第2章 智能家居实用制作案例
本章以智能家居为设计背景主线，通过精选的13个PLC实物制作案例（这些案例在专业杂志《电子制作》上连载一年），覆盖PLC的基本逻辑控制指令、步进顺序控制指令、功能控制指令、模拟量控制、变频器控制、组态控制等。内容贯穿所有PLC的基本知识和技能，让初学者能够在较短的时间内掌握PLC的实际应用、控制思维及方法。
2.1 案例1 防盗智能灯
本案例重在实践能力的培养，力求接近实际工艺标准，读者跟着学就可以获得符合工作实际需求或职业认证需要等方面的训练，完成具有实用价值的作品制作。
2.1.1 本案例的知识与技能
本案例为基础入门案例，设计思路是控制一盏灯，当主人出差在外时，该灯一到晚上就自动点亮一段时间，以迷惑小偷，起到防盗的作用。本案例程序较短，且接线比较简单，便于读者开始学习和制作。读者在开始时，不一定要完全搞清楚程序，在学习的过程中，会慢慢了解其控制思维及方法。
本案例知识点：PLC的时间指令、计数指令、脉冲指令、复位指令（想详细了解这些指令可参考PLC的相关书籍）等。
技能点：计算机编程、PLC输入、输出基本接线等。
难点：时间和计数的功能及其逻辑关系。定时器相当于继电器系统中的时间继电器，可在程序中用于延时控制。FX2N定时器有1ms、10ms、100ms等的时钟脉冲，当达到设定值时，输出触点动作。FX2N计数器分为16位加计数器和32位加、减计数器两种。32位计数器加、减可由特殊辅助继电器设置，因此在编程时不仅要注意计数信号的产生，还要注意与计数器相对应的特殊辅助继电器的状态。
必要条件：计算机、可编程序控制器、编程电缆、灯、开关、导线等，如图2-1-1所示。本案例PLC采用日本三菱FX2N-64MR型PLC。
图2-1-1 案例1所需的基本软硬件
2.1.2制作过程
第1步：PLC接上电源线，L接火线，N接零线，如图2-1-2所示。计算机通过编程电缆与PLC连接。
图2-1-2 L接火线、N接零线
第2步：启动计算机，在计算机上安装三菱PLC专用编程软件FXGP-WIN-C，FXGP-WIN-C编程软件可从网上搜索下载。
目前，FX系列PLC常用的编程工具有两种：一种是安装了编程软件（FXGP-WIN-C或GX Developer）的计算机；另一种是便携式（手持式）编程器。三菱PLC编程软件FXGP-WIN-C是三菱FX系列PLC程序设计软件（不含FX3U），支持梯形图、指令表、SFC语言程序设计，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。
第3步：打开FXGP-WIN-C软件，如图2-1-3所示，PLC类型设置如图2-1-4所示。
图2-1-3 FXGP-WIN-C软件界面
图2-1-4PLC类型设置
第4步：在软件里输入简易防盗智能灯控制程序，如图2-1-5所示。
图2-1-5控制程序
程序输入请参考图2-1-6、图2-1-7、图2-1-8。
图2-1-6 元件输入1
图2-1-7 元件输入2
图2-1-8 程序转换
第5步：编程后，把程序下载到PLC中，如图2-1-9、图2-1-10所示。
图2-1-9 程序下载界面1
图2-1-10 程序下载界面2
第6步：切断总电源，如图2-1-11所示。
图2-1-11 电源开关面板
第7步：选择要控制的房间照明，例如客厅吊灯，如图2-1-12所示。
图2-1-12 受控的客厅吊灯
第8步：打开控制客厅吊灯开关盒，如图2-1-13所示。第9步：卸掉开关盒上的开关，如图2-1-14所示。
图2-1-13控制客厅吊灯的开关盒
图2-1-14 卸掉开关盒上的开关
第10步：原来的导线接头用其他的导线连接延长（注意绝缘包扎），如图2-1-15所示。
图2-1-15 延长原来的导线接头
第11步：两根延长的导线分别接到COM1和Y1两接头，如图2-1-16所示。
图2-1-16 延长导线接COM1和Y1
第12步：购买一个新开关及开关盒，开关正面写上“离家”和“回家”，用万用表测一下，按下开关接通的一侧为“离家”，如图2-1-17所示。
图2-1-17 标识有“离家”和“回家”的开关
第13步：开关上接两根导线，如图2-1-18所示。
图2-1-18 开关接上两根导线
第14步：两根导线分别接到X0和COM两接头，如图2-1-19所示。
图2-1-19 两根导线分别接X0和COM
第15步：把PLC上的开关（RUN-STOP）切换到RUN位置，如图2-1-20所示。
图2-1-20 切换开关到RUN位置
在离家的前一天晚上（例如8点），按下离家开关，那么客厅吊灯第二天晚上7点开始亮2h，第三天晚上8点亮2h，第四天晚上9点亮2h……亮灯时间长短及什么时候开始亮都可以通过程序编程，由于考虑到初学者对程序理解的困难，因此编了一个相对简单的程序。
另外，也可以用其他的灯，接线如图2-1-21所示，原理是一样的，这里就不再分析了。
图2-1-21 普通灯泡的接线方案
2.1.3 程序说明
当X0开关（离家开关）闭合后，T0延时30min输出一次，对应12条指令，计数器计一次，总共计数46次，时间为23h，23h后，C0输出，Y1得电，吊灯开始亮，T1、T2、T3、T4分别延时0.5h，合计2h为亮灯时间，亮灯2h后，T4输出，第5条指令PLS M0产生一脉冲，在第8条指令中，使C0计数器复位，重新开始计数，C0复位，也使16条指令中的Y1断开，吊灯亮2h后熄灭。再经过23h，吊灯又开始亮2h，这样就使亮灯的时间每天推迟1h，当然亮灯的时间和每天推迟的时间在程序中是可以调整的。
读者在调试时，可以把1800s先改为180s或18s，这样可以在短时间内判断PLC控制程序的正确性，控制逻辑正确后，再把时间改回 1800s。本案例介绍的是控制一盏电灯的情况，控制多盏灯也是一样的道理。