Ch1 可程式控制器簡介
班級：電機二 姓名：
一、什麼是可程式控制器(Programmable Logic Controller)
1. 就英文字義來解釋，可程式控制器(簡稱 )是一個可程式的，可規劃的邏輯控 制器。
2. 可程式控制器是一台精簡化的微電腦，不同功能有不同的程式內容，由使用者決定 3. 傳統工業配線電路是將所有輸出入依功能作整體的連線。而可程式控制器是以本體為
核心，將線路分成 與 兩部份，輸入接點共 個，輸出接點共 個 二、可程式控制器的特點
1. 體積小，功能強
2. 硬體電路配線容易，維修簡單
3. 量產時，可省下更多時間與經費
4. 可視需要更改程式，不像傳統工業配線，必須重新佈置及組裝配件 EX：若需將上圖功能更改
三、硬體結構
1. 分成主機、電源供應器及書寫器三大部分
四、階梯圖繪製
1. 將傳統工業配線圖，改成可程式控制器階梯圖 (1) 先分辨輸出入元件、內部元件後分別編號 (2) A 接點以 表示，Ｂ接點以 表示 (3) 輸出元件都是以一個圓圈填入元件編號即可
輸入元件 輸出元件 內部元件 PB1→X0
PB2→X1
MC1→Y0 MC2→Y1 MC3→Y2
T1→T0 T2→T1
2. 請將傳統工業配線圖，改成階梯圖繪出
實習心得：
輸入元件 輸出元件 內部元件
日期：
Ch2 可程式控制器基本操作
一、基本操作
1. 程式全部清除：
(1)選擇寫入模式 (2)鍵入指令 2. 程式鍵入：
(1)選擇寫入模式 (2)輸入指令
3. 直接跳到某一位址：
(1) 選擇讀取模式 (2) 輸入指令
**利用此指令找找看書寫器行數： 行 4. 程式修改
(1) 選擇寫入模式 (2) 直接輸入新指令 5. 尋找某一指令
(1) 選擇讀取模式 (2) 輸入欲尋找之指令
6. 插入一行指令 (1) 選擇插入模式 (2) 輸入欲插入指令
7. 刪除某一行指令 (1) 尋找指令 (2) 選擇刪除模式 (3) 按執行鍵
範例：請將以下自保持電路以可程式控制器控制
8. A.程式監視
(1) 模式開關搬到 RUN 模式 (2) 選擇監視模式
B.元件監視
(1) 模式開關搬到 RUN 模式 (2) 輸入欲監視元件
9. 強制驅動及復歸 (1) 選擇測試模式 (2) 強制輸出 (3) 強制復歸 補充：檢查所有元件
實習：
1. 執行：將模式開關搬到 RUN 位置。
(1) 送電後，綠燈 GL(Y3)亮
(2) 按下 PB2(X1)開關，MC(Y0)動作，同時紅燈 RL(Y1)亮，綠燈 GL(Y3)熄，馬達 運轉
(3) 按下 PB1(X0)開關，MC(Y0)跳脫，同時紅燈 RL(Y1)熄，綠燈 GL(Y3)亮，馬達 停止運轉
(4) 過載時(拉起 OL—X2)，蜂鳴器 BZ(Y2)響、其他動作同(3)
1
Ch3 可程式控制器基本指令與內部元件
ㄧ、基本指令介紹 指令
名稱 功能 指定對象 指令名稱 功能 指定
對象 LD 母線開始 a 接點 X、Y、M、S、T、C ORB 區塊並聯
LDI 母線開始 b 接點 X、Y、M、S、T、C ANB 區塊串聯
OUT 輸出線圈 Y、M、S、T、C PLS/PLF 上緣/下緣微分輸出 Y、M OR 並聯連接的 a 接點 X、C MPS 分歧點的開始
ORI 並聯連接的 b 接點 X、Y、M、S、T、C MRD 分歧點的中間 AND 串聯連接的 a 接點 X、Y、M、S、T、C MPP 分歧點的結束 ANI 串聯連接的 b 接點 X、Y、M、S、T、C NOP 不執行運算 SET 強制驅動 Y、M、S END 程式結束回到位址 0 RST 強制復歸 Y、M、S、T、C、D、
V、Z 二、內部元件及指令
1.ㄧ般電驛
電驛編號 用途 注意事項
M0-M383 ㄧ般用途
可使用參數變更停電保持用的範圍 M384-M1153 停電保持
2.限時電驛
電驛編號 用途 數值的範圍 單位時間 預設值範圍
T0-T199
一般用途
1-32767
0.1 秒 0.1-3276.7
T200-T245 0.01 秒 0.01-327.67
T246-T249
停電保持 0.001 秒 0.001-32.767
T250-T255 0.1 秒 0.1-3276.7
3.計數器
電驛編號 種類 用途 預設值範圍
C0-C15
加算型 ㄧ般用途 16 位元
1~32767
C16-C199 停電保持
C200-C219
加算/減算型 ㄧ般用途 32 位元
-21464836~2147483647
C220-C234 停電保持
C235-C255 高速型
加算/減算型 停電保持 32 位元
-21464836~2147483647
2
4.特殊電驛
電驛編號 用途
M8000 常時 ON 電驛 M8001 常時 OFF 電驛 M8002 第一次掃瞄動作電驛 M8011 0.01 秒時鐘脈波電驛 M8012 0.1 秒時鐘脈波電驛 M8013 1 秒時鐘脈波電驛 M8014 1 分鐘時鐘脈波電驛 5.其他元件
元件編號 種類 用途
D0~D127
資料暫存器
ㄧ般用途
D128~D1099 停電保持
D1000-D7999 檔案用途 D8000-D8511 特殊用途 V，Z 索引暫存器 間接定址用
P 跳躍指標 跳躍指引
I 中斷指標 中斷指引
3
Ch4 可程式控制器應用指令與設計
常用應用指令
指令名稱 編號 功能 指令 備註
MOV FNC 12 將來元元件狀態或數
值傳送至目標元件 MOV S D
CML FNC 14
將來源狀態或數值反 向後再傳送到目標元 件
CML S D
INC FNC 24 將目標元件值加 1 後
再存回目標元計 INC S D 通常使用
INCP DEC FNC 25 將目標元件值減 1 後
再存回目標元計 INC D 通常使用
DECP ADD FNC 20 將被加數與加數相加，
結果存入目標元件 ADD 被加數 加數 D SUB FNC 21 將被減數與減數相
減，結果存入目標元件 SUB 被減數 減數 D CMP FNC 10 將 S1 S2 相互比較，並
指定目標元件來反應 CMP S1 S2 D ZRST FNC 40 將 D1 至 D2 間所有目
標元件予以復歸 ZRST D1 D2
SFTL/SFTR FNC 35/
FNC 36
將目標元件內的值左/
右移 N2 個單位，空位 元由補位元件填入
SFTL S D N1 N2 SFTR S D N1 N2
N1：移位目標 元件總數
ROL/ROR FNC 31/
FNC30
將 D 中的值向左/右選 轉 N 個位元
ROL D N ROR D N
N：旋轉位元 數 ALT FNC 66 交替驅動與復歸目標
元件 ALT D
WAND FNC 26 將兩個來源元件或數
值進行邏輯 AND 運算 WAND S1 S2 D WOR FNC 27 將兩個來源元件或數
值進行邏輯 OR 運算 WAOR S1 S2 D WXOR FNC 28 將兩個來源元件或數
值進行邏輯 XOR 運算 WXOR S1 S2 D S：來源元件或數值 D：目標元件或數值
4
狀態設計法─條件控制
設計一電路控制，條件如下：按 PB1 則 M1、M2 動作；按 PB2 則 M2、M3 動作；按 PB3 則 M3、M1 動作。
1.狀態分析並直接繪出階梯圖：
(1)將電路功能分析成若干狀態，每一個狀態都以一個一般電驛來代表。上述功能可以分成 三種狀態，亦即
A.按 PB1 時為第一種狀態 S1，並以一般電驛 M0 來代表 B.按 PB2 時為第二種狀態 S2，並以一般電驛 M1 來代表 C.按 PB3 時為第三種狀態 S3，並以一般電驛 M2 來代表
(2)因為馬達的動作均為持續運轉，所以每一種狀態都應該能自保持，因此階梯圖如上圖 (3)因為三種狀態中，在一段時間只能有一種存在，所以假若 S1 動作，則 S2、S3 必須切斷；
同理 S2 動作，則 S1、S3 必須切斷；S3 動作，則 S1、S2 必須切斷。這是一種互鎖電 路，最好的方法是利用開關的 b 接點。也就是用 a 接點接通自己而用 b 接點切斷別人，
如圖 3-68。
(4)加上 OL 得到下圖﹙圖 3-69﹚
(5)利用狀態電驛的 a 接點來驅動輸出：狀態 S1（M0）時，M1、M2（Y0、Y1）動作；狀 態 S2（M1）時，M2、M3（Y1、Y2）動作；狀態 S3（M2）時，M3、M1（Y2、Y0）
動作。交叉分析得到如圖 3-70。
(6)將上兩圖組合以後得到完整的階梯圖
5
狀態設計法─程序控制
設計一電路控制，條件如後：按 PB2 則 PL1、PL2 動作；經 1 秒後改成 PL2、PL3 動 作；再經 1 秒後改成 PL3、PL1 動作；再經 1 秒後又改成 PL1、PL2 動作。如此重覆執行，
直到按下 PB1 之後全部復歸。
(1) 狀態分析同上例，是為三個依設定時間而順序執行的狀態。
(2) 因此階梯圖如圖 3-73
(3) 因為三種狀態中，在一段時間內只能有一種存在，而且狀態是依序進行的，所以假若 S1 動作，則 S3 必須切斷；同理 S2 動作，則 S1 必須切斷；S3 動作，則 S2 必須 切斷。另外為了避免在狀態執行中又按下 X1 開關，因此在 S1 迴路上必須串上其它 狀態的 b 接點，如圖 3-74。
(4) 因為在任何狀態下，按下 PB1 時，都應能切斷電路，因此必須在每一狀態行，都插 入 PB1 的 b 接點，如圖 3-75。
(5) 利用狀態電驛的 a 接點來驅動輸出：狀態 S1（M0）時，
PL1、PL2（Y0、Y1）動作；狀態 S2（M1）時，PL2、
PL3（Y1、Y2）動作；狀態 S3（M2）時，PL3、PL1
（Y2、Y0）動作。交叉分析得到圖 3-76。
(6) 將上兩圖組合以後得到完整的階梯圖，如圖 3-77
6
7
課前練習
班級： 姓名：
上課前，請先複習一下上次教的指令吧！把練習完成的程式寫在右方的欄位中。
1.
2.
實習
1. 請使用限時電驛設計一個閃爍電路，執行時 Y0 ON→(1 秒)→Y0 OFF→(2 秒)→循環 1.1 畫出電路階梯圖
1.2 將 PLC 程式碼寫下
Sol1：
Sol2：
8
班級： 姓名： 實習日期：
1. 請將傳統工業配線圖如下，改成使用可程式控制器後的階梯圖繪出 (提示：R1、R2、R3、R4 為電力電驛)
1.1 請將控制電路圖之元件分別填入並編號
1.2 將控制電路圖轉成階梯圖畫出
輸入元件 輸出元件 內部元件
9
2. 設計一個兩燈交互閃爍迴路，功能如下(不需按順序)：
按 PB1(X0)時，三個燈亮 (Y0、Y1、Y2)
按 PB2(X1)時，兩個燈亮 (Y0、Y1)
按 PB3(X2)時，一個燈亮 (Y0)
按 PB4(X3)時，燈號全熄
2.1 畫出階梯圖 2.2 寫出 PLC 程式碼
實習心得：
1
Ch5 狀態流程圖設計
一、狀態流程圖(SFC)解說
1. 在經過這麼多的程式設計的練習，各位應該可以發現，幾乎所有程式的設計，都是由 不同的狀態所組合而成的。如果所有的狀態是依一定的順序來逐步進行的，則稱之為 程序控制。若狀態的變化需依條件而改變，則為條件控制（第三章都已介紹過）。不 管是程序控制或條件控制，其實也都是由狀態所組合成的，所以使用狀態設計法來設 計題目，最為恰當。但是如果狀態之間的變化愈趨複雜，則使用狀態設計法所設計出 來的程式，閱讀起來就愈不容易，偵錯的工作也就不容易進行了。
為了改善這個缺失，另外提出一種較新的技巧--狀態流程圖設計法。它是狀態設 計法的延伸，是將狀態設計法所分析出來的各種狀態，放入一狀態盒中，每一個狀態 盒都以一狀態電驛來代表，例如 S0、S20….等，而狀態之間的關係則使用流程圖來說 明。因為流程圖很容易閱讀，偵錯也很容易，所以有愈來愈多的程式設計師，都採用 這種方法來設計程式。
重點說明：
(1) S0 執行時，GL1、RL2 亮，T0 開始計 時，時間到後跳到狀態 S20 執行 (2) 狀態變更後，原狀態之電驛、輸出元件
均被復歸
2. 與一般階梯圖之比較
A.可直接看出各狀態的變化流程，不像階梯圖要仔細的分析電路。
B.狀態間可依某些條件來決定它的流向。
C.在執行完某一狀態後，其原有的動作可以選擇自動復歸或繼續保持（依使用的指令 而定）。
D.同一內部元件可在不同的狀態中重覆出現（但在同一狀態中不能出現兩次以上），
不像階梯圖只能出現一次。
3. FX3G 狀態電驛編號
編號 S0-S9 S10-S999 S1000-S4095 用途 起始狀態用 停電保持用 一般用
2
4. 指令編寫方法
指令名稱 動作說明 備註
SET 啟動步進點 同時關閉先前的步進點 STL 進入步進點(內部階梯圖)
RST 關閉步進點 同時關閉先前的步進點 RET 脫離步進點(內部階梯圖)
返回系統的主要母線
一連串 SET、STL 指令後，
必須寫入 RET 指令 5. 設計方法
(1)在設計初，以 SFC 來紙上作業，做設計規劃。
(2)將 SFC 轉換為步進階梯圖，並寫出程式指令。
(3)以書寫器或軟體將指令鍵入。
(4)RUN 之後使用步進階梯圖來偵錯（如果機種沒提供 SFC 軟體偵錯功能）。
二、單一順序流程
1. 流程說明
2. 步進階梯圖
從頭到尾只有一條路可走，這稱為 單一順序流程圖。依一定順序逐步 執行且沒有分歧，所以屬於單一順 序流程。右圖中在 S21 執行完後 即結束。在步進階梯圖中是以清除
﹙RST﹚正在執行的步階來結束步 進動作。
3
二、選擇分歧、合流流程設計
1. 流程說明
2. 步進階梯圖
左邊的流程圖，當 S0 執行完後，分歧成兩條 路徑，而且只能選擇其中一條路徑來走，這種 有分歧的方式稱為選擇分歧。流程說明如下：
A.當 S0 執行後，若 X1 先按下，則跳到 S21 執 行，此時就算按下 X2 開關，S22 也無法動 作，因為程序已到了 S21。之後若 X3 按下，
則脫離 S21 而跳到 S23 執行，再按下 X5 開關後，則程式結束。
B.若 S0 執行後，X2 先按下，則跳到 S22 執 行，此時就算按下 X1 開關，S21 也無法動 作，因為程序已到了 S22。之後若 X4 按下，
則脫離 S22 而跳到 S23 執行，再按下 X5 開 關後，則程式結束。
4
三、狀態跳躍流程設計
1. 流程說明
2. 步進階梯圖
左邊的流程圖，當 S0 執行完後，分歧成兩條 路徑：
A.當 S0 執行後，若 X1 先按下，則跳到 S1 執 行，此時就算按下 X2 開關，S2 也無法動 作，因為程序已到了 S1。之後若 X3 按下，
則脫離 S1 而跳到 S2 執行，再按下 X4 開關 後，則程式結束。
B.若 S0 執行後，X2 先按下，則直接脫離 S0 而跳到 S2 執行，再按下 X4 開關後，則程 式結束。像這種跨躍某些步階而直接跳到另 一步階的動作稱之為狀態跳躍。
C.狀態跳躍的目的地，一般均無限制，只要條 件符合，就可以跳離原步階而進入另一步階。
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四、並進分歧、合流流程設計
1. 流程說明
2. 步進階梯圖
左邊的流程圖，當 S0 執行完後，若按下 X1 開 關，則 S1 及 S2 同時執行，也就是箭頭所指 的兩條路徑可以同時執行。這種分歧的方式稱 為並進分歧流程。流程說明如下：
A.當 S0 執行後，若 X1 按下，分成兩條路徑 同時執行：
a.跳到 S1 執行，之後若 X2 按下，則脫離 S1 而跳到 S3 執行。
b.跳到 S2 執行，之後若 X3 按下，則脫離 S2 而跳到 S4 執行。
B.當 S3 及 S4 都已執行後，若 X4 按下，則 脫離 S3 及 S4 而跳到 S5 執行，程式結束。
C.假若左邊路徑已執行到 S3，而右邊路徑尚停 留在 S2 時，就算你按了 X4，也不會跳到 S5 執行，必須等到 S4 執行後，才會繼續往 下執行，像這種有等待功能的方式，稱之為 並進合流。
