第五章 梯形圖程序設(shè)計(jì)方法

1、第五章 梯形圖程序設(shè)計(jì)方法由于PLC所有控制功能都是以程序的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此程序設(shè)計(jì)對(duì)PLC的應(yīng)用是很重要的。PLC的應(yīng)用主要包括開關(guān)量控制和模擬量控制2類。本章僅介紹開關(guān)量控制程序的設(shè)計(jì)方法。 不同類型的控制問(wèn)題所采用的設(shè)計(jì)方法不盡相同，主要的梯形圖程序設(shè)計(jì)方法有： (1)邏輯設(shè)計(jì)法：對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行邏輯分析和綜合，將控制電路中元器件的通斷狀態(tài)看作以觸點(diǎn)通斷狀態(tài)為邏輯變量的邏輯函數(shù)，并進(jìn)行化簡(jiǎn)，利用PLC的邏輯指令即可得到控制程序的設(shè)計(jì)方法。這種方法主要用于組合邏輯問(wèn)題的程序設(shè)計(jì)。 (2)時(shí)序圖設(shè)計(jì)法：當(dāng)PLC各輸出信號(hào)按照固定的時(shí)間間隔發(fā)生先后變化時(shí)，可以根據(jù)輸出信號(hào)的時(shí)間先后關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)程

2、序的一種方法。 (3)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：要求設(shè)計(jì)者透徹理解PLC各種指令的功能，憑著對(duì)各種典型控制環(huán)節(jié)和基本單元電路的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選擇各種指令并進(jìn)行修改和完善相應(yīng)程序的方法。 (4)順序控制設(shè)計(jì)法：當(dāng)控制要求滿足一定的先后順序時(shí)，可以將系統(tǒng)的l個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的步，每個(gè)步對(duì)應(yīng)一種操作狀態(tài)，并分析清楚相鄰步的轉(zhuǎn)換條件，進(jìn)而繪制功能圖，再按一定的規(guī)則轉(zhuǎn)化為梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法。這種方法主要用于解決順序控制問(wèn)題，包括單一順序、選擇順序和并發(fā)順序控制問(wèn)題。 (5)繼電器控制電路圖轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)法：在繼電器控制電路圖的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)選擇相應(yīng)指令和合理轉(zhuǎn)換后，就能設(shè)計(jì)出符合要求的控制程序的方法。 在介紹以上

3、程序設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，還將以實(shí)例來(lái)介紹具有多種工作方式的系統(tǒng)的控制程序設(shè)計(jì)思路。5.1 邏輯設(shè)計(jì)法 當(dāng)控制對(duì)象是開關(guān)量且按照它們之間的邏輯關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)控制時(shí)，可用邏輯設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)控制程序。邏輯設(shè)計(jì)法就是根據(jù)輸入量、輸出量及其他變量之間的邏輯關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)程序的一種方法。下面以1個(gè)簡(jiǎn)單的控制為例介紹這種編程方法。 例1 某系統(tǒng)中有4臺(tái)通風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)1個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)，監(jiān)視通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。要求如下：4臺(tái)通風(fēng)機(jī)中有3臺(tái)及以上開機(jī)時(shí)，綠燈常亮；只有2臺(tái)開機(jī)時(shí)，綠燈以5Hz的頻率閃爍；只有1臺(tái)開機(jī)時(shí)，紅燈以5Hz的頻率閃爍；4臺(tái)全部停機(jī)時(shí)，紅燈常亮。 由控制要求可知，這4臺(tái)通風(fēng)機(jī)的起/停控制是獨(dú)立的，現(xiàn)在要求把每臺(tái)通風(fēng)

4、機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)輸入到PLC，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系，再由PLC給出幾種不同運(yùn)行狀態(tài)的顯示信號(hào)。設(shè)4臺(tái)通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) (PLC輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào))分別用A、B、C、D來(lái)表示 ("1"表示運(yùn)行，"0"表示停機(jī))，紅燈控制信號(hào)為L(zhǎng)1，綠燈控制信號(hào)為L(zhǎng)2 ("1"為常亮，"0"為滅，閃爍時(shí)要求輸出脈沖信號(hào))。由于各種運(yùn)行情況所對(duì)應(yīng)的顯示狀態(tài)是惟一的，故可將幾種運(yùn)行情況分開進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，然后匯總在一起。1、紅燈常亮程序設(shè)計(jì) 4臺(tái)通風(fēng)機(jī)全部停機(jī)時(shí)，紅燈常亮，所以邏輯關(guān)系為L(zhǎng)l=，設(shè)計(jì)的梯形圖如圖5-1所示。圖5-1 紅燈常亮的

5、梯形圖2、綠燈常亮程序設(shè)計(jì) 綠燈常亮的條件是：3臺(tái)通風(fēng)機(jī)都在運(yùn)行 (4個(gè)元素取3個(gè)的組合，即C=4，共有4種情況)和4臺(tái)通風(fēng)機(jī)都在運(yùn)行共5種情況。其狀態(tài)見表5-1。表5-1 綠燈這和通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)ABCDL20111110111110111110111111 邏輯關(guān)系為L(zhǎng)2 =BCD +AC D+ ABD+ABC+ABCD圖5-2 綠燈常亮的梯形圖對(duì)該邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)，得到邏輯關(guān)系開為L(zhǎng)2=AB（C+D）+CD（A+B）則對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖5-2所示。 3、紅燈閃爍程序設(shè)計(jì) 任意1臺(tái)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)紅燈亮，其狀態(tài)見表5-2。表5-2紅燈常亮和通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)ABCDL10001100101010011

6、0001其邏輯關(guān)系為L(zhǎng)1 = D +C+ B+A=（C+D ）+（B+ A） 再考慮到紅燈閃爍要求，還需要串聯(lián)P_0.2s的常開觸點(diǎn) (0.2s時(shí)鐘，即頻率為5Hz的脈沖)，設(shè)計(jì)的梯形圖如圖5-3所示。圖5-3 紅燈閃爍的梯形圖4、綠燈閃爍程序設(shè)計(jì) 2臺(tái)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)綠燈亮 (4個(gè)元素取2個(gè)的組合，C=6，共有6種情況)，其狀態(tài)見表5-3 。 其邏輯關(guān)系為L(zhǎng)2 = CD +B D+ BC +AD+A C+AB =(B+A)(D+C)+CD+AB表5-3 綠燈閃爍和通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)ABCDL100111010110110110011101011100再根據(jù)綠燈閃爍要求，還需要串聯(lián)P_0.2s的常開觸

7、點(diǎn)，設(shè)計(jì)的梯形圖如圖5-4所示。 5、選擇PLC機(jī)型和進(jìn)行IO點(diǎn)分配 4臺(tái)通風(fēng)機(jī)的起/?？刂菩盘?hào)輸入需要占用8個(gè)輸入點(diǎn)，輸出控制需要占用4個(gè)輸出點(diǎn)。如果使用過(guò)載保護(hù)，并把4臺(tái)通風(fēng)機(jī)的故障信號(hào)輸入到PLC，還需占用4個(gè)輸入點(diǎn)，紅、綠燈顯示控制需要占用2個(gè)輸出點(diǎn)。這樣，至少需要12點(diǎn)輸人和6點(diǎn)輸出，所以選擇IO為20點(diǎn)的PLC就可以，在這里我們選擇實(shí)驗(yàn)室的CP1HXA40DRA機(jī)型?？刂葡到y(tǒng)的I/O分配情況見表5-4。其中，SA1-SA4為4臺(tái)通風(fēng)機(jī)的起動(dòng)按鈕，SB1-SB4為4臺(tái)通風(fēng)機(jī)的停機(jī)按鈕，F(xiàn)R1-FR4為4臺(tái)通風(fēng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)信號(hào) (正常時(shí)為常閉信號(hào)，有故障發(fā)生時(shí)為常開信號(hào))；A、B、C、

8、D為4臺(tái)通風(fēng)機(jī)的輸出控制信號(hào)，Ll為紅燈控制信號(hào)，L2為綠燈控制信號(hào)。圖5-4 綠燈閃爍的梯形圖表5-4通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)顯示系統(tǒng)I/O分配表輸 入輸 出符 號(hào)地 址符 號(hào)地 址SA10.00A100.00SA20.01B100.01SA30.02C100.02SA40.03D100.03SB10.04L1100.04SB20.05L2100.05SB30.06SB40.07FR10.08FR20.09FR30.10FR40.11由于紅燈常亮和紅燈閃爍是獨(dú)立控制的，所以把圖5-1和圖5-3的程序疊加，采用并聯(lián)輸出方式就能滿足控制要求，同時(shí)也避免雙線圈輸出問(wèn)題。同理，把圖5-2和圖5-4的程序疊加，

9、采用并聯(lián)輸出方式就能實(shí)現(xiàn)綠燈常亮和綠燈閃爍的控制功能。圖5-5所示為通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示的梯形圖程序。圖5-5 通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示的梯形圖程序5.2時(shí)序圖設(shè)計(jì)法 當(dāng)控制對(duì)象是開關(guān)量且按照固定順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，可用時(shí)序圖設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)程序。下面通過(guò)1個(gè)例子來(lái)介紹這種設(shè)計(jì)方法。 例2 1個(gè)十字路口交通燈的控制裝置，其控制要求是: (1)南北方向：綠燈亮20s，黃燈閃爍5s，紅燈先亮10s再閃爍5s，然后循環(huán)；閃爍頻率為1Hz。 (2)東西方向：紅燈先亮20s再閃爍5s，綠燈亮10s，黃燈閃爍5s，然后循環(huán)；閃爍頻率為1Hz。 (3)系統(tǒng)啟/?？刂疲河?個(gè)切換開關(guān)完成。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后按照上述要求循環(huán)工作

10、；當(dāng)系統(tǒng)停止后，全部燈都熄滅。 下面介紹時(shí)序圖編程的思路： 1、分析PLC的I/O信號(hào) 同一方向的3個(gè)色燈可以并聯(lián)控制，故2個(gè)方向共需6個(gè)輸出控制點(diǎn)；啟/停切換開關(guān)信號(hào)要輸入PLC，需要占用一個(gè)輸入點(diǎn)。2、畫出時(shí)序圖 為了弄清各燈亮、滅的時(shí)間關(guān)系，根據(jù)控制要求，畫出各方向3色燈的工作時(shí)序圖，如圖5-6所示。圖5-6 交通燈工作時(shí)序圖 3、確定時(shí)間段 由圖5-6可以看出，l個(gè)工作循環(huán)可分為4個(gè)時(shí)間區(qū)段，這4個(gè)時(shí)間區(qū)段的分界點(diǎn)分別用t0、t1、t2、t3、t4來(lái)表示。4、使用定時(shí)器 用4個(gè)定時(shí)器來(lái)控制4個(gè)時(shí)間區(qū)段，(見表5-5)，再利用各定時(shí)器之間的時(shí)序關(guān)系去控制3色燈。5、PLC造型與I/O分配

11、 根據(jù)控制系統(tǒng)只需要1點(diǎn)輸入、6點(diǎn)輸出的要求，可以選用CP1HXA40DRA機(jī)型；其I/O分配情況見表5-6.6、設(shè)計(jì)程序 由圖5-6可見，南北綠燈的亮，滅狀態(tài)正好與t0的狀態(tài)相反；南北黃燈的閃爍條件是t0為ON而t1為OFF；南北紅燈亮，滅條件是t1為ON而t2為OFF時(shí)亮，t2為ON而t3為OFF時(shí)閃爍。閃爍用P_1s來(lái)實(shí)現(xiàn)。東西紅燈在t0為OFF時(shí)亮，在t0為ON而t1為OFF時(shí)閃爍；東西綠燈在t1為ON而t2為OFF時(shí)亮；東西黃燈在t2為ON而t3為OFF時(shí)閃爍。當(dāng)定時(shí)器t3定時(shí)到時(shí)，應(yīng)該便所有定時(shí)器均復(fù)位，然后開始下一次循環(huán)的定時(shí)。根據(jù)時(shí)序圖設(shè)計(jì)交通燈控制梯形圖如圖5-7所示。表5-

12、5 各定時(shí)器在1個(gè)循環(huán)中的功能明細(xì)表分界點(diǎn)定時(shí)器t0t1t2t3t4T0（定時(shí)20s）開始定時(shí)。南北綠燈、東西紅燈開始亮。定時(shí)到輸出ON。南北綠燈滅；南北黃燈和東西紅燈均閃爍。ONON開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)。T1（定時(shí)25s）開始定時(shí)繼續(xù)定時(shí)定時(shí)到輸出ON。南北黃燈和東西紅燈均滅；東西綠燈、南北紅燈均亮。ON開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)。T2（定時(shí)35s）開始定時(shí)繼續(xù)定時(shí)繼續(xù)定時(shí)定時(shí)到輸出ON。東西綠燈滅；東西黃燈、南北紅燈閃爍。 開始下一個(gè)循環(huán)的定時(shí)。T3（定時(shí)40s）開始定時(shí)繼續(xù)定時(shí)繼續(xù)定時(shí)繼續(xù)定時(shí)定時(shí)到輸出ON。東西黃燈、南北紅燈滅；南北綠燈、東西紅燈亮。表5-6 交通燈控制系統(tǒng)的I/O分配表輸

13、入輸 出控制開關(guān)南北綠燈南北黃燈南北紅燈東西綠燈東西黃燈東西紅燈0.00100.00100.01100.02100.03100.04100.05圖5-7 交通燈控制梯形圖7、存在的問(wèn)題與思考 本控制系統(tǒng)沒(méi)有考慮時(shí)間的顯示問(wèn)題，如果要求用LED顯示時(shí)間，則需使用晶體管輸出模塊。另外，考慮黃燈、紅燈的閃爍問(wèn)題，現(xiàn)在1個(gè)循環(huán)要求以1Hz閃爍5s，循環(huán)周期為40s，即5次閃爍/40s，按運(yùn)行l(wèi)0h/d計(jì)就要閃爍4500次，65天就達(dá)到繼電器的壽命30萬(wàn)次。所以，應(yīng)該改用晶閘管輸出模塊，并盡可能地降低閃爍頻率。 下面將時(shí)序圖設(shè)計(jì)法步驟歸納如下： 1)分析控制要求，確定I/O信號(hào)，合理選擇PLC機(jī)型。 2

14、)明確各輸人和輸出信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系，畫出工作時(shí)序圖。 3)將時(shí)序圖劃分為若干時(shí)間段，'并確定時(shí)間段的時(shí)間長(zhǎng)短。找出時(shí)間段間的分界點(diǎn)，確定分界點(diǎn)處各輸出信號(hào)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系和轉(zhuǎn)換條件。 4)確定所需定時(shí)器的個(gè)數(shù)，分配編號(hào)，確定定時(shí)器的設(shè)定值。確定各定時(shí)器的功能明細(xì)。 5)進(jìn)行I/O分配。 6)根據(jù)定時(shí)器的明細(xì)表、時(shí)序圖和I/O分配，設(shè)計(jì)出梯形圖程序。5.3 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法就是根據(jù)繼電器控制電路的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，正確選用PLC的的相應(yīng)指令而設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的一種方法。例如，我們要設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的起/?？刂?，根據(jù)繼電器控制電路設(shè)計(jì)相應(yīng)的梯形圖程序如圖5-8所示。其中，SB1為起動(dòng)按鈕，SB2為停機(jī)按

15、鈕，KM為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)接觸器。圖5-8電動(dòng)機(jī)起，?？刂频碾娐穲D及梯形圖 下面再通過(guò)1個(gè)例子來(lái)介紹經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的步驟。 例3 某電動(dòng)運(yùn)輸小車供8個(gè)加工點(diǎn)使用 (類似于電梯控制)，它有以下5點(diǎn)控制要求：l)PLC得電后，車停在某個(gè)加工點(diǎn) (稱為工位)，若沒(méi)有用車呼叫 (稱為呼車)時(shí)，則呼車指示燈亮，表示各工位可以呼車。2)若某工位呼車 (按本位的呼車按鈕)時(shí)，則呼車指示燈熄滅， 表示此后呼車無(wú)效。 3)系統(tǒng)停止時(shí)，呼車無(wú)效。系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)呼車位號(hào)大于停車位號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向高位行駛；當(dāng)呼車位號(hào)小于停車位號(hào)時(shí)，小車自動(dòng)向低位行駛;當(dāng)小車到達(dá)呼車位時(shí)，自動(dòng)停車。 4)在小車到達(dá)呼車位的30s時(shí)間內(nèi)(僅供本呼

16、車位使用)，呼車操作無(wú)效。只有當(dāng)30s延時(shí)時(shí)間到以后，小車才能重新響應(yīng)呼車信號(hào)。 5)臨時(shí)停電后再?gòu)?fù)電，小車不會(huì)自行起動(dòng)。 本例程序設(shè)計(jì)步驟如下: 1、確定輸入、輸出元件： 1)系統(tǒng)要有1個(gè)起動(dòng)按鈕和停機(jī)按鈕。 2每個(gè)工位都應(yīng)設(shè)置1個(gè)限位(行程)開關(guān)和1個(gè)呼車按鈕。 3)小車用l臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)小車駛向高位，反轉(zhuǎn)時(shí)小車駛向低位，電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)各需1個(gè)接觸器驅(qū)動(dòng)。 4)安裝1個(gè)用于呼車顯示的指示燈。 2、PLC選型和I/O分配 根據(jù)控制要求，系統(tǒng)需要18個(gè)輸入點(diǎn)和3個(gè)輸出點(diǎn)，并留有一定的I/O余量 (一般為20%)，選用CP1HXA40DRA機(jī)型。其I/O點(diǎn)針配情況見表5-7。表5-7

17、運(yùn)輸小車控制系統(tǒng)的I/O分配表輸 入輸 出操作功能地址操作功能地址操作功能地址限位開關(guān)ST10.01呼車按鈕SB11.01呼車指示燈100.07限位開關(guān)ST20.02呼車按鈕SB21.02電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器100.00限位開關(guān)ST30.03呼車按鈕SB31.03電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器100.01限位開關(guān)ST40.04呼車按鈕SB41.04限位開關(guān)ST50.05呼車按鈕SB51.05限位開關(guān)ST60.06呼車按鈕SB61.06限位開關(guān)ST70.07呼車按鈕SB71.07限位開關(guān)ST80.08呼車按鈕SB81.08系統(tǒng)起動(dòng)按鈕0.00系統(tǒng)停止按鈕0.10 3、系統(tǒng)流程圖 根據(jù)控制要求繪制的系統(tǒng)流程圖如圖5

18、-9所示。 4、程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路是：1)用MOV指令先把小車所在工位號(hào) 送到D0通道，再把呼車的工位號(hào)傳送到D1通道，擲后用CMP指令將這2個(gè)通道的內(nèi)容進(jìn)行比較。若呼車的位號(hào)大于停車的位號(hào)，則小車向高位行駛；若呼車的位號(hào)小于停車的位號(hào)，則小車向低位行駛。2)某工位呼車后，應(yīng)立即封鎖其他工位的呼車信號(hào)；小車到達(dá)呼車位后，應(yīng)停留30s(在此期間，封鎖呼車信號(hào))，只有當(dāng)30s延時(shí)時(shí)間到后，才能解除對(duì)呼車信號(hào)的封鎖。圖5-9 運(yùn)輸小車控制系統(tǒng)流程圖3)通過(guò)w0.00來(lái)寄存小車的運(yùn)行狀態(tài)，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)失壓保護(hù)功能 (即掉電后重新送電，系統(tǒng)自動(dòng)處于停止?fàn)顟B(tài))。4)呼車指示燈由100.07輸出控制。5)

19、電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)必須互鎖。通過(guò)將100.01和100.00的常閉觸點(diǎn)分別串人對(duì)方控制電路中實(shí)現(xiàn)互鎖功能(軟件互鎖和硬件互鎖同時(shí)采用)。根據(jù)設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)的控制程序可參見圖4-110所示。5.4 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法又稱作功能圖法，適用于那些按動(dòng)作先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)。順序控制設(shè)計(jì)法規(guī)律性強(qiáng)，雖然編制的程序較長(zhǎng)，但程序結(jié)構(gòu)清晰，可讀性好。功能圖SFC(Sequential Function Chart)是法國(guó)生產(chǎn)自動(dòng)化促進(jìn)協(xié)會(huì)于1969年提出的一種順序控制系統(tǒng)描述語(yǔ)言，其特點(diǎn)是按照流程圖的記述方法表現(xiàn)控制過(guò)程的執(zhí)行順序及處理內(nèi)容。順序控制設(shè)法就是在功能圖的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出邏輯方程，得到梯形圖。因

20、此，繪制功能圖是用順序控制設(shè)計(jì)法的第1步。5.4.1功能圖的繪制 根據(jù)控制要求繪制的功能圖能清楚地反映出系統(tǒng)各工作步的動(dòng)作、步與步之間的轉(zhuǎn)換條件及順序 。圖5-11所示是某組合機(jī)床動(dòng)力頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)示意圖，圖5-12所示是描述該系統(tǒng)的順序功能圖。其工作過(guò)程是：動(dòng)力頭的初始位置在左邊，限位開關(guān)SQ3受壓，動(dòng)力頭的運(yùn)動(dòng)由3個(gè)電磁閥控制。按下起動(dòng)按鈕后，動(dòng)力頭向右快速進(jìn)給 (簡(jiǎn)稱快進(jìn))，碰到限位開關(guān)SQl后變?yōu)楣ぷ鬟M(jìn)給 (簡(jiǎn)稱工進(jìn))，碰到SQ2后快速退回(簡(jiǎn)稱快退)，返回初始位置后自動(dòng)停止。1個(gè)工作周 期可以分為快進(jìn)、工進(jìn)和快退3個(gè)步，另外還應(yīng)設(shè)置等待啟動(dòng)的初始步，共有4個(gè)步。圖5-11 動(dòng)力頭的進(jìn)給

21、運(yùn)動(dòng)示意圖 圖5-12 動(dòng)力頭控制功能圖 1、功能圖的組成元素 由圖5-12可知，功能圖是由步、有向線段、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作說(shuō)明4部分組成?？际且环N工作狀態(tài)，初始步用雙線框表示，以示區(qū)別。(1)步：步對(duì)應(yīng)于控制過(guò)程的一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，表示過(guò)程中的1個(gè)動(dòng)作，用矩形框表示，框內(nèi)的數(shù)字表示步的編號(hào)，步右邊矩形框互注明該步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。有時(shí)，1個(gè)步也對(duì)應(yīng)多個(gè)動(dòng)作。初始步對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，初始步采用雙線框。步的符號(hào)如圖5-13所示。(2)轉(zhuǎn)移(3)活動(dòng)步：正在執(zhí)行的步叫活動(dòng)步。當(dāng)前一步為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，將激活下一步運(yùn)行，并終止前一步的執(zhí)行。2、功能圖的構(gòu)成規(guī)則1) 1個(gè)功能圖至少要有1個(gè)初始步。2)

22、 步與步之間不能直接相連，必須用轉(zhuǎn)移分開。3) 轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步分開。4) 用有向線段表示轉(zhuǎn)移方向，從上向下轉(zhuǎn)移時(shí)可省去箭頭。3、功能圖的基本結(jié)構(gòu) 功能圖從結(jié)構(gòu)上可分為單一順序結(jié)構(gòu)、選擇順序結(jié)構(gòu)、并發(fā)順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)4種。(1)單一順序結(jié)構(gòu)：功能圖中沒(méi)有分支，每個(gè)步后只跟有1個(gè)轉(zhuǎn)移，1個(gè)轉(zhuǎn)移后也僅連接1個(gè)步。當(dāng)上一步為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，下一步激活，同時(shí)上一步變成不活動(dòng)步。圖5-12所示就是1個(gè)單一順序結(jié)構(gòu)的功能圖。(2)選擇順序結(jié)構(gòu)：就是在某步后有若干個(gè)單一順序等待選擇，當(dāng)某一順序的轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，則選擇進(jìn)入該順序。注意，一次僅能選擇1個(gè)順序執(zhí)行。圖5-15所示就是1個(gè)選擇順序的

23、功能圖。圖5-15 選擇順序結(jié)構(gòu)的功能圖選擇順序的開始稱為分支，在圖5-15中，步5 之后有4個(gè)分支，各選擇分支不能同時(shí)執(zhí)行，只能選擇其中的1個(gè)分支執(zhí)行。例如，當(dāng)步5為活動(dòng)步且條件ab滿足時(shí)，則轉(zhuǎn)向6步執(zhí)行；當(dāng)步5為活動(dòng)步且條件a滿足時(shí)，則轉(zhuǎn)向8步執(zhí)行；當(dāng)步 5為活動(dòng)步且條件滿足時(shí)，則轉(zhuǎn)向9步執(zhí)行；當(dāng)步5為活動(dòng)步且條件滿足時(shí)，則轉(zhuǎn)向11步執(zhí)行。但是，當(dāng)步6被選中執(zhí)行時(shí)，步8、步9和步11均不能激活。同樣，當(dāng)步8、步9或步11被選中執(zhí)行時(shí)，另外3個(gè)分支也不能激活。選擇序列的結(jié)束稱為合并。在圖5-15中，不論哪個(gè)分支的最后一步成為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)都要轉(zhuǎn)向步12。(3)并發(fā)順序結(jié)構(gòu)：是指在某

24、一轉(zhuǎn)移條件下，能同時(shí)啟動(dòng)若干個(gè)單一順序的結(jié)構(gòu)。并發(fā)順序的開始也稱分支，但為了區(qū)別于選擇序列結(jié)構(gòu)的功能圖，用雙線來(lái)表示并行序列分支的開始，如圖5-16所示。當(dāng)步l為活動(dòng)步且條件，滿足時(shí)，則步2、步3、步4同時(shí)被激活，變?yōu)榛顒?dòng)步，而步1變?yōu)椴换顒?dòng)步。并發(fā)順序的結(jié)束也稱為合并，但為了區(qū)別于選擇序列結(jié)構(gòu)，用雙線來(lái)表示并行序列分支的合并。在圖5-16中，當(dāng)發(fā)順序各分支的最后一步 (即步5、步6和步7)為活動(dòng)步，且條件e滿足時(shí)，則步8成為活動(dòng)步，步5、步6和步7同時(shí)變?yōu)椴换畈?。圖5-16 并發(fā)順序結(jié)構(gòu)的功能圖 a)全局循環(huán) b)局部循環(huán) 圖5-17 循環(huán)結(jié)構(gòu)的功能圖 (4)循環(huán)結(jié)構(gòu)：是指在控制過(guò)程執(zhí)行時(shí)，

25、有時(shí)有些步要反復(fù)執(zhí)行的結(jié)構(gòu)。循環(huán)可分為全局循環(huán)和局部循環(huán)，如圖5-17所示。圖5-17a為全局循環(huán)的功能圖，當(dāng)最后一步為活動(dòng)步、轉(zhuǎn)移條件Sn+1變?yōu)镺N時(shí)，最后一步停止，轉(zhuǎn)到第1步執(zhí)行，又開始整個(gè)過(guò)程，循環(huán)往復(fù)。圖7-17b為局部循環(huán)的功能圖，圖中第5步后轉(zhuǎn)移條件有2個(gè)，分別為d和e，當(dāng)?shù)?步為活動(dòng)步、轉(zhuǎn)移條件d滿足時(shí)，向下執(zhí)行第6步；而當(dāng)轉(zhuǎn)移條件e滿足時(shí)，去執(zhí)行第3步，之后順序向下執(zhí)行，到第5步再次判斷d和。哪個(gè)條件滿足，只要e滿足，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行步3、步4、步5。5.4.2根據(jù)功能圖畫梯形圖的方法繪制出功能圖后，要將其轉(zhuǎn)換為梯形圖程序，首先要根據(jù)功能圖把 一小的邏輯方程表示出來(lái)，下面給出其列

26、寫規(guī)則。1) 除初始步外，每步用1個(gè)輔助繼電器 (內(nèi)部工作位)表示其狀態(tài)。該步執(zhí)行時(shí)，該輔助繼電器為"1"。2) 在列寫輔助繼電器邏輯方程時(shí)，對(duì)于功能圖中第i步，用Ji代表該步輔助繼電器，如圖5-18所示，其邏輯方程為Ji=(siJi-1+Ji)i+l (5-1)根據(jù)邏輯方程式 (5-1)，畫出梯形圖，如圖5-19所示。在式 (5-1)中，Si是第i步的啟動(dòng)條件，即每步前的轉(zhuǎn)移條件；Ji-1是啟動(dòng)約束條件，目的是防止因?yàn)檎`操作或轉(zhuǎn)移條件的重復(fù)出現(xiàn)而引起誤動(dòng)作，用第i步的上一步 (第i-l步)狀態(tài)來(lái)作為約束條件，表明只有在上一步正在執(zhí)行的情況下，Si才能啟動(dòng)本步，從而保證了過(guò)

27、程嚴(yán)格按順序執(zhí)行。對(duì)控制過(guò)程的第1步，其啟動(dòng)信號(hào)的約束應(yīng)為“控制過(guò)程所有步均不動(dòng)作"，若控制過(guò)程有n步，分別用輔助繼電器J1、J2、Jn表示各步狀態(tài)，則第1步的啟動(dòng)約束條件為12n。Ji是自鎖觸點(diǎn)，保證該輔助繼電器在該步執(zhí)行時(shí)連續(xù)得電；Ji+1是關(guān)斷條件。每步用下一步的輔助繼電器Ji+1的得電作為關(guān)斷條件；最后一步的關(guān)斷信號(hào)為該步之后的轉(zhuǎn)移條件。 圖5-18 功能圖的步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器 圖5-19 式（5-1）對(duì)應(yīng)的梯形圖3)選擇順序的表示可以有3種方法。第1種采用調(diào)用于程序的方法，即把每個(gè)順序?qū)懗?個(gè)子程序，當(dāng)轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)調(diào)用；第2種采用跳轉(zhuǎn)指令的方法，即把每個(gè)順序的程序放在一對(duì)

28、跳開始和跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令之間，當(dāng)轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，執(zhí)行該順序，跳過(guò)其他順序的程序。這2種方法的優(yōu)點(diǎn)是只執(zhí)行選中的順序，從而縮短掃描時(shí)間；第3種采用逐步列寫邏輯方程的方法，然后將邏輯方程一一轉(zhuǎn)換為梯形圖。這種方法的缺點(diǎn)是不論選中哪一個(gè)順序，全部程序都要掃描。4)并發(fā)順序的表示可采用逐步列定邏輯方程的方法。5)對(duì)循環(huán)結(jié)構(gòu)的功能圖按列寫規(guī)則2中的方法列寫邏輯方程。只是應(yīng)注意循環(huán)開始步啟動(dòng)條件，如圖5-17b中第3步的啟動(dòng)條件是a或e，即a+e； 而循環(huán)結(jié)束步的轉(zhuǎn)移條件d和e之間應(yīng)為“非”的關(guān)系，當(dāng)e滿足 (d不滿足)時(shí)，進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)d滿足 (e不滿足)時(shí)停止循環(huán)，順序向下執(zhí)行。循環(huán)結(jié)束步的退出條件應(yīng)為第6

29、步或第3步的執(zhí)行。 6)輸出元件的邏輯方程。當(dāng)某輸出元件僅在1步中接通時(shí)，則該輸出的狀態(tài)等于該步輔助繼電器的狀態(tài)，如圖5-20中的Y1和Y3。當(dāng)某輸出元件在若干步均接通時(shí)，則該輸出為幾個(gè)輔助繼電器狀態(tài)參數(shù)或用置位、復(fù)位指令實(shí)現(xiàn)。圖5-20 輸出元件的邏輯方程7)每步中的榆出除了可以是執(zhí)行元件、輔助繼電器外，還可以是指令，即將該指令的執(zhí)行當(dāng)作一種執(zhí)行元件在動(dòng)作。5.4.3順序控制設(shè)計(jì)法編程步驟1、使用順序設(shè)計(jì)法的關(guān)鍵點(diǎn) 使用順序設(shè)計(jì)法的關(guān)鍵有以下3點(diǎn)：1) 理順動(dòng)作順序，明確各步的轉(zhuǎn)換條件。2) 準(zhǔn)確給出功能圖。3) 根據(jù)功能圖寫出輔助繼電器及輸出元件的邏輯方程，設(shè)計(jì)出梯形圖程序，最后再根據(jù)某些

30、特殊要求，添加部分控制程序。2、順序設(shè)計(jì)法的一般步驟 用順序設(shè)計(jì)法編程的一般步驟是：1) 分析控制要求，將控制過(guò)程分成若干個(gè)工作步，明確各步的功能，弄清分支的結(jié)構(gòu)(單序列、選擇序列、并行序列)，確定各步的轉(zhuǎn)換條件，將控制要求用功能圖表示出來(lái)。2) 確定所需的I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PTF機(jī)型，進(jìn)行I/O分配。3) 為每個(gè)步分配1個(gè)控制位，一般選用內(nèi)部輔助繼電器（w0-w512通道的位)。4)寫出輔助繼電器及輸出元件的邏輯方程。5)根據(jù)邏輯方程畫出梯形圖。6)添加某些特殊要求的程序。5.4.4 順序控制法程序設(shè)計(jì)實(shí)例 例4 完成圖5-11所示的某組合機(jī)床動(dòng)力頭進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制程序設(shè)計(jì)。 1、程序設(shè)計(jì)過(guò)程

31、1)繪制功能圖，如圖5-12所示。 2)進(jìn)行I/O分配，見表5-8。表5-8 動(dòng)力頭控制系統(tǒng)的I/O分配表輸 入輸 出操作功能地址操作功能地址起動(dòng)按鈕SB0.00快進(jìn)電磁閥YV1100.01限位開關(guān)SQ10.01工進(jìn)電磁閥YV2100.02限位開關(guān)SQ20.02快退電磁閥YV3100.03限位開關(guān)SQ30.033)給每步分配輔助繼電器。第1步的輔助繼電器為w0.01，第2步的輔助繼電器為w0.02，第3步的輔助繼電器為w0.03。4)列出邏輯方程輔助繼電器方程w0.01 = (0.00···+w0.01) ·w0.02 = (0.01·w0.0

32、1 +w0.02) · 一w0.03=(0.02·w0.02 +w0.03) ·輸出元件方程10001=w0.0110002=w0.0210003=w0.035)畫出梯形圖，如圖5-21所示。圖5-21 動(dòng)力頭控制梯形圖2、梯形圖工作過(guò)程分析1) 初始步動(dòng)力頭在原位等待，各輔助繼電器均不得電。2) 第1步是系統(tǒng)快進(jìn)步。在各輔助繼電器均不得電的情況下，按起動(dòng)按鈕后，該步就成為活動(dòng)步。3) 第2步是系統(tǒng)工進(jìn)步。在第1步正在執(zhí)行 (w0.01狀態(tài)為 "ON")的條件下，壓下限位開關(guān)SQ1，該步變成活動(dòng)步。4)第3步是系統(tǒng)快退步。在第2步正在執(zhí)行 (w

33、0.02狀態(tài)為"ON")的條件 下，壓下限位開關(guān)的SQ2，該步變成活動(dòng)步。該步的關(guān)斷條件為退回原位、壓下放松限位開關(guān)SQ3。該步為系統(tǒng)的最后一步，當(dāng)關(guān)斷條件滿足時(shí)，回到初始狀態(tài)。在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，無(wú)論是自動(dòng)化單機(jī)，還是組合機(jī)床以及自動(dòng)化生產(chǎn)線，經(jīng)常要用到機(jī)械手，以完成工件的取放。對(duì)于片狀材料，所謂 “手”可以是真空吸盤，也可以是電磁鐵。對(duì)于棒形等材料，“手”可以是夾鉗，也可以是夾具。對(duì)機(jī)械手的控制主要是位置識(shí)別、運(yùn)動(dòng)方向控制以及對(duì)物料是否存在的判別。以圖5-22a所示的機(jī)械手為例，它的任務(wù)是將A工作臺(tái)的工件搬運(yùn)到B工作臺(tái)上，其工作過(guò)程如圖5-22b所示。該機(jī)械手由能提供上

34、下、左右運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)組成，上下與左右運(yùn)動(dòng)分別由雙線圈兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。一旦某個(gè)方向電磁閥得電，機(jī)械手沿相應(yīng)方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)該方向電磁閥失電時(shí)，機(jī)械手保持當(dāng)前位置直至另一方向電磁閥得電為止。放松/夾緊操作是由1個(gè)單線圈2位電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，線圈得電即為夾緊，失電即為放松。由于夾緊操作中不使用限位開關(guān)，因此，當(dāng)夾緊電磁閥得電后，就啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)，持續(xù)一定時(shí)間即認(rèn)定為已經(jīng)夾緊。同樣，放松操作也是由定時(shí)器控制實(shí)現(xiàn)的。圖5-22 機(jī)械手控制圖a)結(jié)構(gòu)示意圖 b)工作過(guò)程示意圖例5 完成PLC用于機(jī)械手控制的程序設(shè)計(jì)。機(jī)械手的工作過(guò)程如下:1) 機(jī)械手位于初始位置 (壓合SQ2、SQ4)時(shí)，按下起

35、動(dòng)按鈕SB，下降電磁閥YVl得電，機(jī)械手下降，直至壓合SQl為止。2)夾緊電磁閥YV2得電，同時(shí)起動(dòng)定時(shí)器，2.3s后工件夾緊。3)上升電磁閥YV3得電，機(jī)械手抓起工件上升，直至壓合SQ2為止。4)機(jī)械手右移，電磁閥YV4得電，機(jī)械手右移直至壓合SQ3。5)YVI得電，機(jī)械手下降，直至壓合SQl。6)夾緊電磁閥YV2失電，放工件到B工作臺(tái)上，2s后認(rèn)定已放松。7)YV3得電，機(jī)械手上升，直至壓合SQ2。8)機(jī)械手向左移，電磁閥YV5得電，機(jī)械手左移直至壓合SQ4，機(jī)械手回到原點(diǎn)，完成1個(gè)循環(huán)。下面我們根據(jù)上述要求設(shè)計(jì)機(jī)械手控制的PLC程1) 根據(jù)控制要求，畫出功能圖，如圖5-23所示，控制過(guò)程

36、為單一順序過(guò)程。2)圖5-23 機(jī)械手控制功能圖2)進(jìn)行I/O分配，見表5-9。表5-9 機(jī)械手控制I/0分配表輸 入輸 出輔助繼電器及定時(shí)器操作功能地址操作功能地址操作功能地址起動(dòng)按鈕SB0.00下降電磁閥YV1100.01第1步w0.01下限位開關(guān)SQ10.01夾緊電磁閥YV2100.02第2步w0.02上限位開關(guān)SQ20.02上升電磁閥YV3100.03第3步w0.03右限位開關(guān)SQ30.03右移電磁閥YV4100.04第4步w0.04左限位開關(guān)SQ40.04左移電磁閥YV5100.05第5步w0.05第6步w0.06第7步w0.07第8步w0.082.3s定時(shí)器T12s定時(shí)器T23)列

37、出邏輯方程輔助繼電器方程。第1步的啟動(dòng)條件為0.00，約束條件應(yīng)為機(jī)械手在原點(diǎn)，且各步均不動(dòng)作。w0.01=(0.00······+w0.01) ·w0.02=(0.01·w0.01+w0.02) ·w0.03=(T1·w0.02+w0.03) ·w0.04=(0.02·w0.03+w0.04) ·w0.05=(0.03·w0.04+w0.05) ·w0.06=(0.01·w0.05+w0.06) ·w0.07=(T2

38、3;w0.06+w0.07) ·w0.08=(0.02·w0.07+w0.08) ·定時(shí)器方程T1=w0.02 定時(shí)2.3sT2=w0.06 定時(shí)2s輸出方程。注意有些執(zhí)行元件在若干步均得電，其狀態(tài)為這幾步的輔助繼電器狀態(tài)相“或”。100.01=w0.01+w0.05 100.02=w0.02+w0.03+w0.04+w0.05100.03=w0.03+w0.07 100.04 =w0.04100.05=w0.084) 畫出梯形圖，如圖5-24所示。 圖 5-24 機(jī)械手控制梯形圖程序例6 大、小球分揀裝置示意圖如圖5-25所示，要求設(shè)計(jì)控制程序。圖 5-25 大

39、小球分棟裝置示意圖1、分揀過(guò)程1) 當(dāng)輸送機(jī)處于起始位置 (即SQ1、SQ3壓下)，并且分揀箱中確有需分揀的球 (接近開關(guān)SP接通)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，則機(jī)械手下行。2)如果機(jī)械手下行2s后壓合下限開關(guān)SQ2(即分揀位置處的球?yàn)樾∏?，則電磁鐵線圈得電，機(jī)械手抓緊；1s后，機(jī)械手上行;壓合上限開關(guān)SQ3時(shí)，機(jī)械手再右行；壓合小球箱位置開關(guān)SQ4，機(jī)械手下行，然后電磁鐵線圈失電，機(jī)械手放松，球落入小球箱內(nèi)；1s后，機(jī)械手上行、左行返回原位。3)如果機(jī)械手下行2s后末壓合下限位開關(guān)SQ2(即分揀位置處的球?yàn)榇?球)，則電磁鐵線圈得電，機(jī)械手抓住大球)，1s后，機(jī)械手上行；壓合上限開關(guān) SQ3時(shí)，機(jī)械

40、手再右行；壓合大球箱位置開關(guān)SQ5，機(jī)械手下行，然后電磁鐵線圈失電，機(jī)械手放松，球落入大球箱內(nèi)；1s后，機(jī)械手上行、左行返回原位。4)機(jī)械手在原位時(shí)，要由指示燈顯示。輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)M拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)M 正轉(zhuǎn)，機(jī)械手向右運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)，機(jī)械手向左運(yùn)行。機(jī)械手的下行和 上行由雙線圈兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸實(shí)現(xiàn)，放松/抓緊操作是由1個(gè)單線圈兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。2、設(shè)計(jì)PLC程序的步驟1)根據(jù)控制要求畫出功能圖。如圖5-26所示，控制過(guò)程為選擇順序過(guò)程。圖5-26 大小玩分棟裝置控制功能圖2)進(jìn)行I/O分配，見表5-10。表5-10 大小球分揀裝置控制的I/O分配表輸 入輸 出輔助繼電器及定時(shí)器操作功

41、能地址操作功能地址操作功能地址起動(dòng)按鈕SB0.00下行電磁閥100.00第1步w0.01左限位開關(guān)SQ10.01抓/放電磁閥100.01第2步w0.02下限位開關(guān)SQ20.02上行電磁閥100.02第3步w0.03上限位開關(guān)SQ30.03向右接觸器100.03第4步w0.04小球箱位置開關(guān)SQ40.04向左接觸器100.04第5步w0.05大球箱位置開關(guān)SQ50.05原位指示燈100.05第6步w0.06接近開關(guān)SP0.06第7步w0.07第8步w0.08第9步w0.09第10步w0.10第11步w0.11定時(shí)器T1T1定時(shí)器T2T2定時(shí)器T3T3定時(shí)器T4T43) 寫出邏輯方程。用w0.00

42、表示第1步之前的轉(zhuǎn)移及約束條件。輔助繼電器及定時(shí)器方程w0.00=0.01·0.03·0.06······w0.01=(0.00·w0.00+w0.01) ··T1= w0.01 定時(shí)2sw0.02=(T1·0.02·w0.01+w0.02) ·T2= w0.02 定時(shí)1sw0.03=(T2·w0.02+w0.03) ·w0.04=(0.03·w0.03+w0.04) ·w0.05=(T1··w0

43、.01+w0.05) ·T3= w0.05 定時(shí)1sw0.06=(T3·w0.05+w0.06) ·w0.07=(0.03·w0.06+w0.07) ·w0.08=(0.04·w0.04+0.05 ·w0.07)+w0.08) ·w0.09=(0.02·w0.08+w0.09) ·T4= w0.09 定時(shí)1sw0.10=(T4·w0.09+w0.10) ·w0.11=(0.03·w0.10+0.05 ·w0.11)·輸出方程100.00=w0.0

44、1+w0.08100.01=w0.02+w0.03+w0.04+···+w0.07+w0.08100.02=w0.03+w0.06+w0.10100.03=w0.04+w0.07100.04=w0.11100.05=0.01·0.034)畫出梯形圖，如圖5-27所示。圖5-27 大小球分揀裝置控制梯形圖3、注意事項(xiàng)1) 第1步的關(guān)斷條件有2個(gè)；第2步或第5步開始執(zhí)行，即w0.02+w0.05。2) 第8步的啟動(dòng)條件有2個(gè)；第4步動(dòng)作并壓合小球箱位置開SQ4，或第7步動(dòng)作并壓合大球箱位置開關(guān)SQ5，即0.04·w0.04+0.05·0.

45、07。如果該裝置要求可自動(dòng)循環(huán)，則需設(shè)置1個(gè)選擇開關(guān)SA，當(dāng)SA閉合時(shí) (即SA=1)，上述過(guò)程一直循環(huán)執(zhí)行，而SA斷開時(shí) (即SA=0)，上述過(guò)程僅執(zhí)行單次，若想再執(zhí)行，需重新按下起動(dòng)按鈕SB。其功能圖僅需在圖5-26上略作修改，如圖5-28所示。分配給選擇開關(guān)SA的地址為0.07。圖5-28 可自動(dòng)循環(huán)的大小球分揀裝置的功能圖邏輯方程大部分與前面相同，僅需將第1步和第11步輔助繼電器方程進(jìn)行相應(yīng)修改即可。對(duì)w0.01邏輯式進(jìn)行相應(yīng)修改，即 w0.01=(0.00·w0.00+0.01·0.07·w0.11+w0.01) ··w0.11的關(guān)斷

46、條件為SQ1·SA+SQ1·=SQ1，與前面相同，所以w0.11邏輯式可不改寫。例7 某化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如圖5-29所示，要求設(shè)計(jì)控制程序。該化學(xué)反應(yīng)過(guò)程有4個(gè)容器，每個(gè)容器均有2個(gè)液位傳感器 (高液位傳感器和低液位傳感器)，它們?cè)谝好嫜蜎](méi)時(shí)接通。泵P1、P2、P3、P4、P5、P6用于反應(yīng)液的抽取。1號(hào)容器盛裝堿液；2號(hào)容器盛裝聚合物，它帶有加熱器和溫度傳感器；3號(hào)容器為反應(yīng)池，它帶有攪拌器M；4號(hào)容器為產(chǎn)品池。1、 對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的控制要求圖5-29 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程示意圖1) 按下起動(dòng)按鈕SB，泵P1、P2起動(dòng)，分別從堿和聚合物庫(kù)中抽取反應(yīng)液注人1號(hào)和2號(hào)容器。注滿后，1號(hào)和

47、2號(hào)容器高液位傳感器SL2、SL4接通，泵P1、P2關(guān)閉。 2) 2號(hào)容器容器開始加熱，到60C時(shí)，溫度傳感器發(fā)出信號(hào)，關(guān)斷加熱器。3) 泵P3、P4起動(dòng)，分別將1號(hào)、2號(hào)容器中的溶液送到3號(hào)容器中，同時(shí)攪拌器起動(dòng)，攪拌時(shí)間為的60s。一旦3號(hào)容器滿 (傳感器SL6接通)或1號(hào)、2號(hào)容器空 (即傳感器SL1和SL3由通變斷)，則泵P3、P4停。攪拌時(shí)間到，攪拌器M關(guān)閉。4) 泵P5起動(dòng)，將混合液抽入產(chǎn)品池，直到4號(hào)容器容器滿 (傳感器SL8接通)或3號(hào)容器空 (傳感器SL5由接通變?yōu)閿嚅_)時(shí)，泵P5停。 5) P6起動(dòng)，將成品從4號(hào)容器中抽走，直到4號(hào)空 (傳感器SL7由接通變?yōu)閿嚅_)時(shí)，泵P

48、6停止。整個(gè)過(guò)程結(jié)束，新的循環(huán)可以開始。2、設(shè)計(jì)PLC程序的步驟1)畫出功能圖，如圖5-30所示，是一種并發(fā)順序結(jié)構(gòu)。2)進(jìn)行I/O分配，見表5-11。3)列出邏輯方程。用w0.00表示啟動(dòng)信號(hào)及其約束條件。輔助繼電器方程w0.00=0.00······w0.01=(w0.00·+w0.01) ·w0.02=(0.02·w0.01+w0.02) ·w0.03=(w0.00+w0.03) ·w0.04=(0.04·w0.03+w0.04) ·圖5-30 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程控

49、制功能圖表5-11 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程控制的I/O分配表輸 入輸 出輔助繼電器入定時(shí)器操作功能地址操作功能地址操作功能地址起動(dòng)按鈕SB0.002號(hào)容器回執(zhí)器100.00第1步w0.011號(hào)容器低液位SL10.01P1100.01第2步w0.021號(hào)容器高液位SL20.02P2100.02第3步w0.032號(hào)容器低液位SL30.03P3100.03第4步w0.042號(hào)容器高液位SL40.04P4100.04第5步w0.053號(hào)容器低液位SL50.05P5100.05第6步w0.063號(hào)容器高液位SL60.06P6100.06第7步w0.074號(hào)容器低液位SL70.07攪拌器M100.07第8步w0.0

50、84號(hào)容器高液位SL80.08第9步w0.09溫度傳感器0.09第10步w0.10第11步w0.11第12步w0.12第13步w0.13定時(shí)器T0w0.05=(w0.02·w0.04+w0.05) ···w0.06=(0.09·w0.05+w0.06) ·w0.07=(+0.06) ·w0.06+w0.07) ·w0.08=(0.09·w0.05+w0.08) ·w0.09=(+0.06) ·w0.08+w0.09) ·w0.10=(0.09·w0.05+w0.10

51、) ·T0=w0.10 定時(shí)60sw0.11=(T0·w0.10+w0.11)·w0.12=(w0.07·w0.09·w0.11+w0.12) ·w0.13=(0.08+)·w0.12+w0.13) ·0.07輸出方程100.00=w0.05100.01=w0.01100.02=w0.03100.03=w0.06100.04=w0.08100.05=w0.12100.06=w0.13100.07=w0.104)畫出梯形圖，如圖5-31所示。圖5-31 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程控制梯形圖程序3、注意事項(xiàng):1)由于第1步和第3步是

52、并發(fā)的，所以啟動(dòng)條件相同。2)第2步和第4步的關(guān)斷條件均為w0.05得電。3)第5步的啟動(dòng)條件為"1"，即轉(zhuǎn)移條件總滿足，其約束條件為2個(gè)并發(fā)的順序均完成；第5步的關(guān)斷條件應(yīng)為第6、8、10步中的任一步開始動(dòng)作，即w0.06+w0.08+w0.10。4)第6、8、10步的啟動(dòng)條件均為加熱溫度到，第12步的啟動(dòng)條件為1，約束條件為w0.07·w0.09·w0.11。5.4.5 工序步進(jìn)控制指令工序步進(jìn)控制指令通過(guò)SNXT（步梯形步進(jìn)）指令和STEP（步梯形區(qū)域）指令的組合，作成工序步進(jìn)程序。命 令作 用工 序 圖SNXT(梯形進(jìn)度)命令對(duì)進(jìn)入下一工序的進(jìn)度進(jìn)行控制。STEP(梯形區(qū)域)命令表示工序的開始。在其進(jìn)入下一工序的條件成立之前，內(nèi)反復(fù)實(shí)行該工序的程序。圖5-32是用SNXT、STEP指令實(shí)現(xiàn)左圖所示的步進(jìn)功能圖，其中A、B、C、D的工序進(jìn)度編號(hào)是使用內(nèi)部輔助繼電器WR。圖5-32 SNXT、STEP的作用1、SNXT指令說(shuō)明SNXT是在STEP 指令之前配置，（之前有工序的情況下將之前的工序編號(hào)進(jìn)行ONOFF）通過(guò)對(duì)指定的工序編號(hào)進(jìn)行OFFON，來(lái)控制工序的步進(jìn)。根據(jù)配置位置不同，分為以下3種