電氣控制與PLC技術(shù)課件第7章-梯形圖及編程方法

電氣控制與PLC技術(shù)（第2版）

普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材

第7章梯形圖及編程方法

7.1基本編程方法——經(jīng)驗(yàn)法

7.1.1梯形圖設(shè)計(jì)原則（1）梯形圖的每一邏輯行都是從左邊母線開始，以輸出線圈結(jié)束，也就是說，在輸出線圈與右母線之間不能再接任何繼電器接點(diǎn)，所以，右邊母線經(jīng)常省略。如圖7-1（a）為非法電路，應(yīng)改成圖（b）所示的標(biāo)準(zhǔn)形式。(a)非法電路(b)標(biāo)準(zhǔn)電路圖7-1梯形圖設(shè)計(jì)原則（1）（2）所有輸入/輸出繼電器、內(nèi)部繼電器、TIM/CNT等觸點(diǎn)的使用次數(shù)是無(wú)限的，且動(dòng)合、動(dòng)斷形式均可。所以，在畫梯形圖時(shí)，應(yīng)使結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化（使之有明確的串、并聯(lián)關(guān)系），而不必用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。（3）所有輸出繼電器都可以用作內(nèi)部輔助繼電器，且觸點(diǎn)使用次數(shù)也是無(wú)限的；但輸入繼電器不能作為內(nèi)部輔助繼電器。圖7-2（a）為合法電路，而（b）為非法電路。圖7-2梯形圖設(shè)計(jì)原則（2）000100020008（a）合法電路（b）非法電路000100020715000307150500（4）輸出線圈不能與左邊母線直接相連，如果有這種需要的話，可通過一個(gè)沒有使用過的內(nèi)部輔助繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)或常ON繼電器1813來(lái)聯(lián)結(jié)。如圖7-3（a）為非法電路，（b）為合法電路。10001813（a）非法電路（b）合法電路圖7-3梯形圖設(shè)計(jì)原則（3）10000500000105001001．．．圖7-4梯形圖設(shè)計(jì)原則（4）（5）同一線圈不能重復(fù)使用，圖7-4即為非法電路，在程序查錯(cuò)時(shí)，將出現(xiàn)DOUBLECOIL出錯(cuò)信息。（6）兩個(gè)或兩個(gè)以上線圈可以并行聯(lián)結(jié)，但不能串聯(lián)。如圖7-5所示。（a）合法電路（b）非法電路圖7-5梯形圖設(shè)計(jì)原則（5）（7）程序的運(yùn)行是以第一個(gè)地址到END（01）指令，按從左到右，從上到下的順序執(zhí)行。在編程時(shí)要考慮程序的先后順序。如圖7-6所示，在調(diào)試程序時(shí)，可以把程序分成若干段，每段插入一條END（01）指令，這樣就可逐段調(diào)試程序，第一段調(diào)好后，刪去插入的第一個(gè)END（01）指令，這樣就可以逐段調(diào)試，直到整個(gè)程序都調(diào)好為止。00000001END．．．ENDENDEND不執(zhí)行圖7-6梯形圖設(shè)計(jì)原則（7）7.1.2編程技巧

1.電路塊的重新排列幾個(gè)電路塊串并聯(lián)時(shí)，適當(dāng)安排電路塊的位置，可使指令編碼簡(jiǎn)化。（1）對(duì)梯形圖中的并聯(lián)電路，要把串聯(lián)觸點(diǎn)多的并聯(lián)支路移到上方，把單個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)支路移到最下面，如圖7-7所示。0004000300010500000200020500000400030001（a）（b）圖7-7并聯(lián)電路的處理（a）與（b）等效

（2）對(duì)梯形圖中的串聯(lián)電路，要把觸點(diǎn)多并聯(lián)的支路移到最右邊如圖7-8所示。0000000100020003050000000002000300010500（a）（b）圖7-8串聯(lián)電路的處理（a）與（b）等效

2.并聯(lián)輸出的處理在圖7-9和圖7-10電路中，只有一個(gè)帶觸點(diǎn)的并聯(lián)輸出支路，把帶觸點(diǎn)的輸出支路移到最下方，勿需用IL(02)/ILC(03)指令編程。00000001000200030500100005010000000100020003050110000500(a)(b)圖7-9并聯(lián)輸出的處理（1）（a）與（b）等效000000020003050010001001000000020003100110001001（a）（b）圖7-10并聯(lián)輸出的處理（2）（a）與（b）等效圖7-11電路，在并聯(lián)輸出中有兩個(gè)及兩個(gè)以上帶觸點(diǎn)的輸出支路，先將帶觸點(diǎn)的支路移到最下方，直接輸出的支路移到最上方，再用IL(02)/ILC(03)指令設(shè)分支。對(duì)本例，由于外層已設(shè)分支，內(nèi)層不便再用分支指令，只好在內(nèi)層分支處設(shè)暫存繼電器TR0建立分支。000000020003100110000501000400050500IL(02)ILC(03)000000020003050010000501000400051001（a）（b）圖7-11

并聯(lián)輸出的處理（3）（a）與（b）等效

3.橋式電路的化簡(jiǎn)

PLC不能對(duì)電路編程，必須進(jìn)行化簡(jiǎn)后才能編程，如圖7-12所示。000000010004000305000001000000040002000000010002000305000004圖7-12橋形電路的處理(a)與(b)等效(a)(b)

4.輸入為常閉觸點(diǎn)的處理當(dāng)用外部開關(guān)的觸點(diǎn)向PLC提供輸入開關(guān)量信號(hào)，要盡可能使用開關(guān)的常開觸點(diǎn)。圖7-13為一個(gè)具有過熱保護(hù)的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止控制電路，可能停止按鈕SB2(0001)改用常開觸點(diǎn)SB2(0001)輸入。熱繼電器FR(0002)，只能接常閉觸點(diǎn)，在向PLC輸入程序時(shí)，應(yīng)將“AND-NOT0002”指令改為“AND0002”輸入。當(dāng)0002端子接FR的常閉觸點(diǎn)，輸入繼電器通電，其常開觸點(diǎn)0002閉合，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)，否則無(wú)法起動(dòng)本序。00000500000100020500（SB1）(SB2)(FR)00000500000100020500（SB1）(SB2)(FR)“AND0002”(a)(b)000000010002SB1SB2FRDC24VAC200V～0500（c）（a）輸入兩個(gè)常閉觸點(diǎn)（b）FR改用常開觸點(diǎn)（c）I/O接口電路圖7-13輸入為常閉觸點(diǎn)的處理

5.增補(bǔ)觸點(diǎn)的處理000000020003050000040005000105000003000000040005000200000005（a）（b）圖7-14增補(bǔ)觸點(diǎn)的處理（a）與（b）等效00000005000100020001

6.復(fù)雜電路的編程方法假設(shè)有圖7-15所示的電路，在編程時(shí)可把它看成由若干簡(jiǎn)單的程序段聯(lián)結(jié)而成的。首先，把程序分成a、b、c、d、e、f六個(gè)程序段，如圖7-16所示。在劃分程序段時(shí)是從上到下、從左到右來(lái)劃分的；在聯(lián)結(jié)程序段時(shí)，也是先垂直聯(lián)結(jié)，再?gòu)淖蟮接衣?lián)結(jié)。本例中，無(wú)論編程還是聯(lián)結(jié)都是從①到⑤，如圖7-17所示。圖7-15復(fù)雜電路000510000006050000040500100100030002

100200070003000210011000050010050004(a)(b)(c)(d)123000700061002(e)(f)45圖7-16復(fù)雜電路的分段100030002

(a)LD0002AND0003

10011000

(b)LD1000AND1001

OR-LD0500

(c)OR0500

00050004

(d)AND0004AND-NOT0003

2AND-LD300070006

(e)LD0006AND0007

1002

(f)OR1002

450500

OUT0500

圖7-17復(fù)雜電路的逐段編程7.1.3常用基本電路舉例

1.延時(shí)電路（1）瞬時(shí)輸入延時(shí)斷開電路（失電延時(shí)型時(shí)間繼電器）PLC中的定時(shí)器都是通電延時(shí)型，即定時(shí)器的輸入信號(hào)為ON時(shí)，定時(shí)器的設(shè)定值作減1運(yùn)算；當(dāng)設(shè)定值減到0時(shí)，定時(shí)器輸出一個(gè)信號(hào)。但在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要失電延時(shí)型的時(shí)間繼電器，即通電時(shí)（定時(shí)器的輸入信號(hào)為ON），定時(shí)器的輸出瞬時(shí)動(dòng)作，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開；而失電時(shí)（定時(shí)器的輸入信號(hào)為OFF），延時(shí)一段時(shí)間后再?gòu)?fù)位。上訴功能可由圖7-18所示電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。05000000TIM00050005000000TIM00#00404s00000500(a)梯形圖(b)波形圖圖7-18失電延時(shí)型時(shí)間繼電器（2）雙延時(shí)定時(shí)器電路用圖7-19所示可實(shí)現(xiàn)通電、斷電都能延時(shí)的定時(shí)器。0500TIM00TIM01050005000000TIM01#00400000TIM00#00204s000005002s(a)梯形圖(b)梯形圖圖7-19雙延時(shí)定時(shí)器05000000TIM01#00400500TIM00TIM0105000000TIM00#0020

2.定時(shí)器的擴(kuò)展圖7-20（a）所示電路輸出繼電器延時(shí)通電時(shí)間為t1+t2；圖7-20（b）所示電路輸出繼電器延時(shí)通電時(shí)間為t·m。0500TIM01TIM01#t20000TIM00#t1TIM00(a)CNT01#mCPR0500TIM000000CNT01(b)0000TIM00TIM00#t圖7-20長(zhǎng)延時(shí)電路

3.分頻電路圖7-21用DIFU(13)指令組成的二分頻電路，在第一個(gè)輸入脈沖信號(hào)0000到來(lái)時(shí)，1000接通一個(gè)掃描周期。因?yàn)榈谌羞€未執(zhí)行，CPU執(zhí)行第二行時(shí)，常開觸點(diǎn)0500仍斷開，1100為OFF，其常閉觸點(diǎn)閉合。執(zhí)行第三行時(shí)，輸出繼電器被接通并保持。當(dāng)?shù)诙€(gè)輸入脈沖

0000到來(lái)，執(zhí)行第二行時(shí)，常開觸點(diǎn)0500已接通，1100為ON。執(zhí)行第三行時(shí)，雖有觸發(fā)脈沖1000，因常閉觸點(diǎn)1100已斷開，輸入繼電器變?yōu)镺FF，其時(shí)序如圖7-21（b）所示。按上述電路原理，PLC可組成任意分頻的二進(jìn)制分頻電路。05001000110005001000050011000000DIFU(13)10000000100011000500T0(a)梯形圖(b)波形圖圖7-21二分頻電路

4.脈沖發(fā)生器在前面的閃光電路中，無(wú)論是用兩個(gè)定時(shí)器還是用兩個(gè)計(jì)數(shù)器組成的閃光電路，實(shí)際上都可以看作是脈沖發(fā)生器，改變閃光的頻率和通斷的時(shí)間比，實(shí)際上就是改變脈沖發(fā)生器的頻率和脈沖寬度。在實(shí)際應(yīng)用中，我們常用單個(gè)脈沖，即單脈沖觸發(fā)器，來(lái)控制系統(tǒng)的起動(dòng)、復(fù)位、計(jì)數(shù)器的清零和計(jì)數(shù)等。單脈沖往往是在信號(hào)變化時(shí)產(chǎn)生的，其寬度就是PLC掃描一遍用戶程序所需的時(shí)間，即一個(gè)掃描周期。如圖7-22所示。如0002變?yōu)镺N，1000、1001及1002為ON，然后一個(gè)周期以后由于1001的常閉觸點(diǎn)斷開時(shí)1000為OFF，從而使1002斷電，只產(chǎn)生一個(gè)脈沖，即單脈沖。用相同的思路，將圖7－22中的0002常閉觸點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)0002由ON變?yōu)镺FF時(shí)，使輸出1002產(chǎn)生一個(gè)周期的單脈沖。如果用前沿微分指令，也可以構(gòu)成單脈沖發(fā)生器。000210020002100110001000000210011002(a)梯形圖(b)波形圖圖7-22單脈沖發(fā)生器

5.多諧振蕩電路多諧振蕩電路可以產(chǎn)生按特定的通/斷間隔的時(shí)序脈沖，常用它來(lái)作為脈沖信號(hào)源，也可用它來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的閃光報(bào)警繼電器，作為閃光報(bào)警，如圖7-23所示。由梯形圖程序可知，可以通過設(shè)定兩個(gè)定時(shí)器的設(shè)定值來(lái)確定所產(chǎn)生脈沖的占空比。0000TIM01TIM00TIM00TIM011000(a)梯形圖#0100#015010s15s00001000(b)波形圖圖7-23多諧振蕩電路

6.保持電路保持電路是可以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)的電路。在PLC運(yùn)行時(shí)，有可能電源突然中斷掉電，PLC的有關(guān)內(nèi)部輔助繼電器和輸出繼電器被斷開，當(dāng)電源重新恢復(fù)后，難以維持掉電前的狀態(tài)。在某些特殊的場(chǎng)合下，為了保持掉電前的狀態(tài)，以便當(dāng)重新送電后，能保持被控設(shè)備的工作的連續(xù)性，可采用保持繼電器，如圖7-24所示。00000001HR000HR000HR0001000圖7-24可實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)的保持電路

00000001HR0001000掉電(a)梯形圖(b)波形圖

7.比較電路（譯碼電路）比較電路如圖7-25所示。電路預(yù)先設(shè)好輸出的要求，然后對(duì)輸入的信號(hào)A、B進(jìn)行比較，接通某一輸出。HR000輸入信號(hào)A0000輸入信號(hào)B0001HR000圖7-25比較電路HR000HR001HR000HR001HR000HR001HR001HR0011000100110021003

8.優(yōu)先電路在多個(gè)故障檢測(cè)系統(tǒng)中，有時(shí)可能當(dāng)一個(gè)故障產(chǎn)生后，會(huì)引起其他多個(gè)故障，這時(shí)如能準(zhǔn)確地判斷哪一個(gè)故障是最先出現(xiàn)的，則對(duì)于分析和處理故障是極為有利的。以下是4個(gè)輸入信號(hào)的先輸入優(yōu)先的簡(jiǎn)單控制電路，如圖7-26所示。圖7-26多輸入信號(hào)的優(yōu)先電路輸入信號(hào)A0000HR000HR001HR002HR003HR000輸入信號(hào)B0001HR001HR000HR002HR003HR001輸入信號(hào)C0002HR002HR000HR001HR003HR002輸入信號(hào)D0003HR003HR000HR001HR002HR003

9.計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展

OMRONC系列PLC的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是0～9999，當(dāng)需要計(jì)數(shù)的數(shù)值超過了這個(gè)最大計(jì)數(shù)值時(shí)，可以將兩個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)器串級(jí)組合，以達(dá)到擴(kuò)大計(jì)數(shù)器范圍的目的。圖7-27電路能計(jì)數(shù)1000000次，0000為計(jì)數(shù)脈沖輸入端，0001為CNT的復(fù)位端。當(dāng)CNT00計(jì)數(shù)到1000次，CNT00接通一個(gè)掃描周期，將自身復(fù)位后繼續(xù)計(jì)數(shù)，同時(shí)向CNT01的CP端輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，CNT01作一次減1計(jì)數(shù)。當(dāng)其計(jì)滿1000次時(shí)，CNT01為ON，0500導(dǎo)通，此時(shí)CNT00已計(jì)數(shù)1000000次。CNT00#1000CPRCNT01#1000CPR050000000001CNT00CNT000001CNT01圖7-27計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展

10.單按鈕起?？刂齐娐吠ǔＲ粋€(gè)電路的起動(dòng)和停止控制是由兩只按鈕分別完成的，當(dāng)一臺(tái)PLC控制多個(gè)這種具有起停操作的電路時(shí)，將占用很多輸入點(diǎn)。一般整體式PLC的輸入/輸出點(diǎn)是按3:2的比例配置的，由于大多數(shù)被控設(shè)備是輸入信號(hào)多，輸出信號(hào)少，有時(shí)在設(shè)計(jì)一個(gè)不太復(fù)雜的控制電路時(shí)，也會(huì)面臨輸入點(diǎn)不足的問題。因此用單按鈕實(shí)現(xiàn)起?？刂频囊饬x日益重要，這也是目前廣泛應(yīng)用單按鈕起?？刂齐娐返囊粋€(gè)原因。用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的單按鈕起停控制電路如圖4-28所示。當(dāng)按鈕0000按第一下時(shí)，輸出0500接通，并自保持，1000產(chǎn)生一脈沖，計(jì)數(shù)器CNT00計(jì)數(shù)1；當(dāng)按鈕0000第二次按下時(shí)，計(jì)數(shù)器CNT00計(jì)數(shù)為2，計(jì)數(shù)器CNT00接通，它的常閉觸點(diǎn)斷開輸出0500，它的常開觸點(diǎn)使計(jì)數(shù)器CNT00復(fù)位，為下次計(jì)數(shù)做好準(zhǔn)備。從而實(shí)現(xiàn)了用一只按鈕完成齊次計(jì)數(shù)時(shí)起動(dòng)，偶次計(jì)數(shù)停止的控制。CNT00#0002CPR1000CNT000000圖7-28用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的單按鈕起停控制電路DIFU100005000000CNT0005007.2時(shí)序電路設(shè)計(jì)方法

7.2.1觸點(diǎn)控制規(guī)律設(shè)X、Y、Z為三個(gè)觸點(diǎn)，則其邏輯關(guān)系有如下控制規(guī)律：交換律、結(jié)合律、吸收率、重復(fù)率、分配律、重疊律、雙重否定率、反演律等（詳細(xì)內(nèi)容見第4章4.3.2節(jié)中的邏輯代數(shù)定律）。上述規(guī)律可以通過實(shí)際電路加以驗(yàn)證，如分配律，可以由圖7-29（a）、（c）與圖（b）、（d）的等效關(guān)系加以驗(yàn)證。(c)XYZ(a)XYZX(b)XZYXXZY(d)圖7-29觸點(diǎn)的分配律7.2.2編程步驟（1）根據(jù)控制要求分配輸入、輸出觸點(diǎn)，有時(shí)還要分配內(nèi)部輔助繼電器及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等。（2）分析邏輯關(guān)系，畫時(shí)序圖。（3）根據(jù)時(shí)序圖，列出輸出信號(hào)的邏輯表達(dá)式。（4）依上述分析畫出梯形圖。（5）驗(yàn)證。由于邏輯表達(dá)式不一定列全，應(yīng)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)法分析其正確性。7.2.3舉例

1.兩臺(tái)電機(jī)順序控制要求：按下起動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)10s，停止5s，電動(dòng)機(jī)M2與M1相反，即M1停止時(shí)M2運(yùn)行，M1運(yùn)行時(shí)M2停止，如此循環(huán)往復(fù)，直至按下停車按鈕。通道分配如下：（1）0000為起動(dòng)按鈕；（2）0001為停車按鈕；（3）0500為M1電動(dòng)機(jī)接觸器線圈；（4）0501為M2電動(dòng)機(jī)接觸器線圈。為了使邏輯關(guān)系清晰，用中間繼電器1000作為運(yùn)行控制繼電器，且用TIM00控制M1運(yùn)行時(shí)間，TIM01控制M1停車時(shí)間。根據(jù)要求畫出時(shí)序圖如圖7-30所示。由圖7-30可以看出，TIM00和TIM01組成振蕩電路。邏輯關(guān)系表達(dá)式如下：000000011000TIM00TIM0105000501圖7-30兩臺(tái)電機(jī)順序控制時(shí)序圖結(jié)合7.1.3中多諧振蕩電路可以畫出梯形圖如圖7-31所示。最后還應(yīng)分析一下所畫梯形圖是否符合控制要求。1000TIM00TIM0105000501END(01)0000000110001000TIM01TIM001000TIM0010000500#0100#0050圖7-31兩臺(tái)電機(jī)順序控制梯形圖

2.噴泉電路有A、B、C三組噴頭，起動(dòng)后，A組先噴5s；然后B、C同時(shí)噴，A停；5s后B停；再5s后C停，而A、B又噴；再2s，C也噴；持續(xù)5s后全部停噴；再過3s重復(fù)前述過程。通道分配如下：（1）0002為起動(dòng)按鈕；（2）0003為停止按鈕；（3）A、B、C分別用0500、0501、0502控制；（4）TIM00為5s；（5）TIM01為5s；（6）TIM02為5s；（7）TIM03為2s；（8）TIM04為5s；（9）TIM05為3s。根據(jù)控制要求畫出時(shí)序圖如圖7-32所示。00021000TIM005sTIM015s5s2s5s3s5sTIM02TIM03TIM04TIM05050005010502圖7-32噴泉電路時(shí)序圖根據(jù)上述邏輯關(guān)系，可列出下列邏輯表達(dá)式：最后，依上述分析畫出梯形圖，如圖7-33所示，圖中把TIM05動(dòng)斷觸點(diǎn)串入TIM00線圈控制電路中，目的是使定時(shí)器能周期地進(jìn)行工作。把TIM05動(dòng)斷觸點(diǎn)與1001動(dòng)斷觸點(diǎn)并聯(lián)（1000線圈控制電路），目的是不論0003何時(shí)按下，1000必須到噴完一個(gè)周期后才會(huì)停止工作。10001001END(01)000210001001TIM050003100110001000TIM05TIM00#0050TIM00TIM01#0050TIM01TIM02#0050TIM02TIM03#0020TIM03TIM04#0050TIM04TIM05#003005001000TIM00TIM02TIM04TIM00TIM01TIM02TIM04TIM00TIM02TIM03TIM0405010502圖7-33噴泉電路梯形圖7.3用功能表圖設(shè)計(jì)梯形圖

7.3.1功能表圖及其組成功能表圖(FunctionChartDiagram)是用圖形符號(hào)和文字表述相結(jié)合的方法，全面描述控制系統(tǒng)含電氣、液壓、氣動(dòng)和機(jī)械控制系統(tǒng)或系統(tǒng)某些部份的控制過程、功能和特性的一種通用語(yǔ)言。在功能表圖中，把一個(gè)過程循環(huán)分解成若干個(gè)清晰的連續(xù)階段稱為“步”(Step)，步與步之間由“轉(zhuǎn)換”分隔。當(dāng)兩步之間的轉(zhuǎn)換條件滿足，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，上一步的活動(dòng)結(jié)束，而下一步的活動(dòng)開始。一個(gè)過程循環(huán)分的步越多，對(duì)過程的描述就越精確。

1.步在控制系統(tǒng)的一個(gè)工作周期中，各依次順序相連的工作階段，稱為步或工步，用矩形框和文字(或數(shù)字)表示。步有兩種狀態(tài)，一個(gè)步可以是活動(dòng)的，稱為“活動(dòng)步”，也可以是非活動(dòng)的，稱為“非活動(dòng)步”(停止步)，一系列活動(dòng)步?jīng)Q定控制過程的狀態(tài)。對(duì)應(yīng)控制過程開始階段的步，稱為“初始步”(InitialStep)，每一個(gè)功能表圖至少有一個(gè)初始步，初始步用雙線矩形框表示如圖7-34。01圖4-34功能表圖組成02AB

2.動(dòng)作在功能表圖中，命令(Command)或稱動(dòng)作(Action)用矩形框文字和字母符號(hào)表示，與對(duì)應(yīng)步的符號(hào)相連。一個(gè)步被激活，能導(dǎo)致一個(gè)或幾個(gè)動(dòng)作或命令，亦即對(duì)應(yīng)活動(dòng)步的動(dòng)作被執(zhí)行。若某步為非活動(dòng)步，對(duì)應(yīng)的動(dòng)作返回到該步活動(dòng)之前的狀態(tài)。對(duì)應(yīng)活動(dòng)步的所有動(dòng)作被執(zhí)行，活動(dòng)步的動(dòng)作可以是動(dòng)作的開始、繼續(xù)或結(jié)束。若有幾個(gè)動(dòng)作與同一步相連，這些動(dòng)作符號(hào)可水平布置，也可垂直布置，如圖7-34動(dòng)作A、B。

3.有向連線有向連線將各步按進(jìn)展的先后順序連接起來(lái)，它將步連接到轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換連接到步，有向連線指定了從初始步開始向活動(dòng)步進(jìn)展的方向與路線。有向連線可垂直或水平布置，為了使圖面更加清晰，個(gè)別情況下也可用斜線。在功能表圖中，進(jìn)展的走向總是從上至下，從左到右，因此有向連線的箭頭可以省略。如果不遵守上述進(jìn)展規(guī)則時(shí)，必須加注箭頭。若垂直有向連線與水平有向連線之間沒有內(nèi)在聯(lián)系，允許它們交叉，但當(dāng)有向連線與同一進(jìn)展相關(guān)時(shí)，則不允許交叉。在繪制功能表圖時(shí)，因圖較復(fù)雜或用幾張圖表示，有向連線必須中斷，應(yīng)注明下一步編號(hào)及其所有頁(yè)數(shù)。

4.轉(zhuǎn)換在功能表圖中，生成活動(dòng)步的進(jìn)展，是按有向連線指定的路線進(jìn)行的，進(jìn)展由一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來(lái)完成。轉(zhuǎn)換的符號(hào)是一根短劃線，與有向連線相交，轉(zhuǎn)換將相鄰的兩個(gè)步隔開。如果通過有向連線連接到轉(zhuǎn)換符號(hào)的所有前級(jí)步都是活動(dòng)步，該轉(zhuǎn)換為“使能轉(zhuǎn)換”，否則該轉(zhuǎn)換為“非使能轉(zhuǎn)換”。只有當(dāng)轉(zhuǎn)換為使能轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換條件滿足，該轉(zhuǎn)換才被實(shí)現(xiàn)。某轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，所有與有向連線和相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步被激活，而所有與有向連線和相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)步均為非活動(dòng)步。

5.轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件標(biāo)注在轉(zhuǎn)換符號(hào)近旁，轉(zhuǎn)換條件可用三種方式表示：（1）文字語(yǔ)句：b、c觸點(diǎn)中任何一個(gè)閉合，觸點(diǎn)a同時(shí)閉合。（2）布爾表達(dá)式：a(b+c)。（3）圖形符號(hào)：如圖7-35所示。所謂轉(zhuǎn)換條件是指與該轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯變量，可以是真的(1)也可以是假的(0)。如果邏輯變量為真，轉(zhuǎn)換條件為“1”，轉(zhuǎn)換條件滿足；如果邏輯變量為假，轉(zhuǎn)換條件為“0”，轉(zhuǎn)換條件不滿足。只有當(dāng)某使能步轉(zhuǎn)換條件滿足，轉(zhuǎn)換才被執(zhí)行。&≥1abc圖7-35圖形符號(hào)7.3.2功能表圖的結(jié)構(gòu)形式

1.功能表圖的基本結(jié)構(gòu)功能表圖的基本結(jié)構(gòu)形式為單序列、選擇序列和并行序列。如圖7-36所示，有時(shí)一張功能表圖采用了多種結(jié)構(gòu)形式組成。（1）單序列如圖7－36(a)，每一個(gè)步后面僅接一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換之后也只有一個(gè)步，所有各步沿有向連線單列串聯(lián)。按圖7-36(a)對(duì)每一個(gè)步都可寫出布爾表達(dá)式。圖7-36功能表圖基本結(jié)構(gòu)X2X3X4X1Y1Y2abc(a)X1X2X4X3X5X6X7abcdefgh(b)X1X2X3X4X5X6X8X9X7abcdefg(c)

若X2為活動(dòng)步，與其相連的動(dòng)作Y1和動(dòng)作Y2被執(zhí)行。當(dāng)轉(zhuǎn)換b=1，轉(zhuǎn)換條件滿足，工步X3被激活，并保持(括符中的X3)，X2變成非活動(dòng)步，動(dòng)作Y1和Y2停止執(zhí)行，恢復(fù)到工步X2活動(dòng)前的狀態(tài)。單序列的特點(diǎn)是，在任一時(shí)刻，只有一個(gè)步處于活動(dòng)狀態(tài)。（2）選擇序列圖7-36(b)，水平有向連線以上的工步X2為活動(dòng)步，控制過程的進(jìn)展有工步X3、X4和X5可供選擇，即X3、X4和X5為使能步。在水平有向連線之下設(shè)分支，選擇序列的開始是分支，用與進(jìn)展相同數(shù)量的轉(zhuǎn)換b、c、d決定進(jìn)展的路線。如果只選擇一個(gè)序列，則在同一時(shí)刻與若干個(gè)序列相關(guān)的轉(zhuǎn)換條件中只能有一個(gè)轉(zhuǎn)換條件為真，如c＝1，工步X4被激活，X3和X4停止。選擇序列的結(jié)束是合并，用一根水平有向連線合并各分支，把若干個(gè)序列匯合到一個(gè)公共序列。在合并處，水平有向連線以上要設(shè)置與需要合并的序列相同數(shù)量的轉(zhuǎn)換如轉(zhuǎn)換e，f和g。若X4為活動(dòng)步，需要發(fā)生從X4步到X6步的進(jìn)展，轉(zhuǎn)換條件f＝1為真。若步X5為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件g＝1為真，則發(fā)生步X5到步X6的進(jìn)展。圖7-36(b)各步的布爾表達(dá)式：合并處分支處（3）并行序列圖7-36(c)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)將導(dǎo)致幾個(gè)序列同時(shí)激活，被同時(shí)激活的活動(dòng)步的進(jìn)展是彼此獨(dú)立進(jìn)行的。并行序列開始和結(jié)束都使用雙線，表示同步實(shí)現(xiàn)，與選擇序列相區(qū)別。并行序列的開始是分支，雙線水平有向連線以上只允許有一個(gè)轉(zhuǎn)換符號(hào)。只有當(dāng)工步X2處于活動(dòng)狀態(tài)，并且與公共轉(zhuǎn)換相關(guān)的轉(zhuǎn)換條件b＝1為真時(shí)，才會(huì)發(fā)生從步X2到步X3和步X4的進(jìn)展。并行序列的結(jié)束是合并，在表示同步的雙線水平有向連線之下，只允許設(shè)置—個(gè)轉(zhuǎn)換符號(hào)。只有當(dāng)直接連在雙線水平有向連線之上的所有的步為活動(dòng)步如圖7-36(c)中工步X4和工步X7為活動(dòng)步，且與轉(zhuǎn)換相關(guān)的轉(zhuǎn)換條件f＝1為真，才發(fā)生從工步X4、X7到工步X8的進(jìn)展。轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，工步X4、X7同時(shí)停止，工步X8被激活。圖7-36(c)各步的布爾表達(dá)式：分支處

合并處

2.跳步、重復(fù)和循環(huán)序列有的控制過程要求跳過某些工步不執(zhí)行，重復(fù)某些工步或循環(huán)執(zhí)行各工步，其功能表圖如圖7-37(a)、(b)、(c)。X2X4X6abc(c)循環(huán)序列X3X5defX1L=1815圖7-37跳步、重復(fù)和循環(huán)序列功能表圖X2X4X6abc(a)跳步序列X1X3X5defgX2X4X6abc(b)重復(fù)序列X1X3X5defg圖7-37(a)控制過程跳過工步X3和X4不執(zhí)行，去執(zhí)行工步X5。跳步序列實(shí)際上是一種特殊的選擇序列，工步X2以下分支，有工步X3和工步X5供選擇，由工步X2與工步X4合并到工步X5。各工步布爾表達(dá)式：圖7-37(b)，重復(fù)執(zhí)行工步X3、工步X4和工步X5，，當(dāng)工步X5為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件e=1，f=0時(shí)，進(jìn)展由工步X5到工步X3，重復(fù)執(zhí)行工步X3、X4和X5對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，直至轉(zhuǎn)換條件e=0，f=1時(shí)，才結(jié)束重復(fù)，由工步X5進(jìn)展到工步X6。同樣地，重復(fù)序列也是一種特殊的選擇序列，工步X5以下分支，有工步X6和工步X3供選擇，只有當(dāng)各自的轉(zhuǎn)換條件為真，才向相應(yīng)的步進(jìn)展。各工步布爾表達(dá)式如下：圖7-37(c)為循環(huán)序列，當(dāng)工步X6為括動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件f=1為真，工步X6將進(jìn)展到工步X1，循環(huán)序列是重復(fù)序列的特例。

3.初始步每一個(gè)功能表圖至少有一個(gè)初始步，如圖7-37(c)中的工步X1，用初始步等待控制過程起動(dòng)信號(hào)的到來(lái)，初始步對(duì)應(yīng)過程的預(yù)備階段，如組合機(jī)床某動(dòng)力頭處于原位、液壓泵已起動(dòng)等控制過程初始狀態(tài)。對(duì)圖7-37(c)，由于工步X6為非活動(dòng)步，顯然第一個(gè)工作循環(huán)不能起動(dòng)，解決的方法是在初始步X1設(shè)置一個(gè)起動(dòng)脈沖信號(hào)L，激活初始步X1。第一個(gè)循環(huán)起動(dòng)后，另加的初始脈沖就不去干擾控制過程的正常運(yùn)行，通常用控制按鈕或?qū)Ｓ脙?nèi)部繼電器1815提供初始脈沖信號(hào)。加入起動(dòng)脈沖信號(hào)L的初始步X1的布爾表達(dá)式為：

4.空操作與空階段在功能表圖中，所設(shè)置的不執(zhí)行任何動(dòng)作和命令的階段，稱為“空階段”，對(duì)應(yīng)空階段的動(dòng)作稱為“空操作”(No－operation)。如圖7-36(c)，將X4和X7兩個(gè)工步不作任何動(dòng)作，設(shè)定為空階段，以等待各分支工作結(jié)束后，一同轉(zhuǎn)入工步X8。圖7-38(a)由兩個(gè)工步組成的簡(jiǎn)單循環(huán)，

X2既擔(dān)任工步X1的起動(dòng)信號(hào)，又充當(dāng)工步X1的停止信號(hào)，無(wú)法起動(dòng)該循環(huán)。在這種情況下，有必要插入一個(gè)空階段即空操作的工步X3如圖7-38(b)所示。圖7-38功能表圖中的空階段X2Y1cX1Y2ba(b)插入空階段X3X2ab(a)兩個(gè)工步的循環(huán)X1X3=(X2·b+X3)·X1X2=(X1·a+X2)·X3X1=(X3·c+X1)·X27.3.3用功能表圖設(shè)計(jì)順序控制梯形圖

1.壓力機(jī)控制的功能表圖及梯形圖程序要求：壓力機(jī)沖頭停在上方原始位置，行程開關(guān)SQ1(0002)被壓下，其常開觸點(diǎn)閉合。按下起動(dòng)按鈕SB（0000）,其常開觸點(diǎn)通電一次，液壓電磁閥YV1（0500）接通，沖頭下行。當(dāng)沖頭接觸工件后壓力迅速升高，壓力繼電器SP（0001）壓力值達(dá)到預(yù)定值后，其常開觸點(diǎn)閉合（0001為ON）。保壓5s，接通電磁閥YV2（0501），關(guān)閉電磁閥YV1（0500）。沖頭上升，返回原始位置再壓住行程開關(guān)SQ1(0002)，沖頭停止上升，按上述控制要求設(shè)計(jì)梯形圖程序。（1）設(shè)定壓力機(jī)現(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)和工步繼電器壓力機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)及工步繼電器如表7-1所示。繼電器1000為初始步，專用內(nèi)部繼電器1815為初始步提供脈沖。輸入信號(hào)輸出信號(hào)工步繼電器起動(dòng)按鈕原位開關(guān)壓力繼電器保壓時(shí)限沖壓頭下行沖壓頭上行初始步下行步保壓步上行步SBSQ1SP5sYV1YV21000100110021003000000020001TIM0105000501表7-1（2）功能表圖如圖7-39及布爾表達(dá)式圖7-39壓力機(jī)功能表圖00020000(SB)10011002100305000500050110000001(SP)STIM011815TIM01#0050(SQ1)（3）壓力機(jī)控制梯形圖程序圖7-40為用保持指令KEEP(11)繪制的梯形圖，工步1001和工步1002對(duì)應(yīng)動(dòng)作均有輸出繼電器0500，為避免雙線圈輸出，將1001和1002并聯(lián)向0500輸出。~~KEEP10001003000218150000KEEP1001100000000001KEEP100210010001TIM01KEEP10031002TIM010002100105001002TIM01100205011003END(01)~~圖7-40壓力機(jī)的梯形圖程序#0050

2.液壓滑臺(tái)自動(dòng)循環(huán)運(yùn)動(dòng)控制的功能表圖和梯形圖程