《電氣控制與PLC技術(shù)》課件第7章

第7章程序設(shè)計(jì)7.1根據(jù)電氣控制圖設(shè)計(jì)梯形圖7.2常見(jiàn)程序分析7.3順序控制設(shè)計(jì)方法7.4使用STL指令編寫(xiě)順序控制梯形圖7.5使用啟保停電路的編程方法7.6以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法小結(jié)

思考與練習(xí)7.1根據(jù)電氣控制圖設(shè)計(jì)梯形圖7.1.1概述用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)時(shí)，由于原有的繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用和考驗(yàn)，已經(jīng)被證明能完成系統(tǒng)要求的控制功能，而繼電器電路圖與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據(jù)繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖，即將繼電器電路圖“轉(zhuǎn)換”為具有相同功能的PLC的外部硬件接線圖和梯形圖?？梢?jiàn)，根據(jù)繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖是一條捷徑。使用這種設(shè)計(jì)方法時(shí)應(yīng)注意梯形圖是PLC的程序，是一種軟件，而繼電器電路是由硬件元件組成的，梯形圖和繼電器電路有很大的本質(zhì)區(qū)別，例如在繼電器電路圖中，各繼電器可以同時(shí)動(dòng)作，而PLC的CPU是串行工作的，即CPU同時(shí)只能處理1條指令，根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)有很多需要注意的地方。這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改動(dòng)控制面板，保持了系統(tǒng)原有的外部特性，操作人員不用改變長(zhǎng)期形成的操作習(xí)慣。7.1.2基本方法在分析PLC控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以將它想象成一個(gè)繼電器控制系統(tǒng)中的控制箱，其外部接線圖描述了這個(gè)控制箱的外部接線，梯形圖是這個(gè)控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的輸入繼電器和輸出繼電器是這個(gè)控制箱與外部世界聯(lián)系的“接口繼電器”，這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來(lái)分析PLC控制系統(tǒng)。在分析時(shí)，可以將梯形圖中輸入繼電器的觸點(diǎn)想象成對(duì)應(yīng)的外部輸入器件的觸點(diǎn)或電路，將輸出繼電器的線圈想象成對(duì)應(yīng)的外部負(fù)載的線圈。外部負(fù)載的線圈除了受梯形圖的控制外，還可能受外部觸點(diǎn)的控制。圖7.1是某搖臂鉆床的繼電器控制電路原理圖。鉆床的主軸電機(jī)用接觸器KM1控制，搖臂的升降電機(jī)用KM2和KM3控制，立柱的松開(kāi)和夾緊電機(jī)用KM4和KM5控制。圖7.2和圖7.3是實(shí)現(xiàn)具有相同功能的PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖和梯形圖。將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的PLC外部接線圖和梯形圖的步驟如下：

(1)了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理，這樣才能做到在設(shè)計(jì)和調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)心中有數(shù)。圖7.1繼電器電路圖圖7.2PLC外部接線圖圖7.3梯形圖與斷電延時(shí)的波形圖

(2)確定PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載，畫(huà)出PLC的外部接線圖。繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用PLC的輸出繼電器來(lái)控制，它們的線圈接在PLC的輸出端。按鈕、控制開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等用來(lái)給PLC提供控制命令和反饋信號(hào)，它們的觸點(diǎn)接在PLC的輸入端。繼電器電路圖中的中間繼電器和時(shí)間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的輔助繼電器和定時(shí)器來(lái)完成，它們與PLC的輸入繼電器和輸出繼電器無(wú)關(guān)。畫(huà)出PLC的外部接線圖后，同時(shí)也確定了PLC的各輸入信號(hào)和輸出負(fù)載對(duì)應(yīng)的輸入繼電器和輸出繼電器的元件號(hào)。例如圖7.2搖臂上升的按鈕SB3接在PLC的X0輸入端子上，該控制信號(hào)在梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的元件號(hào)為X0。在梯形圖中，可以將X0的觸點(diǎn)想象為SB3的觸點(diǎn)。

(3)與繼電器電路圖的中間繼電器、時(shí)間繼電器對(duì)應(yīng)的是梯形圖中的輔助繼電器(M)和定時(shí)器(T)的元件號(hào)。第(2)步和第(3)步建立了繼電器電路圖中的元件和梯形圖中的元件號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為梯形圖的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。

(4)據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系畫(huà)出梯形圖。7.1.3設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：

(1)應(yīng)遵守梯形圖語(yǔ)言中的語(yǔ)法規(guī)定。例如在繼電器電路圖中，觸點(diǎn)可以放在線圈的左邊，也可以放在線圈的右邊，但是在梯形圖中，線圈和輸出類(lèi)指令(如RST、SET和應(yīng)用指令等)必須放在電路的最右邊。

(2)設(shè)置中間單元。在梯形圖中，若多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制，為了簡(jiǎn)化電路，在梯形圖中可設(shè)置用該電路控制的輔助繼電器，如圖7.3中的M0和M1，它們類(lèi)似于繼電器電路中的中間繼電器。

(3)分離交織在一起的電路。在繼電器電路中，為了減少使用的器件和觸點(diǎn)，節(jié)省硬件成本，各個(gè)線圈的控制電路往往互相關(guān)聯(lián)，交織在一起。如果將圖7.1不加改動(dòng)地直接轉(zhuǎn)換為梯形圖，要使用大量的進(jìn)棧(MPS)、讀棧(MRD)和出棧(MPP)指令。轉(zhuǎn)換和分析這樣的電路都比較麻煩。解決的方法是可以將各線圈的控制電路分離開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖7.3)，但這樣處理可能會(huì)多用一些觸點(diǎn)。因?yàn)闆](méi)有用堆棧指令，所以與直接轉(zhuǎn)換的方法相比，所用的指令條數(shù)相差不會(huì)太大。即使多用一些指令，也不會(huì)增加硬件成本，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行也不會(huì)有什么影響。設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)以線圈為單位，分別考慮繼電器電路圖中每個(gè)線圈受到哪些觸點(diǎn)和電路的控制，然后畫(huà)出相應(yīng)的等效梯形圖電路。

(4)常閉觸點(diǎn)提供的輸入信號(hào)的處理。設(shè)計(jì)輸入電路時(shí)，應(yīng)盡量采用常開(kāi)觸點(diǎn)，如果只能使用常閉觸點(diǎn)，梯形圖中對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的常開(kāi)/常閉類(lèi)型應(yīng)與繼電器電路圖中的相反。例如圖7.2PLC的輸入電路中限位開(kāi)關(guān)SQ1的常閉觸點(diǎn)接在X4端子上,繼電器電路圖中SQ1的常閉觸點(diǎn)在梯形圖中對(duì)應(yīng)的是X4的常開(kāi)觸點(diǎn)。

(5)梯形圖電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了減少語(yǔ)句表指令的指令條數(shù)，在串聯(lián)電路中，單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在電路塊的右邊，在并聯(lián)電路中，單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在電路塊的下面。

(6)時(shí)間繼電器瞬動(dòng)觸點(diǎn)的處理。除了延時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)外，時(shí)間繼電器還有在線圈通電或斷電時(shí)馬上動(dòng)作的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。對(duì)于有瞬動(dòng)觸點(diǎn)的時(shí)間繼電器，可以在梯形圖中對(duì)應(yīng)的定時(shí)器線圈兩端并聯(lián)輔助繼電器，后者的觸點(diǎn)相當(dāng)于時(shí)間繼電器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。

(7)斷電延時(shí)的時(shí)間繼電器的處理。圖7.1中的KT屬于線圈斷電后開(kāi)始延時(shí)的時(shí)間繼電器。FX系列PLC沒(méi)有相同功能的定時(shí)器，但是可以用線圈通電后延時(shí)的定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)斷電延時(shí)功能(見(jiàn)圖7.3中最下面的兩行電路和波形圖)。

(8)外部聯(lián)鎖電路的設(shè)立。為了防止控制正反轉(zhuǎn)的兩個(gè)接觸器同時(shí)動(dòng)作，造成三相電源短路，應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件聯(lián)鎖電路。圖7.1中的KM2與KM3、KM4與KM5的線圈分別不能同時(shí)通電，除了在梯形圖中設(shè)置與它們對(duì)應(yīng)的輸出繼電器線圈串聯(lián)的，由常閉觸點(diǎn)組成的軟件互鎖電路外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。

(9)熱繼電器過(guò)載信號(hào)的處理。如果熱繼電器屬于自動(dòng)復(fù)位型，其觸點(diǎn)提供的過(guò)載信號(hào)必須通過(guò)輸入電路提供給PLC(見(jiàn)圖7.1中的FR2)，用梯形圖實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。如果屬于手動(dòng)復(fù)位型熱繼電器，其常閉觸點(diǎn)可以在PLC的輸出電路中與控制電機(jī)的交流接觸器線圈串聯(lián)。

(10)盡量減少PLC的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。PLC的價(jià)格與I/O點(diǎn)數(shù)有關(guān)，減少輸入、輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)是降低硬件費(fèi)用的主要措施。一般只需要同一輸入器件的一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)給PLC提供輸入信號(hào)。在梯形圖中，可以多次使用同一輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。在繼電器電路圖中，如果幾個(gè)輸入元件觸點(diǎn)的串并聯(lián)電路只出現(xiàn)一次或總是作為一個(gè)整體多次出現(xiàn)，可以將它們作為PLC的一個(gè)輸入信號(hào)，只占PLC的一個(gè)輸入點(diǎn)。某些器件的觸點(diǎn)如果在繼電器電路圖中只出現(xiàn)一次，并且與PLC輸出端的負(fù)載串聯(lián)(如有手動(dòng)復(fù)位功能的熱繼電器的常閉觸點(diǎn))，不必將它們作為PLC的輸入信號(hào)，可以將它們放在PLC外部的輸出回路，仍與相應(yīng)的外部負(fù)載串聯(lián)。繼電器控制系統(tǒng)中某些相對(duì)獨(dú)立且比較簡(jiǎn)單的部分，可以用繼電器電路控制，這樣同時(shí)減少了所需的PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)。例如圖7.1中，控制主軸電機(jī)的交流接觸器KM1的電路相當(dāng)簡(jiǎn)單，它與別的電路也沒(méi)有什么聯(lián)系，像這樣的電路沒(méi)有必要用PLC來(lái)控制，應(yīng)仍然用繼電器電路來(lái)控制。

(11)外部負(fù)載的額定電壓。PLC的繼電器輸出模塊和雙向晶閘管輸出模塊一般只能驅(qū)動(dòng)額定電壓AC220V的負(fù)載，如果系統(tǒng)原來(lái)的交流接觸器的線圈電壓為380V，應(yīng)將線圈換成電壓為220V的，或在PLC外部設(shè)置中間繼電器。7.2常見(jiàn)程序分析7.2.1自鎖和連鎖程序自鎖和連鎖控制是PLC控制電路的最基本的環(huán)節(jié)，常用于內(nèi)部繼電器、輸出繼電器的控制電路。

1．自鎖程序如圖7.4所示，輸入繼電器X0為ON時(shí)，其觸點(diǎn)X0閉合，輸出繼電器Y0接通，它的觸點(diǎn)Y0閉合，這時(shí)即使將X0斷開(kāi)，輸出繼電器Y0仍保持接通狀態(tài)。輸入繼電器X1為ON時(shí)，其觸點(diǎn)X1斷開(kāi)，輸出繼電器Y0為OFF，其觸點(diǎn)釋放。再想啟動(dòng)輸出繼電器Y0，只能重新使輸入繼電器X0為ON。此程序可以實(shí)現(xiàn)圖2.4所示電動(dòng)機(jī)自鎖控制電路的控制功能。但是要指出的是，在PLC控制程序中無(wú)法直接區(qū)別出開(kāi)關(guān)和按鈕。圖7.4自鎖控制梯形圖圖7.5連鎖控制梯形圖

2．連鎖程序不能同時(shí)動(dòng)作的連鎖控制如圖7.5所示。在此控制電路中，無(wú)論先接通哪一個(gè)輸出繼電器，之后，另外一個(gè)輸出繼電器都將不能接通。也就是說(shuō)兩者之中任何一個(gè)啟動(dòng)之后都把另一個(gè)啟動(dòng)控制回路斷開(kāi)，從而保證了任何時(shí)候兩者都不能同時(shí)啟動(dòng)。7.2.2優(yōu)先程序

1．兩個(gè)輸入信號(hào)的優(yōu)先電路兩個(gè)輸入信號(hào)的優(yōu)先電路如圖7.6所示。輸入信號(hào)X0和X1先到者取得優(yōu)先權(quán)，后到者無(wú)效。圖7.6兩個(gè)輸入信號(hào)的優(yōu)先電路

2．多個(gè)輸入信號(hào)的優(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。以下是多個(gè)輸入信號(hào)的優(yōu)先電路，如圖7.7所示。在四個(gè)輸入信號(hào)A、B、C、D中任何一個(gè)輸入信號(hào)首先出現(xiàn)，例如B信號(hào)先出現(xiàn)，則M501接通，其常閉接點(diǎn)M501全部打開(kāi)，這時(shí)以后到來(lái)的其他輸入信號(hào)A、C、D都無(wú)法使M501、M502、M503接通，從而可以迅速判斷出A、B、C、D中哪一個(gè)輸入信號(hào)是首發(fā)信號(hào)。圖7.7多個(gè)輸入信號(hào)的優(yōu)先電路7.2.3順序循環(huán)執(zhí)行程序順序控制是工業(yè)控制領(lǐng)域中最常見(jiàn)的一種控制裝置。用PLC實(shí)現(xiàn)順序控制，有多種方法能夠?qū)崿F(xiàn)，在實(shí)際編程中具體應(yīng)用哪一種方法，要視具體情況而定。

1．連鎖式順序步進(jìn)控制連鎖式順序步進(jìn)控制如圖7.8的梯形圖所示。從圖中可以看出，動(dòng)作的發(fā)生，是按順序步進(jìn)控制方式進(jìn)行的。將前一個(gè)動(dòng)作的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)在后一個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)線路中，作為后一個(gè)動(dòng)作發(fā)生的必要條件。同時(shí)將代表后一個(gè)動(dòng)作的常閉觸點(diǎn)串入前一個(gè)動(dòng)作的關(guān)斷線路中。這樣，只有前一個(gè)動(dòng)作發(fā)生了，才允許后一個(gè)動(dòng)作發(fā)生，而一旦后一個(gè)動(dòng)作發(fā)生了，就立即迫使前一個(gè)動(dòng)作停止。因此，可以實(shí)現(xiàn)各動(dòng)作嚴(yán)格地依照預(yù)定順序逐步發(fā)生和轉(zhuǎn)換，保證不會(huì)發(fā)生順序的錯(cuò)亂。圖中使用了特殊輔助繼電器M8002。僅在運(yùn)行的第一次掃描時(shí)閉合，從第二次掃描開(kāi)始斷開(kāi)并保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)。圖7.8連鎖式順序步進(jìn)控制梯形圖

2．定時(shí)器式順序控制定時(shí)器式順序控制如圖7.9的梯形圖所示。從圖中可以看出，動(dòng)作的發(fā)生是在定時(shí)器的控制下自動(dòng)按順序一步一步進(jìn)行的。這種控制方式在工程中經(jīng)常用到。下一個(gè)動(dòng)作發(fā)生時(shí)，自動(dòng)把上一個(gè)動(dòng)作關(guān)斷。這樣，一個(gè)動(dòng)作接著一個(gè)動(dòng)作發(fā)生。在實(shí)際工程應(yīng)用中，常用于設(shè)備的順序啟動(dòng)控制。當(dāng)閉合啟動(dòng)控制觸點(diǎn)X0后，輸出繼電器Y0接通，延時(shí)5s后，Y1接通，再延時(shí)5s后，Y2接通，又延時(shí)5s后，Y3接通。Y3接通并保持5s后，Y0又接通，以后就周而復(fù)始按順序循環(huán)。X1是停止控制觸點(diǎn)。此程序與圖2.16延時(shí)控制電路有一點(diǎn)差別，請(qǐng)讀者自行分析怎樣修改就能達(dá)到相同的控制目的。圖7.9定時(shí)器式順序控制梯形圖

3．計(jì)數(shù)器式順序控制計(jì)數(shù)器式順序控制的梯形圖如圖7.10所示。此線路只需操作控制觸點(diǎn)X10就能達(dá)到順序步進(jìn)控制功能。X10為計(jì)數(shù)控制觸點(diǎn)，X10與C10的串聯(lián)觸點(diǎn)為計(jì)數(shù)復(fù)位觸點(diǎn)。進(jìn)入程序后，四個(gè)動(dòng)作分別由Y1、Y2、Y3、Y4代表，當(dāng)閉合計(jì)數(shù)控制觸點(diǎn)X10后，輸出繼電器Y1接通，依次閉合X10，Y2、Y3、Y4依次接通。由于使用了條件比較指令，所以每當(dāng)一個(gè)動(dòng)作發(fā)生時(shí)，都將前一個(gè)動(dòng)作關(guān)斷。當(dāng)計(jì)數(shù)器加到4時(shí)，C10觸點(diǎn)閉合，此時(shí)X10也是閉合的，計(jì)數(shù)器復(fù)位。若再閉合X10，則將接通Y1，以后又順序循環(huán)下去。

圖7.10計(jì)數(shù)器式順序控制梯形圖

4．移位寄存器式順序控制移位寄存器式順序控制如圖7.11所示。當(dāng)X1?=?1時(shí)，M20?=?1。每隔500ms，M0?=?1，使M20中的1向從M21開(kāi)始的四個(gè)輔助繼電器依次移位。

5．用步進(jìn)指令進(jìn)行順序控制除了上述的幾種順序控制方法之外，還可以利用步進(jìn)梯形指令實(shí)現(xiàn)順序控制，這種控制方法見(jiàn)步進(jìn)梯形指令部分。圖7.11移位寄存器式順序控制7.2.4振蕩程序多諧振蕩電路可以按預(yù)定的通/斷間隔產(chǎn)生時(shí)序脈沖，可用來(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7.12和圖7.13所示的是多諧振蕩電路的梯形圖和時(shí)序圖。由梯形圖程序可知，可以通過(guò)設(shè)定兩個(gè)定時(shí)器的設(shè)定值來(lái)確定所產(chǎn)生的脈沖的占空比。圖7.12多諧振蕩電路的梯形圖圖7.13多諧振蕩電路的時(shí)序圖7.2.5二分頻程序用PLC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的分頻。二分頻的梯形圖程序如圖7.14所示。將輸入脈沖信號(hào)加入X0端，輔助繼電器M0接通一個(gè)掃描周期T，輸出Y0接通，使Y0線圈接通并自鎖。第2個(gè)輸入脈沖到來(lái)時(shí)，輔助繼電器M0接通，M0常開(kāi)接點(diǎn)使線圈Y1接通，接點(diǎn)Y1常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，使線圈Y0斷電。上述過(guò)程循環(huán)往復(fù)，使輸出Y0的頻率為輸入端信號(hào)X0的頻率的一半。二分頻的電路時(shí)序圖如圖7.15所示。圖7.14二分頻的電路圖7.15二分頻的電路時(shí)序圖7.3順序控制設(shè)計(jì)方法一般地，我們將工業(yè)控制過(guò)程簡(jiǎn)單地分成兩大類(lèi)。一類(lèi)是順序控制過(guò)程，另一類(lèi)是隨機(jī)控制過(guò)程。順序控制過(guò)程一般具備以下特點(diǎn)：

(1)被控過(guò)程的動(dòng)作順序是一定的，不能隨意變動(dòng)；

(2)每個(gè)動(dòng)作都有約束條件，且這個(gè)約束條件能夠被記憶。順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的操作順序，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)間順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地進(jìn)行操作。順序控制設(shè)計(jì)方法也叫步進(jìn)控制設(shè)計(jì)方法，是一種較先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，不但設(shè)計(jì)效率高，便于程序的調(diào)試、修改、閱讀，而且易學(xué)、好懂。順序功能圖作為PLC首選的編程語(yǔ)言，主要由步、動(dòng)作、有向連線、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移條件五個(gè)基本要素組成。順序控制設(shè)計(jì)方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(chēng)為步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)劃分的，并用編程元件(例如輔助繼電器M和狀態(tài)寄存器S)代表各步。使控制系統(tǒng)由當(dāng)前步進(jìn)入下一步的信號(hào)稱(chēng)為轉(zhuǎn)移條件。轉(zhuǎn)移條件可以是外部輸入信號(hào)，如按鈕、限位開(kāi)關(guān)等；也可以是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)，如定時(shí)器的觸點(diǎn)的動(dòng)作等；還可以是若干個(gè)信號(hào)的與、或、非邏輯組合。順序控制設(shè)計(jì)方法是用轉(zhuǎn)移條件控制代表各步的編程元件，使它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用各步的編程元件去控制輸出繼電器。簡(jiǎn)單地說(shuō)，即用輸入量X控制代表各步的編程元件，再由它們控制輸出量Y。如圖7.16所示，步是根據(jù)輸出量Y的狀態(tài)劃分的，M和Y之間具有很簡(jiǎn)單的與邏輯關(guān)系，所以輸出電路的設(shè)計(jì)極為簡(jiǎn)單。由于任何復(fù)雜系統(tǒng)的代表步的編程元件的控制電路，其設(shè)計(jì)方法都是相同的，并且很容易掌握，因此順序控制設(shè)計(jì)方法具有簡(jiǎn)單、規(guī)范、通用的優(yōu)點(diǎn)。圖7.16信號(hào)關(guān)系圖順序功能圖是應(yīng)用順序控制設(shè)計(jì)方法的思想描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形，也是一種通用的技術(shù)語(yǔ)言，是設(shè)計(jì)PLC的順序控制程序的有力工具。

1.步我們把控制系統(tǒng)中一個(gè)相對(duì)不變的穩(wěn)定狀態(tài)叫做步。在功能圖中，步通常表示某個(gè)執(zhí)行元件的狀態(tài)變化。步的符號(hào)如圖7.17所示。通常步又分為初始步和工作步。

1)初始步初始步對(duì)應(yīng)于控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，是系統(tǒng)運(yùn)行的起點(diǎn)。一個(gè)控制系統(tǒng)至少要有一個(gè)初始步。初始步的符號(hào)如圖7.18所示。圖7.17步的符號(hào)和例子(a)步的符號(hào)；(b)例子圖7.18初始步的符號(hào)和例子(a)初始步的符號(hào)；(b)例子

2)工作步工作步是指控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)是否在運(yùn)行，每一個(gè)工作步可以分為兩種狀態(tài)：動(dòng)態(tài)和靜態(tài)，也稱(chēng)動(dòng)步和靜步。動(dòng)步是指當(dāng)前正在運(yùn)行的步，靜步是指當(dāng)前沒(méi)有運(yùn)行的步。動(dòng)步一般用小黑點(diǎn)放在步的方框中表示，如圖7.19所示。注意，小黑點(diǎn)不是步符號(hào)的內(nèi)容，而是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的說(shuō)明。

3)與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作步是描述控制系統(tǒng)中的一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，即表示過(guò)程中的一個(gè)動(dòng)作，該動(dòng)作用步符號(hào)右邊的一個(gè)矩形框表示，如圖7.20所示。圖7.19動(dòng)步的表示

圖7.20與步對(duì)應(yīng)動(dòng)作的表示

2.轉(zhuǎn)移控制系統(tǒng)中從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為轉(zhuǎn)移。我們用一個(gè)有向線段來(lái)表示轉(zhuǎn)移的方向，并用兩步間有向線段中間的一段橫線表示這一轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移的符號(hào)如圖7.21所示。

1)轉(zhuǎn)移的使能和觸發(fā)轉(zhuǎn)移的實(shí)現(xiàn)必須依賴(lài)于一種條件。當(dāng)此條件成立，稱(chēng)之為轉(zhuǎn)移使能。該轉(zhuǎn)移條件如果可以使步狀態(tài)轉(zhuǎn)移，則稱(chēng)之為觸發(fā)。一個(gè)轉(zhuǎn)移能夠觸發(fā)必須滿(mǎn)足：該步為動(dòng)步和轉(zhuǎn)移使能。如圖7.22所示，圖(a)中，轉(zhuǎn)移的輸入步9不是動(dòng)步，因此無(wú)法觸發(fā)；圖(c)中，轉(zhuǎn)移條件不滿(mǎn)足；圖(b)中，轉(zhuǎn)移條件滿(mǎn)足且輸入步均為動(dòng)步，轉(zhuǎn)移后9、13、22變?yōu)殪o步。由此可見(jiàn)，功能圖不但能表示動(dòng)作的先后順序，各動(dòng)作之間的轉(zhuǎn)移條件，還可以動(dòng)態(tài)模擬控制系統(tǒng)的運(yùn)行。圖7.21轉(zhuǎn)移符號(hào)圖7.22轉(zhuǎn)移的各種情況舉例

2)轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件是指使系統(tǒng)從一步向另一步轉(zhuǎn)移的必要條件，通常采用文字、邏輯方程及符號(hào)表示。在功能圖中，經(jīng)常遇到以下三種符號(hào)。

(1)表示轉(zhuǎn)移條件中各因素之間與的關(guān)系：“&”。

(2)表示轉(zhuǎn)移條件中各因素之間或的關(guān)系：“≥”。

(3)表示條件永遠(yuǎn)成立：“=1”。

3.功能圖的組成規(guī)則畫(huà)控制系統(tǒng)的功能圖時(shí)，必須遵守以下規(guī)則：

(1)步與步之間必須由轉(zhuǎn)移分開(kāi)，不能直接相連。

(2)轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間不能相連，必須由步分開(kāi)。

(3)步與轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移與步之間的連接采用有向線段，從上向下畫(huà)時(shí)，箭頭可以省略。當(dāng)有向線段從下向上畫(huà)時(shí)，必須畫(huà)向上的箭頭，以表明方向。

(4)一個(gè)功能圖至少要有一個(gè)初始步。我們用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明功能圖的組成規(guī)則。某一臺(tái)沖壓機(jī)的初始位置是沖頭抬起，處于高位；當(dāng)操作者按動(dòng)啟動(dòng)按鈕時(shí)，沖頭向下沖擊工件；當(dāng)沖頭到達(dá)最低位置時(shí)，觸動(dòng)低位行程開(kāi)關(guān)；然后，沖頭抬起，回到高位，觸動(dòng)高位行程開(kāi)關(guān)，整個(gè)過(guò)程結(jié)束，停止運(yùn)行。表示上述沖壓機(jī)順序控制功能圖如圖7.23所示。圖中沖壓機(jī)的工作順序分為三步：等待、下沖、返回。從第一步到第二步的轉(zhuǎn)移條件是：?jiǎn)?dòng)條件與高位行程開(kāi)關(guān)信號(hào)，相與的結(jié)果為真時(shí)轉(zhuǎn)移才發(fā)生。從第二步到第三步的轉(zhuǎn)移條件是：必須出現(xiàn)低位行程開(kāi)關(guān)信號(hào)。從第三步返回到初始步的條件是：必須出現(xiàn)高位行程開(kāi)關(guān)信號(hào)。圖7.23某沖壓機(jī)順序控制功能圖

4.功能圖的基本形式功能圖的基本形式有三種：?jiǎn)我豁樞颉⑦x擇順序和并發(fā)順序。了解這些基本形式對(duì)于畫(huà)好功能圖，設(shè)計(jì)PLC程序有很大的幫助。

1)單一順序單一順序是最簡(jiǎn)單的功能圖形式。它所表示的動(dòng)作順序是一個(gè)接著一個(gè)完成的，每步僅連接一個(gè)轉(zhuǎn)移，每個(gè)轉(zhuǎn)移也僅連接一個(gè)步。如圖7.23所示的沖壓機(jī)順序控制功能圖就是一個(gè)單一順序形式的功能圖。

2)選擇順序選擇順序是指一步之后有若干個(gè)單一順序等待選擇，而一次只能選擇其中的一個(gè)單一順序。為了保證一次僅選擇一個(gè)順序，即選擇的優(yōu)先權(quán)，必須對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)移條件加以約束。選擇順序的表示方法是在發(fā)生選擇順序的前一步之后畫(huà)一條水平線，水平線下連接各個(gè)單一順序的第一個(gè)轉(zhuǎn)移。選擇順序結(jié)束時(shí)用一條水平線將各個(gè)單一順序連接在一起，水平線以下允許再有一個(gè)轉(zhuǎn)移直接跟著。選擇順序的例子如圖7.24所示。從圖中可以看出，各個(gè)單一順序的轉(zhuǎn)移條件已經(jīng)確定了，一次只能進(jìn)入一個(gè)單一順序，而且有優(yōu)先級(jí)。圖7.24選擇順序舉例

3)并發(fā)順序并發(fā)順序是指在某一個(gè)轉(zhuǎn)移條件下，同時(shí)啟動(dòng)若干個(gè)順序。并發(fā)順序用雙水平線表示，當(dāng)若干個(gè)順序結(jié)束時(shí)，也應(yīng)用雙水平線表示。并發(fā)順序的例子如圖7.25所示。在選擇順序和并發(fā)順序功能圖中，應(yīng)注意水平線和轉(zhuǎn)移條件位置。選擇順序功能圖中，轉(zhuǎn)移條件的位置在兩個(gè)單水平線內(nèi)。并發(fā)順序功能圖中，轉(zhuǎn)移條件的位置在兩個(gè)雙水平線外。單一順序、選擇順序和并發(fā)順序是功能圖的基本形式，在很多情況下，這些基本形式是混合出現(xiàn)的。如圖7.26所示是一個(gè)混合順序功能圖。圖7.25并發(fā)順序舉例圖7.26混合順序功能圖

5.畫(huà)順序控制過(guò)程功能圖的一般步驟進(jìn)行PLC的順序控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，能夠正確地畫(huà)出其順序控制過(guò)程的功能圖是關(guān)鍵。下面給出畫(huà)順序控制過(guò)程功能圖的一般步驟：

(1)分析系統(tǒng)工作要求和實(shí)際工藝流程，確定系統(tǒng)所采用的功能圖結(jié)構(gòu)。

(2)將系統(tǒng)的工藝流程分解為若干步，每一步表示系統(tǒng)的一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。

(3)確定步與步之間的轉(zhuǎn)移信號(hào)及其關(guān)系。該轉(zhuǎn)移信號(hào)一般由現(xiàn)場(chǎng)各步的主令元件或傳感器件發(fā)出。

(4)確定初始步的狀態(tài)。一般初始步表示順序控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)。

(5)系統(tǒng)結(jié)束時(shí)一般應(yīng)返回到初始狀態(tài)。下面，我們舉一個(gè)實(shí)例說(shuō)明功能圖的畫(huà)法，描述怎樣把一個(gè)實(shí)際順序控制過(guò)程用功能圖表示出來(lái)。

【例7-1】某具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)和三個(gè)工位的半自動(dòng)鉆孔工作站的工作過(guò)程是：當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下后，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，工位1、工位2、工位3同時(shí)投入各自的工作順序。對(duì)各工位的要求如下。工位1：上料。推料桿將料推出，料到位后退回，回到位后進(jìn)入等待狀態(tài)。工位2：鉆孔。將工件夾緊后，鉆頭下鉆，下鉆到位后退回，退回到位后放松工件，完成放松后進(jìn)入等待狀態(tài)。工位3：檢測(cè)及卸下工件。深度計(jì)下降，如在某一時(shí)間隔(如3s)內(nèi)下降到某一位置，深度計(jì)返回。返回到位后，推料桿卸工件(合格品)，卸完推料桿退回，退回到位后等待。深度計(jì)在3s內(nèi)末下降到位，人工按下卸料開(kāi)關(guān)，推料桿退回，退到位后等待。當(dāng)三個(gè)工位都進(jìn)入到等待狀態(tài)后，料盤(pán)旋轉(zhuǎn)120°，等待加工新一輪工件。分析上述工作過(guò)程，三個(gè)工位同時(shí)工作，明顯屬于并發(fā)順序。其中工位3中，深度計(jì)下降后發(fā)生選擇順序，即產(chǎn)品是合格品或廢品的選擇。畫(huà)出半自動(dòng)鉆孔工作站的順序控制功能圖，如圖7.27所示。在圖7.27中，當(dāng)并發(fā)順序中的三個(gè)單一順序都進(jìn)入等待狀態(tài)，則并發(fā)順序結(jié)束，進(jìn)入一個(gè)單一順序，然后回到初始狀態(tài)。注意4、9、14步是等待狀態(tài)，沒(méi)有動(dòng)作需要完成，設(shè)置它們的目的是用于使并發(fā)順序同時(shí)結(jié)束。圖7.27半自動(dòng)鉆孔工作站順序控制功能圖7.4使用STL指令編寫(xiě)順序控制梯形圖7.4.1STL指令步進(jìn)梯形指令(StepLadderInstruction)簡(jiǎn)稱(chēng)為STL指令。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指令使編程者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，每一步與其他步是完全隔離開(kāi)的。使用者根據(jù)他的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)繼電器編制順序控制程序時(shí)，一般應(yīng)與STL指令一起使用。S0～S9用于初始步，S10～S19用于自動(dòng)返回原點(diǎn)。使用STL指令的狀態(tài)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)稱(chēng)為STL觸點(diǎn)，它是一種“特殊”觸點(diǎn)。從圖7.28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)的電路塊具有三個(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)。

STL觸點(diǎn)一般是與左側(cè)母線相連的常開(kāi)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。STL程序區(qū)內(nèi)可以使用標(biāo)準(zhǔn)梯形圖的絕大多數(shù)指令和結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)用指令。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(mǎn)足時(shí)，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，即后續(xù)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)繼電器被SET或OUT指令置位，后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)與原活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)繼電器被系統(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(kāi)。圖7.28STL指令系統(tǒng)的初始步應(yīng)使用初始狀態(tài)繼電器S0～S9，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ON一個(gè)掃描周期的初始化脈沖M8002來(lái)將初始狀態(tài)繼電器置為ON，為以后步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換做好準(zhǔn)備。需要從某一步返回初始步時(shí)，應(yīng)對(duì)初始狀態(tài)繼電器使用OUT指令。

FX1S僅有128點(diǎn)斷電保持狀態(tài)繼電器(S0～S127)，F(xiàn)X1N有1000點(diǎn)斷電保持狀態(tài)繼電器(S0～S999)。在由STOP→RUN狀態(tài)時(shí)，應(yīng)使用M8002的常開(kāi)觸點(diǎn)和區(qū)間復(fù)位指令(ZRST)來(lái)將除初始步以外的其余各步的狀態(tài)繼電器復(fù)位。7.4.2單序列的編程方法圖7.29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X0，Y0變?yōu)镺N，電機(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(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(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)。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，S20～S22，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(kāi)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。圖7.29順序功能圖與梯形圖在梯形圖的第二行中，S0的STL，觸點(diǎn)和X0的常開(kāi)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觸點(diǎn)閉合表示轉(zhuǎn)換X0的前級(jí)步S0是活動(dòng)步，X0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉臺(tái)表示轉(zhuǎn)換條件滿(mǎn)足。在初始步時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕X0，兩個(gè)觸點(diǎn)同時(shí)閉臺(tái)，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)條件同時(shí)滿(mǎn)足。此時(shí)置位指令SETS20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，該步的負(fù)載被驅(qū)動(dòng)，Y0的線圈通電，工作臺(tái)正轉(zhuǎn)。限位開(kāi)關(guān)X4動(dòng)作時(shí)，轉(zhuǎn)換條件得到滿(mǎn)足，下一步的狀態(tài)繼電器S21被置位，進(jìn)入暫停步，同時(shí)前級(jí)步的狀態(tài)繼電器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(kāi)關(guān)X3所在的位置時(shí)，用OUTS0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7.29所示梯形圖的結(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。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)的結(jié)束和新的STL程序區(qū)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，否則將出現(xiàn)“程序錯(cuò)誤”信息，PLC不能執(zhí)行用戶(hù)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)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(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。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(kāi)，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。如果SET指令在STL區(qū)內(nèi)，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。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，或向前跳過(guò)若干步，可對(duì)狀態(tài)繼電器使用OUT指令(見(jiàn)圖7.30)。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(見(jiàn)圖7.31)。以上情況雖然可以使用SET指令，但最好使用OUT指令。圖7.30順序功能圖中的跳步圖7.31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)、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。

STL程序塊中可使用最多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)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支路數(shù)不能超過(guò)8條，總的支路數(shù)不允許超過(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(lèi)似，CPU不執(zhí)行處于斷開(kāi)狀態(tài)、由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指令可以顯著地縮短用戶(hù)程序的執(zhí)行時(shí)間，提高PLC的輸入、輸出響應(yīng)速度。

(10)?M2800～M3071是單操作標(biāo)志，當(dāng)圖7.32中M2800的線圈通電時(shí)，只有它后面第一個(gè)M2800的邊沿檢測(cè)觸點(diǎn)(2號(hào)觸點(diǎn))能工作，而M2800的1號(hào)和3號(hào)脈沖觸點(diǎn)不會(huì)動(dòng)作。M2800的4號(hào)觸點(diǎn)是使用LD指令的普通觸點(diǎn)，M2800的線圈通電時(shí)，該觸點(diǎn)閉合。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。在圖7.33中，當(dāng)S20為活動(dòng)步，X0的常開(kāi)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(kāi)觸點(diǎn)下一次由斷開(kāi)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LDPM2800指令，S21的STL觸點(diǎn)之后的觸點(diǎn)是M2800的線圈之后遇到的它的第一個(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。圖7.32單操作標(biāo)志圖7.33單操作標(biāo)志的使用7.4.3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。對(duì)選擇序列和并行序列編程的關(guān)鍵在于對(duì)它們的分支與合并的處理，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則是設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)梯形圖的基本準(zhǔn)則。圖7.34是自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的順序功能圖和梯形圖。人靠近自動(dòng)門(mén)時(shí)，感應(yīng)器X0為ON，Y0驅(qū)動(dòng)電機(jī)高速開(kāi)門(mén)，碰到開(kāi)門(mén)減速開(kāi)關(guān)X1時(shí)，變?yōu)榈退匍_(kāi)門(mén)。碰到開(kāi)門(mén)極限開(kāi)關(guān)X2時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，開(kāi)始延時(shí)。若在0.5s內(nèi)感應(yīng)器檢測(cè)到無(wú)人，Y2啟動(dòng)電機(jī)高速關(guān)門(mén)。碰到關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)X4時(shí)，改為低速關(guān)門(mén)，碰到關(guān)門(mén)極限開(kāi)關(guān)X5時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)。在關(guān)門(mén)期間若感應(yīng)器檢測(cè)到有人，停止關(guān)門(mén)，T1延時(shí)0.5s后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速開(kāi)門(mén)。圖7.34自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)順序功能圖和梯形圖

1)選擇序列分支的編程方法圖7.34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(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。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S23的STL觸點(diǎn)開(kāi)始的電路塊中，有兩條分別由X4和X0作為置位條件的并聯(lián)支路。

STL觸點(diǎn)具有與主控指令(MC)相同的特點(diǎn)，即LD點(diǎn)移到了STL觸點(diǎn)的右端，對(duì)于選擇序列分支對(duì)應(yīng)的電路設(shè)計(jì),是很方便的。用STL指令設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時(shí)更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。

2)選擇序列合并的編程方法圖7.34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)步時(shí)，轉(zhuǎn)換條件X0得到滿(mǎn)足，或者步S25為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件T1得到滿(mǎn)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)位為不活動(dòng)步。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(將它變?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。其實(shí)在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，沒(méi)有必要特別留意選擇序列的合并如何處理，只要正確地確定每一步的轉(zhuǎn)換條件和轉(zhuǎn)換目標(biāo)，就能自然地實(shí)現(xiàn)選擇序列的合并。7.4.4并行序列的編程方法圖7.35給出了某組合鉆床控制系統(tǒng)的順序功能圖，圖7.36是用STL指令編制的組合鉆床梯形圖。圖7.35中分別由S22～S24和S25～S27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。并行序列分支的處理是很簡(jiǎn)單的，在圖7.35中，當(dāng)步S21是活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件X1為ON時(shí)，步S22和步S25同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，兩個(gè)序列開(kāi)始同時(shí)工作。在梯形圖中，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。圖7.35組合鉆床控制系統(tǒng)的順序功能圖圖7.35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(mǎn)足時(shí)，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(mǎn)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。在梯形圖中，用S24，S27的STL觸點(diǎn)(均對(duì)應(yīng)STL指令)和C0的常閉觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路使S28置位。在圖7.35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)繼電器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)，換句話說(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(kāi)觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件C0滿(mǎn)足，將轉(zhuǎn)換到步S29。圖7.36組合鉆床的梯形圖7.5使用啟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。某一步為活動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的輔助繼電器為ON，某一轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)時(shí)，該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng)步，前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步。很多轉(zhuǎn)換條件都是短信號(hào)，即它存在的時(shí)間比它激活后續(xù)步為活動(dòng)步的時(shí)間短，因此應(yīng)使用有記憶(或稱(chēng)保持)功能的電路(如啟保停電路和置位復(fù)位指令組成的電路)來(lái)控制代表步的輔助繼電器。啟保停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，任何一種PLC的指令系統(tǒng)都有這一類(lèi)指令，因此這是一種通用的編程方法，可以用于任意型號(hào)的PLC。圖7.37中的步M1，M2和M3是順序功能圖中順序相連的3步，X1是步M2之前的轉(zhuǎn)換條件。設(shè)計(jì)啟保停電路的關(guān)鍵是找出它的啟動(dòng)條件和停止條件。根據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是它的前一步為活動(dòng)步，并且滿(mǎn)足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，所以步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?=?l。在啟保停電路中，則應(yīng)將前級(jí)步M1和轉(zhuǎn)換條件X1對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M2的啟動(dòng)電路。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，因此可以把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)，作為啟保停電路的停止電路。圖7.37中的梯形圖可以用邏輯代數(shù)式表示為圖7.37使用啟保停電路的控制步在這個(gè)例子中，可以用X2的常閉觸點(diǎn)代替M3的常閉觸點(diǎn)。但是當(dāng)轉(zhuǎn)換條件由多個(gè)信號(hào)經(jīng)與、或、非邏輯運(yùn)算組合而成時(shí)，應(yīng)將它的邏輯表達(dá)式求反，再將對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)串并聯(lián)電路作為啟保停電路的停止電路，相比之下不如使用后續(xù)步的常閉觸點(diǎn)這樣簡(jiǎn)單方便。7.5.1單序列的編程方法圖7.38是某小車(chē)運(yùn)動(dòng)的示意圖、順序功能圖和用啟保停電路設(shè)計(jì)的梯形圖。設(shè)小車(chē)在初始位置時(shí)停在右邊，限位開(kāi)關(guān)X2為ON。按下啟動(dòng)按鈕X3后，小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)稱(chēng)左行)，碰到限位開(kāi)關(guān)X1時(shí)，變?yōu)橛倚?；返回限位開(kāi)關(guān)X2處變?yōu)樽笮?，碰到限位開(kāi)關(guān)X0時(shí)，變?yōu)橛倚?，返回起始位置后停止運(yùn)動(dòng)。圖7.38小車(chē)控制系統(tǒng)(a)小車(chē)運(yùn)動(dòng)示意圖；(b)順序功能圖；(c)梯形圖一個(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M0～M4來(lái)代表這5步。啟動(dòng)按鈕X3、限位開(kāi)關(guān)X0～X2的常開(kāi)觸點(diǎn)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件。根據(jù)上述的編程方法和順序功能圖，很容易畫(huà)出梯形圖。例如圖7.38中步M1的前級(jí)步為M0，該步前面的轉(zhuǎn)換條件為X3，所以M1的啟動(dòng)電路由M0和X3的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)而成，啟動(dòng)電路還并聯(lián)了M1的自保持觸點(diǎn)。步M1的后續(xù)步是步M2，所以應(yīng)將M2的常閉觸點(diǎn)與M1的線圈串聯(lián)，作為控制M1啟保停電路的停止電路，M2為ON時(shí)，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使M1的線圈“斷電”。PLC開(kāi)始運(yùn)行時(shí)應(yīng)將M0置為ON，否則系統(tǒng)無(wú)法工作，故將M8002的常開(kāi)觸點(diǎn)與M1的啟動(dòng)電路(由M4和X2的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)而成)并聯(lián)。下面介紹設(shè)計(jì)梯形圖的輸出電路部分的方法。由于步是根據(jù)輸出變量的狀態(tài)變化來(lái)劃分的，它們之間的關(guān)系極為簡(jiǎn)單，可以分為兩種情況來(lái)處理。

(1)某一輸出量?jī)H在某一步中為ON，可以將它們的線圈分別與對(duì)應(yīng)步的輔助繼電器線圈并聯(lián)。有的人也許會(huì)認(rèn)為，既然如此，不如用這些輸出繼電器來(lái)代表該步，這樣做可以節(jié)省一些編程元件。但是輔助繼電器是完全夠用的，多用一些不會(huì)增加硬件費(fèi)用，在設(shè)計(jì)和鍵入程序時(shí)也多花不了多少時(shí)間。全部用輔助繼電器來(lái)代表步具有概念清楚、編程規(guī)范、梯形圖易于閱讀和查錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)。

(2)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(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)后，驅(qū)動(dòng)該輸出繼電器的線圈。例如在圖7.38中，Y0在步M1和M3中都應(yīng)為ON，所以將M1和M3的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)后，來(lái)控制Y0的線圈。讀者可將此例與2.2.4節(jié)中由行程開(kāi)關(guān)控制的可自動(dòng)往返的可逆控制電路進(jìn)行對(duì)比，加深對(duì)繼電器控制與PLC控制的理解。7.5.2選擇序列的編程方法首先，介紹一個(gè)例子。人行橫道處的交通信號(hào)燈示意圖與順序功能圖如圖7.39所示。按下按鈕X0，交通燈將按順序功能圖所示的順序變化。圖7.40是用啟保停方法設(shè)計(jì)的梯形圖。圖7.39人行橫道交通燈示意圖與順序功能圖

PLC由STOP狀態(tài)進(jìn)入RUN狀態(tài)時(shí)，初始化脈沖M8002將初始步M0置為ON，按下自動(dòng)按鈕X0，步M1和步M5同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，車(chē)道紅燈和人行道綠燈亮，禁止車(chē)輛通過(guò)。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(chē)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)，在梯形圖中用啟保停電路和啟動(dòng)、停止按鈕來(lái)控制M10，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。圖7.40人行橫道交通燈控制系統(tǒng)梯形圖車(chē)道交通燈和人行道交通燈是同時(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。下面，介紹選擇序列的編程方法。

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。圖7.39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(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。在圖7.39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(M0為ON)并且轉(zhuǎn)換條件X0滿(mǎn)足，或步M8為活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件M10滿(mǎn)足，步M1和步M5都應(yīng)變?yōu)榛顒?dòng)步，即控制M1和M5的啟保停電路的啟動(dòng)條件應(yīng)為M0·X0?+?M8·M10。對(duì)應(yīng)的啟動(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(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)而成(見(jiàn)圖7.40)。7.5.3并行序列的編程方法

1)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。圖7.39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(mǎn)足，或步M0為活動(dòng)步并且轉(zhuǎn)換條件X0得到滿(mǎn)足時(shí)，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M0·X0?+?M8·M10對(duì)應(yīng)的電路同時(shí)作為控制M1和M5的啟保停電路的啟動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)的。

2)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)步和轉(zhuǎn)換條件T5滿(mǎn)足。由此可知，應(yīng)將M4，M7和T5的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M8的啟保停電路的啟動(dòng)電路。7.5.4兩步閉環(huán)的處理如果在順序功能圖中有僅由兩步組成的小閉環(huán)(見(jiàn)圖7.41(a))，用啟保停電路設(shè)計(jì)的梯形圖不能正常工作。例如在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(見(jiàn)圖7.41(b))，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。在小閉環(huán)中增設(shè)一步就可以解決這一問(wèn)題(見(jiàn)圖7.41(c))，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)1，即表示轉(zhuǎn)換條件總是滿(mǎn)足的，只要進(jìn)入步M10，將馬上轉(zhuǎn)換到步M2去。圖7.41(d)是根據(jù)圖7.41(c)畫(huà)出的梯形圖。將圖7.41(b)中M2的常閉觸點(diǎn)改為X3的常閉觸點(diǎn)，不用增設(shè)步，也可以解決上述問(wèn)題。圖7.41僅有兩步的閉環(huán)的處理7.6以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法7.6.1單序列的編程方法圖7.42給出了以轉(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(mǎn)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(mǎn)足(X1?=?1)。在梯形圖中，可以用M1和X1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(mǎn)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SETM2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RSTM1指令將M1復(fù)位)。這種編程方法與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用它編制復(fù)雜順序功能圖的梯形圖時(shí)，更能顯示出它的優(yōu)越性。圖7.42以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法圖7.43給出了傳送帶控制系統(tǒng)的順序功能圖和梯形圖。其中的兩條運(yùn)輸帶順序相連，為了避免運(yùn)送的物料在2號(hào)運(yùn)輸帶上堆積，按下啟動(dòng)按鈕后，2號(hào)運(yùn)輸帶開(kāi)始運(yùn)行，5s后1號(hào)運(yùn)輸帶自動(dòng)啟動(dòng)。停機(jī)的順序與啟動(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(mǎn)足，則轉(zhuǎn)換可實(shí)現(xiàn)。即所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒?dòng)步，而所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)步都變?yōu)椴换顒?dòng)步。在以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法中，用該轉(zhuǎn)換所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)，作為使所有后續(xù)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器置位(使用SET指令)和使所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位(使用RST指令)的條件。在任何情況下，代表步的輔助繼電器的控制電路都可以用這一原則來(lái)設(shè)計(jì)，每一個(gè)轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)一個(gè)這樣的控制置位和復(fù)位的電路塊，有多少個(gè)轉(zhuǎn)換就有多少個(gè)這樣的電路塊。這種設(shè)計(jì)方法特別有規(guī)律，在設(shè)計(jì)復(fù)雜的順序功能圖的梯形圖時(shí)既容易掌握，又不容易出錯(cuò)。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D7.43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(mǎn)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。圖7.43傳送帶控制系統(tǒng)的順序功能圖與梯形圖7.6.2選擇序列的編程方法在地下停車(chē)場(chǎng)的出入口處，為了節(jié)省空間，同時(shí)只允許一輛車(chē)進(jìn)出(見(jiàn)圖7.44)。在進(jìn)出通道的兩端設(shè)置有紅綠燈，光電開(kāi)關(guān)X0和X1用于檢測(cè)是否有車(chē)經(jīng)過(guò)，光線被車(chē)遮住時(shí)X0或X1為ON。有車(chē)進(jìn)入通道時(shí)(光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到車(chē)的前沿)，兩端的綠燈滅、紅燈亮，以警示兩方后來(lái)的車(chē)輛不可再進(jìn)入通道。車(chē)開(kāi)出通道時(shí)，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到車(chē)的后沿，兩端的紅燈滅、綠燈亮，別的車(chē)輛可以進(jìn)入通道。如果某一轉(zhuǎn)換與并行序列的分支、合并無(wú)關(guān)，它的前級(jí)步和后續(xù)步都只有一個(gè)，需要復(fù)位、置位的輔助繼電器也只有一個(gè)，因此對(duì)選擇序列的分支與合并的編程方法實(shí)際上與對(duì)單序列的編程方法完全相同。圖7.44停車(chē)場(chǎng)出入口信號(hào)燈圖7.45所示的順序功能圖中，所有的轉(zhuǎn)換均與并行序列無(wú)關(guān)，除M8002以外的轉(zhuǎn)換與選擇序列的分支、合并有關(guān)，它們都只有一個(gè)前級(jí)步和一個(gè)后續(xù)步，對(duì)應(yīng)的梯形圖是非?！皹?biāo)準(zhǔn)的”，每一個(gè)控制置位、復(fù)位的電路塊都由前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器和轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的X0和X1的常開(kāi)觸點(diǎn)或下降沿觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路，一條SET指令和一條RST指令組成，圖7.45中的轉(zhuǎn)換條件X0和X1實(shí)際上是在上升沿時(shí)起作用，X0和X1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。圖7.45單行道交通燈控制系統(tǒng)(a)波形圖；(b)順序功能圖；(c)梯形圖7.6.3并行序列的編程方法組合機(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(zhuān)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。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)，刀具自動(dòng)機(jī)固定在動(dòng)力滑臺(tái)上。工件裝入夾具后，按下啟動(dòng)按鈕X0，工件被夾緊，限位開(kāi)關(guān)X1變?yōu)镺N，并行序列中兩個(gè)子序列的起始步M2和M6變?yōu)榛顒?dòng)步，兩側(cè)的左、右動(dòng)力滑臺(tái)同時(shí)進(jìn)行快速進(jìn)給、工作進(jìn)給和快速退回的加工循環(huán)，同時(shí)刀具電機(jī)也啟動(dòng)工作。兩側(cè)的加工均完成后，系統(tǒng)進(jìn)入步M10，工件被松開(kāi)，限位開(kāi)關(guān)X10變?yōu)镺N，系統(tǒng)返回初始步M0，動(dòng)力滑臺(tái)退回原位，一次加工的工作循環(huán)結(jié)束。雙面鉆孔組合機(jī)床工作示意圖和控制系統(tǒng)外部接線圖如圖7.46、圖7.47所示。圖7.46雙面鉆孔組合機(jī)床工作示意圖圖7.4