第2章 智能家居實用制作案例

本章以智能家居為設計背景主線，通過精選的13個PLC實物制作案例（這些案例在專業雜志《電子制作》上連載一年），覆蓋PLC的基本邏輯控制指令、步進順序控制指令、功能控制指令、模擬量控制、變頻器控制、組態控制等。內容貫穿所有PLC的基本知識和技能，讓初學者能夠在較短的時間內掌握PLC的實際應用、控制思維及方法。

2.1 案例1 防盜智能燈

本案例重在實踐能力的培養，力求接近實際工藝標準，讀者跟著學就可以獲得符合工作實際需求或職業認證需要等方面的訓練，完成具有實用價值的作品制作。

2.1.1 本案例的知識與技能

本案例為基礎入門案例，設計思路是控制一盞燈，當主人出差在外時，該燈一到晚上就自動點亮一段時間，以迷惑小偷，起到防盜的作用。本案例程序較短，且接線比較簡單，便于讀者開始學習和制作。讀者在開始時，不一定要完全搞清楚程序，在學習的過程中，會慢慢了解其控制思維及方法。

本案例知識點：PLC的時間指令、計數指令、脈沖指令、復位指令（想詳細了解這些指令可參考PLC的相關書籍）等。

技能點：計算機編程、PLC輸入、輸出基本接線等。

難點：時間和計數的功能及其邏輯關系。定時器相當于繼電器系統中的時間繼電器，可在程序中用于延時控制。FX2N定時器有1ms、10ms、100ms等的時鐘脈沖，當達到設定值時，輸出觸點動作。FX2N計數器分為16位加計數器和32位加、減計數器兩種。32位計數器加、減可由特殊輔助繼電器設置，因此在編程時不僅要注意計數信號的產生，還要注意與計數器相對應的特殊輔助繼電器的狀態。

必要條件：計算機、可編程序控制器、編程電纜、燈、開關、導線等，如圖2-1-1所示。本案例PLC采用日本三菱FX2N-64MR型PLC。

2.1.2制作過程

第1步：PLC接上電源線，L接火線，N接零線，如圖2-1-2所示。計算機通過編程電纜與PLC連接。

第2步：啟動計算機，在計算機上安裝三菱PLC專用編程軟件FXGP-WIN-C，FXGP-WIN-C編程軟件可從網上搜索下載。

目前，FX系列PLC常用的編程工具有兩種：一種是安裝了編程軟件（FXGP-WIN-C或GX Developer）的計算機；另一種是便攜式（手持式）編程器。三菱PLC編程軟件FXGP-WIN-C是三菱FX系列PLC程序設計軟件（不含FX3U），支持梯形圖、指令表、SFC語言程序設計，可進行程序的線上更改、監控及調試，具有異地讀寫PLC程序功能。

第3步：打開FXGP-WIN-C軟件，如圖2-1-3所示，PLC類型設置如圖2-1-4所示。

第4步：在軟件里輸入簡易防盜智能燈控制程序，如圖2-1-5所示。

程序輸入請參考圖2-1-6、圖2-1-7、圖2-1-8。

第5步：編程后，把程序下載到PLC中，如圖2-1-9、圖2-1-10所示。

第6步：切斷總電源，如圖2-1-11所示。

第7步：選擇要控制的房間照明，例如客廳吊燈，如圖2-1-12所示。

第8步：打開控制客廳吊燈開關盒，如圖2-1-13所示。第9步：卸掉開關盒上的開關，如圖2-1-14所示。

第10步：原來的導線接頭用其他的導線連接延長（注意絕緣包扎），如圖2-1-15所示。

第11步：兩根延長的導線分別接到COM1和Y1兩接頭，如圖2-1-16所示。

第12步：購買一個新開關及開關盒，開關正面寫上“離家”和“回家”，用萬用表測一下，按下開關接通的一側為“離家”，如圖2-1-17所示。

第13步：開關上接兩根導線，如圖2-1-18所示。

第14步：兩根導線分別接到X0和COM兩接頭，如圖2-1-19所示。

第15步：把PLC上的開關（RUN-STOP）切換到RUN位置，如圖2-1-20所示。

在離家的前一天晚上（例如8點），按下離家開關，那么客廳吊燈第二天晚上7點開始亮2h，第三天晚上8點亮2h，第四天晚上9點亮2h……亮燈時間長短及什么時候開始亮都可以通過程序編程，由于考慮到初學者對程序理解的困難，因此編了一個相對簡單的程序。

另外，也可以用其他的燈，接線如圖2-1-21所示，原理是一樣的，這里就不再分析了。

2.1.3 程序說明

當X0開關（離家開關）閉合后，T0延時30min輸出一次，對應12條指令，計數器計一次，總共計數46次，時間為23h，23h后，C0輸出，Y1得電，吊燈開始亮，T1、T2、T3、T4分別延時0.5h，合計2h為亮燈時間，亮燈2h后，T4輸出，第5條指令PLS M0產生一脈沖，在第8條指令中，使C0計數器復位，重新開始計數，C0復位，也使16條指令中的Y1斷開，吊燈亮2h后熄滅。再經過23h，吊燈又開始亮2h，這樣就使亮燈的時間每天推遲1h，當然亮燈的時間和每天推遲的時間在程序中是可以調整的。

讀者在調試時，可以把1800s先改為180s或18s，這樣可以在短時間內判斷PLC控制程序的正確性，控制邏輯正確后，再把時間改回 1800s。本案例介紹的是控制一盞電燈的情況，控制多盞燈也是一樣的道理。