第四單元順序功能圖

1、第四單元第四單元 順序功能圖順序功能圖任務(wù)一任務(wù)一 運(yùn)料小車運(yùn)料小車 任務(wù)二任務(wù)二 按鈕式人行道交通燈按鈕式人行道交通燈 任務(wù)三任務(wù)三 自動(dòng)門控制系統(tǒng)自動(dòng)門控制系統(tǒng) 任務(wù)四任務(wù)四 液體混合裝置液體混合裝置任務(wù)五任務(wù)五 沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng) 任務(wù)六任務(wù)六 十字路口交通燈十字路口交通燈任務(wù)七任務(wù)七 用凸輪實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用凸輪實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái) 任務(wù)八任務(wù)八 組合鉆床組合鉆床 任務(wù)九任務(wù)九 大小球分選系統(tǒng)大小球分選系統(tǒng) 任務(wù)一任務(wù)一 運(yùn)料小車運(yùn)料小車 一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 在自動(dòng)化生產(chǎn)線上經(jīng)常使用運(yùn)料小車，如圖4-1所示，貨物通過(guò)運(yùn)料小車M從A地運(yùn)到B地，在B地卸貨后小車M再?gòu)腂地返

2、回A地待命。本任務(wù)用PLC來(lái)控制運(yùn)料小車的工作。 圖4-1 運(yùn)料小車示意圖 二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要3個(gè)輸入點(diǎn)，4個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-1。表4-1 輸入輸出點(diǎn)分配表輸入繼電器作用輸出繼電器作用X0啟動(dòng)按鈕Y0小車右行X1右限位開(kāi)關(guān)Y1小車左行X2左限位開(kāi)關(guān)Y2裝料Y3卸料根據(jù)控制要求，畫出時(shí)序圖如圖4-2所示。 圖4-2 運(yùn)料小車時(shí)序圖 運(yùn)料小車的一個(gè)工作周期分為裝料、右行、卸料和左行4步，再加上等待裝料的初始步，一共有5步。各限位開(kāi)關(guān)、按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件，由此畫出順序功能圖如圖4-3所示。 圖4-3 運(yùn)料小車單周期

3、工作方式順序功能圖 運(yùn)料小車單周期工作方式梯形圖如圖4-4所示。 圖4-4 運(yùn)料小車單周期工作方式梯形圖三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接 1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法與順序控制設(shè)計(jì)法 第三單元中各梯形圖的設(shè)計(jì)方法一般稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒(méi)有一套固定的方法步驟可循，具有很大的試探性和隨意性，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，沒(méi)有一種通用的容易掌握的設(shè)計(jì)方法。 順序控制設(shè)計(jì)法是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，很容易被初學(xué)者接受，有經(jīng)驗(yàn)的工程師使用順序控制設(shè)計(jì)法，也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率，程序調(diào)試、修改和閱讀也更方便。 所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(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，生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地進(jìn)

4、行操作。使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。 2順序功能圖 順序功能圖由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作（或稱命令）五部分組成。 （1）步 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，可以用編程元件M和S來(lái)代表各步。 1)初始步 2)活動(dòng)步 （2）與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令 一個(gè)步可以有多個(gè)動(dòng)作，也可以沒(méi)有任何動(dòng)作。如果某一步有多個(gè)動(dòng)作，可以用圖4-5中的兩種畫法來(lái)表示。 圖4-5 一個(gè)步后有多個(gè)動(dòng)作的順序功能圖畫法 （3）有向連線 在畫順序功能圖時(shí)，將代表各步的方框按它們成為活動(dòng)步的先后次序順序

5、排列，并用有向連線將它們連接起來(lái)。 （4）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)。 （5）轉(zhuǎn)換條件 轉(zhuǎn)換條件可以用文字語(yǔ)言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號(hào)標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換的短線的旁邊，使用得最多的是布爾代數(shù)表達(dá)式（見(jiàn)圖4-6）。圖4-6 轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換條件（6）繪制順序功能圖時(shí)的注意事項(xiàng)： 1)兩個(gè)步之間必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換隔開(kāi)，兩個(gè)步絕對(duì)不能直接相連。 2)兩個(gè)轉(zhuǎn)換之間必須用一個(gè)步隔開(kāi)，兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連。 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)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過(guò)程，因此在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線

6、組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過(guò)程的全部操作之后，應(yīng)從最后一步返回初始步，系統(tǒng)停留在初始狀態(tài)。 5)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)，該步才有可能變成活動(dòng)步。如果用沒(méi)有斷電保持功能的編程元件代表各步（本任務(wù)中代表各步的M0M4），進(jìn)入RUN工作方式時(shí)，它們均處于OFF狀態(tài)，必須用初始化脈沖M8002的常開(kāi)觸點(diǎn)作為轉(zhuǎn)換條件，將初始步預(yù)置為活動(dòng)步，否則因順序功能圖中沒(méi)有活動(dòng)步，系統(tǒng)將無(wú)法工作。 6)順序功能圖是用來(lái)描述自動(dòng)工作過(guò)程的，如果系統(tǒng)有自動(dòng)、手動(dòng)兩種工作方式，這時(shí)還應(yīng)在系統(tǒng)由手動(dòng)工作方式進(jìn)入自動(dòng)工作方式時(shí)，用一個(gè)適當(dāng)?shù)男盘?hào)將初始步置為活動(dòng)步。四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 1將三個(gè)模

7、擬按鈕開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)分別接到PLC的X0X2（如圖4-9所示的輸入部分），并連接PLC電源。檢查電路正確性，確保無(wú)誤。圖4-9 運(yùn)料小車的控制電路 2. 輸入圖4-4的梯形圖，進(jìn)行程序調(diào)試，調(diào)試時(shí)要注意動(dòng)作順序，運(yùn)行后先按下SB，觀察各輸出的變化，等Y0接通后，再按下SQ1（模擬右限位開(kāi)關(guān)），觀察各輸出的變化，等Y1接通后，再按下SQ2（模擬左限位開(kāi)關(guān)），觀察各輸出的變化，檢查是否完成了運(yùn)料小車所要求的功能。任務(wù)二任務(wù)二 按鈕式人行道交通燈按鈕式人行道交通燈 一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 在道路交通管理上有許多按鈕式人行道交通燈，如圖4-13所示，正常情況下，汽車通行，即Y3綠燈亮，Y5紅燈亮；當(dāng)

8、行人想過(guò)馬路，就按按鈕。當(dāng)按下按鈕X0（或X1）之后，主干道交通燈從綠（5s）綠閃（3s）黃（3s）紅（20s），當(dāng)主干道紅燈亮?xí)r，人行道從紅燈亮轉(zhuǎn)為綠燈亮，15s以后，人行道開(kāi)始閃爍，閃爍5s后轉(zhuǎn)入主干道綠燈亮，人行道紅燈亮。本任務(wù)利用PLC控制按鈕人行道交通燈，用并行序列的順序功能圖編程。圖4-13 按鈕式人行道交通燈示意圖二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要2個(gè)輸入點(diǎn)，5個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-2。表4-2 輸入輸出點(diǎn)分配表輸入繼電器作用輸出繼電器作用X0SB1按鈕Y1主干道紅燈X1SB2按鈕Y2主干道黃燈Y3主干道綠燈Y5人行道紅燈Y6人行道綠燈

9、由提出的任務(wù)畫出時(shí)序圖，如圖4-14所示。圖4-14 按鈕式人行道交通燈時(shí)序圖 主干道的一個(gè)工作周期分為4步，分別為綠燈亮、綠燈閃爍、黃燈亮和紅燈亮，用M1M4表示。人行道的一個(gè)工作周期分為3步，分別為紅燈亮、綠燈亮和綠燈閃爍，用M5M7表示。再加上初始步M0，一共有8步構(gòu)成。各按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件，由此畫出順序功能圖如圖4-15 所示。圖4-15 按鈕式人行道交通燈順序功能圖 圖4-16 按鈕式人行道交通燈梯形圖（1） 按鈕式人行道交通燈梯形圖如圖4-16所示。圖4-16 按鈕式人行道交通燈梯形圖（2）三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接 1順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 順序功能圖有三種基

10、本結(jié)構(gòu)，單序列、并行序列和選擇序列，如圖4-17所示。圖4-17 順序功能圖的三種基本結(jié)構(gòu) 2用啟-保-停電路實(shí)現(xiàn)的并行序列的編程方法 （1）并行序列分支的編程方法 并行序列中各單序列的第一步應(yīng)同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步。對(duì)控制這些步的啟-保-停電路使用同樣的啟動(dòng)電路，可以實(shí)現(xiàn)這一要求。 （2）并行序列合并的編程方法 圖4-16中步M0之前有一個(gè)并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是所有的前級(jí)步（即步M4和M7）都是活動(dòng)步和轉(zhuǎn)換條件T4滿足。由此可知，應(yīng)將M4、M7和T4的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M0的啟-保-停電路的啟動(dòng)電路。四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 1將二個(gè)模擬按鈕開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)分別接到PLC的X0和X1（

11、如圖4-18所示的輸入部分），并連接PLC電源。檢查電路正確性，確保無(wú)誤。圖4-18 按鈕式人行道PLC接線圖 2輸入圖4-16所示的梯形圖，進(jìn)行程序調(diào)試，調(diào)試時(shí)要注意動(dòng)作順序，運(yùn)行后可任意按下X0（或X1），監(jiān)控觀察各輸出（Y1Y3、Y4、Y5）和相關(guān)定時(shí)器（T0T4）的變化，檢查是否完成了按鈕式人行道交通燈所要求的功能。任務(wù)三任務(wù)三 自動(dòng)門控制系統(tǒng)自動(dòng)門控制系統(tǒng) 一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 許多公共場(chǎng)所的門口都有自動(dòng)門，如圖4-21所示。人靠近自動(dòng)門時(shí)，紅外感應(yīng)器X0為ON，Y0驅(qū)動(dòng)電機(jī)高速開(kāi)門，碰到開(kāi)門減速開(kāi)關(guān)X1時(shí)，變?yōu)榈退匍_(kāi)門。碰到開(kāi)門極限開(kāi)關(guān)X2時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，開(kāi)始延時(shí)。若在05s內(nèi)紅外

12、感應(yīng)器檢測(cè)到無(wú)人，Y2起動(dòng)電機(jī)高速關(guān)門。碰到關(guān)門減速開(kāi)關(guān)X3時(shí)，改為低速關(guān)門，碰到關(guān)門極限開(kāi)關(guān)X4時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)。在關(guān)門期間若感應(yīng)器檢測(cè)到有人，停止關(guān)門，T1延時(shí)05s后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速開(kāi)門。本任務(wù)利用PLC控制自動(dòng)門，用選擇序列的順序控制功能圖編程。圖4-21 自動(dòng)門控制示意圖二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門控制系統(tǒng)，PLC需要5個(gè)輸入點(diǎn)，4個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-3。表4-3 輸入輸出點(diǎn)分配表 輸入繼電器作用輸出繼電器作用X0紅外感應(yīng)器Y0電機(jī)高速開(kāi)門X1開(kāi)門減速開(kāi)關(guān)Y1電機(jī)低速開(kāi)門X2開(kāi)門極限開(kāi)關(guān)Y2電機(jī)高速關(guān)門X3關(guān)門減速開(kāi)關(guān)Y3電機(jī)低速關(guān)門X4關(guān)門極限開(kāi)關(guān)

13、如圖4-22a是自動(dòng)門控制系統(tǒng)在關(guān)門期間無(wú)人要求進(jìn)出的時(shí)序圖，如圖4-22b所示是自動(dòng)門控制系統(tǒng)在關(guān)門期間又有人要求進(jìn)出時(shí)的時(shí)序圖。 圖4-22 自動(dòng)門控制系統(tǒng)時(shí)序圖設(shè)計(jì)選擇序列的順序功能圖如圖4-23所示。 圖4-23 自動(dòng)門順序功能圖 設(shè)計(jì)的梯形圖如圖4-24所示 。 圖4-24 自動(dòng)門控制梯形圖三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接1用啟-保-停電路實(shí)現(xiàn)的選擇序列的編程方法（1）選擇序列分支的編程方法 如果某一步的后面有一個(gè)由N條分支組成的選擇序列，該步可能轉(zhuǎn)換到不同的N步去，應(yīng)將這N個(gè)后續(xù)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器的常閉觸點(diǎn)與該步的線圈串聯(lián)，作為結(jié)束該步的條件。如圖4-23中步M4之后有一個(gè)選擇序列的分支，

14、當(dāng)它的后續(xù)步M5或者M(jìn)6變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)，它應(yīng)變?yōu)椴换顒?dòng)步。所以需將M5和M6的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)作為步M4的停止條件。 （2）選擇序列合并的編程方法 對(duì)于選擇序列的合并，如果某一步之前有N個(gè)轉(zhuǎn)換(即有N條分支在該步之前合并后進(jìn)入該步)，則代表該步的輔助繼電器的啟動(dòng)電路由N條支路并聯(lián)而成，各支路由某一前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)而成。以步M1為例，對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電路由兩條并聯(lián)支路組成，每條支路分別由M0、X0和M6、T1的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)而成。 2僅有兩步的閉環(huán)的處理 如圖4-25a所示的順序功能圖用啟-保-停電路設(shè)計(jì)，那么步M3的梯形圖如圖4-25b所示，可以發(fā)現(xiàn)，由于M

15、2的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，它是不能正常工作的。這種順序功能圖的特征是：僅由兩步組成的小閉環(huán)。在M2和X2均為ON時(shí)，M3的啟動(dòng)電路接通，但是這時(shí)與它串聯(lián)的M2的常閉觸點(diǎn)卻是斷開(kāi)的，所以M3的線圈不能通電。出現(xiàn)上述問(wèn)題的根本原因在于步M2既是步M3的前級(jí)步，又是它的后續(xù)步。解決的方法有兩種：（1）以轉(zhuǎn)換條件作為停止電路 將圖4-25b 中M2的常閉觸點(diǎn)用轉(zhuǎn)換條件X3的常閉觸點(diǎn)代替即可，如圖4-25c所示。圖4-25 僅有兩步的小閉環(huán)（2）在小閉環(huán)中增設(shè)一步 如圖4-26a所示，在小閉環(huán)中增設(shè)了M10步就可以解決這一問(wèn)題，這一步?jīng)]有什么操作，它后面的轉(zhuǎn)換條件“=1”相當(dāng)于邏輯代數(shù)中的常數(shù)l，即表

16、示轉(zhuǎn)換條件總是滿足的，只要進(jìn)入步M10，將馬上轉(zhuǎn)換到步M2去。圖4-26b是根據(jù)圖4-26a畫出的梯形圖。圖4-26 小閉環(huán)中增設(shè)步四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 1將5個(gè)模擬紅外傳感器和限位開(kāi)關(guān)的按鈕開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)分別接到PLC的X0X4，如圖4-27所示，并連接PLC電源。檢查電路正確性，確保無(wú)誤。圖4-27 自動(dòng)門輸入電路 2輸入圖4-24所示的梯形圖，進(jìn)行程序調(diào)試，調(diào)試時(shí)要注意動(dòng)作順序，運(yùn)行后先按下X0（模擬有人），再依次按下X1X4，每次操作都要監(jiān)控觀察各輸出（Y0Y3）和相關(guān)定時(shí)器（T0T1）的變化，檢查是否完成了自動(dòng)門控制系統(tǒng)所要求的在關(guān)門期間無(wú)人進(jìn)出時(shí)所要求的功能。 3繼續(xù)調(diào)試程序，

17、順序?yàn)榘聪耎0X1X2X0X1X2X3X4，監(jiān)控觀察各輸出（Y0Y3）和相關(guān)定時(shí)器（T0T1）的變化，檢查是否完成了自動(dòng)門控制系統(tǒng)所要求的在關(guān)門期間有人進(jìn)出時(shí)所要求的功能。再把輸入順序改為按下X0X1X2X3X0X1X2X3X4，監(jiān)控觀察各輸出（Y0Y3）和相關(guān)定時(shí)器（T0T1）的變化，檢查是否完成了自動(dòng)門控制系統(tǒng)所要求的在關(guān)門期間有人進(jìn)出時(shí)所要求的功能。任務(wù)四任務(wù)四 液體混合裝置液體混合裝置一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 如圖4-29a所示是某一液體混合裝置，開(kāi)始時(shí)容器是空的，各閥門均關(guān)閉，各傳感器均為OFF。按下啟動(dòng)按鈕后，打開(kāi)閥YV1，液體A流入容器，中限位開(kāi)關(guān)變?yōu)镺N時(shí)，關(guān)閉閥YV1，打開(kāi)閥

18、YV2，液體B流入容器。當(dāng)液面到達(dá)上限位開(kāi)關(guān)時(shí)，關(guān)閉閥YV2，電機(jī)M開(kāi)始運(yùn)行，攪動(dòng)液體，60s后停止攪動(dòng)，打開(kāi)閥YV3，放出混合液，當(dāng)液面降至下限位開(kāi)關(guān)之后再過(guò)5s，容器放空，關(guān)閉閥YV3，打開(kāi)閥YV1，又開(kāi)始下一周期的操作。按下停止按鈕，在當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后，才停止操作(停在初始狀態(tài))。圖4-29 液體混合裝置示意圖和PLC接線圖輸入繼電器作用輸出繼電器作用X0中限位傳感器Y0電磁閥YV1線圈X1上限位傳感器Y1電磁閥YV2線圈X2下限位傳感器Y2電機(jī)MX3啟動(dòng)按鈕Y3電磁閥YV3線圈X4停止按鈕二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要5個(gè)輸入點(diǎn)，4個(gè)輸出點(diǎn)，

19、輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-4。表4-4 輸入輸出點(diǎn)分配表由提出的任務(wù)畫出時(shí)序圖，如圖4-30所示。 圖4-30 液體混合裝置時(shí)序圖 液體混合裝置的工作周期劃分為6步。用M0表示初始步，分別用M1M5表示液體A流入容器、液體B流入容器、攪動(dòng)液體、放出混合液和容器放空。用各限位傳感器、按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)表示各步之間的轉(zhuǎn)換條件。畫出順序功能圖如圖4-31所示。 圖4-31 液體混合裝置順序功能圖 用啟-保-停電路設(shè)計(jì)出梯形圖如圖4-32所示。 圖4-32 液體混合裝置梯形圖三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接 順序控制設(shè)計(jì)法中停止的處理 在任務(wù)要求中，停止按鈕X4的按下并不是按順序進(jìn)行的，在任何時(shí)候都可能按下停

20、止按鈕，而且不管什么時(shí)候按下停止按鈕都要等到當(dāng)前工作周期結(jié)束后才能響應(yīng)停止操作。所以停止按鈕X4的操作不能在順序功能圖中直接反映出來(lái)，可以用M10間接表示出來(lái)。每一個(gè)工作周期結(jié)束后，再根據(jù)M10的狀態(tài)決定進(jìn)入下一周期還是返回到初始狀態(tài)。從梯形圖可看出，M10用啟-保-停電路和啟動(dòng)按鈕X3、停止按鈕X4來(lái)控制，按下啟動(dòng)按鈕X0，M10變?yōu)镺N并保持，按下停止按鈕X1，M10變?yōu)镺FF，但是系統(tǒng)不會(huì)馬上返回初始步，因?yàn)镸10只是在步M5之后起作用。四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 1將5個(gè)模擬按鈕開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)分別接到PLC的X0X4（如圖4-29b所示的輸入部分），并連接PLC電源。檢查電路正確性，確保

21、無(wú)誤。 2輸入如圖4-32所示的梯形圖，進(jìn)行程序調(diào)試，調(diào)試時(shí)要注意動(dòng)作順序，運(yùn)行后先按下X3（模擬啟動(dòng)），再依次按下X0（模擬中限位開(kāi)關(guān)），X1（模擬上限位開(kāi)關(guān)），等待一段時(shí)間（超過(guò)60s）后，按下X2（模擬下限位開(kāi)關(guān)），每次操作都要監(jiān)控觀察各輸出（Y0Y3）和相關(guān)定時(shí)器（T0T1）的變化，檢查是否完成了液體混合系統(tǒng)所要求的所要求的液體混合功能。 3繼續(xù)調(diào)試程序，順序?yàn)榘聪耎0X1X2，監(jiān)控觀察各輸出（Y0Y3）和相關(guān)定時(shí)器（T0T1）的變化，輸出和定時(shí)器的變化與上一步相同。再在調(diào)試過(guò)程中的任何時(shí)候（例如按下X0后按下X4），觀察停止功能，是否在當(dāng)前工作周期結(jié)束后才能響應(yīng)停止操作返回初始步。任

22、務(wù)五任務(wù)五 沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng) 一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 在機(jī)械加工中經(jīng)常使用沖床，某沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的示意圖如圖4-34所示。初始狀態(tài)時(shí)機(jī)械手在最左邊，X4為ON；沖頭在最上面，X3為ON；機(jī)械手松開(kāi)，Y0為OFF。按下啟動(dòng)按鈕X0，Y0變?yōu)镺N，工件被夾緊并保持，2s后Yl被置位，機(jī)械手右行，直到碰到X1，以后將順序完成以下動(dòng)作：沖頭下行，沖頭上行，機(jī)械手左行，機(jī)械手松開(kāi)，延時(shí)1s后，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。圖4-34 某沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的示意圖二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要5個(gè)輸入點(diǎn)，5個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-5。表4-5 輸入輸出點(diǎn)分配表

23、輸入繼電器作用輸出繼電器作用X0啟動(dòng)按鈕Y0工件夾緊X1右限位開(kāi)關(guān)Y1機(jī)械手右行X2下限位開(kāi)關(guān)Y2機(jī)械手左行X3上限位開(kāi)關(guān)Y3沖頭下行X4左限位開(kāi)關(guān)Y4沖頭上行 由輸入輸出點(diǎn)的分配表畫出PLC的外部接線圖，如圖4-35所示。 圖4-35 沖床機(jī)械手PLC的外部接線圖 由提出的任務(wù)畫出時(shí)序圖，如圖4-36所示。從時(shí)序圖上可見(jiàn)，工件在整個(gè)工作周期都處于夾緊狀態(tài)，一直到完成沖壓后才松開(kāi)工件，這種命令動(dòng)作為存儲(chǔ)型命令。 圖4-36 沖床機(jī)械手時(shí)序圖 沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)周期劃分為7步，依次分別為初始步、工件夾緊、機(jī)械手右行、沖頭下行、沖頭上行、機(jī)械手左行和工件松開(kāi)，用M0M6表示。各限位開(kāi)關(guān)、按鈕和定時(shí)器

24、提供的信號(hào)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件。由此畫出順序功能圖如圖4-37所示。 圖4-37 沖床機(jī)械手順序功能圖 用啟-保-停電路設(shè)計(jì)出梯形圖如圖4-38所示。 圖4-38 沖床機(jī)械手梯形圖三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接 1存儲(chǔ)型命令和非存儲(chǔ)型命令 在順序功能圖中說(shuō)明命令的語(yǔ)句時(shí)應(yīng)清楚地表明該命令是存儲(chǔ)型的還是非存儲(chǔ)型的。例如某步的存儲(chǔ)型命令“打開(kāi)1號(hào)閥并保持”，是指該步為活動(dòng)步時(shí)1號(hào)閥打開(kāi)，該步為不活動(dòng)步時(shí)1號(hào)閥繼續(xù)打開(kāi)；非存儲(chǔ)型命令“打開(kāi)1號(hào)閥”，是指該步為活動(dòng)步時(shí)打開(kāi)，為不活動(dòng)步時(shí)關(guān)閉。圖4-37中步M1的命令Y0就是存儲(chǔ)型命令，當(dāng)M1步為活動(dòng)步時(shí)Y0置位，該步為不活動(dòng)步時(shí)Y0繼續(xù)置位，除非在其它步中用

25、復(fù)位指令將Y0復(fù)位（步）。同理，步中的命令Y0也是存儲(chǔ)型命令，當(dāng)M6步為活動(dòng)步時(shí)Y0復(fù)位，該步為不活動(dòng)步時(shí)Y0繼續(xù)復(fù)位，除非在其它步中用置位指令將Y0置位（步1）。 2命令或動(dòng)作的修飾詞 在順序功能圖中說(shuō)明存儲(chǔ)型命令時(shí)可在命令或動(dòng)作的前面加修飾詞，例如“R”、“S”。使用動(dòng)作的修飾詞（見(jiàn)表4-6）可以在一步中完成不同的動(dòng)作。修飾詞允許在不增加邏輯的情況下控制動(dòng)作。例如，可以使用修飾詞L來(lái)限制配料閥打開(kāi)的時(shí)間等。表4-6 動(dòng)作的修飾詞N非存儲(chǔ)型當(dāng)步變?yōu)椴换顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作終止S置位(存儲(chǔ))當(dāng)步變?yōu)椴换顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作繼續(xù)，直到動(dòng)作被復(fù)位R復(fù)位被修飾詞S，SD，SL或DS啟動(dòng)的動(dòng)作被終止L 時(shí)間限制步變?yōu)榛顒?dòng)

26、步時(shí)動(dòng)作被啟動(dòng)，直到步變?yōu)椴换顒?dòng)步或設(shè)定時(shí)間到D時(shí)間延遲步變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)延遲定時(shí)器被啟動(dòng)，如果延遲之后步仍然是活動(dòng)的，動(dòng)作被啟動(dòng)和繼續(xù)，直到步變?yōu)椴换顒?dòng)步P脈沖當(dāng)步變?yōu)榛顒?dòng)步，動(dòng)作被啟動(dòng)并且只執(zhí)行一次SD存儲(chǔ)與時(shí)間延遲在時(shí)間延遲之后動(dòng)作被啟動(dòng)，一直到動(dòng)作被復(fù)位DS延遲與存儲(chǔ)在延遲之后如果步仍然是活動(dòng)的，動(dòng)作被啟動(dòng)直到被復(fù)位SL存儲(chǔ)與時(shí)間限制步變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作被啟動(dòng)，一直到設(shè)定的時(shí)間到或動(dòng)作被復(fù)位四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 1將5個(gè)模擬輸入狀態(tài)的按鈕開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)分別接到PLC的X0X4（如圖4-35所示的輸入部分），并連接PLC電源。檢查電路正確性，確保無(wú)誤。 2輸入如圖4-38所示的梯形圖，進(jìn)行

27、程序調(diào)試，調(diào)試時(shí)要注意動(dòng)作順序，運(yùn)行后先按下X0（模擬啟動(dòng)），2s后再依次按下X1X4，分別模擬右限位、下限位、上限位、左限位，每次操作都要監(jiān)控觀察各輸出（Y0Y4）和相關(guān)定時(shí)器（T0T1）的變化，檢查是否完成了沖床機(jī)械手所要求的運(yùn)動(dòng)。任務(wù)六任務(wù)六 十字路口交通燈十字路口交通燈一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 某十字路口交通燈如圖4-40所示，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，首先東西向通行，南北向禁止通行，東西向車道的直行綠燈亮，汽車直行，20s后直行綠燈閃爍3s，隨后黃燈亮3s；接著車道的左轉(zhuǎn)綠燈亮，20s后左轉(zhuǎn)綠燈閃爍3s，隨后黃燈亮3s；在東西向車道直行綠燈亮和閃爍的同時(shí)，東西向人行道的綠燈同時(shí)亮和閃爍。東西

28、向禁止通行后，轉(zhuǎn)入南北向車道、人行道的通行，順序與東西向相同。本任務(wù)研究用PLC來(lái)控制十字路口交通燈。圖4-40 某十字路口交通燈示意圖二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要1個(gè)輸入點(diǎn)，12個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-7。表4-7 輸入輸出點(diǎn)分配表輸入繼電器作用輸出繼電器作用X0SB按鈕Y0東西向車道左轉(zhuǎn)綠燈Y1東西向車道直行綠燈Y2東西向車道黃燈Y3東西向車道紅燈Y4南北向車道左轉(zhuǎn)綠燈Y5南北向車道直行綠燈Y6南北向車道黃燈Y7南北向車道紅燈Y10東西向人行道紅燈Y11東西向人行道綠燈Y12南北向人行道紅燈Y13南北向人行道綠燈 由輸入輸出點(diǎn)的分配表畫出PLC

29、的外部接線圖，如圖4-41所示。 圖4-41 十字路口交通燈的PLC外部接線圖由提出的任務(wù)畫出時(shí)序圖，如圖4-42 所示。所示。圖4-42 十字路口交通燈的時(shí)序圖 把十字路口交通燈分為四個(gè)并行的分支，分別為用東西向車道、東西向人行道、南北向車道和南北向人行道。每個(gè)方向車道都有直行、直行閃爍、黃燈、左轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)閃爍、黃燈和紅燈7步，每個(gè)方向人行道都有綠燈、綠燈閃爍和紅燈3步，再加上初始步，一共有21步，由此畫出順序功能圖如圖4-43所示。 圖4-43 十字路口交通燈的順序功能圖 用啟-保-停電路設(shè)計(jì)出梯形圖如圖4-44所示。 圖4-44 用啟-保-停電路設(shè)計(jì)的十字路口交通燈梯形圖 圖4-45 用以

30、轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)的十字路口交通燈梯形圖 用以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)出梯形圖如圖4-45所示。 三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接 以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖的編程方法應(yīng)從步的處理和輸出電路兩方面來(lái)考慮。 1. 步的處理 如圖4-46所示為以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法的順序功能圖與梯形圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)現(xiàn)圖中X1對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件，即該轉(zhuǎn)換的前級(jí)步是活動(dòng)步(M1=1)和轉(zhuǎn)換條件滿足(X1=1)。在梯形圖中，可以用M1和Xl的常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路來(lái)表示上述條件。該電路接通時(shí)，兩個(gè)條件同時(shí)滿足，此時(shí)應(yīng)完成兩個(gè)操作，即將該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng)步（用SET指令將M2置位）和將該轉(zhuǎn)換的前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步（用RST

31、將M1復(fù)位）。圖4-46 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式 2. 輸出電路 使用這種編程方法時(shí)，不能將輸出繼電器的線圈與SET和RST指令并聯(lián)，這是因?yàn)閳D4-45中前級(jí)步和轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的串聯(lián)電路接通的時(shí)間是相當(dāng)短的(只有一個(gè)掃描周期)，轉(zhuǎn)換條件滿足后前級(jí)步馬上被復(fù)位，在下一掃描周期控制置位、復(fù)位的串聯(lián)電路被斷開(kāi)，而輸出繼電器的線圈至少應(yīng)該在某一步對(duì)應(yīng)的全部時(shí)間內(nèi)被接通。所以應(yīng)根據(jù)順序功能圖，用代表步的輔助繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)或它們的并聯(lián)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)輸出繼電器的線圈。四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 1將一個(gè)模擬按鈕開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)接到PLC的X0（如圖4-41所示的輸入部分），并連接PLC電源。檢查電路正確性，確保無(wú)誤

32、。 2輸入如圖4-45所示的梯形圖，進(jìn)行程序調(diào)試，運(yùn)行后先按下X0，監(jiān)控觀察各輸出（Y0Y13）和相關(guān)定時(shí)器（T0T11）的變化，檢查是否完成了十字路口交通燈所要求的功能。任務(wù)七任務(wù)七 用凸輪實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用凸輪實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái) 一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 在機(jī)械加工時(shí)，很多場(chǎng)合會(huì)用到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，在圖4-48中，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用凸輪和限位開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。在初始狀態(tài)時(shí)左限位開(kāi)關(guān)X3為ON，按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)沿順時(shí)針正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到右限位開(kāi)關(guān)X4所在位置時(shí)暫停5s，之后工作臺(tái)反轉(zhuǎn)，回到限位開(kāi)關(guān)X3所在的初始位置時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。本任務(wù)研究利用PLC來(lái)控制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。 圖4-4

33、8 用凸輪實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要3個(gè)輸入點(diǎn)，2個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-8。表4-8 輸入輸出點(diǎn)分配表輸入繼電器作用輸出繼電器作用X0啟動(dòng)按鈕Y0工作臺(tái)正轉(zhuǎn)X3左限位開(kāi)關(guān)Y1工作臺(tái)反轉(zhuǎn)X4右限位開(kāi)關(guān)由輸入輸出點(diǎn)的分配表畫出PLC的外部接線圖，如圖4-49 所示。圖4-49 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)PLC的外部接線圖由提出的任務(wù)畫出時(shí)序圖，如圖4-50所示。 圖4-50 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)時(shí)序圖 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作周期劃分為4步，除了初始步之外，還包括正轉(zhuǎn)步、暫停步和反轉(zhuǎn)步，下面用S0表示初始步，用S20、S21、S22分別表示正轉(zhuǎn)步、暫停步和反轉(zhuǎn)步

34、，仍然用各限位開(kāi)關(guān)、按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)表示各步之間的轉(zhuǎn)換條件。由此畫出順序功能圖如圖4-51a所示，用步進(jìn)順控指令設(shè)計(jì)出梯形圖和指令表如圖4-51b所示。 圖4-51 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順序功能圖及梯形圖和指令表三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接 1編程元件狀態(tài)繼電器（S） 狀態(tài)繼電器有5種類型：初始狀態(tài)繼電器S0S9共10點(diǎn)；回零狀態(tài)繼電器S10S19共10點(diǎn)；通用狀態(tài)繼電器S20S499共480點(diǎn)；具有狀態(tài)斷電保持的狀態(tài)繼電器有S500S899，共400點(diǎn)；供報(bào)警用的狀態(tài)繼電器（可用作外部故障診斷輸出）S900S999共100點(diǎn)。 在使用狀態(tài)繼電器時(shí)應(yīng)注意： （1）狀態(tài)繼電器與輔助繼電器一樣有無(wú)數(shù)的常開(kāi)

35、和常閉觸點(diǎn)。 （2）狀態(tài)繼電器不與步進(jìn)順控指令STL配合使用時(shí)，可象輔助繼電器M一樣使用。 （3）FX2N系列PLC可通過(guò)程序設(shè)定將S0S499設(shè)置為有斷電保持功能的狀態(tài)器。 2步進(jìn)順控指令STL指令 步進(jìn)順控指令也稱步進(jìn)梯形指令，簡(jiǎn)稱為STL指令，F(xiàn)X系列PLC還有一條使STL指令復(fù)位的RET指令。利用這兩條指令，可以很方便地編制順序控制梯形圖程序。 從圖4-52可以看出順序功能圖與梯形圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊具有3個(gè)功能，即對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理、指定轉(zhuǎn)換條件和指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)。 圖4-52 STL指令的使用 3使用STL指令應(yīng)注意的問(wèn)題 （1）與STL觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)應(yīng)使用LD或LD

36、I指令，即LD點(diǎn)移到STL觸點(diǎn)的右側(cè)，該點(diǎn)成為臨時(shí)母線。下一條STL指令的出現(xiàn)意味著當(dāng)前STL的結(jié)束和新的STL的開(kāi)始。RET指令意味著整個(gè)STL程序區(qū)的結(jié)束，LD點(diǎn)返回左側(cè)母線。各STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路一般放在一起，最后一個(gè)STL電路結(jié)束時(shí)一定要使用RET指令。 （2）STL觸點(diǎn)可以直接驅(qū)動(dòng)或通過(guò)別的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)Y，M，S，T等元件的線圈和應(yīng)用指令。 （3）由于CPU只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的電路塊，使用STL指令時(shí)允許雙線圈輸出，即不同的STL觸點(diǎn)可以分別驅(qū)動(dòng)同一編程元件的一個(gè)線圈。但是同一元件的線圈不能在可能同時(shí)為活動(dòng)步的STL區(qū)內(nèi)出現(xiàn)。 （4）在步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，相鄰兩步的狀態(tài)繼電器會(huì)同時(shí)O

37、N一個(gè)掃描周期，可能會(huì)引發(fā)瞬時(shí)的雙線圈問(wèn)題。為了避免不能同時(shí)接通的兩個(gè)輸出(如控制異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的交流接觸器線圈)同時(shí)動(dòng)作，除了在梯形圖中設(shè)置軟件互鎖電路外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置由常閉觸點(diǎn)組成的硬件互鎖電路。 同一定時(shí)器的線圈不可以在相鄰的步中使用。 （5）OUT指令與SET指令均可用于步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，將原來(lái)的活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)寄存器復(fù)位，此外還有自保持功能。SET指令用于將STL狀態(tài)繼電器置位為ON并保持，以激活對(duì)應(yīng)的步。SET指令一般用于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)繼電器的元件號(hào)比當(dāng)前步的狀態(tài)繼電器元件號(hào)大的STL步。在STL區(qū)內(nèi)的OUT指令用于順序功能圖中的閉環(huán)和跳步，如果想跳回已經(jīng)處理過(guò)的步，或向前跳

38、過(guò)若干步，可對(duì)狀態(tài)繼電器使用OUT指令。 （6）STL指令不能與MC-MCR指令一起使用。在FOR-NEXT結(jié)構(gòu)中、子程序和中斷程序中，不能有STL程序塊，STL程序塊不能出現(xiàn)在FEND指令之后。 （7）并行序列或選擇序列中分支處的支路數(shù)不能超過(guò)8條，總的支路數(shù)不能超過(guò)16條。 （8）在轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的電路中，不能使用ANB，ORB，MPS，MRD和MPP指令?？捎棉D(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的復(fù)雜電路來(lái)驅(qū)動(dòng)輔助繼電器，再用后者的常開(kāi)觸點(diǎn)來(lái)作轉(zhuǎn)換條件。 （9）與條件跳步指令(CJ)類似，CPU不執(zhí)行處于斷開(kāi)狀態(tài)的STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中的指令，在沒(méi)有并行序列時(shí)，同時(shí)只有一個(gè)STL觸點(diǎn)接通，因此使用STL指令可以

39、顯著地縮短用戶程序的執(zhí)行時(shí)間，提高PLC的輸入、輸出響應(yīng)速度。四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 1將三個(gè)模擬按鈕開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)分別接到PLC的X0、X3、X4（如圖4-49所示的輸入部分），并連接PLC電源。檢查電路正確性，確保無(wú)誤。 2. 輸入圖4-51b的梯形圖或指令表，進(jìn)行程序調(diào)試，調(diào)試時(shí)要注意動(dòng)作順序，運(yùn)行后先按下X0（模擬啟動(dòng)），再依次按下X4、X3，每次操作都要監(jiān)控觀察各輸出（Y0Y1）和相關(guān)定時(shí)器（T0）的變化，檢查是否完成了旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)所要求的功能。任務(wù)八任務(wù)八 組合鉆床組合鉆床 一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 某組合鉆床用來(lái)加工圓盤狀零件上均勻分布的6個(gè)孔（見(jiàn)圖4-55）。放好工件后，按下啟

40、動(dòng)按鈕工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器Xl為ON，Y1和Y3使兩只鉆頭同時(shí)開(kāi)始向下進(jìn)給。大鉆頭鉆到由限位開(kāi)關(guān)X2設(shè)定的深度時(shí)，Y2使它上升，升到由限位開(kāi)關(guān)X3設(shè)定的起始位置時(shí)停止上行。小鉆頭鉆到由限位開(kāi)關(guān)X4設(shè)定的深度時(shí)，Y4使它上升，升到由限位開(kāi)關(guān)X5設(shè)定的起始位置時(shí)停止上行，同時(shí)設(shè)定值為3的計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加l。兩個(gè)都到位后，Y5使工件旋轉(zhuǎn)120，旋轉(zhuǎn)結(jié)束后又開(kāi)始鉆第二對(duì)孔。3對(duì)孔都鉆完后，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值等于設(shè)定值3，轉(zhuǎn)換條件滿足。Y6使工件松開(kāi)，松開(kāi)到位時(shí)，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。本任務(wù)研究用PLC來(lái)控制組合鉆床。圖4-55 某組合鉆床示意圖二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，P

41、LC需要8個(gè)輸入點(diǎn)，7個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-9。表4-9 輸入輸出點(diǎn)分配表輸入繼電器作用輸出繼電器作用X0啟動(dòng)按鈕Y0工件夾緊X1夾緊壓力繼電器Y1大鉆下進(jìn)給X2大鉆下限位開(kāi)關(guān)Y2大鉆退回X3大鉆上限位開(kāi)關(guān)Y3小鉆下進(jìn)給X4小鉆下限位開(kāi)關(guān)Y4小鉆退回X5小鉆上限位開(kāi)關(guān)Y5工件旋轉(zhuǎn)X6工件旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)Y6工件松開(kāi)X7松開(kāi)到位限位開(kāi)關(guān) 如圖4-56所示，用狀態(tài)繼電器S來(lái)代表各步，順序功能圖中包含了選擇序列和并行序列。 圖4-56 組合鉆床順序功能圖圖4-57 組合鉆床梯形圖組合鉆床的梯形圖如圖4-57所示。 三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接 1用步進(jìn)順控指令實(shí)現(xiàn)的選擇序列的編程方法 （1）選擇序

42、列分支的編程方法 圖4-56中的步S24和S27有一個(gè)選擇序列的分支。當(dāng)步S24和S27是活動(dòng)步(S24為ON，S27為ON)時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件C0不滿足（沒(méi)達(dá)到3對(duì)孔），將轉(zhuǎn)換到步S28；如果轉(zhuǎn)換條件C0滿足，將進(jìn)入步S29。如果在某一步的后面有N條選擇序列的分支，則該步的STL觸點(diǎn)開(kāi)始的電路塊中應(yīng)有N條分別指明各轉(zhuǎn)換條件和轉(zhuǎn)換目標(biāo)的并聯(lián)電路。 （2）選擇序列的合并的編程方法 圖4-56中的步S22（S25）之前有一個(gè)由兩條支路組成的選擇序列的合并，當(dāng)S21為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件X1得到滿足，或者步S28為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件X6得到滿足，都將使步S22（S25）變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)系統(tǒng)程序?qū)⒉絊21或步

43、S28復(fù)位為不活動(dòng)步。在圖4-57的梯形圖中，由S21和S28的STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中均有轉(zhuǎn)換目標(biāo)S22（S25），對(duì)它們的后續(xù)步S22（S25）的置位（將它們變?yōu)榛顒?dòng)步）是用SET指令實(shí)現(xiàn)的，對(duì)相應(yīng)前級(jí)步的復(fù)位（將它變?yōu)椴换顒?dòng)步）是由系統(tǒng)程序自動(dòng)完成的。 2用步進(jìn)順控指令實(shí)現(xiàn)的并行序列的編程方法（1）并行序列分支的編程方法 圖4-56中分別由S22S24和S25S27組成的兩個(gè)單序列是并行工作的，設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)應(yīng)保證這兩個(gè)序列同時(shí)開(kāi)始工作和同時(shí)結(jié)束，即兩個(gè)序列的第一步S22和S25應(yīng)同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，兩個(gè)序列的最后一步S24和S27應(yīng)同時(shí)變?yōu)椴换顒?dòng)步。在圖4-56中，當(dāng)步S21是活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)

44、換條件X1為ON時(shí)，步S22和S25同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，兩個(gè)序列開(kāi)始同時(shí)工作。在圖4-57的梯形圖中，用S21的STL觸點(diǎn)和X1的常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路來(lái)控制SET指令對(duì)S22和S25同時(shí)置位，系統(tǒng)程序?qū)⑶凹?jí)步S21變?yōu)椴换顒?dòng)步。（2）并行序列的合并的編程方法 圖4-56中并行序列合并處的轉(zhuǎn)換有兩個(gè)前級(jí)步S24和S27，根據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則，當(dāng)它們均為活動(dòng)步并且轉(zhuǎn)換條件滿足，將實(shí)現(xiàn)并行序列的合并。未鉆完3對(duì)孔時(shí)，C0的常閉觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件滿足，將轉(zhuǎn)換到步S28，即該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步S28變?yōu)榛顒?dòng)步(S28被置位)，系統(tǒng)程序自動(dòng)地將該轉(zhuǎn)換的前級(jí)步S24和S27同時(shí)變?yōu)椴换顒?dòng)步。鉆完3對(duì)孔時(shí)，C0的常

45、開(kāi)觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件C0滿足，將轉(zhuǎn)換到步S29。四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 1將8個(gè)模擬按鈕開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)分別接到PLC的X0X7，并連接PLC電源。檢查正確性，確保無(wú)誤。 2輸入圖4-57的梯形圖，進(jìn)行程序調(diào)試，調(diào)試時(shí)要注意動(dòng)作順序。 （1）先按下X0（模擬啟動(dòng)），觀察各輸出繼電器Y0Y6和計(jì)數(shù)器C0的狀態(tài)。 （2）再按下X1（模擬夾緊），觀察各輸出繼電器Y0Y6和計(jì)數(shù)器C0的狀態(tài)。 （3）模擬鉆孔，依次按下X2X3X4X5，或者X2X4X3X5，或者X2X4X5X3，或者X4X2X3X5，或者X4X5X2X3，或者X4X2X5X3，X2X3X4X5，每次操作都要監(jiān)控觀察各輸出Y0Y6和計(jì)數(shù)器

46、C0的變化。 （4）根據(jù)Y5或Y6的狀態(tài)按下X6或X7。 （5）重復(fù)第（3）、（4）步兩次。任務(wù)九任務(wù)九 大小球分選系統(tǒng)大小球分選系統(tǒng) 一、任務(wù)提出一、任務(wù)提出 在實(shí)際生產(chǎn)中，許多工業(yè)設(shè)備設(shè)置有多種工作方式，如手動(dòng)和自動(dòng)工作方式，自動(dòng)又包括連續(xù)、單周期、單步和自動(dòng)返回初始狀態(tài)工作方式。 某機(jī)械手用來(lái)分選鋼質(zhì)大球和小球，如圖4-59所示，控制面板如圖4-60所示。 本任務(wù)研究用PLC實(shí)現(xiàn)具有多種工作方式的大小球分選系統(tǒng)。 圖4-59 機(jī)械手分選大、小球示意圖圖4-60 機(jī)械手控制面板 系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式，手動(dòng)方式時(shí)，系統(tǒng)的每一個(gè)動(dòng)作都要靠6個(gè)手動(dòng)按鈕控制，接到輸入繼電器的各限位開(kāi)關(guān)都

47、不起作用。自動(dòng)工作方式又分以下4種工作形式。 1單周期工作方式：按下啟動(dòng)按鈕X16后，從初始步開(kāi)始，機(jī)械手按規(guī)定完成一個(gè)周期的工作后，返回并停留在初始步。 2連續(xù)工作方式：在初始狀態(tài)按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)械手從初始步開(kāi)始一個(gè)周期一個(gè)周期地反復(fù)連續(xù)工作，按下停止按鈕，并不馬上停止工作，完成最后一個(gè)周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。 3單步工作方式：從初始步開(kāi)始，按一下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到下一步，完成該步的任務(wù)后，自動(dòng)停止工作并停留在該步，再按一下啟動(dòng)按鈕，才往前走一步。單步工作方式常用于系統(tǒng)的調(diào)試。 4回原點(diǎn)工作方式：在選擇單周期、連續(xù)和單步工作方式之前，系統(tǒng)應(yīng)處于原點(diǎn)狀態(tài)；如果不滿足這一條件

48、，可選擇回原點(diǎn)工作方式。機(jī)械手在最上面、最左邊且電磁鐵線圈斷電時(shí)，稱為系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài)（初始狀態(tài)）。二、原理分析二、原理分析 為了用PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要19個(gè)輸入點(diǎn)，5個(gè)輸出點(diǎn)，輸入輸出點(diǎn)分配見(jiàn)表4-10。表4-10 輸入輸出點(diǎn)分配表輸入繼電器作用輸出繼電器作用X1左限位Y0機(jī)械手上升X2大球右限位Y1機(jī)械手下降X3小球右限位Y2機(jī)械手右行X4上限位Y3機(jī)械手左行X5下限位Y4電磁鐵吸合X10手動(dòng)X11回原點(diǎn)X12單步X13單周期X14連續(xù)X15回原點(diǎn)啟動(dòng)X16自動(dòng)啟動(dòng)X17自動(dòng)停止X20手動(dòng)吸合X21手動(dòng)釋放X22手動(dòng)上升X23手動(dòng)下降X24手動(dòng)右行X25手動(dòng)左行由輸入輸出點(diǎn)分

49、配表畫出PLC的外部接線圖如圖4-61所示。 圖4-61 大小球分選系統(tǒng)的PLC外部接線圖自動(dòng)工作方式的順序功能圖如圖4-62所示。 圖4-62 大小球分選自動(dòng)程序順序功能圖梯形圖如圖4-63所示。 圖4-63 具有多種工作方式的大小球分選系統(tǒng)梯形圖三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接 1狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST和初始化程序 FX2N系列PLC的狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST與STL指令一起使用，專門用來(lái)設(shè)置具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)和設(shè)置有關(guān)的特殊輔助繼電器的狀態(tài)。IST指令只能使用一次，它應(yīng)放在程序開(kāi)始的地方，被它控制的STL電路應(yīng)放在它的后面。 機(jī)械手控制系統(tǒng)的順序功能圖如圖4-62所示。該系統(tǒng)的初始化

50、程序（見(jiàn)圖4-63）用來(lái)設(shè)置初始狀態(tài)和原點(diǎn)位置條件。IST指令中的S20和S30用來(lái)指定在自動(dòng)操作中用到的最低和最高的狀態(tài)繼電器的元件號(hào)，IST中的源操作數(shù)可取X、Y和M，圖4-63中IST指令的源操作數(shù)X10用來(lái)指定與工作方式有關(guān)的輸入繼電器的首元件，它實(shí)際上指定從X10開(kāi)始的8個(gè)輸入繼電器具有以下的意義： Xl0：手動(dòng) X11：回原點(diǎn) X12：?jiǎn)尾竭\(yùn)行 X13：?jiǎn)沃芷谶\(yùn)行(半自動(dòng)) X14：連續(xù)運(yùn)行(全自動(dòng)) X15：回原點(diǎn)啟動(dòng) X16：自動(dòng)操作啟動(dòng) X17：停止 X10X14中同時(shí)只能有一個(gè)處于接通狀態(tài)，必須使用選擇開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖4-60），以保證這5個(gè)輸入中不可能有兩個(gè)同時(shí)為ON。 IST

51、指令的執(zhí)行條件滿足時(shí)，初始狀態(tài)繼電器S0S2和下列的特殊輔助繼電器被自動(dòng)指定為以下功能，以后即使IST指令的執(zhí)行條件變?yōu)镺FF，這些元件的功能仍保持不變： M8040：禁止轉(zhuǎn)換 M8041：轉(zhuǎn)換啟動(dòng) M8042：?jiǎn)?dòng)脈沖 M8043：回原點(diǎn)完成 M8044：原點(diǎn)條件 M8047：STL監(jiān)控有效 S0：手動(dòng)操作初始狀態(tài)繼電器 S1：回原點(diǎn)初始狀態(tài)繼電器 S2：自動(dòng)操作初始狀態(tài)繼電器 如果改變了當(dāng)前選擇的工作方式，在“回原點(diǎn)方式”標(biāo)志M8043變?yōu)镺N之前，所有的輸出繼電器將變?yōu)镺FF。 2手動(dòng)程序 手動(dòng)程序用初始狀態(tài)繼電器S0控制，因?yàn)槭謩?dòng)程序、自動(dòng)程序（單步、單周期、連續(xù)）和回原點(diǎn)程序均用STL點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，這3部分程序不會(huì)同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，所以用STL指令和IST指令編程時(shí)，手動(dòng)程序、自動(dòng)程序和回原點(diǎn)程序的每一步對(duì)應(yīng)一小段程序，每一步與其他步是完全隔離開(kāi)的。只要根據(jù)控制要求將這些程序段按一定的順序組合在一起，就可以完成控制任務(wù)。既節(jié)約了編程的時(shí)間，又減少了編程錯(cuò)誤。 3自動(dòng)返回原點(diǎn)程序 自動(dòng)返回原點(diǎn)