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”國家級規(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)是無限的，且動合、動斷形式均可。所以，在畫梯形圖時，應(yīng)使結(jié)構(gòu)盡量簡化（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，可通過一個沒有使用過的內(nèi)部輔助繼電器的動斷觸點(diǎn)或常ON繼電器1813來聯(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)計原則（3）10000500000105001001．．．圖7-4梯形圖設(shè)計原則（4）（5）同一線圈不能重復(fù)使用，圖7-4即為非法電路，在程序查錯時，將出現(xiàn)DOUBLECOIL出錯信息。（6）兩個或兩個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)計原則（5）（7）程序的運(yùn)行是以第一個地址到END（01）指令，按從左到右，從上到下的順序執(zhí)行。在編程時要考慮程序的先后順序。如圖7-6所示，在調(diào)試程序時，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END（01）指令，這樣就可以逐段調(diào)試，直到整個程序都調(diào)好為止。00000001END．．．ENDENDEND不執(zhí)行圖7-6梯形圖設(shè)計原則（7）7.1.2編程技巧

1.電路塊的重新排列幾個電路塊串并聯(lián)時，適當(dāng)安排電路塊的位置，可使指令編碼簡化。（1）對梯形圖中的并聯(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)輸出中有兩個及兩個以上帶觸點(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

PLC不能對電路編程，必須進(jìn)行化簡后才能編程，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，要盡可能使用開關(guān)的常開觸點(diǎn)。圖7-13為一個具有過熱保護(hù)的電動機(jī)起動和停止控制電路，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，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，電動機(jī)才能起動，否則無法起動本序。00000500000100020500（SB1）(SB2)(FR)00000500000100020500（SB1）(SB2)(FR)“AND0002”(a)(b)000000010002SB1SB2FRDC24VAC200V～0500（c）（a）輸入兩個常閉觸點(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，在編程時可把它看成由若干簡單的程序段聯(lián)結(jié)而成的。首先，把程序分成a、b、c、d、e、f六個程序段，如圖7-16所示。在劃分程序段時是從上到下、從左到右來劃分的；在聯(lián)結(jié)程序段時，也是先垂直聯(lián)結(jié)，再從左到右聯(lián)結(jié)。本例中，無論編程還是聯(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.延時電路（1）瞬時輸入延時斷開電路（失電延時型時間繼電器）PLC中的定時器都是通電延時型，即定時器的輸入信號為ON時，定時器的設(shè)定值作減1運(yùn)算；當(dāng)設(shè)定值減到0時，定時器輸出一個信號。但在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要失電延時型的時間繼電器，即通電時（定時器的輸入信號為ON），定時器的輸出瞬時動作，動合觸點(diǎn)閉合，動斷觸點(diǎn)打開；而失電時（定時器的輸入信號為OFF），延時一段時間后再復(fù)位。上訴功能可由圖7-18所示電路來實(shí)現(xiàn)。05000000TIM00050005000000TIM00#00404s00000500(a)梯形圖(b)波形圖圖7-18失電延時型時間繼電器（2）雙延時定時器電路用圖7-19所示可實(shí)現(xiàn)通電、斷電都能延時的定時器。0500TIM00TIM01050005000000TIM01#00400000TIM00#00204s000005002s(a)梯形圖(b)梯形圖圖7-19雙延時定時器05000000TIM01#00400500TIM00TIM0105000000TIM00#0020

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

3.分頻電路圖7-21用DIFU(13)指令組成的二分頻電路，在第一個輸入脈沖信號0000到來時，1000接通一個掃描周期。因?yàn)榈谌羞€未執(zhí)行，CPU執(zhí)行第二行時，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，輸出繼電器被接通并保持。當(dāng)?shù)诙€輸入脈沖

0000到來，執(zhí)行第二行時，常開觸點(diǎn)0500已接通，1100為ON。執(zhí)行第三行時，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，無論是用兩個定時器還是用兩個計數(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，我們常用單個脈沖，即單脈沖觸發(fā)器，來控制系統(tǒng)的起動、復(fù)位、計數(shù)器的清零和計數(shù)等。單脈沖往往是在信號變化時產(chǎn)生的，其寬度就是PLC掃描一遍用戶程序所需的時間，即一個掃描周期。如圖7-22所示。如0002變?yōu)镺N，1000、1001及1002為ON，然后一個周期以后由于1001的常閉觸點(diǎn)斷開時1000為OFF，從而使1002斷電，只產(chǎn)生一個脈沖，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，使輸出1002產(chǎn)生一個周期的單脈沖。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/斷間隔的時序脈沖，常用它來作為脈沖信號源，也可用它來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的閃光報警繼電器，作為閃光報警，如圖7-23所示。由梯形圖程序可知，可以通過設(shè)定兩個定時器的設(shè)定值來確定所產(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，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，然后對輸入的信號A、B進(jìn)行比較，接通某一輸出。HR000輸入信號A0000輸入信號B0001HR000圖7-25比較電路HR000HR001HR000HR001HR000HR001HR001HR0011000100110021003

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

9.計數(shù)器的擴(kuò)展

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

10.單按鈕起停控制電路通常一個電路的起動和停止控制是由兩只按鈕分別完成的，當(dāng)一臺PLC控制多個這種具有起停操作的電路時，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)備是輸入信號多，輸出信號少，有時在設(shè)計一個不太復(fù)雜的控制電路時，也會面臨輸入點(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€原因。用計數(shù)器實(shí)現(xiàn)的單按鈕起?？刂齐娐啡鐖D4-28所示。當(dāng)按鈕0000按第一下時，輸出0500接通，并自保持，1000產(chǎn)生一脈沖，計數(shù)器CNT00計數(shù)1；當(dāng)按鈕0000第二次按下時，計數(shù)器CNT00計數(shù)為2，計數(shù)器CNT00接通，它的常閉觸點(diǎn)斷開輸出0500，它的常開觸點(diǎn)使計數(shù)器CNT00復(fù)位，為下次計數(shù)做好準(zhǔn)備。從而實(shí)現(xiàn)了用一只按鈕完成齊次計數(shù)時起動，偶次計數(shù)停止的控制。CNT00#0002CPR1000CNT000000圖7-28用計數(shù)器實(shí)現(xiàn)的單按鈕起?？刂齐娐稤IFU100005000000CNT0005007.2時序電路設(shè)計方法

7.2.1觸點(diǎn)控制規(guī)律設(shè)X、Y、Z為三個觸點(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)，有時還要分配內(nèi)部輔助繼電器及定時器/計數(shù)器等。（2）分析邏輯關(guān)系，畫時序圖。（3）根據(jù)時序圖，列出輸出信號的邏輯表達(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

1.兩臺電機(jī)順序控制要求：按下起動按鈕后，電動機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)10s，停止5s，電動機(jī)M2與M1相反，即M1停止時M2運(yùn)行，M1運(yùn)行時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為起動按鈕；（2）0001為停車按鈕；（3）0500為M1電動機(jī)接觸器線圈；（4）0501為M2電動機(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)行時間，TIM01控制M1停車時間。根據(jù)要求畫出時序圖如圖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7-30兩臺電機(jī)順序控制時序圖結(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，起動后，A組先噴5s；然后B、C同時噴，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)控制要求畫出時序圖如圖7-32所示。00021000TIM005sTIM015s5s2s5s3s5sTIM02TIM03TIM04TIM05050005010502圖7-32噴泉電路時序圖根據(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動斷觸點(diǎn)串入TIM00線圈控制電路中，目的是使定時器能周期地進(jìn)行工作。把TIM05動斷觸點(diǎn)與1001動斷觸點(diǎn)并聯(lián)（1000線圈控制電路），目的是不論0003何時按下，1000必須到噴完一個周期后才會停止工作。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言。在功能表圖中，把一個過程循環(huán)分解成若干個清晰的連續(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，上一步的活動結(jié)束，而下一步的活動開始。一個過程循環(huán)分的步越多，對過程的描述就越精確。

1.步在控制系統(tǒng)的一個工作周期中，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)，一個步可以是活動的，稱為“活動步”，也可以是非活動的，稱為“非活動步”(停止步)，一系列活動步?jīng)Q定控制過程的狀態(tài)。對應(yīng)控制過程開始階段的步，稱為“初始步”(InitialStep)，每一個功能表圖至少有一個初始步，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.動作在功能表圖中，命令(Command)或稱動作(Action)用矩形框文字和字母符號表示，與對應(yīng)步的符號相連。一個步被激活，能導(dǎo)致一個或幾個動作或命令，亦即對應(yīng)活動步的動作被執(zhí)行。若某步為非活動步，對應(yīng)的動作返回到該步活動之前的狀態(tài)。對應(yīng)活動步的所有動作被執(zhí)行，活動步的動作可以是動作的開始、繼續(xù)或結(jié)束。若有幾個動作與同一步相連，這些動作符號可水平布置，也可垂直布置，如圖7-34動作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，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，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，則不允許交叉。在繪制功能表圖時，因圖較復(fù)雜或用幾張圖表示，有向連線必須中斷，應(yīng)注明下一步編號及其所有頁數(shù)。

4.轉(zhuǎn)換在功能表圖中，生成活動步的進(jìn)展，是按有向連線指定的路線進(jìn)行的，進(jìn)展由一個或幾個轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來完成。轉(zhuǎn)換的符號是一根短劃線，與有向連線相交，轉(zhuǎn)換將相鄰的兩個步隔開。如果通過有向連線連接到轉(zhuǎn)換符號的所有前級步都是活動步，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)換符號相連的前級步均為非活動步。

5.轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件標(biāo)注在轉(zhuǎn)換符號近旁，轉(zhuǎn)換條件可用三種方式表示：（1）文字語句：b、c觸點(diǎn)中任何一個閉合，觸點(diǎn)a同時閉合。（2）布爾表達(dá)式：a(b+c)。（3）圖形符號：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)，每一個步后面僅接一個轉(zhuǎn)換，每一個轉(zhuǎn)換之后也只有一個步，所有各步沿有向連線單列串聯(lián)。按圖7-36(a)對每一個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為活動步，與其相連的動作Y1和動作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變成非活動步，動作Y1和Y2停止執(zhí)行，恢復(fù)到工步X2活動前的狀態(tài)。單序列的特點(diǎn)是，在任一時刻，只有一個步處于活動狀態(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。如果只選擇一個序列，則在同一時刻與若干個序列相關(guān)的轉(zhuǎn)換條件中只能有一個轉(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，把若干個序列匯合到一個公共序列。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)致幾個序列同時激活，被同時激活的活動步的進(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轉(zhuǎn)換符號。只有當(dāng)工步X2處于活動狀態(tài)，并且與公共轉(zhuǎn)換相關(guān)的轉(zhuǎn)換條件b＝1為真時，才會發(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—個轉(zhuǎn)換符號。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步如圖7-36(c)中工步X4和工步X7為活動步，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為活動步，轉(zhuǎn)換條件e=1，f=0時，進(jìn)展由工步X5到工步X3，重復(fù)執(zhí)行工步X3、X4和X5對應(yīng)的動作，直至轉(zhuǎn)換條件e=0，f=1時，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.初始步每一個功能表圖至少有一個初始步，如圖7-37(c)中的工步X1，用初始步等待控制過程起動信號的到來，初始步對應(yīng)過程的預(yù)備階段，如組合機(jī)床某動力頭處于原位、液壓泵已起動等控制過程初始狀態(tài)。對圖7-37(c)，由于工步X6為非活動步，顯然第一個工作循環(huán)不能起動，解決的方法是在初始步X1設(shè)置一個起動脈沖信號L，激活初始步X1。第一個循環(huán)起動后，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。加入起動脈沖信號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)行任何動作和命令的階段，稱為“空階段”，對應(yīng)空階段的動作稱為“空操作”(No－operation)。如圖7-36(c)，將X4和X7兩個工步不作任何動作，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)由兩個工步組成的簡單循環(huán)，

X2既擔(dān)任工步X1的起動信號，又充當(dāng)工步X1的停止信號，無法起動該循環(huán)。在這種情況下，有必要插入一個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)計梯形圖程序。（1）設(shè)定壓力機(jī)現(xiàn)場I/O信號和工步繼電器壓力機(jī)控制現(xiàn)場I/O信號及工步繼電器如表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。輸入信號輸出信號工步繼電器起動按鈕原位開關(guān)壓力繼電器保壓時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對應(yīng)動作均有輸出繼電器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.液壓滑臺自動循環(huán)運(yùn)動控制的功能表圖和梯形圖程