基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、目錄一、PLC的概述11.PLC的基本概念12.PLC的基本結(jié)構(gòu)1二、PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域21.PLC的特點(diǎn)22. PLC的應(yīng)用領(lǐng)域2三、PLC的發(fā)展歷程31.早期的PLC（60年代末70年代中期）32.中期的PLC（70年代中期80年代中，后期）33.近期的PLC（80年代中、后期至今）3四、PLC的硬件31.PLC的物理結(jié)構(gòu)32.CPU模塊中的存儲(chǔ)器43.I/O模塊4五、PLC 的工作原理41.啟動(dòng)、保持、停止電路42.存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式75.輸出指令與其他指令96.定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令10七、數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法121.梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：122.根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)

2、梯形圖的方法123.順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖12八、PLC編程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制141.全自動(dòng)洗衣機(jī)概述142.洗衣機(jī)控制要求：147.系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試20十、參考文獻(xiàn)20摘要 本文主要講述的是PLC的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作原理和程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，還重點(diǎn)講述了數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法和順序功能圖的繪制方法，最后用一個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例來(lái)說(shuō)明了PLC的整個(gè)工作過(guò)程。關(guān)鍵字：PLC，工作原理，程序設(shè)計(jì)，順序功能圖一、PLC的概述1.PLC的基本概念可編程序控制器（PLC）是應(yīng)用最廣的以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的自動(dòng)控制裝置，現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量,多品種

3、，多規(guī)格，低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，PLC正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。PLC的應(yīng)用面廣，功能強(qiáng)大，使用方便，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC在其它領(lǐng)域，例如民用和家庭自動(dòng)化的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。PLC仍然處于不斷的發(fā)展中，其功能不斷增強(qiáng)，更為開(kāi)放，它不但是單機(jī)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣的設(shè)備，在大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動(dòng)搖的地位。可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，

4、順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式，模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。2.PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC主要由CPU模塊，輸入模塊，輸出模塊，編程器和電源模塊組成（如圖1-1所示）。(1) CPU模塊CPU模塊主要由微處理器和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)和程序。(2) I/O模塊輸入模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱為I/O模塊，它們相當(dāng)于人的眼，耳，手，腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU

5、模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，開(kāi)關(guān)量輸出模塊用來(lái)控制接觸器，電磁閥，電磁鐵，指示燈，數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備；模擬量輸出模塊用來(lái)控制調(diào)節(jié)閥，變頻器等執(zhí)行裝置。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。(3) 編程器編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它來(lái)編輯，檢查，修改用戶程序，監(jiān)視用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。使用編程軟件可以在計(jì)算機(jī)屏幕上直接生成和編輯梯形圖或指令表程序，并且可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。(4) 電源PLC使用AC220V電源或DC24V電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供不同電壓等

6、級(jí)的直流電源。二、PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域1. PLC的特點(diǎn)（1） 編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)（2） 功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高（3） 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)（4） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)軟件措施：求和檢查和奇偶校驗(yàn)硬件措施：濾波，隔離，屏蔽和Watch dog（5） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試工作量少（6） 維修工作量小，維修方便（7） 體積小，能耗低2. PLC的應(yīng)用領(lǐng)域（1）數(shù)字量邏輯控制:PLC用”與”,”或”,”非“等邏輯控制指令來(lái)實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)和電路的串并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制，定時(shí)控制與順序邏輯控制。（2）運(yùn)動(dòng)控制：PLC使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的位置，速度和加速度

7、進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)單軸，雙軸，三軸和多軸位置控制，使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制有機(jī)的結(jié)合在一起。PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地用于各種機(jī)械，例如金屬切削機(jī)床，金屬成形機(jī)械，裝配機(jī)械，機(jī)器人，電梯等場(chǎng)合。（3）閉環(huán)過(guò)程控制：過(guò)程控制是指對(duì)溫度，壓力，流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。PID閉環(huán)控制功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于塑料擠壓成形機(jī)，加熱爐，熱處理爐鍋爐等設(shè)備，以及輕工，化工，機(jī)械，冶金，電力，建材等行業(yè)。（4）數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳輸，轉(zhuǎn)換，排序和查表，位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集，分析和處理。（5）通信聯(lián)網(wǎng)：PLC與其它智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理，分散控制“的分布式控制系

8、統(tǒng)。三、PLC的發(fā)展歷程1.早期的PLC（60年代末70年代中期）早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的PLC多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。2.中期的PLC（70年代中期80年代中，后期） 在70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為PLC的中央處理單元（CPU）。這樣，使PLC得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)

9、程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。3.近期的PLC（80年代中、后期至今）進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開(kāi)發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。四、PLC的硬件1.PLC的物理結(jié)構(gòu)根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC分為整體式.模塊式和混合式：（1）整體式PLC整體式又叫做單元式或箱體式，它的體積小，價(jià)格

10、低，小型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC將CPU模塊，I/O模塊和電源裝在一個(gè)箱型塑料機(jī)殼內(nèi)。（2）模塊式PLC模塊式PLC的硬件組態(tài)方便靈活，I/O點(diǎn)數(shù)的多少，輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例，I/O模塊的種類和塊數(shù)，特殊I/O模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式PLC大得多，維修時(shí)更換模式，判斷故障范圍也很方便，因此叫復(fù)雜的，要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式PLC。 2.CPU模塊中的存儲(chǔ)器 PLC使用以下幾種物理存儲(chǔ)器：（1）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）RAM又叫讀寫(xiě)存儲(chǔ)器，它是易失性的存儲(chǔ)器，它的電源中斷后，儲(chǔ)存的信息將會(huì)丟失，RAM的工作速度高，價(jià)格便宜，改寫(xiě)方便。（2）只讀存儲(chǔ)器（ROM）R

11、OM的內(nèi)容只能讀出，不能寫(xiě)入，它是非易失性的，它的電源消失后，仍能保存儲(chǔ)存的內(nèi)容，ROM用來(lái)存放PLC的系統(tǒng)程序。（3）可以電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）EEPROM是非易失性的，但是可以用編程裝置對(duì)它進(jìn)行編程，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機(jī)存取優(yōu)點(diǎn)，但是將信息寫(xiě)入所需的時(shí)間比RAM長(zhǎng)得多。（4）可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)3.I/O模塊I/O模塊是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁，PLC通過(guò)I/O模塊與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)相聯(lián)系。PLC的I/O模塊分為開(kāi)關(guān)量I/O模塊和模擬量I/O模塊。（1）I/O模塊的外部接線方式分為匯點(diǎn)式、分組式和分隔式三種。（2）輸入模塊交流輸入方式工

12、作電壓較高，抗干擾能力和工作穩(wěn)定性較強(qiáng)，適合于在有油霧、粉塵等惡劣環(huán)境下使用。（3）輸出模塊：繼電器輸出模塊，雙向晶閘管輸出模塊和場(chǎng)效應(yīng)晶體管型輸出模塊。五、PLC 的工作原理1.啟動(dòng)、保持、停止電路起動(dòng)-保持-停止電路時(shí)一種用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算的電路。圖5-1 啟動(dòng)、保持、停止電路 按下起動(dòng)按鈕SB1，它的常開(kāi)觸點(diǎn)接通，電流經(jīng)過(guò)SB1的常開(kāi)觸點(diǎn)和停止按鈕SB2的常閉觸點(diǎn)，經(jīng)過(guò)交流接觸器KM的線圈，接觸器的銜鐵被吸合，使主電路中KM的三對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，異步電動(dòng)機(jī)M的三相電源接通，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，控制電路中接觸器KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)同時(shí)接通。放開(kāi)起動(dòng)按鈕后，SB1的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，電流經(jīng)KM的輔

13、助常開(kāi)觸點(diǎn)和SB2的常閉觸點(diǎn)流過(guò)KM的線圈，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)按下停止按鈕SB2，它的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KM得線圈失電，KM的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，異步電動(dòng)機(jī)的三相電源被切斷，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，同時(shí)控制電路中KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)停止按鈕SB2被放開(kāi)，其常閉觸點(diǎn)閉合后，KM的線圈仍然失電，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)保持停止運(yùn)行狀態(tài)。2.PLC的操作模式及工作原理PLC通電后，需要對(duì)硬件和軟件作一些初始化工作。為了使PLC的輸出及時(shí)地響應(yīng)各種輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，初始化后PLC要反復(fù)不斷地分階段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。所以，PLC在RUN工作模式下，將采用周期性循環(huán)

14、掃描、分時(shí)操作的工作方式，不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)輸出。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過(guò)程中，可編程序控制器還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作。圖5-2 PLC的掃描過(guò)程PLC的RUN工作模式和STOP工作模式下完成的掃描過(guò)程工作任務(wù)如圖5-2所示。(1)讀取輸入（輸入采樣）PLC把所有輸入電路的接通/斷開(kāi)（ON/OFF）狀態(tài)讀入輸入映像寄存器中寄存起來(lái)，作為程序執(zhí)行時(shí)的條件。在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變。輸入狀態(tài)的變化只能在下一個(gè)工作周期的輸入采樣階段才被重新讀入。(2)執(zhí)行用戶程序PLC逐條順序掃描執(zhí)行用戶程序（如果程序用梯形圖表示，則

15、按先上后下，先左后右的順序掃描執(zhí)行）。執(zhí)行程序指令時(shí)，所需要的輸入狀態(tài)或其它編程元件的狀態(tài)分別由輸入映像寄存器和元件映像寄存器中讀出，而執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入到元件映像寄存器中，這就是說(shuō)，對(duì)于每個(gè)編程元件來(lái)說(shuō)，元件映像寄存器中寄存的內(nèi)容，會(huì)隨程序執(zhí)行的進(jìn)程而變化。(3)通信處理可編程序控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。(4)CPU自診斷測(cè)試在內(nèi)部處理階段，可編程序控制器檢查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。(5)改寫(xiě)輸出（輸出刷新）輸出刷新階段，當(dāng)程序執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出刷新階段。此時(shí)，將元件映像寄存器中所有的輸出繼電

16、器的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再通過(guò)輸出模塊去驅(qū)動(dòng)用戶輸出設(shè)備（負(fù)載），這就是PLC的實(shí)際輸出。(6)中斷程序的處理如果程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時(shí)，CPU停止執(zhí)行正常的掃描工作方式，立即執(zhí)行中斷程序。中斷功能可以提高PLC對(duì)某些事件的響應(yīng)速度。(7)立即I/O處理在程序執(zhí)行過(guò)程中使用立即I/O指令可以直接存取I/O點(diǎn)。用立即I/O指令讀入輸入點(diǎn)的值時(shí)，相應(yīng)的輸入映像寄存器的值未被更新。用立即I/O指令來(lái)改寫(xiě)輸出點(diǎn)時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的值被更新。(8)掃描周期PLC在RUN工作模式下，執(zhí)行一次完整的掃描工作操作所需的時(shí)間稱為掃描工作周期。掃描時(shí)間取決于掃描速度和用戶程序的長(zhǎng)短，其典型值為

17、1100ms。它由掃描工作過(guò)程中的五個(gè)工作階段分時(shí)操作過(guò)程組成。當(dāng)PLC的CPU模塊確定后，掃描速度就確定下來(lái)了。除用戶程序執(zhí)行時(shí)間外，其它四個(gè)工作過(guò)程所花時(shí)間即基本確定了。而用戶程序執(zhí)行時(shí)間則與用戶程序的指令數(shù)量有關(guān)，用戶程序越長(zhǎng)，指令數(shù)量越多，PLC的掃描工作周期越長(zhǎng)。如日本歐姆龍公司的C系列P型PLC，其內(nèi)部處理時(shí)間為1.26ms；執(zhí)行編程器等外部通信時(shí)間為12ms，沒(méi)有外部設(shè)備與PLC相連時(shí)該段時(shí)間為零；輸入/輸出處理時(shí)間1ms；每條指令平均執(zhí)行時(shí)間為30us.西門(mén)子S7-200系列PLC使用的CPU掃描速度較快，其指令的平均執(zhí)行時(shí)間為0.22us。(9)輸入/輸出滯后時(shí)間輸入/輸出時(shí)

18、間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指PLC的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，它由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分組成。數(shù)字量輸入模塊的RC濾波器用來(lái)濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)引起的不良影響。濾波電路的時(shí)間常熟決定了輸入濾波時(shí)間的長(zhǎng)短，其典型值為10ms左右。S7-200型PLC集成的輸入點(diǎn)的輸入濾波器的延遲時(shí)間可以用編程軟件在系統(tǒng)塊中來(lái)設(shè)置。輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊的類型有關(guān)。繼電器型輸出電路的滯后時(shí)間一般在10ms左右；場(chǎng)效應(yīng)晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間為數(shù)us至100多us；雙向可

19、控硅型輸出電路在負(fù)載接通時(shí)的滯后時(shí)間約為1ms，負(fù)載由導(dǎo)通到斷開(kāi)的最大滯后時(shí)間為10ms。由于PLC在一個(gè)掃描工作周期的各個(gè)階段采用分時(shí)操作的工作方式，引起的滯后時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)兩三個(gè)掃描周期。六PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.PLC的編程語(yǔ)言與程序結(jié)構(gòu)PLC的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的而不是開(kāi)放的。各廠家的PLC的編程語(yǔ)言和指令系統(tǒng)的功能和表達(dá)方式也不一致。IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）于1994年5月公布了PLC標(biāo)準(zhǔn)，它由以下五個(gè)部分組成：通用信息、設(shè)備與測(cè)試要求、編程語(yǔ)言、用戶指南和通信。其中的第三部分是PLC的編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，它詳細(xì)地說(shuō)明了句法、語(yǔ)義和下述五種編程語(yǔ)言：（1）PLC有五種編程語(yǔ)言：1）順

20、序功能圖2）梯形圖3）功能塊圖4）指令表5）結(jié)構(gòu)文本圖6-1 PLC的編程語(yǔ)言 順序功能圖梯形圖功能塊圖指令表結(jié)構(gòu)文本梯形圖和功能塊圖是圖形語(yǔ)言，指令表和結(jié)構(gòu)文本是文字語(yǔ)言。順序功能圖：對(duì)目前大多數(shù)PLC來(lái)說(shuō)，它僅僅作為組織編程的工具使用。梯形圖：梯形圖是使用得最多的PLC圖形編程語(yǔ)言。它被稱為電路或程序，是一種軟件信息，與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)硬件電路不同。梯形圖由觸電、線圈和用方框表示的功能塊組成。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，線圈通常代表邏輯輸出結(jié)果，用來(lái)控制外部的指示燈、交流接觸器和內(nèi)部的標(biāo)志位等，功能塊用來(lái)表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或者數(shù)學(xué)運(yùn)算等指令。在梯形圖網(wǎng)絡(luò)中，程序的邏輯運(yùn)算按從左到右的方向執(zhí)行

21、，與能流的方向一致。各網(wǎng)絡(luò)按從上到下的順序執(zhí)行，執(zhí)行完所有的網(wǎng)絡(luò)后，下一個(gè)掃描周期返回最上面的網(wǎng)絡(luò)重新執(zhí)行。梯形圖的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只能有一塊獨(dú)立電路。功能塊圖：功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語(yǔ)言。語(yǔ)句表：S7序列PLC將指令表稱為語(yǔ)句表，語(yǔ)句表由若干條指令組成，指令由操作碼和操作數(shù)組成，操作數(shù)由標(biāo)識(shí)符和參數(shù)組成。結(jié)構(gòu)文本：結(jié)構(gòu)文本是為IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專門(mén)的高級(jí)編程語(yǔ)言。與梯形圖相比，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫(xiě)的程序非常簡(jiǎn)潔和緊湊。（2）程序結(jié)構(gòu)包括主程序，子程序和中斷程序。1）主程序主程序是程序的主體，每一個(gè)項(xiàng)目都必須并且只能有一個(gè)主程序。在主程序中可以調(diào)用子程序和中斷

22、程序。2）子程序子程序是可選的，僅在被其他程序調(diào)用時(shí)執(zhí)行，同一個(gè)子程序可以再不同的地方被多次調(diào)用。3）中斷程序中斷程序用來(lái)及時(shí)處理與用戶程序的執(zhí)行時(shí)序無(wú)關(guān)的操作，或者不能事先預(yù)測(cè)何時(shí)發(fā)生的中斷事件。中斷程序不是由用戶程序調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生時(shí)由操作系統(tǒng)調(diào)用。2.存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式（1） 數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存取的方式1）用一位二進(jìn)制數(shù)表示開(kāi)關(guān)量：S7200的位存儲(chǔ)單元的地址由字節(jié)地址和位地址組成，這種存取方式稱為“字節(jié).位”尋址方式。2） 多位二進(jìn)制數(shù)：用2#來(lái)表示二進(jìn)制常數(shù)3）十六進(jìn)制數(shù)：可以用十六進(jìn)制數(shù)來(lái)表示多位二進(jìn)制數(shù)，可以用數(shù)字后面加”H”來(lái) 表示十六進(jìn)制常數(shù)，用數(shù)字前面的“16

23、#”來(lái)表示十六進(jìn)制常數(shù)。4）字節(jié)，字與雙字：8位二進(jìn)制數(shù)組成一個(gè)字節(jié)，其中的第0位為最低有效位（LSB），第七位位最高有效位（MSB）。相鄰的兩個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字，VW100是由VB100和VB101組成的一個(gè)字，V為區(qū)域標(biāo)識(shí)符，W表示字，100為起始字節(jié)的地址，注意V100是高位字節(jié)。相鄰的四個(gè)字節(jié)組成一個(gè)雙子，VD100是由VB100VB103組成的雙子，V為區(qū)域標(biāo)識(shí)符，D表示雙子，100為起始字節(jié)的地址，注意VB100是最高位的字節(jié)。5）負(fù)數(shù)的表示方法：PLC一般用二進(jìn)制補(bǔ)碼來(lái)表示有符號(hào)數(shù)，其最高位為符號(hào)位，最高位為零時(shí)表示正數(shù)，為一時(shí)為負(fù)數(shù)。正數(shù)的補(bǔ)碼是它本身，將正數(shù)的補(bǔ)碼逐位取反后加一

24、，得到絕對(duì)值與它相同的負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼。6）BCD碼：BCD碼是二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)的縮寫(xiě)，BCD碼用四位二進(jìn)制數(shù)的組合來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)，3.CPU的存儲(chǔ)區(qū)重點(diǎn)講了以下幾種：1）輸入過(guò)程映像寄存器（I）：PLC通過(guò)光耦合器，將外部信號(hào)的狀態(tài)讀入并存儲(chǔ)在輸入過(guò)程映像寄存器中，外部輸入電路接通時(shí)對(duì)應(yīng)的映像寄存器為1狀態(tài)，反之為0狀態(tài)。輸出過(guò)程映像寄存器（Q）：在掃描周期的末尾，CPU將輸出過(guò)程映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由輸出模塊驅(qū)動(dòng)外圍負(fù)載。2） 變量存儲(chǔ)區(qū)（V）3） 位存儲(chǔ)區(qū)（M）4）定時(shí)器存儲(chǔ)區(qū)（T）：定時(shí)器位用來(lái)描述定時(shí)器的延時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)的狀態(tài)，定時(shí)器位為1時(shí)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的定時(shí)器的常開(kāi)

25、觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)；為0時(shí)則觸點(diǎn)的狀態(tài)相反。5）計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)區(qū)（C）：來(lái)累計(jì)其計(jì)數(shù)輸入脈沖電平由低到高的次數(shù)，CPU提供加計(jì)數(shù)器，減計(jì)數(shù)器和加減計(jì)數(shù)器。6）特殊存儲(chǔ)器（SM）：特殊存儲(chǔ)器用于CPU與用戶之間交換信息，例如SM0.0一直為1狀態(tài)，SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個(gè)掃描周期為1狀態(tài)，SM0.4和SM0.5分別提供周期為1min和1s的時(shí)鐘脈沖。4.位邏輯指令（1）觸點(diǎn)指令標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令：常開(kāi)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址位為1狀態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合，在語(yǔ)句表中，分別用LD，A，O指令來(lái)表示開(kāi)始，串聯(lián)和并聯(lián)的常開(kāi)觸點(diǎn)。常閉觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址位為0狀態(tài)時(shí)，該觸點(diǎn)閉合，在語(yǔ)句表中，分別用LDN,AN

26、,ON來(lái)表示開(kāi)始，串聯(lián)和并聯(lián)的常閉觸點(diǎn)。圖6-2 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令 （2）堆棧的基本概念（3）裝載或（OLD）指令：OLD指令用邏輯“或“操作對(duì)堆棧第一層和第二層的數(shù)據(jù)相”或“，即將兩個(gè)串聯(lián)電路塊并聯(lián)，并將運(yùn)算結(jié)果存入堆棧的頂部，第三至九層中的數(shù)據(jù)依次向上移動(dòng)一位。（4）堆棧與（ALD）指令：ALD指令用邏輯“與“操作對(duì)堆棧第一層和第二層的數(shù)據(jù)相”與“，即將兩個(gè)串聯(lián)電路塊串聯(lián)，并將運(yùn)算結(jié)果存入堆棧的頂部，第三至九層中的數(shù)據(jù)依次向上移動(dòng)一位。（5）其它堆棧操作指令：邏輯入棧（LPS）指令復(fù)制棧頂?shù)闹挡⑵鋲喝攵褩５南乱粚?，棧中原?lái)的數(shù)據(jù)依次向下一層推移，棧底值被推出丟失。邏輯讀棧（LRD）指令將堆棧

27、中的第二層的數(shù)據(jù)復(fù)制到棧頂。第2-9層的數(shù)據(jù)不變，但是原棧頂值消失。邏輯出棧（Logic Pop,LPP）指令使棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動(dòng)一層，第二層的數(shù)據(jù)稱為堆棧的棧頂值，棧頂原來(lái)的數(shù)據(jù)從棧內(nèi)消失。轉(zhuǎn)載堆棧（Load Stack,n=1-8，LDS n）指令復(fù)制堆棧內(nèi)第n層的值到棧頂。棧中原來(lái)的數(shù)據(jù)依次向下一層推移，棧底值被推出丟失。（6）立即觸點(diǎn)立即（Immediate）觸點(diǎn)指令只能用于輸入量I，執(zhí)行立即觸點(diǎn)指令時(shí)，立即讀入物理輸入點(diǎn)的值，根據(jù)該值決定觸點(diǎn)的接通/斷開(kāi)狀態(tài)，但是并不更新該物理輸入點(diǎn)的輸入過(guò)程映像寄存器。在語(yǔ)句表中，分別用LDI、AI、OI來(lái)表示開(kāi)始、串聯(lián)和并聯(lián)的常開(kāi)立即出點(diǎn)。用

28、LDNI、ANI、ONI來(lái)表示開(kāi)始、串聯(lián)和并聯(lián)的常閉立即觸點(diǎn)。觸點(diǎn)符號(hào)中間的“I”和“/I”用來(lái)表示立即常開(kāi)觸點(diǎn)和立即常閉觸點(diǎn)。5.輸出指令與其他指令表6-1 輸出指令與其它指令語(yǔ)句描述= bit輸出=I bit立即輸出S bit,N置位SI bit,N立即置位R bit,N復(fù)位RI bit,N立即復(fù)位（1）輸出指令輸出指令（=）與線圈相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)線圈的觸點(diǎn)電路接通時(shí)，線圈流過(guò)“能流”，指定位對(duì)應(yīng)的映像寄存器位1，反之則為0。執(zhí)行輸出指令時(shí)，將棧頂值復(fù)制到對(duì)應(yīng)的映像寄存器。（2）立即輸出指令執(zhí)行立即輸出指令時(shí)，將棧頂值立即寫(xiě)入指定的物理輸出位和對(duì)應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器。該指令只能用于輸出位（Q

29、），線圈符號(hào)中的“I”用來(lái)表示立即輸出。（3）置位與復(fù)位指令S（Set）是置位指令，R（Reset）是復(fù)位指令。執(zhí)行置位指令或復(fù)位指令時(shí)，從指定的位地址開(kāi)始的N各連續(xù)的位地址都被置位（變?yōu)?）或復(fù)位（變?yōu)?），N=1-255。置位指令與復(fù)位指令最重要的特點(diǎn)是有記憶和保持功能。如果被指定復(fù)位的是定時(shí)器（T）或計(jì)數(shù)器（C），將清楚定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，它們的位變?yōu)?狀態(tài)。（4）立即置位與立即復(fù)位指令執(zhí)行立即置位（Set Immediate,SI）或立即復(fù)位（Reset Immediate,RI）指令時(shí)，從指定位地址開(kāi)始的N個(gè)連續(xù)的物理輸出點(diǎn)將被立即置位或復(fù)位，N=1-128。線圈中的I表示立即。

30、該指令只能用于輸出量（Q），新值被同時(shí)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的物理輸出點(diǎn)和輸出過(guò)程映像寄存器。（5）其他指令表6-2 其他指令語(yǔ)句描述NOT取反EU正跳變ED負(fù)跳變NOP N空操作1）取反指令取反（NOT）觸點(diǎn)將存放在堆棧頂部的左邊電路的邏輯運(yùn)算結(jié)果取反，運(yùn)算結(jié)果若為1則變?yōu)?，為0則變?yōu)?，該指令沒(méi)有操作數(shù)。在梯形圖中，能流到達(dá)該觸點(diǎn)時(shí)即停止；若能流未到達(dá)該觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)給右側(cè)供給能流。2）跳變觸點(diǎn)指令正跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到一次正跳變（觸點(diǎn)的輸入信號(hào)由0變?yōu)?）時(shí)，或負(fù)跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到一次負(fù)跳變（觸點(diǎn)的輸入信號(hào)由1變?yōu)?）時(shí)，觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期。正/負(fù)跳變指令的助記符分別為EU（Edge Up,上升沿）和ED（E

31、dge Down,下降沿），它們沒(méi)有操作數(shù)，觸點(diǎn)符號(hào)中間的“P”和“N”分別表示正跳變和負(fù)跳變。3）空操作指令空操作指令（NOP N）不影響程序的執(zhí)行，操作數(shù)N=0-255。6.定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的指令見(jiàn)表6-3：表6-3 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令語(yǔ)句描述語(yǔ)句描述TON TXXX,PT接通延時(shí)定時(shí)器CTU CXXX,PV加計(jì)數(shù)器TOF TXXX,PT斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器CTD CXXX,PV減計(jì)數(shù)器TONR TXXX,PT保持型接通延時(shí)定時(shí)器CTUD CXXX,PV加減計(jì)數(shù)器1.定時(shí)器指令（1）接通延時(shí)定時(shí)器定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值、設(shè)定值均為16位有符號(hào)整數(shù)（INT），允許的最大值為3276

32、7。接通延時(shí)定時(shí)器（TON）的使能輸入端（IN）的輸入電路接通時(shí)開(kāi)始定時(shí)。當(dāng)前值大于等于預(yù)知時(shí)間（Preset Time,PT）端指定的設(shè)定值（1-35767）時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)镺N，梯形圖中該定時(shí)器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。達(dá)到設(shè)定值后，當(dāng)前值仍然繼續(xù)增大，直到最大值32767。輸入電路斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)前值被清零，定時(shí)器位變?yōu)镺FF。CPU第一次掃描時(shí)，定時(shí)器位被清零。定時(shí)器有1ms、10ms和100ms三種分辨率。定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間等于設(shè)定值與分辨率的乘積。（2）斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器圖6-3 斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器 接在斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器（TOF）IN輸入端的輸入電路接通時(shí)，定時(shí)器位變位ON，當(dāng)前

33、值被清零。輸入電路斷開(kāi)后，開(kāi)始定時(shí)，當(dāng)前值從0開(kāi)始增大，當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，輸出位變?yōu)镺FF，當(dāng)前值保持不變，直到輸入電路接通。用于設(shè)備停機(jī)后的延時(shí)，如圖6-3所示。（3）保持型接通延時(shí)定時(shí)器圖6-4 接通延時(shí)定時(shí)器 保持型接通延時(shí)定時(shí)器（TONR）接通時(shí)，開(kāi)始定時(shí)。當(dāng)前值大于等于PT端指定的設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)镺N。達(dá)到設(shè)定值后，當(dāng)前值仍然繼續(xù)計(jì)數(shù)，直到最大值32767。輸入電路斷開(kāi)時(shí)，當(dāng)前值保持不變?？梢杂肨ONR來(lái)累計(jì)輸入電路接通的若干個(gè)時(shí)間間隔，如圖6-4所示。2.計(jì)數(shù)器指令（1）加計(jì)數(shù)器（CTU）圖6-5 加計(jì)數(shù)器當(dāng)接在R輸入端的復(fù)位輸入電路斷開(kāi)時(shí)（見(jiàn)圖6-5），接在CU輸入端的加

34、計(jì)數(shù)脈沖輸入電路由斷開(kāi)變?yōu)榻油ǎ丛贑U信號(hào)的上升沿），計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1.直至計(jì)數(shù)最大值32767。當(dāng)前值大于等于設(shè)定值PV時(shí)，計(jì)數(shù)器位被置1.當(dāng)復(fù)位輸入R為ON或執(zhí)行復(fù)位指令時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位，計(jì)數(shù)器位變?yōu)镺FF，當(dāng)前值被清零。計(jì)數(shù)器的編號(hào)范圍位C0-C255。不同類型的計(jì)數(shù)器不能共用同一計(jì)數(shù)器號(hào)。在語(yǔ)句表中，棧頂值是復(fù)位輸入R，加計(jì)數(shù)脈沖輸入CU放在棧頂下面一層。（2）減計(jì)數(shù)器圖6-6 減計(jì)數(shù)器在減計(jì)數(shù)脈沖輸入信號(hào)的上升沿（從OFF到ON），從設(shè)定值開(kāi)始，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減1，減至0 時(shí)，停止計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器位被置1（見(jiàn)圖6-6）。裝載輸入LD為1狀態(tài)時(shí)，計(jì)數(shù)器位被復(fù)位為0，并把設(shè)定值裝入當(dāng)前值

35、寄存器。在語(yǔ)句表中，棧頂值是裝載輸入LD，減計(jì)數(shù)輸入CD放在棧頂下面一層。（3）加減計(jì)數(shù)器圖6-7 加減計(jì)數(shù)器在加計(jì)數(shù)輸入脈沖CU的上升沿，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1，在減計(jì)數(shù)輸入脈沖CD的上升沿，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減1，當(dāng)前值大于等于設(shè)定值（PV）時(shí)，計(jì)數(shù)器位被置位（見(jiàn)圖6-7）。若復(fù)位輸入（R）為ON，或?qū)τ?jì)數(shù)器執(zhí)行復(fù)位（R）指令時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位。當(dāng)前值為最大值32767時(shí)，下一個(gè)CU輸入的上升沿使當(dāng)前值加1，變?yōu)樽钚≈?32768.當(dāng)前值為-32768時(shí)，下一個(gè)CD輸入的上升沿使當(dāng)前值減1，變?yōu)樽畲笾?2767。在語(yǔ)句表中，棧頂值是復(fù)位輸入R，減計(jì)數(shù)輸入CD在堆棧的第2層，加計(jì)數(shù)輸入CU在堆棧的第3

36、層。七、數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法1.梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：可以用設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法來(lái)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單的數(shù)字量控制系統(tǒng)的梯形圖，即在一些典型的電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時(shí)需要多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸電，最后才能得到一個(gè)較為滿意的結(jié)果。這種方法沒(méi)有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結(jié)果不是唯一的，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間，設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系，它可以用于叫簡(jiǎn)單的梯形圖的設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法中常用的基本電路時(shí)有記憶功能的電路和定時(shí)器應(yīng)用電路2.根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法 這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改

37、動(dòng)控制面板，保持了系統(tǒng)原有的外部特性，操作人員不用改變長(zhǎng)期形成的操作習(xí)慣。根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)PLC的外部接線圖和梯形圖時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1） 應(yīng)遵守語(yǔ)言中的語(yǔ)法規(guī)定（2） 設(shè)置中間單元（3） 盡量減少PLC的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)（4） 設(shè)立外部聯(lián)鎖電路（5） 梯形圖的優(yōu)化設(shè)計(jì)（6） 外部負(fù)載的額定電壓3. 順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖（1）所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先預(yù)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序地進(jìn)行操作。順序控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：有很強(qiáng)的時(shí)序性，即先做什么后做什么，前面的工作沒(méi)做完，則不能做后面的工作，其中有很多的聯(lián)鎖，互

38、鎖等邏輯關(guān)系。順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)過(guò)程：首先根據(jù)被控系統(tǒng)的工藝過(guò)程，畫(huà)出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)出梯形圖程序。有的PLC為用戶提供了順序功能圖語(yǔ)言，在編程軟件中生成順序功能圖便完成了編程工作，編程軟件會(huì)自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的梯形圖程序。順序控制設(shè)計(jì)法的優(yōu)點(diǎn)：這是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)過(guò)程規(guī)律性強(qiáng)，容易接受和掌握，可以極大地提高設(shè)計(jì)效率，是順序控制的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)PLC梯形圖程序的主要方法，它用輸入量X控制代表各步的編程元件（如輔助繼電器M）,再用它們控制輸出量Y，設(shè)計(jì)出的程序可讀性強(qiáng)，程序的調(diào)試、修改和維護(hù)方便，要重點(diǎn)學(xué)習(xí)和掌握。順序功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程，功能和特性的一種圖形，也是設(shè)

39、計(jì)PLC的順序控制程序的有力工具。順序功能圖主要由步，有向連線，轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作（或命令）組成。（2）步與動(dòng)作步的基本概念：順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱為步，并用編程元件來(lái)代表各歩。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來(lái)劃分的，在任何一部之內(nèi)，各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱為初始步，初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待起動(dòng)命令的相對(duì)靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)該有一個(gè)初始步。與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令：可以將一個(gè)控制系統(tǒng)劃分為被控系統(tǒng)和施控系統(tǒng)。對(duì)于被控系統(tǒng)，在某

40、一步中要完成某些“動(dòng)作“；對(duì)于施控系統(tǒng)，在某一步中則要向被控系統(tǒng)發(fā)出某些“命令”?；顒?dòng)步：當(dāng)系統(tǒng)正處在某一步所在的階段時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱該步為“活動(dòng)步”。步處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行；處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非存儲(chǔ)型動(dòng)作被停止執(zhí)行。（3）有向連線與轉(zhuǎn)換條件有向連線:在畫(huà)順序功能圖時(shí),將代表各歩的方框按它們成為活動(dòng)步的先后次序順序排列,并用有向連線將它們連接起來(lái).步的活動(dòng)狀態(tài)習(xí)慣的進(jìn)展方向是從上到下或從左至右,在這兩個(gè)方向有向連線上的箭頭可以省略.如果不是上述的方向,應(yīng)在有向連線上用箭頭注明進(jìn)展方向。轉(zhuǎn)換:轉(zhuǎn)換用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來(lái)表示,轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開(kāi).步的活動(dòng)狀

41、態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來(lái)完成的,并與控制過(guò)程的發(fā)展相對(duì)應(yīng)。轉(zhuǎn)換條件:使系統(tǒng)由當(dāng)前步進(jìn)入下一步的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件,轉(zhuǎn)換條件可以是外部的輸入信號(hào),例如按鈕,指令開(kāi)關(guān),限位開(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)等,也可以是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào),例如定時(shí)器,計(jì)數(shù)器常開(kāi)觸點(diǎn)的接通等,轉(zhuǎn)換條件還可能是若干個(gè)信號(hào)的與,或,非邏輯組合.在順序功能圖中,只有當(dāng)某一步的前級(jí)步是活動(dòng)步時(shí),該步才有可能變?yōu)榛顒?dòng)步。(5) 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)單序列: 由一系列相繼激活的步組成，每一步之后僅有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換之后也僅有一個(gè)步。選擇序列: 選擇系列的開(kāi)始稱為分支，其結(jié)構(gòu)是某一步之后在不同轉(zhuǎn)換條件的控制之下，當(dāng)某個(gè)轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，可以由該步

42、有選擇地進(jìn)入到后續(xù)的某一步所對(duì)應(yīng)的分支系列中。該步轉(zhuǎn)換符號(hào)只能標(biāo)注于水平線之下。選擇系列的結(jié)束稱為合并。幾個(gè)選擇系列合并到一個(gè)公共系列時(shí)，用需要重新組合的系列相同數(shù)量的轉(zhuǎn)換符號(hào)和水平連線來(lái)表示。轉(zhuǎn)換符號(hào)只允許標(biāo)注于水平連線之上。并行序列: 用來(lái)表示系統(tǒng)的幾個(gè)同時(shí)工作的獨(dú)立部分的工作情況。當(dāng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致幾個(gè)系列同時(shí)激活時(shí)，這些系列稱為并行系列。并行系列的開(kāi)始部分稱為分支, 并行系列的結(jié)束稱為合并。在表示同步的水平雙線之下，只允許有一個(gè)轉(zhuǎn)換符號(hào)。復(fù)雜的順序功能圖: 順序功能圖中同時(shí)具有單系列、選擇系列和并行系列等結(jié)構(gòu)的順序功能圖稱為復(fù)雜順序功能圖。(6) 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本原則a.轉(zhuǎn)換實(shí)

43、現(xiàn)的條件:1)該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步2)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足b.轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)應(yīng)完成的操作:1)使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒?dòng)步;2)使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)步都變?yōu)椴换顒?dòng)步.c.繪制順序功能圖時(shí)的注意事項(xiàng)：1）功能表圖中，兩個(gè)步不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換將它們隔開(kāi)；2）兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們隔開(kāi)。3）順序功能圖中的初始步一般對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待起動(dòng)的初始狀態(tài)，初始步是必不可少的；4）順序功能圖中不能有“到此為止”的死胡同。順序控制設(shè)計(jì)法的本質(zhì)：順序控制設(shè)計(jì)法是用輸入量I控制代表各歩的編程，再用它們控制輸出量Q。八、PLC編程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗

44、衣機(jī)的控制1.全自動(dòng)洗衣機(jī)概述波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安裝的。外桶固定，作盛水用，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有許多小孔，使內(nèi)外桶水流相通。洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥控制。進(jìn)水時(shí)，控制系統(tǒng)使進(jìn)水電磁閥打開(kāi)，將水注入外桶；排水時(shí)，使排水電磁閥打開(kāi)，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌和脫水由同一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，通過(guò)電磁閥離合器來(lái)控制，將動(dòng)力傳遞給洗滌波輪或甩干桶（內(nèi)桶）。電磁離合器失電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)洗滌波輪實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗滌；電磁離合器得電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶單向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行甩干（此時(shí)波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別由高低水位開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測(cè)。啟動(dòng)按鈕用來(lái)

45、啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。2.洗衣機(jī)控制要求：?jiǎn)?dòng)時(shí)，首先進(jìn)水，到高位時(shí)停止進(jìn)水，開(kāi)始洗滌。正轉(zhuǎn)洗滌15S，暫停3S后反轉(zhuǎn)洗滌15S，暫停3S后再正轉(zhuǎn)洗滌，如此反復(fù)30次。洗滌結(jié)束后開(kāi)始排水，當(dāng)水位下降到低水位時(shí)，進(jìn)行脫水（同時(shí)排水），脫水時(shí)間為10S。這樣完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過(guò)程。經(jīng)過(guò)3次上述大循環(huán)后（第2、3次為漂洗），進(jìn)行洗衣完成報(bào)警，報(bào)警10S后結(jié)束全部過(guò)程，自動(dòng)停機(jī)。3.系統(tǒng)性能分析根據(jù)系統(tǒng)控制功能的描述，該系統(tǒng)可分為9個(gè)工步，每一步實(shí)現(xiàn)的功能見(jiàn)表8-1:表8-1 工步功能分配表工步實(shí)現(xiàn)功能M0.0復(fù)位大循環(huán)計(jì)數(shù)器C1M0.1注水，同時(shí)復(fù)位小循環(huán)計(jì)數(shù)器C0M0.2正轉(zhuǎn)洗滌，同時(shí)計(jì)時(shí)15

46、SM0.3暫停3SM0.4反轉(zhuǎn)洗滌，同時(shí)計(jì)時(shí)15SM0.5暫停3S，同時(shí)用C0計(jì)數(shù)M0.6排水M0.7繼續(xù)排水，控制脫水的電磁離合器上電，并驅(qū)動(dòng)正轉(zhuǎn)，脫水15S，同時(shí)計(jì)數(shù)器C1計(jì)數(shù)M1.0響鈴10S4.系統(tǒng)的輸入輸出（I/O）分配根據(jù)系統(tǒng)各工步所實(shí)現(xiàn)的功能，用相應(yīng)的輸入輸出信號(hào)來(lái)控制和實(shí)現(xiàn)各工步的功能如下表，并結(jié)合實(shí)際，畫(huà)出PLC實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的外部接線圖，如下表所示，從而繪制出PLC的外部接線圖，如圖8-2所示。表8-2 輸入輸出分配表輸入信號(hào)I0.0 啟動(dòng)洗衣機(jī)I0.1 注水達(dá)到高水位線I0.2 排水到低水位線輸出信號(hào)Q0.0 注水Q0.1 控制脫水桶的電磁離合器上電Q0.2 正轉(zhuǎn)洗滌Q

47、0.3 反轉(zhuǎn)洗滌Q0.4 排水Q0.5 響鈴圖8-1 PLC外部接線圖 5.系統(tǒng)的順序功能圖根據(jù)各個(gè)工步所實(shí)現(xiàn)的功能以及系統(tǒng)輸入輸出的分布，用順序控制設(shè)計(jì)法，按照全自動(dòng)洗衣機(jī)預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在洗衣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序地進(jìn)行操作，從而繪制出系統(tǒng)的順序功能圖：圖8-2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的順序功能圖 6.用以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法繪制梯形圖在以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法中，將該轉(zhuǎn)換所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位的常開(kāi)觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)，該串聯(lián)電路即為起保停電路中的起動(dòng)電路，用它作為使所有后續(xù)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位置位（使用S指令），和使所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器位復(fù)位（