能使程序运行异常。作者曾遇到因双线圈引起的输出继电器快速振荡的异常现象。所以一般应避免出现双线圈输出现象，例如可以将图1a改为图1b。有时同一元件的线圈分别在不同的程序段中（如自动程序和手动程序），不能用这种合并控制电路的方法来处理双线圈问题。

问：为什么在某些情况下允许双线圈输出？

答：虽然同一元件的线圈在程序中出现两次或多次，只要能保证在同一扫描周期内只执行其中一个线圈对应的逻辑运算，这样的双线圈输出是允许的。

图2：手动/自动程序

问：那几种情况允许双线圈输出？

下列三种情况允许双线圈输出：

（1）在跳步条件相反的两个程序段（如自动程序和手动程序）中，允许出现双线圈现象，即同一元件的线圈可以在两个程序段中分别出现一次。图2中的X10是自动/手动切换开关，当它为ON时将跳过自动程序，执行手动程序；为OFF时将跳过手动程序，执行自动程序。实际上CPU只执行正在处理的程序段中双线圈元件的线圈输出指令。

（2）在调用条件相反的两个子程序中，允许出现双线圈现象，即同一元件的线圈可以在两个子程序中分别出现一次。图3中X20为ON时调用在指针P0处开始的子程序，X20为OFF时调用在指针P1处开始的子程序。图中的SRET为子程序返回指令，FEND为主程序结束指令。

与跳步指令控制的程序段相同，子程序中的指令只是在该子程序被调用时才执行，没有调用时不执行，因为调用它们的条件相反，在一个扫描周期内只能调用一个子程序，实际上只执行正在处理的子程序中双线圈元件的线圈输出指令。

图3：子程序调用

（3）如果使用三菱PLC的STL（步进梯形）指令，由于CPU只执行活动步对应的STL触点驱动的电路块，使用STL指令时允许双线圈输出，即不同时闭合的STL触点可以分别驱动同一编程元件的一个线圈。

在顺序功能图中，除了与并行序列有关的步之外，在任何时候各步对应的状态继电器只有一个为ON。以图4为例，只有当某一STL触点（图中的“胖触点”）接通时，PLC才执行STL触点控制的程序。图3中的状态继电器S21对应的步为活动步时，S21的STL触点闭合，Y1的第一个线圈“通电”。此时S23对应的步为不活动步，没有执行Y1的第2个线圈对应的输出指令。

图4：STL指令与双线圈

同一元件的线圈不能在可能同时为活动步的STL区内出现。并行序列中的各条支路是同时执行的，并行序列中两条不同支路中的某两步可能同时为活动步，它们的触点可能同时闭合，在处