第5章 順序控制梯形圖的編程方法

1、PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心胡獻(xiàn)澤第5章 順序控制梯形圖的編程方法 根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法，稱為順序控制梯形圖的編程方法。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 自動(dòng)控制程序的執(zhí)行對(duì)硬件可靠性的要求是很高的，如果機(jī)械限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)等不能提供正確的反饋信號(hào)，自動(dòng)控制程序是無(wú)法成功執(zhí)行的。在這種情況下，為了保證生產(chǎn)的進(jìn)行，需要改為手動(dòng)操作，在調(diào)試設(shè)備時(shí)也需要在手動(dòng)狀態(tài)下對(duì)各被控對(duì)象進(jìn)行獨(dú)立的操作。因此除了自動(dòng)程序外，一般還需要設(shè)計(jì)手動(dòng)程序。較復(fù)雜的控制系統(tǒng)的梯形圖一般采用右圖所示的典型結(jié)構(gòu)。X10是自動(dòng)手動(dòng)切換開關(guān)，當(dāng)它為ON時(shí)將跳過(guò)自動(dòng)程序，執(zhí)行手動(dòng)程序。為OFF時(shí)將跳過(guò)手動(dòng)程

2、序，執(zhí)行自動(dòng)程序。公用程序用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換的處理開始執(zhí)行自動(dòng)程序時(shí)，要求系統(tǒng)處于與自動(dòng)程序的順序功能圖中初始步對(duì)應(yīng)的初始狀態(tài)。如果開機(jī)時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有處于初始狀態(tài)，則應(yīng)進(jìn)人手動(dòng)工作方式，用手動(dòng)操作使系統(tǒng)進(jìn)入初始狀態(tài)后，再切換到自動(dòng)工作方式。5.1 使用STL指令的編程方法5.1.1 STL指令 步進(jìn)梯形指令(Step Ladder Instruction)簡(jiǎn)稱為STL指令，如圖所示。FX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。STL指令可以生成流程和工作與順序功能圖非常接近的程序。順序功能圖中的每一步對(duì)應(yīng)一小段程序，每一步與其

3、他步是完全隔離開的。根據(jù)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)。這種編程方法可以節(jié)約編程的時(shí)間，并能減少編程錯(cuò)誤。用FX系列PLC的狀態(tài)(S)編制順序控制程序時(shí)，一般應(yīng)與STL指令一起使用。S0S9用于初始步;S10S19用于自動(dòng)返回原點(diǎn)。STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊具有三個(gè)功能：對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理指定轉(zhuǎn)換條件指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)STL觸點(diǎn)一般是與左側(cè)母線相連的常開觸點(diǎn)，當(dāng)某一步為活動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的STL觸點(diǎn)接通，它右邊的電路被處理，直到下一步被激活。某一STL觸點(diǎn)閉合后，該步的負(fù)載線圈被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)該步后面的轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，即后續(xù)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)被SET指令或OUT指令置位，后續(xù)步變?yōu)榛?/p>

4、動(dòng)步，同時(shí)與原活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)被系統(tǒng)程序自動(dòng)復(fù)位，原活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的STL觸點(diǎn)斷開。系統(tǒng)的初始步應(yīng)使用初始狀態(tài)S0S9，它們應(yīng)放在順序功能圖的最上面。在由STOP狀態(tài)切換到RUN狀態(tài)時(shí)，可用此時(shí)只持續(xù)一個(gè)掃描周期的初始化脈沖M8002來(lái)將初始狀態(tài)置為ON，為以后步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換作好準(zhǔn)備。需要從某一步返回初始步時(shí)，可以對(duì)初始狀態(tài)使用OUT指令或SET指令。 用步進(jìn)指令可以將順序功能圖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖，也可以直接編寫步進(jìn)梯形圖。對(duì)梯形圖和順序功能圖應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1.狀態(tài)的動(dòng)作與輸出的重復(fù)使用狀態(tài)編號(hào)不可重復(fù)使用。如果狀態(tài)觸點(diǎn)接通，則與其 相連的電路動(dòng)作；如果狀態(tài)觸點(diǎn) 斷開，則與其相連的電路停止工

5、 作。在不同狀態(tài)之間，允許對(duì)輸出元 件重復(fù)輸出，但對(duì)同一狀態(tài)內(nèi)不 允許雙重輸出。 3.輸出的互鎖 在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程中，由于在瞬間（1個(gè)掃描周期），兩個(gè)相鄰的狀態(tài)會(huì)同時(shí)接通，因此為了避免不能同時(shí)接通的一對(duì)輸出同時(shí)接通，必須設(shè)置外部硬接線互鎖或軟件互鎖。 定時(shí)器線圈與輸出線圈一樣，也可對(duì)在不同狀態(tài)的同一軟元件編程，但在相鄰的狀態(tài)中不能編程。如果在相鄰狀態(tài)下編程，則工序轉(zhuǎn)移時(shí)定時(shí)器線圈不能斷開，定時(shí)器當(dāng)前值不能復(fù)位。 2.定時(shí)器的重復(fù)使用 如右圖所示，在狀態(tài)內(nèi)的母線將LDLD或LDILDI指令寫入后，對(duì)不需要觸點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)就不能再編程，需要按下圖方式進(jìn)行變換。 5.輸出的驅(qū)動(dòng)方法或或OUT指令與SET指令

6、對(duì)于STL指令后的狀態(tài)具有同樣的功能，都將原來(lái)的狀態(tài)自動(dòng)復(fù)位。此外，還有自保持功能。但是，在使用OUT指令時(shí)，用于向狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的分離狀態(tài)轉(zhuǎn)移。 6.狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法 7.可在狀態(tài)內(nèi)處理的指令1.步進(jìn)指令的順序功能圖表示及其動(dòng)作步進(jìn)指令的表示及其動(dòng)作2.步進(jìn)指令的梯形圖表示及其動(dòng)作步進(jìn)指令的表示及其動(dòng)作5.1.2 單序列的編程方法如如紅紅綠綠燈燈控制程序，雖然是循環(huán)控制，但都以一定順序逐步執(zhí)行且沒(méi)有分支，所以屬于單一順序流程。圖中在S21S21執(zhí)行完后即結(jié)束。在步進(jìn)階梯圖中，以復(fù)位（RSTRST）正在執(zhí)行的步階來(lái)結(jié)束步進(jìn)動(dòng)作。 從頭到尾只有一條路可走，稱為單流程結(jié)構(gòu)。右圖中的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用凸輪和限

7、位開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。在初始狀態(tài)時(shí)左限位開關(guān)X3為ON，按下起動(dòng)按鈕X0，Y0變?yōu)镺N，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)沿順時(shí)針正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到右限位開關(guān)X4所在位置時(shí)暫停5s(用T0定時(shí))。定時(shí)時(shí)間到時(shí)Y1變?yōu)镺N，工作臺(tái)反轉(zhuǎn)，回到限位開關(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)。工作臺(tái)一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)由圖中自上而下的4步組成，它們分別對(duì)應(yīng)于S0和S20S22，步S0是初始步。PLC上電時(shí)進(jìn)入RUN狀態(tài)，初始化脈沖M8002的常開觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，梯形圖中第一行的SET指令將初始步S0置為活動(dòng)步。在梯形圖的第二行中，S0的STL觸點(diǎn)和X0、X3的常開觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路代表轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)條件，S0的STL

8、觸點(diǎn)閉合表示轉(zhuǎn)換的前級(jí)步S0是活動(dòng)步，X0和X3的常開觸點(diǎn)同時(shí)閉合表示轉(zhuǎn)換條件滿足。在初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X0，如果3個(gè)觸點(diǎn)同時(shí)閉合，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)條件同時(shí)滿足。此時(shí)置位指令“SET S20”被執(zhí)行，后續(xù)步S20變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)系統(tǒng)程序自動(dòng)地將前級(jí)步S0復(fù)位為不活動(dòng)步。S20的STL觸點(diǎn)閉合后，Y0的線圈通電，工作臺(tái)正轉(zhuǎn)。限位開關(guān)X4動(dòng)作時(shí)，轉(zhuǎn)換條件得到滿足，S21被置位，進(jìn)入暫停步，同時(shí)前級(jí)步的狀態(tài)S20被自動(dòng)復(fù)位，系統(tǒng)將這樣一步一步地工作下去，在最后一步，工作臺(tái)反轉(zhuǎn)，返回限位開關(guān)X3所在的位置時(shí)， “OUT S0”指令使初始步對(duì)應(yīng)的S0變?yōu)镺N并保持，系統(tǒng)返回并停止在初始步。 在圖中梯形圖

9、的結(jié)束處，一定要使用RET指令，才能使LD點(diǎn)回到左側(cè)母線上，否則系統(tǒng)將不能正常工作?！緫?yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)】 簡(jiǎn)易紅綠燈控制系統(tǒng)單流程程序設(shè)計(jì)實(shí)例單流程程序設(shè)計(jì)實(shí)例T0T1T2T3X0SETSET在步進(jìn)梯形圖中，作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令使用。STLSTL為狀態(tài)動(dòng)作的步進(jìn)起始指令STLSTL與SETSET指令之間的部分為該狀態(tài)所需做的動(dòng)作動(dòng)作。用LD或LDI指令設(shè)置轉(zhuǎn)移條件用SET指令設(shè)置狀態(tài)以STL指令開始設(shè)置動(dòng)作母線用OUT指令設(shè)置動(dòng)作使用STL指令應(yīng)注意以下問(wèn)題：(1)與STL觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)應(yīng)使用LD或LDI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程序區(qū)

10、的結(jié)束和新的STL程序區(qū)的開始。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，否則將出現(xiàn)“程序錯(cuò)誤”信息，PLC不能執(zhí)行用戶程序。(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。STL觸點(diǎn)右邊不能使用入棧(MPS)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)，在有并行序列的順序功能圖中，應(yīng)特別注意這一問(wèn)題。(4)在步的活

11、動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，相鄰兩步的狀態(tài)會(huì)同時(shí)ON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。定時(shí)器在下一次運(yùn)行之前，首先應(yīng)將它復(fù)位。同一定時(shí)器的線圈可以在不同的步使用，但是如果用于相鄰的兩步，在步的活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，該定時(shí)器的線圈不能斷開，當(dāng)前值不能復(fù)位，將導(dǎo)致定時(shí)器的非正常運(yùn)行。(5)OUT指令與SET指令均可以用于步的活動(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)置位為ON并保持，以激活對(duì)應(yīng)的步。如果SET指令在STL區(qū)內(nèi)，

12、一旦當(dāng)前的STL步被激活，原來(lái)的活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的STL線圈被系統(tǒng)程序自動(dòng)復(fù)位。SEL指令一般用于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的元件號(hào)比當(dāng)前步的狀態(tài)的元件號(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，如果想向前跳過(guò)若干步，或跳回已經(jīng)處理過(guò)的步，可以對(duì)狀態(tài)使用OUT指令。OUT指令還可以用于遠(yuǎn)程跳步，即從順序功能圖中的一個(gè)序列跳到另外一個(gè)序列。以上情況雖然也可以使用SET指令，但最好使用OUT指令。 正向跳步正向跳步 逆向跳步逆向跳步 遠(yuǎn)程跳步遠(yuǎn)程跳步 (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

13、令之后。 STL程序塊中可以使用最多4級(jí)嵌套的FOR-NEXT指令，雖然并不禁止在STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中使用CJ指令，但是可能引起附加的和不必要的程序流程混亂。為了保證程序易于維護(hù)和快速查錯(cuò)，建議不要在STL程序中使用跳步指令。(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?？梢杂棉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)，只有一個(gè)STL觸點(diǎn)接

14、通。 (10)M2800M3071是單操作標(biāo)志，借助單操作標(biāo)志，可以用一個(gè)轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)多次轉(zhuǎn)換。下圖中，當(dāng)S20為活動(dòng)步，X0的常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，M2800的線圈通電，M2800的第一個(gè)上升沿檢測(cè)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，實(shí)現(xiàn)了步S20到步S21的轉(zhuǎn)換。X0的常開觸點(diǎn)下一次由斷開變?yōu)榻油〞r(shí)，因?yàn)镾20是不活動(dòng)步，沒(méi)有執(zhí)行圖中的第一條LDP M2800指令，S21的STL觸點(diǎn)之后的觸點(diǎn)是M2800的線圈之后遇到的第一個(gè)上升沿檢測(cè)觸點(diǎn)，所以該觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，系統(tǒng)由步S21轉(zhuǎn)換到步S22。5.1.3 選擇序列的編程方法復(fù)雜的控制系統(tǒng)的順序功能圖由單序列、選擇序列和并行序列組成，掌握了選擇序列和并行序

15、列的編程方法，就可以將復(fù)雜的順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖。 當(dāng)S0S0之行后，若X1X1先有效，則跳到S21S21執(zhí)行，此后即使X2X2有效，S22S22也無(wú)法執(zhí)行。之后若X3X3有效，則脫離S21S21而跳到S23S23執(zhí)行，當(dāng)X5有效后，則結(jié)束流程。選擇分支與匯合流程 當(dāng)S0S0之行后，若X2X2先有效，則跳到S2S22 2執(zhí)行，此后即使X X1 1有效，S2S21 1也無(wú)法執(zhí)行。 若有多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來(lái)執(zhí)行，這種分支方式稱為選擇分支。 選擇分支流程不能交叉，對(duì)左圖所示的流程必須按右邊所示的流程進(jìn)行修改。選擇分支與匯合流程跳轉(zhuǎn)流程 向下面狀態(tài)的直接轉(zhuǎn)移或向系列外的狀態(tài)轉(zhuǎn)移被成為跳

16、轉(zhuǎn)，用符號(hào)指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài)。重復(fù)流程 向前面狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移的流程稱為重復(fù)。用指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài)。使用重復(fù)流程可以實(shí)現(xiàn)一般的重復(fù)，也可以對(duì)當(dāng)前狀態(tài)復(fù)位。右圖是自動(dòng)門控制系統(tǒng)的順序功能圖。人靠近自動(dòng)門時(shí)，感應(yīng)器X0為ON，Y0驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)高速開門，碰到開門減速開關(guān)X1時(shí)，變?yōu)榈退匍_門。碰到開門極限開關(guān)X2時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，開始延時(shí)。若在0.5s內(nèi)感應(yīng)器檢測(cè)到無(wú)人，Y2起動(dòng)電動(dòng)機(jī)高速關(guān)門。碰到關(guān)門減速開關(guān)X4時(shí)，改為低速關(guān)門，碰到關(guān)門極限開關(guān)X5時(shí)電動(dòng)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)0.5s后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速開門。右圖中的步S23之后有一個(gè)選擇序列的分支。當(dāng)步S23是活動(dòng)步(S23

17、為ON)時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件X0為ON(檢測(cè)到有人)，將轉(zhuǎn)換到步S25；如果轉(zhuǎn)換條件X4為ON，將進(jìn)入步S24。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。例如步S23之后有兩條支路，兩個(gè)轉(zhuǎn)換條件分別為X4和X0，可能分別進(jìn)入步S25和步S24，在S0的STL觸點(diǎn)開始的電路塊中，有兩條分別由X4和X0作為置位條件的電路。右圖中的步S20之前有一個(gè)由兩條支路組成的選擇序列的合并，當(dāng)S0為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件X0得到滿足，或者步S25為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件T1得到滿足，都將使步S20變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)系統(tǒng)程序?qū)⒉絊0或步S25復(fù)位為不活

18、動(dòng)步。2選擇序列的合并的編程方法在梯形圖中，由S0和S25的STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中均有轉(zhuǎn)換目標(biāo)S20，對(duì)它們的后續(xù)步S20的置位是用SET指令實(shí)現(xiàn)的，對(duì)相應(yīng)前級(jí)步的復(fù)位是由系統(tǒng)程序自動(dòng)完成的?！緫?yīng)用范例】洗車洗車流程控制選擇分支與匯合流程設(shè)計(jì)實(shí)例-洗車流程程序設(shè)計(jì)若方式選擇開關(guān)（COSCOS）置于手動(dòng)方式，當(dāng)按下STARTSTART啟動(dòng)后， 則按下列程序動(dòng)作：執(zhí)行泡沫清洗（用MC1MC1驅(qū)動(dòng)）；按PB1PB1則執(zhí)行清水沖洗（用MC2MC2驅(qū)動(dòng)）；按PB2PB2則執(zhí)行風(fēng)干（用MC3MC3驅(qū)動(dòng)）；按PB3PB3則結(jié)束洗車。若方式若選擇開關(guān)（COSCOS）置于自動(dòng)方式，當(dāng)按START啟動(dòng)后， 則自

19、動(dòng)按洗車流程執(zhí)行。其中泡沫清洗10秒、清水沖洗20 秒、風(fēng)干5秒，結(jié)束后回到待洗狀態(tài)。任何時(shí)候按下STOPSTOP，則所有輸出復(fù)位，停止洗車項(xiàng)目說(shuō)明：功能分析：手動(dòng)、自動(dòng)只能選擇其一，因此使用選擇分支來(lái)做。依題目說(shuō)明可將電路規(guī)劃為兩種功能，而每種功能有三種依PBPB按鈕或設(shè)定時(shí)間而順序執(zhí)行的狀態(tài)。手動(dòng)狀態(tài)狀態(tài)S21S21MC1MC1動(dòng)作狀態(tài)S22S22MC2MC2動(dòng)作狀態(tài)S23S23MC3MC3動(dòng)作狀態(tài)S24S24停止自動(dòng)狀態(tài)狀態(tài)S31S31MC1MC1動(dòng)作狀態(tài)S32S32MC2MC2動(dòng)作狀態(tài)S33S33MC3MC3動(dòng)作狀態(tài)S24S24停止元件分配： 啟動(dòng)按鈕、停止按鈕，使用輸入繼電器方式選擇

20、開關(guān)，使用輸入繼電器清水沖洗按鈕，使用輸入繼電器泡沫清洗驅(qū)動(dòng)，使用輸出繼電器風(fēng)干機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用輸出繼電器清水沖洗驅(qū)動(dòng)，使用輸出繼電器風(fēng)干按鈕，使用輸入繼電器結(jié)束按鈕，使用輸入繼電器繪繪制狀態(tài)流程圖STOP動(dòng)作設(shè) 置M 0， 可 暫 存START按鈕狀態(tài)，避免一直按住按鈕另一種結(jié)束方式：清除本身手手動(dòng)動(dòng)流流程程手手動(dòng)動(dòng)流流程程自自動(dòng)動(dòng)流流程程自自動(dòng)動(dòng)流流程程允許再次啟動(dòng)電路步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換鍵入程序：將程序錄入編程器并下載到目標(biāo)PLC將步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換為語(yǔ)句表 當(dāng)S0S0執(zhí)行后，若X1X1有效，則S20S20及S21S21同時(shí)執(zhí)行。 若有多條路徑，且必須同時(shí)執(zhí)行，這種分支的方式稱為并進(jìn)分支流程。在各條路

21、徑都執(zhí)行后，才會(huì)繼續(xù)往下指令，像這種有等待功能的方式稱之為并進(jìn)匯合。 當(dāng)S22S22及S23S23都已執(zhí)行后，若X4X4有效，則脫離S22S22及S23S23而跳到S24S24執(zhí)行，程序結(jié)束。 當(dāng)左邊路徑已執(zhí)行到S22S22，而右邊路徑尚停留在S21S21時(shí)，此時(shí)即使X4X4有效，也不會(huì)跳到S24S24執(zhí)行。5.1.4并行序列的編程方法三、并進(jìn)分支與匯合流程 如左圖所示的流程都是可能的程序。B流程沒(méi)有問(wèn)題，但A流程在并進(jìn)匯合處有等待動(dòng)作的狀態(tài)，請(qǐng)務(wù)必注意。三、并進(jìn)分支與匯合流程 如在并進(jìn)分支與匯合點(diǎn)處不允許符號(hào)*或符號(hào) 的轉(zhuǎn)移條件，應(yīng)按右圖修改。右圖為專用鉆床控制系統(tǒng)的順序功能圖, 圖中分別由

22、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。并行序列的分支的處理是很簡(jiǎn)單的，當(dāng)步S21是活動(dòng)步，且X1為ON時(shí)，步S22和S25同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，兩個(gè)序列開始同時(shí)工作。在梯形圖中，用S21的STL觸點(diǎn)和X1的常開觸點(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。圖中并行序列合并處的轉(zhuǎn)換有兩個(gè)前級(jí)步S24和S27，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)，C

23、0的常閉觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件C0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，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。在梯形圖中，用S24和S27的STL觸點(diǎn)和C0的常閉觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路使S28置位。圖中，S27的STL觸點(diǎn)出現(xiàn)了兩次，如果不涉及并行序列的合并，同一狀態(tài)的STL觸點(diǎn)只能在梯形圖中使用一次。串聯(lián)的STL觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)不能超過(guò)8個(gè)，或說(shuō)一個(gè)并行序列中的序列數(shù)不能超過(guò)8個(gè)。鉆完3對(duì)孔時(shí)，C0的常開觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件C0滿足，將轉(zhuǎn)換到步S29。在梯形圖中，用S24和S27的STL觸點(diǎn)和C0的常開觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路，使S29置位。【應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)】氣壓式?jīng)_孔加

24、工機(jī)氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計(jì)實(shí)例-氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)工件的補(bǔ)充、沖孔、測(cè)試及搬運(yùn)可同時(shí)進(jìn)行?？刂普f(shuō)明：工件的補(bǔ)充由傳送帶（電機(jī)M0M0驅(qū)動(dòng)）送入。工件的搬運(yùn)分合格品及不合格品兩種，由測(cè)孔部分判斷。若測(cè)孔機(jī)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)能測(cè)孔到底（MS2 ONMS2 ON），則為合格品，否則即為不合格品。不合格品在測(cè)孔完畢后，由A缸抽離隔離板，讓不合格的工件自動(dòng)掉入廢料箱；若為合格品，則在工件到達(dá) 搬運(yùn)點(diǎn)后，由B缸抽離隔離板，讓合格的工件自動(dòng)調(diào)入包裝箱。功能分析：系統(tǒng)由5個(gè)流程組成：復(fù)位流程，清除殘余工件；工件補(bǔ)充流程，根據(jù)有無(wú)工件控制傳送帶的啟停；沖孔流程，根據(jù)沖孔位置有無(wú)工件控制沖

25、孔機(jī)是否實(shí)施沖孔加工；測(cè)孔流程，檢測(cè)孔加工是否合格，由此判斷工件的處理方式；搬運(yùn)流程，將合格工件送入包裝箱。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)放在工件補(bǔ)充位置的PH0PH0來(lái)偵測(cè)工件的有無(wú)，而另外的鉆孔、測(cè)孔及搬運(yùn)位置并沒(méi)有其他傳感裝置，那么應(yīng)如何得知相應(yīng)位置有無(wú)工件呢？本題所使用的方式是為工件補(bǔ)充、鉆孔、測(cè)孔及搬運(yùn)設(shè)置4個(gè)標(biāo)志，即M10-M13M10-M13。當(dāng)PH0PH0偵測(cè)到傳送帶送來(lái)的工件時(shí)，則設(shè)定M10M10為1，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)后，用左移指令將M10-M13M10-M13左移一個(gè)位元，亦即M11M11為1,鉆孔機(jī)因此標(biāo)志為1而動(dòng)作。其他依此類推，測(cè)孔機(jī)依標(biāo)志M12M12動(dòng)作、包裝搬運(yùn)依M13M13動(dòng)作。元件分

26、配及端子接線： 繪繪制功能流程圖a.原點(diǎn)復(fù)位流程OFFOFF動(dòng)作動(dòng)作定位由定位由OFF變?yōu)樽優(yōu)镺N時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)盤停止盤停止驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤電機(jī)電機(jī)（M1 ON）A缸抽離缸抽離隔離板隔離板判斷是否判斷是否做完四次做完四次繪繪制功能流程圖b.工件補(bǔ)充流程傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)(M0 ON)設(shè)定設(shè)定M10M10為為1(1(表示表示有工件有工件) )有工件有工件（PH0PH0動(dòng)作）動(dòng)作）時(shí)間到時(shí)間到?jīng)]有工件沒(méi)有工件c.氣壓沖孔流程鉆孔機(jī)動(dòng)作鉆孔機(jī)動(dòng)作（Y4 ONY4 ON）鉆孔機(jī)鉆孔機(jī)返回返回有無(wú)工件標(biāo)志有無(wú)工件標(biāo)志（M11M11為為1 1表示表示有工件）有工件）設(shè)置設(shè)置8 8秒秒等待時(shí)間等待時(shí)間繪繪制功能

27、流程圖d.測(cè)孔流程e.工件搬運(yùn)流程初始復(fù)位流程定位格由OFF變?yōu)镺N時(shí)轉(zhuǎn)盤停止工件搬運(yùn)流程測(cè)孔流程鉆孔流程步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換【練習(xí)】機(jī)械手臂控制系統(tǒng)工件的補(bǔ)充使用人工控制，可直接將工件放在D D點(diǎn)（LS0LS0動(dòng)）?？刂普f(shuō)明：只要D D點(diǎn)有工件，機(jī)械手臂即先下降（B B缸動(dòng)作）將工件抓?。– C缸動(dòng)作）后上升（B B缸復(fù)位），再將工件搬運(yùn)（A A缸動(dòng)作）到E E點(diǎn)上 方，機(jī)械手臂再次下降（B B缸動(dòng)作）后放開（C C缸復(fù)位）工件，機(jī)械手臂上升（B B缸復(fù)位），最后機(jī)械手臂再回到原點(diǎn)（A A缸復(fù)位）。A,B,C缸均為單作用氣缸，使用電磁控制。C缸在抓取或放開工件后，都需有1秒的間隔，機(jī)械手臂才能動(dòng)作

28、。當(dāng)E點(diǎn)有工件且B缸已上升到LS4LS4時(shí)，傳送帶電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以運(yùn)走工件，經(jīng)2秒后傳送帶電機(jī)自動(dòng)停止。工件若未完全運(yùn)走（計(jì)時(shí)未到）時(shí)，則應(yīng)等待傳送帶電機(jī)停止后才能將工件移走。要求： 進(jìn)行功能分析、元件分配、繪制順序功能圖、將順序功能流程轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖，然后將程序錄入計(jì)算機(jī)并下載到PLC，進(jìn)行最后的調(diào)試。52使用起保停電路的編程方法根據(jù)順序功能圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，可以用輔助繼電器M來(lái)代表步。起保停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，這是一種通用的編程方法，可以用于任意型號(hào)的PLC。右下圖中的步M1、M2和M3是順序功能圖中順序相連的3步。設(shè)計(jì)起保停電路的關(guān)鍵是找出它的起動(dòng)條件和停止條件。根據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)

29、的基本規(guī)則，步M2變?yōu)榛顒?dòng)步的條件是它的前級(jí)步M1為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件X1=1。在起保停電路中，則應(yīng)將前級(jí)步M1和轉(zhuǎn)換條件X1對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M2的起動(dòng)電路。控制M2的起動(dòng)電路接通后，在下一個(gè)掃描周期，前級(jí)步M1變?yōu)椴换顒?dòng)步，M1的常開觸點(diǎn)斷開，M2自保。 當(dāng)M2和X2均為ON時(shí)，步M3變?yōu)榛顒?dòng)步，這時(shí)步M2應(yīng)變?yōu)椴换顒?dòng)步，因此可以將M3=1作為使輔助繼電器M2變?yōu)镺FF的條件，即將后續(xù)步M3的常閉觸點(diǎn)與M2的線圈串聯(lián)，作為起保停電路的停止電路。梯形圖可以用邏輯代數(shù)式表示為： M2=(M1X1+M2)/M35.2.1 單序列的編程方法右圖是某小車運(yùn)動(dòng)的示意圖。設(shè)小車在初始位置時(shí)停在

30、右邊，限位開關(guān)X2為ON。按下起動(dòng)按鈕X3后，小車左行，碰到限位開關(guān)X1時(shí)，變?yōu)橛倚?；返回限位開關(guān)X2處變?yōu)樽笮校龅较尬婚_關(guān)X0時(shí)，變?yōu)橛倚?，返回起始位置后停止運(yùn)動(dòng)。一個(gè)工作周期可以分為一個(gè)初始步和4個(gè)運(yùn)動(dòng)步，分別用M0M4來(lái)代表這5步。起動(dòng)按鈕X3、限位開關(guān)X0X2的常開觸點(diǎn)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件。如某一輸出繼電器在幾步中都應(yīng)為如某一輸出繼電器在幾步中都應(yīng)為ON，應(yīng)將代表各有關(guān)步的輔助繼電器的常開，應(yīng)將代表各有關(guān)步的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后，驅(qū)動(dòng)該輸出繼電器的線圈。如圖中觸點(diǎn)并聯(lián)后，驅(qū)動(dòng)該輸出繼電器的線圈。如圖中Y0在步在步M1和和M3中都應(yīng)為中都應(yīng)為ON，所，所以將以將M1和和M3的常開

31、觸點(diǎn)并聯(lián)后，來(lái)控制的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后，來(lái)控制Y0的線圈。的線圈。5.2.2 選擇序列與并行序列的編程方法如人行橫道處的交通信號(hào)燈。按下起動(dòng)按鈕X0，步M1和步M5同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步。按下停止按鈕X1，在完成順序功能圖中一個(gè)工作周期的最后一個(gè)步(車道黃燈亮、人行道紅燈亮)的工作后返回初始狀態(tài)，所有的燈熄滅。為了實(shí)現(xiàn)在最后一步返回初始狀態(tài)，在梯形圖中用起保停電路和起動(dòng)、停止按鈕來(lái)控制M10，按下起動(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M8之后起作用。交通燈的閃動(dòng)是用周期為1s的時(shí)鐘脈沖M8013的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。車道交通燈和人行道

32、交通燈是同時(shí)工作的，可以用并行序列來(lái)表示它們的工作情況。在順序功能圖中，為了避免從并行序列的匯合處直接轉(zhuǎn)換到并行序列的分支處，在步M4和M7的后面設(shè)置了一個(gè)虛設(shè)步，該步?jīng)]有什么具體的操作，進(jìn)入該步后，將馬上轉(zhuǎn)移到下一步。1選擇序列的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。右圖中步M8之后有一個(gè)選擇序列的分支，當(dāng)它的后續(xù)步M0、M1和M5變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)，它應(yīng)變?yōu)椴换顒?dòng)步。因?yàn)镸1和M5是同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步的，所以只需將M0和M1或M0和M5的常閉觸點(diǎn)與M8的線圈串聯(lián)。2選擇

33、序列的合并的編程方法 對(duì)于選擇序列的合并，如果某一步之前有N個(gè)轉(zhuǎn)換，則代表該步的輔助繼電器的起動(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。 右圖中，步M1和步M5之前有一個(gè)選擇序列的合并，當(dāng)步M0為活動(dòng)步并且轉(zhuǎn)換條件X0滿足，或者步M8為活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件M10滿足，步M1和步M5都應(yīng)變?yōu)榛顒?dòng)步，即控制M1和M5的起保停電路的起動(dòng)條件應(yīng)為M0X0+M8M10，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M8、M10的常開觸點(diǎn)串聯(lián)而成。 3并行序列的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

34、這些步的起保停電路使用同樣的起動(dòng)電路，可以實(shí)現(xiàn)這一要求。右圖中步M0之后有一個(gè)并行序列的分支，當(dāng)步M8為活動(dòng)步并且轉(zhuǎn)換條件M10滿足，或步M0為活動(dòng)步并且轉(zhuǎn)換條件X0得到滿足，都應(yīng)轉(zhuǎn)換到步M1和步M5，M1和M5應(yīng)同時(shí)變?yōu)镺N，這是用邏輯關(guān)系式M0X0+M8M10對(duì)應(yīng)的電路同時(shí)作為控制M1和M5的起保停電路的起動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)的。4并行序列的合并的編程方法步M8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)步且轉(zhuǎn)換條件T5滿足。由此可知，應(yīng)將M4，M7和T5的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M8的起保停電路的起動(dòng)電路。5.2.3 僅有兩步的閉環(huán)的處理如果在順序功能圖中有僅由

35、兩步組成的小閉環(huán)，相應(yīng)的輔助繼電器的線圈將不能“通電”。例如在M3和X3均為1狀態(tài)時(shí)，M2的起動(dòng)電路接通，但是這時(shí)與它串聯(lián)的M3的常閉觸點(diǎn)卻是斷開的，所以M2的線圈將不能“通電”。出現(xiàn)上述問(wèn)題的根本原因是閉環(huán)中只有兩步，步M2既是步M3的前級(jí)步，又是它的后續(xù)步。為了解決這一問(wèn)題，增設(shè)了一個(gè)受X2控制的中間元件M10，用M10的常閉觸點(diǎn)取代圖中X2的常閉觸點(diǎn)。如果M2為活動(dòng)步時(shí)X2變?yōu)閘狀態(tài)，執(zhí)行圖中的第1個(gè)起保停電路時(shí)，M10尚為0狀態(tài)，它的常閉觸點(diǎn)閉合，M2的線圈通電，保證了控制M3的起保停電路的起動(dòng)電路接通，使M3的線圈通電，轉(zhuǎn)換到步M3。執(zhí)行完圖中最后一行電路后，M10變?yōu)?狀態(tài)，在下一

36、個(gè)掃描周期使M2的線圈斷電。 M10=15.3 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法5.3.1 單序列的編程方法下圖實(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)步和轉(zhuǎn)換條件滿足。在梯形圖中，可以用M1和X1的常開觸點(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)步和將該轉(zhuǎn)換的前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步。右圖為兩條運(yùn)輸帶順序相連，應(yīng)先起動(dòng)2號(hào)運(yùn)輸，按下起動(dòng)按鈕，2號(hào)運(yùn)輸帶開始運(yùn)行，5s后1號(hào)運(yùn)輸帶自動(dòng)起動(dòng)。停機(jī)的順序與起動(dòng)的順序剛好相反，間隔仍然為5s。在順序功能圖中，如果某一轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步并且相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件滿足，則轉(zhuǎn)換實(shí)

37、現(xiàn)。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)的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)，作為執(zhí)行SET指令和RST指令的條件。用SE指令使所有后續(xù)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器置位，用RST指令使所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位。 5.3.2 選擇序列與并行序列的編程方法在地下停車場(chǎng)的出人口處，同時(shí)只允許一輛車進(jìn)出，在進(jìn)出通道的兩端設(shè)置有紅綠燈，光電開關(guān)X和X1用于檢測(cè)是否有車經(jīng)過(guò)，光線被車遮住時(shí)X或X1為ON。有車進(jìn)入通道時(shí)光電開關(guān)檢測(cè)到車的前沿，兩端的綠燈滅，紅燈亮，以警示兩方后來(lái)的車輛不可再進(jìn)入通道。車開出通道時(shí)，光電開關(guān)檢測(cè)到車的后沿，兩端的紅燈滅，綠燈亮，別的車輛可以進(jìn)入通道。圖中

38、的轉(zhuǎn)換條件X0和X1實(shí)際上是在上升沿時(shí)起作用，X0和1的普通觸點(diǎn)和上升沿檢測(cè)觸點(diǎn)在這種情況下是等效的。組合機(jī)床是針對(duì)特定工件和特定加工要求設(shè)計(jì)的自動(dòng)化加工設(shè)備，通常由標(biāo)準(zhǔn)通用部件和專用部件組成，PLC是組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的主要控制設(shè)備。5.3.3 5.3.3 并行序列的編程方法并行序列的編程方法用于雙面鉆孔的組合機(jī)床在工件相對(duì)的兩面鉆孔，機(jī)床由動(dòng)力滑臺(tái)提供進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，刀具電動(dòng)機(jī)固定在動(dòng)力滑臺(tái)上。工件裝入夾具后，按下起動(dòng)按鈕X0，工件被夾緊，X1變?yōu)镺N，M2和M6變?yōu)榛顒?dòng)步，兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入快速進(jìn)給工步。兩側(cè)的加工均完成后，兩側(cè)的動(dòng)力滑臺(tái)退回原位，系統(tǒng)進(jìn)入步M10。工件被松開后，限位開關(guān)X10變

39、為N，系統(tǒng)返回初始步M0，一次加工的工作循環(huán)結(jié)束。為了保證并行序列中的各子序列同時(shí)結(jié)束，在各子序列的末尾增設(shè)了一個(gè)等待步(即步M5和M9)，如果兩個(gè)子序列分別進(jìn)入了步M5和M9，表示兩側(cè)滑臺(tái)的快速退回均已結(jié)束，應(yīng)轉(zhuǎn)換到步M10。步M5和M9之后的轉(zhuǎn)換條件為“=1”，表示應(yīng)無(wú)條件轉(zhuǎn)換，在梯形圖中，該轉(zhuǎn)換等效為一根短接線，或理解為不需要轉(zhuǎn)換條件。 下圖中轉(zhuǎn)換的上面是并行序列的合并，轉(zhuǎn)換的下面是并行序列的分支，該轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是所有的前級(jí)步(即步M13和M17)都是活動(dòng)步和轉(zhuǎn)換條件X5+/X7滿足。由此可知，應(yīng)將M13、M17、X5的常開觸點(diǎn)和X7的常閉觸點(diǎn)組成的串并聯(lián)電路，作為使M22、M26置位

40、和使M13、M17復(fù)位的條件。5.4 具有多種工作方式的系統(tǒng)的編程方法5.4.1 工作方式為了滿足生產(chǎn)的需要，很多工業(yè)設(shè)備要求設(shè)置多種工作方式，例如手動(dòng)和自動(dòng)(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。如何將多種工作方式的功能融合到一個(gè)程序中，是梯形圖設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一?？傮w結(jié)構(gòu)右圖所示。選擇手動(dòng)工作方式時(shí)手動(dòng)開關(guān)X10為ON，將跳過(guò)自動(dòng)程序，執(zhí)行公用程序和手動(dòng)程序。選擇自動(dòng)工作方式時(shí)X10為OFF，將跳過(guò)手動(dòng)程序，執(zhí)行公用程序和自動(dòng)程序。某機(jī)械手用來(lái)分選鋼質(zhì)大球和小球，控制面板如右圖。 5種工作方式選擇開關(guān)，6個(gè)按鈕是手動(dòng)按鈕。為了保證在緊急情況下(包括PLC發(fā)生故障時(shí))能可靠地切斷P

41、LC的負(fù)載電源，設(shè)置了交流接觸器KM。 右圖是外部接線圖。Y4為ON時(shí)鋼球被電磁鐵吸住，為OFF時(shí)被釋放.對(duì)于電磁吸盤這一類執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在緊急停車時(shí)如果切斷它的電源，它吸住的鐵磁物體會(huì)掉下來(lái)，可能造成事故，一般不允許這樣處理。系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)、單周期、單步、連續(xù)和回原點(diǎn)5種工作方式，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)(或稱初始狀態(tài))。在公用程序中，左限位開關(guān)X1、上限位開關(guān)X4的常開觸點(diǎn)和表示電磁鐵線圈斷電的Y4的常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)電路接通時(shí)，“原點(diǎn)條件”輔助繼電器M5變?yōu)镺N。如果選擇的是單周期工作方式，按下起動(dòng)按鈕X16后，從初始步M0開始，機(jī)械手按順序功能圖(右圖)的規(guī)

42、定完成一個(gè)周期的工作后，返回并停留在初始步。 如果選擇連續(xù)工作方式，在初始狀態(tài)按下起動(dòng)按鈕后，機(jī)械手從初始步開始一個(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)周期的全部工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。 在單步工作方式，從初始步開始，按一下起動(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，再按一下起動(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。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，可以選擇回原點(diǎn)工作方式，然后按回原點(diǎn)起動(dòng)按鈕X15，使系統(tǒng)自動(dòng)返回原點(diǎn)狀態(tài)。在原點(diǎn)狀態(tài)，順序功能圖中的初始步M0為ON

43、，為進(jìn)入單周期、連續(xù)和單步工作方式作好了準(zhǔn)備。542 使用起保停電路的編程方法 l.公用程序公用程序(下圖)用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換的處理，當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí)，必須將除初始步以外的各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器(M20M30)復(fù)位，否則當(dāng)系統(tǒng)從自動(dòng)工作方式切換到手動(dòng)工作方式，然后又返回自動(dòng)工作方式時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況，引起錯(cuò)誤的動(dòng)作。在非連續(xù)工作方式，用X14的常閉觸點(diǎn)將表示連續(xù)工作的標(biāo)志M7復(fù)位。當(dāng)機(jī)械手處于原點(diǎn)狀態(tài)(M5 ON)，在開始執(zhí)行用戶程序(M8002為ON)、系統(tǒng)處于手動(dòng)狀態(tài)或回原點(diǎn)狀態(tài)(X10或X11為ON)時(shí)，初始步對(duì)應(yīng)的M0將被置位，為進(jìn)入單步、單周期

44、和連續(xù)工作方式作好準(zhǔn)備。如果此時(shí)M5為OFF狀態(tài)，M0將被復(fù)位，初始步為不活動(dòng)步，按起動(dòng)按鈕也不能轉(zhuǎn)換到后續(xù)步M20，自動(dòng)運(yùn)行被禁止，系統(tǒng)不能在單步、單周期和連續(xù)工作方式工作。2手動(dòng)程序下圖是手動(dòng)程序，X10為l時(shí)執(zhí)行圖中的手動(dòng)程序，反之將跳過(guò)手動(dòng)程序。手動(dòng)操作時(shí)用X20X25對(duì)應(yīng)的6個(gè)按鈕控制鋼球的吸合和釋放、機(jī)械手的升、降、右行和左行。為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在手動(dòng)程序中設(shè)置了上升與下降之間、左行與右行之間的互鎖，以防止功能相反的兩個(gè)輸出繼電器同時(shí)為ON。上、下、左、右極限開關(guān)X1、X3X5的常閉觸點(diǎn)分別與控制機(jī)械手移動(dòng)的Y0Y3的線圈串聯(lián)，以防止因機(jī)械手運(yùn)行超限出現(xiàn)事故。上限位開關(guān)X4的

45、常開觸點(diǎn)用來(lái)保證機(jī)械手在最上面時(shí)才能左右運(yùn)行。3自動(dòng)程序用起保停電路設(shè)計(jì)的自動(dòng)程序由圖530、圖531和圖532b組成。圖530包含了單周期、連續(xù)和單步3種工作方式，圖531是輸出電路，圖5-32是自動(dòng)返回原點(diǎn)程序。 用X10的常開觸點(diǎn)控制跳步指令“CJ P0，X10為0時(shí)(非手動(dòng)工作方式時(shí))執(zhí)行自動(dòng)程序，反之將跳過(guò)自動(dòng)程序。 圖5-30中的M0和M20M30用典型的起保停電路控制。單周期、連續(xù)和單步這3種工作方式用連續(xù)標(biāo)志M7和轉(zhuǎn)換允許標(biāo)志M6來(lái)區(qū)分。機(jī)械手控制系統(tǒng)自動(dòng)控制的順序功能圖機(jī)械手控制系統(tǒng)自動(dòng)控制的順序功能圖 用起保停電路設(shè)計(jì)的自動(dòng)程序梯形用起保停電路設(shè)計(jì)的自動(dòng)程序梯形圖圖 輸出電

46、路輸出電路 (1)單步與非單步的區(qū)分。系統(tǒng)工作在連續(xù)、單周期(非單步)工作方式時(shí)，X12的常閉觸點(diǎn)接通，使轉(zhuǎn)換允許標(biāo)志M6為ON，串聯(lián)在各起保停電路的起動(dòng)電路中的M6的常開觸點(diǎn)接通，允許步與步之間的轉(zhuǎn)換。在單步工作方式，X12為ON，它的常閉觸點(diǎn)斷開，“轉(zhuǎn)換允許”輔助繼電器M6在一般情況下為OFF，不允許步與步之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)某一步的工作結(jié)束后，轉(zhuǎn)換條件滿足，如果沒(méi)有按起動(dòng)按鈕X16，M6處于OFF狀態(tài)，不會(huì)轉(zhuǎn)換到下一步，要等到按下起動(dòng)按鈕X16，M6在X16的上升沿ON一個(gè)掃描周期，M6的常開觸點(diǎn)接通，轉(zhuǎn)換條件才能使系統(tǒng)進(jìn)入下一步。(2)單周期與連續(xù)的區(qū)分。在連續(xù)工作方式，X14為ON，按下起

47、動(dòng)按鈕X16，連續(xù)標(biāo)志M7變?yōu)镺N并鎖存。在單周期工作方式，X14為OFF，按下起動(dòng)按鈕后，M7不會(huì)變?yōu)镺N。在單周期工作方式，當(dāng)機(jī)械手在最后一步M30返回最左邊時(shí)，左限位開關(guān)X1變?yōu)镺N，因?yàn)檫@時(shí)M7處于OFF狀態(tài)，轉(zhuǎn)換條件X1/M7滿足，將返回并停留在初始步M0，按一次起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)只工作一個(gè)周期。在連續(xù)工作方式，當(dāng)機(jī)械手在最后一步M30返回最左邊時(shí)，X1變?yōu)镺N，因?yàn)镸7處于ON狀態(tài)，轉(zhuǎn)換條件X1/M7滿足，系統(tǒng)返回步M20，反復(fù)連續(xù)地工作下去。按下停止按鈕X17后，M7變?yōu)镺FF，但是系統(tǒng)不會(huì)立即停止工作，在完成當(dāng)前工作周期的全部操作后，小車在步M30返回最左邊，左限位開關(guān)X1為ON，

48、轉(zhuǎn)換條件X1/M7滿足，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。 (3)單周期工作過(guò)程。在單周期工作方式，X13為ON，X12的常閉觸點(diǎn)閉合，M6的線圈“通電”，允許轉(zhuǎn)換。如果在初始步為活動(dòng)步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X16，在M20的起動(dòng)電路中，M0、X16、M5(原點(diǎn)條件)和M6的常開觸點(diǎn)均接通，使M20的線圈“通電”，系統(tǒng)進(jìn)入下降步，Y1的線圈“通電”，機(jī)械手下降；同時(shí)定時(shí)器T0開始定時(shí)。機(jī)械手碰到大球時(shí)，下限位開關(guān)X5不會(huì)動(dòng)作，T0的定時(shí)時(shí)間到時(shí)，轉(zhuǎn)換條件T0X5滿足，將轉(zhuǎn)換到步M21。機(jī)械手碰到小球時(shí)，下限位開關(guān)X5動(dòng)作，T0的定時(shí)時(shí)間到時(shí)，轉(zhuǎn)換條件T0X5滿足，轉(zhuǎn)換到步M24。在步M21或步M24，Y4被S

49、ET指令置位，鋼球被吸?。粸榱吮ＷC鋼球被可靠地吸住后機(jī)械手再上升，用T1延時(shí)，1s后T1的定時(shí)時(shí)間到，它的常開觸點(diǎn)接通，使系統(tǒng)進(jìn)入上升步。以后系統(tǒng)將這樣一步一步地工作下去，直到步M30，機(jī)械手左行返回原點(diǎn)位置，左限位開關(guān)X1變?yōu)镺N，因?yàn)檫B續(xù)工作標(biāo)志M7為OFF，將返回初始步M0。(4)單步工作過(guò)程。在單步工作方式，X12為ON，它的常閉觸點(diǎn)斷開。設(shè)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，M0為ON，按下起動(dòng)按鈕X16，M6變?yōu)镺N，使M20的起動(dòng)電路接通，系統(tǒng)進(jìn)入下降步。放開起動(dòng)按鈕后，M6變?yōu)镺FF。在下降步，Y1的線圈“通電”，假設(shè)機(jī)械手碰到的是小球，下限位開關(guān)X5變?yōu)镺N，與Y1的線圈串聯(lián)的X5的常閉觸點(diǎn)斷

50、開，使Y1的線圈“斷電”，機(jī)械手停止下降。X5的常開觸點(diǎn)閉合后，如果沒(méi)有按起動(dòng)按鈕，X16和M6處于OFF狀態(tài)，一直要等到按下起動(dòng)按鈕，M16和M6變?yōu)镺N，M6的常開觸點(diǎn)接通，轉(zhuǎn)換條件T0X5才能使M24的起動(dòng)電路接通，M24的線圈“通電”并自保持，系統(tǒng)才能由步M20進(jìn)入步M24。以后在完成某一步的操作后，都必須按一次起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)才能進(jìn)入下一步?？刂芃0的起保停電路如果放在控制M20的起保停電路之前，在單步工作方式，在步M30為活動(dòng)步時(shí)按起動(dòng)按鈕X16，返回步M0后，M20的起動(dòng)條件滿足，將馬上進(jìn)入步M20。在單步工作方式，這樣連續(xù)跳兩步是不允許的。將控制M20的起保停電路放在控制M0的起

51、保停電路之前和M6的線圈之后既可?？刂芃6(轉(zhuǎn)換允許)的是起動(dòng)按鈕X16的上升沿檢測(cè)觸點(diǎn)，在步M30按起動(dòng)按鈕，M6僅ON一個(gè)掃描周期，它使M0的線圈通電后，下一掃描周期處理控制M20的起保停電路時(shí)，M6已變?yōu)镺FF，所以不會(huì)使M20變?yōu)镺N，要等到下一次按起動(dòng)按鈕時(shí)，M20才會(huì)變?yōu)镺N。(5)輸出電路。右圖中的常閉觸點(diǎn)是為單步工作方式設(shè)置的。以控制左行的Y3為例，當(dāng)小車碰到左限位開關(guān)X1l時(shí)，控制左行的輔助繼電器M30不會(huì)馬上變?yōu)镺FF，如果Y3的線圈不與左限位開關(guān)X1的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，機(jī)械手不能停在X1處，還會(huì)繼續(xù)左行，對(duì)于某些設(shè)備，在這種情況下可能造成事故。為了避免出現(xiàn)雙線圈現(xiàn)象，在圖53

52、1中，將自動(dòng)控制的順序功能圖(見(jiàn)圖529)與自動(dòng)返回原點(diǎn)的順序功能圖(見(jiàn)圖5-32)中對(duì)Y0和Y3線圈的控制合在一起。圖532a中對(duì)Y1、Y2和Y4的復(fù)位放在圖532b和圖532c中。 (6)自動(dòng)回原點(diǎn)程序。圖532a、圖532b是自動(dòng)回原點(diǎn)程序的順序功能圖和用起保停電路設(shè)計(jì)的梯形圖。在回原點(diǎn)工作方式(X11為ON)按下回原點(diǎn)起動(dòng)按鈕X15，M10變?yōu)镺N，機(jī)械手上升，升到上限位開關(guān)時(shí)X4變?yōu)镺N，機(jī)械手左行，到左限位開關(guān)時(shí)，X1變?yōu)镺N，其常閉觸點(diǎn)斷開，使M11的線圈斷電。X1的常開觸點(diǎn)閉合，Y4被復(fù)位，如果電磁鐵吸住了鋼球，此時(shí)電磁鐵的線圈斷電，鋼球落人左邊的槽內(nèi)。由公用程序可知，這時(shí)原點(diǎn)

53、條件滿足，M5為ON，初始步M0被置位，為進(jìn)入單周期、連續(xù)和單步工作方式作好了準(zhǔn)備，因此可以認(rèn)為步M0是步M11的后續(xù)步。圖中控制Y4復(fù)位的指令應(yīng)放在控制M11的起保停電路之前，若交換二者的位置，在X1變?yōu)镺N時(shí)，M11將先變?yōu)镺FF，不能執(zhí)行對(duì)Y4的復(fù)位。543 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法與使用起保停電路的編程方法相比，以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法的梯形圖的總體結(jié)構(gòu)、順序功能圖、公用程序、手動(dòng)程序和自動(dòng)程序中的輸出電路完全相同。用X10的常開觸點(diǎn)控制跳步指令“CJ P0”，X10為0時(shí)(非手動(dòng)工作方式時(shí))執(zhí)行自動(dòng)程序，反之將跳過(guò)自動(dòng)程序。仍然用輔助繼電器M0和M20M30來(lái)代表各步，梯形圖如圖所示。該

54、圖中控制M0和M20一M30置位、復(fù)位的觸點(diǎn)串聯(lián)電路與圖530對(duì)應(yīng)的起保停電路中的起動(dòng)電路相同。由于各串聯(lián)電路中都有M6的常開觸點(diǎn)，為了簡(jiǎn)化電路，使用了M6的主控觸點(diǎn)。M7的控制電路與圖5-30中的相同，自動(dòng)返回原點(diǎn)的程序如圖532c所示。圖中對(duì)M0置位(SET)的電路應(yīng)放在對(duì)M20置位的電路的后面，否則在單步工作方式從步M30返回步M0時(shí)，會(huì)馬上進(jìn)入步M20。544 使用步進(jìn)梯形指令的編程方法1.初始化程序FX系列PLC的狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST(Initial State)的功能指令編號(hào)為FNC60，它與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

55、電器的狀態(tài)，可以大大簡(jiǎn)化復(fù)雜的順序控制程序的設(shè)計(jì)工作。IST指令只能使用一次，它應(yīng)放在程序開始的地方，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)的順序功能圖如圖所示。該系統(tǒng)的初始化程序(見(jiàn)圖5-35)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)的元件號(hào)，IST中的源操作數(shù)可以取X、Y和M圖535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開始的8個(gè)輸入繼電器，它們分別具有以下的意義： X10：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

56、自動(dòng)) X15：回原點(diǎn)起動(dòng) X16：自動(dòng)操作起動(dòng) X17：停止 X10X14中同時(shí)只能有一個(gè)處于接通狀態(tài)，必須使用選擇開關(guān)(見(jiàn)圖5-25)，以保證這5個(gè)輸人中不可能有兩個(gè)同時(shí)為ON。IST指令的執(zhí)行條件滿足時(shí)，初始狀態(tài)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：為1時(shí)禁止所有的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 M8041：轉(zhuǎn)換起動(dòng) M8042：起動(dòng)脈沖 M8043：回原點(diǎn)完成 M8044：原點(diǎn)條件滿足 M8047：STL監(jiān)控有效 So：手動(dòng)操作初始狀態(tài) S1：回原點(diǎn)初始狀態(tài) S2：自動(dòng)操作初始狀態(tài)如果改變了當(dāng)前選擇的工作方式，在“

57、回原點(diǎn)完成”標(biāo)志M8043變?yōu)镺N之前，所有的輸出繼電器將變?yōu)镺FF。STL監(jiān)控有效標(biāo)志M8047的線圈“通電”時(shí)，當(dāng)前的活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)的元件號(hào)按從大到小的順序排列，存放在特殊數(shù)據(jù)寄存器D8040一D8047中，因此可以監(jiān)控8點(diǎn)活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)的元件號(hào)。此外，若有任何一個(gè)狀態(tài)為ON，特殊輔助繼電器M8046將為ON。2手動(dòng)程序 手動(dòng)程序(見(jiàn)圖535)與圖528中的程序基本上相同，手動(dòng)程序用初始狀態(tài)S0控制，因?yàn)槭謩?dòng)程序、自動(dòng)程序(不包括回原點(diǎn)程序)和回原點(diǎn)程序均用STL觸點(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)，不必像圖51那樣，用CJ指令來(lái)切換自動(dòng)程序和手動(dòng)程

58、序。3自動(dòng)返回原點(diǎn)程序自動(dòng)返回原點(diǎn)的順序功能圖如圖536所示，當(dāng)原點(diǎn)條件滿足時(shí)，特殊輔助繼電器M8044(原點(diǎn)條件)為ON(見(jiàn)圖中的初始化程序)。 自動(dòng)返回原點(diǎn)結(jié)束后，用SET指令將M8043(回原點(diǎn)完成)置為ON，并用RST指令將回原點(diǎn)順序功能圖中的最后一步S12復(fù)位，返回原點(diǎn)的順序功能圖中的步應(yīng)使用S10S19。4自動(dòng)程序用STL指令設(shè)計(jì)的自動(dòng)程序的順序功能圖如圖5-34所示，特殊輔助繼電器M8041(轉(zhuǎn)換起動(dòng))和M8044(原點(diǎn)條件)是從自動(dòng)程序的初始步S2轉(zhuǎn)換到下一步S20的轉(zhuǎn)換條件。自動(dòng)程序的梯形圖見(jiàn)圖5-35。使用IST指令后，系統(tǒng)的手動(dòng)、自動(dòng)、單周期、單步、連續(xù)和回原點(diǎn)這幾種工作

59、方式的切換是系統(tǒng)程序自動(dòng)完成的，但是必須按照前述的規(guī)定，安排IST指令中指定的控制工作方式用的輸入繼電器X10X17的元件號(hào)順序。工作方式的切換是通過(guò)特殊輔助繼電器M8040M8042實(shí)現(xiàn)的，IST指令自動(dòng)驅(qū)動(dòng)M8040M8042。5使用IST指令時(shí)輸入繼電器元件號(hào)的處理圖5-37a中的源操作數(shù)M0表示M0M7分別具有圖5-37b中所示的意義。IST指令可以使用元件號(hào)不連續(xù)的輸入繼電器(見(jiàn)圖5-37b)，也可以只使用前述的部分工作方式。特殊輔助繼電器M8000在RUN(運(yùn)行)狀態(tài)時(shí)為ON，其常閉觸點(diǎn)一直處于斷開狀態(tài)。圖5-37c中只有回原點(diǎn)和連續(xù)兩種工作方式，其余的工作方式是被禁止的。圖5-3

60、7c中“起動(dòng)”與“回原點(diǎn)起動(dòng)”功能合用一個(gè)按鈕X32。本章小結(jié) 本章主要介紹了步進(jìn)指令、順序功能圖類型及設(shè)計(jì)步本章主要介紹了步進(jìn)指令、順序功能圖類型及設(shè)計(jì)步驟、順序功能圖到步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換方法、步進(jìn)梯形圖設(shè)驟、順序功能圖到步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換方法、步進(jìn)梯形圖設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。并結(jié)合實(shí)例詳細(xì)分析了單流程設(shè)計(jì)、選擇分計(jì)注意事項(xiàng)。并結(jié)合實(shí)例詳細(xì)分析了單流程設(shè)計(jì)、選擇分支與匯合流程設(shè)計(jì)和并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計(jì)。支與匯合流程設(shè)計(jì)和并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計(jì)。習(xí)題1設(shè)計(jì)出圖538所示的順序功能圖的梯形圖程序。2設(shè)計(jì)出圖539所示的順序功能圖的梯形圖程序。3設(shè)計(jì)出圖540所示的順序功能圖的梯形圖程序。4設(shè)計(jì)出圖541所