第6章順序控制編程與應(yīng)用

1、6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 第第6章章 FX系列系列PLC順序順序 控制編程與應(yīng)用控制編程與應(yīng)用 本章教學(xué)重點(diǎn)：（1）順序控制設(shè)計(jì)的步驟；（2）單流程、選擇流程、并行流程的程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用；（3）步進(jìn)順控指令的編程方法。 第第6章章 FX系列系列PLC順序順序 控制編程與應(yīng)用控制編程與應(yīng)用 本章能力要求： 通過本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該掌握順序控制設(shè)計(jì)的基本步驟和內(nèi)容，能夠熟練進(jìn)行單流程、選擇流程和并行流程的程序設(shè)計(jì)，并轉(zhuǎn)換成步進(jìn)梯形圖和指令表程序。第第6章章

2、 FX系列系列PLC順序順序 控制編程與應(yīng)用控制編程與應(yīng)用 用梯形圖設(shè)計(jì)程序是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種重要方法，但是對(duì)于一些復(fù)雜的控制程序，尤其是順序控制程序，由于內(nèi)部存在很多的聯(lián)鎖和互鎖關(guān)系，用梯形圖設(shè)計(jì)程序存在一定的難度。順序功能圖（Sequential Function Chart，SFC ）是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種語言，專門用于編制順序控制程序。 第第6章章 FX系列系列PLC順序順序 控制編程與應(yīng)用控制編程與應(yīng)用 6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 所謂的順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝的流程順序，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)間的順序，使生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)

3、構(gòu)自動(dòng)而有序地進(jìn)行工作。順序控制設(shè)計(jì)法又稱步進(jìn)控制設(shè)計(jì)法，它是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，很容易被初學(xué)者接受；同時(shí)對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師來說，也可以提高設(shè)計(jì)的效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。 6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 6.1.1 順序控制設(shè)計(jì)步驟順序控制設(shè)計(jì)步驟 利用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本步驟及內(nèi)容如下： 1步的劃分 分析被控對(duì)象的工作過程及控制要求，將系統(tǒng)的工作過程劃分成若干階段，這些階段稱為“步”。步是根據(jù)PLC輸出量的狀態(tài)變化來劃分的，只要系統(tǒng)的輸出量狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)就從原來的步進(jìn)入新的步。如圖6-1所示，整個(gè)工作過程可劃分為4步。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 在使

4、用順序功能圖編程時(shí)，步是用狀態(tài)繼電器S或輔助繼電器M進(jìn)行表達(dá)的，步的這種劃分方法也使代表各步的編程元件的狀態(tài)和各輸出量的狀態(tài)之間有著簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。 圖圖6-1 步的劃分步的劃分6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 2轉(zhuǎn)換條件的確定 轉(zhuǎn)換條件是使系統(tǒng)從當(dāng)前步進(jìn)入下一步的條件。常見的轉(zhuǎn)換條件可以是外部輸入信號(hào)，例如按鈕、行程開關(guān)的接通、斷開等；也可以是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)，例如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)的通斷等；轉(zhuǎn)換條件還可能是若干個(gè)信號(hào)與、或、非的邏輯組合。 順序控制設(shè)計(jì)法是用轉(zhuǎn)換條件去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，然后用代表各步的編程元件去控制各輸出繼電器。 6.1 順序控制

5、設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 3順序功能圖的繪制 根據(jù)上述分析畫出描述系統(tǒng)工作過程的順序功能圖。這是順序功能設(shè)計(jì)法中最關(guān)鍵的一個(gè)步驟。順序功能圖的繪制方法將在下面章節(jié)進(jìn)行介紹。 4梯形圖的繪制 根據(jù)順序功能圖，采用步進(jìn)順控指令等編程方式設(shè)計(jì)出梯形圖。有關(guān)設(shè)計(jì)方式將在6.2和6.3節(jié)進(jìn)行介紹。 6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 6.1.2 順序功能圖順序功能圖 順序功能圖是一種通用的技術(shù)語言，可以讓不同專業(yè)的人員之間進(jìn)行技術(shù)交流。 1順序功能圖的組成要素 順序功能圖主要由步、有向線段、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作等要素組成。 6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （1）步 順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)

6、的一個(gè)工作周期劃分成若干狀態(tài)不同且順序相連的階段，這些階段稱為步（Step），可以用編程軟件（如狀態(tài)繼電器S和輔助繼電器M）來代表各步。下面舉一個(gè)例子來說明，如圖6-2所示，送料小車開始停在左側(cè)限位開關(guān)X4處，按下起動(dòng)按鈕X0，Y2變?yōu)镺N，打開儲(chǔ)料斗的閘門進(jìn)行裝料，同時(shí)定時(shí)器T0開始定時(shí)。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法圖圖6-2 小車工作示意圖小車工作示意圖10s后關(guān)閉儲(chǔ)料斗的閘門，Y0變?yōu)镺N并開始右行，碰到限位開關(guān)X3后Y3為ON，開始停車卸料，同時(shí)定時(shí)器T1定時(shí)。5s后Y1變?yōu)镺N，開始左行，碰到限位開關(guān)X4后返回初始狀態(tài)，停止運(yùn)行。 6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 根據(jù)Y

7、0Y3的狀態(tài)變化繪制時(shí)序圖，如圖6-3所示。顯然一個(gè)工作周期分為裝料、右行、卸料和左行4步，另外還應(yīng)該設(shè)置等待起動(dòng)的初始步，分別用S0、S20、S21、S22、S23來代表這5步。該系統(tǒng)的順序功能圖如圖6-4所示，步在順序功能圖中用矩形框表示，方框中的數(shù)字表示該步的編號(hào)，如S20等。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 當(dāng)系統(tǒng)正工作于某一步時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱為“活動(dòng)步”。步為活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行；步為非活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非保持型動(dòng)作被停止執(zhí)行。 系統(tǒng)的初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的步稱為“初始步”。初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待起動(dòng)命令的相對(duì)靜止的狀態(tài)。初始步通常用雙線方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少有一

8、個(gè)初始步。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法圖圖6-3 系統(tǒng)輸出時(shí)序圖系統(tǒng)輸出時(shí)序圖 圖圖6-4 順序功能圖順序功能圖6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （2）與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作 所謂“動(dòng)作”是指某步為活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，PLC向被控系統(tǒng)發(fā)出的命令或被控系統(tǒng)應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作。動(dòng)作用矩形框（或橢圓形框）中的文字或符號(hào)表示，該矩形框應(yīng)與相應(yīng)步的矩形框相連接。如果某一步有幾個(gè)動(dòng)作，可以用圖6-5中的兩種畫法來表示，但是不能說明這些動(dòng)作之間的順序關(guān)系。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法圖圖6-5 動(dòng)作的表示方法動(dòng)作的表示方法6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 當(dāng)步處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行。注意標(biāo)明動(dòng)作

9、是保持型還是非保持型的。保持型的動(dòng)作是當(dāng)該步為活動(dòng)狀態(tài)時(shí)執(zhí)行該動(dòng)作，當(dāng)該步變?yōu)榉腔顒?dòng)狀態(tài)時(shí)繼續(xù)執(zhí)行該動(dòng)作；非保持型動(dòng)作是指當(dāng)該步為活動(dòng)狀態(tài)時(shí)執(zhí)行該動(dòng)作，當(dāng)該步變?yōu)榉腔顒?dòng)狀態(tài)時(shí)停止執(zhí)行該動(dòng)作。一般保持型的動(dòng)作在順序功能圖中應(yīng)該用文字或助記符指令標(biāo)注，而非保持型動(dòng)作不用標(biāo)注。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （3）有向連線 在順序功能圖中，隨著時(shí)間的推移和轉(zhuǎn)換條件的實(shí)現(xiàn)，將會(huì)發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的變化，這種變化按有向連線規(guī)定的路線和方向進(jìn)行。在畫順序功能圖時(shí)，將代表各步的方框按它們成為活動(dòng)步的先后次序排列，并用有向連線將它們連接起來。步的活動(dòng)狀態(tài)默認(rèn)的進(jìn)展方向是從上到下或從左到右，在這兩個(gè)方向上有

10、向連線的箭頭可以省略，如果不是上述默認(rèn)方向，應(yīng)在有向連線上用箭頭標(biāo)注變化方向。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 若畫圖時(shí)有向連線必須中斷（例如在復(fù)雜的圖中，或者用幾個(gè)圖來表示一個(gè)順序功能圖時(shí)），應(yīng)在有向連線中斷之處標(biāo)明下一步的標(biāo)號(hào)或所在的頁數(shù)，例如步40，第5頁。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （4）轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件 轉(zhuǎn)換采用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開。步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來完成的，并與控制過程的發(fā)展相對(duì)應(yīng)。步與步之間不允許直接相連，必須有轉(zhuǎn)換隔開，而轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換之間也同樣不能直接相連，必須有步隔開。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 轉(zhuǎn)換

11、條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯命題，轉(zhuǎn)換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號(hào)標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換的短線旁邊。轉(zhuǎn)換條件X和分別表示當(dāng)二進(jìn)制信號(hào)X為“1”和“0”的狀態(tài)。符號(hào)X和X分別表示X從“1”（接通）到“0”（斷開）的狀態(tài)以及從“0”到“1”的狀態(tài)。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 2順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 根據(jù)步和步之間轉(zhuǎn)換的不同情況，順序功能圖有以下幾種不同的基本結(jié)構(gòu)形式。 （1）單流程結(jié)構(gòu) 順序功能圖的單流程結(jié)構(gòu)形式最為簡(jiǎn)單，它由一系列按順序排列、相繼激活的步組成。每一步后面僅有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換后面只有一個(gè)步，如圖6-6所示。在單流程里，有向連線沒有分支與合并。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順

12、序控制設(shè)計(jì)法 （2）選擇流程結(jié)構(gòu) 選擇流程的開始稱為分支，選擇流程的分支是指一個(gè)前級(jí)步后面緊接著若干個(gè)后續(xù)步可供選擇，每分支都有各自的轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換符號(hào)只能標(biāo)在水平連線之下。圖6-7a所示為選擇流程的分支。假設(shè)步5為活動(dòng)步，如果轉(zhuǎn)換條件e成立，則步5向步6實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換；如果轉(zhuǎn)換條件g成立，則步5向步11實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。分支中一般一次只允許選擇其中一個(gè)序列。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 選擇流程的結(jié)束稱為合并，幾個(gè)選擇分支合并到一個(gè)公共序列上，每個(gè)分支都有各自的轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件只能標(biāo)在水平線之上。圖6-7b所示為選擇流程的合并。假設(shè)步7為活動(dòng)步，如果轉(zhuǎn)換條件m成立，則步7向步13實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換；如果步

13、9為活動(dòng)步，如果轉(zhuǎn)換條件n成立，則步9向步13實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法a） 選擇流程分支 b）選擇流程合并圖圖6-6 單流程結(jié)構(gòu)圖單流程結(jié)構(gòu)圖 圖圖6-7 選擇流程結(jié)構(gòu)選擇流程結(jié)構(gòu)6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （3）并列流程結(jié)構(gòu) 并列流程結(jié)構(gòu)用來表示系統(tǒng)的幾個(gè)同時(shí)工作的獨(dú)立部分的工作情況。并列流程也有開始和結(jié)束之分，并列流程的開始稱為分支，并列流程的結(jié)束稱為合并。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 圖6-8a所示為并列流程的分支。它是指當(dāng)轉(zhuǎn)換條件e成立后，步4、6、8將會(huì)同時(shí)激活，為了強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)換的同步實(shí)現(xiàn)，水平連線用雙線表示，當(dāng)多個(gè)后續(xù)步被同時(shí)激活后，每一序列接下

14、來的轉(zhuǎn)換將獨(dú)立進(jìn)行。圖6-8b表示為并列流程的合并。當(dāng)直接連在雙線上的所有前級(jí)步5、7、9都為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件d成立時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即步10變?yōu)榛顒?dòng)步。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法a）并列流程分支 b）并列流程合并圖圖6-8 并列流程結(jié)構(gòu)并列流程結(jié)構(gòu)6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （4）子步結(jié)構(gòu) 所謂子步結(jié)構(gòu)是指在順序功能圖中，某一步包含著一系列子步和轉(zhuǎn)換。如圖6-9所示的順序功能圖采用了子步的結(jié)構(gòu)形式。順序功能圖中步6包含了6.1、6.2、6.3、6.4四個(gè)子步。這些子步結(jié)構(gòu)通常表示整個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)完整子功能，類似于計(jì)算機(jī)編程中的子程序。采用子步的結(jié)構(gòu)形式，邏輯性強(qiáng)，思路清

15、晰，可以減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法圖圖6-9 子步結(jié)構(gòu)子步結(jié)構(gòu)6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 (5) 其它流程結(jié)構(gòu) 除了上述的四種基本流程結(jié)構(gòu)外，還有其他的一些流程結(jié)構(gòu)：跳步、重復(fù)和循環(huán)流程結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)實(shí)際上都是選擇流程結(jié)構(gòu)的特殊形式。 圖6-10a所示為跳步序列結(jié)構(gòu)，當(dāng)步3為活動(dòng)步時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件X0成立，則跳過步4和步5直接進(jìn)入步6。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 圖6-10b所示為重復(fù)序列結(jié)構(gòu)。當(dāng)步5為活動(dòng)步時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件X4不成立而條件X0成立，則重新返回步4，重復(fù)執(zhí)行步4和步5。直到轉(zhuǎn)換條件X4成立，重復(fù)結(jié)束，轉(zhuǎn)入步6。 在實(shí)際控

16、制系統(tǒng)中，順序功能圖往往不是單一地某一種序列結(jié)構(gòu)，而是綜合運(yùn)用各種結(jié)構(gòu)的組合。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 a）跳轉(zhuǎn)流程結(jié)構(gòu) b）重復(fù)流程結(jié)構(gòu) 圖圖6-10 其它流程結(jié)構(gòu)其它流程結(jié)構(gòu)6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 3順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則 在順序功能圖中，步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來完成的。轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件： （1）該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步。 （2）相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 當(dāng)同時(shí)具備以上兩個(gè)條件時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)步的轉(zhuǎn)換。即所有由有向連線和相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步都變成為活動(dòng)步，而所有由有向連線和相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)

17、步都變成為非活動(dòng)步。在單流程和選擇流程的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)轉(zhuǎn)換只有一個(gè)前級(jí)步和一個(gè)后續(xù)步。在并行流程結(jié)構(gòu)中一個(gè)轉(zhuǎn)換的前級(jí)步或后續(xù)步不止一個(gè)，轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)則稱為同步實(shí)現(xiàn)，為了強(qiáng)調(diào)同步實(shí)現(xiàn)，有向連線的水平部分用雙線表示，如圖6-8所示。轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則是根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的基礎(chǔ)，它適用于任意結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 4順序功能圖的特點(diǎn) 由以上分析可知，順序功能圖就是由狀態(tài)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向構(gòu)成的流程圖。順序功能圖和流程圖一樣具有如下特點(diǎn)： （1）可以將復(fù)雜的控制任務(wù)或控制過程分解成若干個(gè)狀態(tài)，有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。 （2）相對(duì)某一個(gè)具體的狀態(tài)來說，順序功能圖可以使

18、控制任務(wù)簡(jiǎn)單化，給局部程序的編寫帶來了方便。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （3）整體程序是局部程序的綜合，只要搞清楚各狀態(tài)需要完成的動(dòng)作、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向，就可以進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 （4）順序功能圖容易理解，可讀性很強(qiáng)，能清楚地反映整個(gè)控制的工藝過程。 （5）順序功能圖中兩個(gè)步不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換將它們隔開。兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將他們分隔開。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （6）順序功能圖中的初始步一般對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待起動(dòng)的初始狀態(tài)，初始步可以沒有動(dòng)作，但它卻是必不可少的，否則系統(tǒng)無法返回到初始狀態(tài)。 （7）自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能夠多次重復(fù)執(zhí)行同一個(gè)工藝過程

19、，因此在順序功能圖中一般應(yīng)具有由步和有向連線構(gòu)成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應(yīng)從最后一步返回到初始步或下一個(gè)工作周期的第一步。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 6.1.3 步進(jìn)順控指令及編程方法步進(jìn)順控指令及編程方法 根據(jù)控制系統(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。主要有三種基本編程方法：使用起保停電路的編程方法、以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法和步進(jìn)順控指令編程法。下面將主要介紹步進(jìn)順控指令編程方法。 順序功能圖繪制好后，可以將其轉(zhuǎn)換成步進(jìn)梯形圖，進(jìn)而生成指令表程序。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 1步進(jìn)順控指令 多數(shù)PLC都有專門用于編制順序控制程序的

20、指令和編程元件。 FX系列PLC僅有兩條步進(jìn)順控指令，其中STL（Step Ladder）是步進(jìn)梯形指令，表示步進(jìn)開始，以使該狀態(tài)的動(dòng)作可以被驅(qū)動(dòng)；RET是步進(jìn)返回指令，使步進(jìn)順控程序執(zhí)行完畢時(shí)，非步進(jìn)順控程序的操作在主母線上完成。為防止出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，步進(jìn)順控程序的結(jié)尾必須使用RET步進(jìn)返回指令。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 2步進(jìn)梯形圖的編制 STL指令只有與狀態(tài)繼電器S配合才具有步進(jìn)的功能，使用STL指令的狀態(tài)繼電器的常開觸點(diǎn)稱為STL觸點(diǎn)。使用STL和RET指令編制步進(jìn)梯形圖的原則為：先進(jìn)行負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理，然后進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理，如圖6-11所示。從圖中可以看出順序功能圖和梯形圖

21、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)。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法圖圖6-11 順序功能圖和步進(jìn)梯形圖順序功能圖和步進(jìn)梯形圖 除了并行流程的電路外，STL觸點(diǎn)是與左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，該步的負(fù)載被驅(qū)動(dòng)。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指令或是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)被系統(tǒng)程序復(fù)位，原活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的STL觸點(diǎn)斷開。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 3編程的注意事項(xiàng) （1）STL指令只有與狀態(tài)繼電器S配合才具有步進(jìn)功能。S

22、0S9用于初始步，S10S19用于自動(dòng)返回原點(diǎn)。 （2）與STL觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)應(yīng)使用LD或LDI指令，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)的開始，最后一個(gè)STL程序區(qū)結(jié)束時(shí)一定要用RET指令，否則程序出錯(cuò)。 （3）初始狀態(tài)必須預(yù)先作好驅(qū)動(dòng)，否則狀態(tài)流程不能向下進(jìn)行。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 M8000是運(yùn)行監(jiān)視信號(hào)，它在PLC的運(yùn)行開關(guān)由STOPRUN后一直得電，初始狀態(tài)S0一直處在被“激活”的狀態(tài)，直到PLC停電或是PLC運(yùn)行開關(guān)由RUNSTOP。M8002是初始脈沖信號(hào)，它只在PLC運(yùn)行開關(guān)由STOPRUN時(shí)產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖信號(hào)，初始狀態(tài)S

23、0只被它“激活”一次。 （4）STL觸點(diǎn)可以直接驅(qū)動(dòng)或通過其他觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)Y，M，S，T，C等元件的線圈。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （5）由于CPU只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的程序，在沒有并行流程結(jié)構(gòu)時(shí)，任何時(shí)候只有一個(gè)活動(dòng)步，因此使用STL指令時(shí)允許雙線圈輸出，即同一元件的線圈可以分別被幾個(gè)不同時(shí)閉合的STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。在并行流程結(jié)構(gòu)中，同一元件的線圈不能在同時(shí)為活動(dòng)步的STL程序區(qū)內(nèi)出現(xiàn)。需要注意的是，狀態(tài)軟元件S在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中不能重復(fù)使用。 （6）STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊不能使用MC、MCR指令，同樣不能使用棧（MPS）指令，但是可以使用CJ指令。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 （7）順

24、序不連續(xù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移不能使用SET指令，應(yīng)改為OUT指令進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。 （8）在活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程中，相鄰兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)繼電器會(huì)同時(shí)ON一個(gè)掃描周期，可能會(huì)引起瞬時(shí)的雙線圈問題。因此，要注意兩個(gè)問題： 一是定時(shí)器在下一次運(yùn)行之前，應(yīng)將它的線圈斷電復(fù)位。因此，同一定時(shí)器的線圈不可以在相鄰的狀態(tài)使用。6.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法 二是為了避免不能同時(shí)動(dòng)作的兩個(gè)輸出同時(shí)動(dòng)作，除了在程序中設(shè)置軟件互鎖以外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。 （9）需要在停電恢復(fù)后繼續(xù)保持電路的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可以使用S500S899停電保持型狀態(tài)繼電器。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 6.2.1 單流

25、程的程序設(shè)計(jì)單流程的程序設(shè)計(jì) 1單流程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟 單流程結(jié)構(gòu)是順序功能圖中最簡(jiǎn)單的一種形式，其設(shè)計(jì)步驟如下： （1）根據(jù)控制要求，列出PLC的I/O分配表，畫出I/O分配圖。 （2）將整個(gè)工作過程按工作步序進(jìn)行分解，每個(gè)工作步對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)，將其分為若干個(gè)狀態(tài)。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)（3）理解每個(gè)狀態(tài)的功能和作用，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序。（4）找出每個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向。（5）根據(jù)上述分析，畫出控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。（6）根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖寫出指令表。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 2單流程程序設(shè)計(jì)實(shí)例 例題1：用步進(jìn)順控指令設(shè)計(jì)一個(gè)三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)循環(huán)的控制

26、系統(tǒng)。其控制要求如下：按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)3s，暫停2s，反轉(zhuǎn)3s，暫停2s，如此循環(huán)5個(gè)周期，然后自動(dòng)停止。運(yùn)行中，可按停止按鈕停止，熱繼電器動(dòng)作也可以使電機(jī)停止運(yùn)行。 解：（1）I/O分配6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 根據(jù)控制要求，其I/O分配為X0：SB常開觸點(diǎn)（停止按鈕）；X1：SB1常開觸點(diǎn)（起動(dòng)按鈕）；X2：FR常開觸點(diǎn)（熱繼電器）；Y0：KM1（電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器）；Y1：KM2（電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器）。根據(jù)以上分析繪制PLC的I/O接線圖，如圖6-12所示。 （2）順序功能圖程序設(shè)計(jì) 通過分析控制要求可知，這是一個(gè)單流程控制程序，其工作原理如圖6-13所示。根據(jù)工作流

27、程圖畫出順序功能圖如圖6-14所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-12 I/O接線圖接線圖 圖圖6-13 工作流程圖工作流程圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-14 順序功能圖順序功能圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （3）步進(jìn)梯形圖及指令表程序 由順序功能圖6-14可轉(zhuǎn)換成步進(jìn)梯形圖，如圖6-15所示，并生成指令表程序如表6-1所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-15 步進(jìn)梯形圖步進(jìn)梯形圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)表表6-1 指令表程序指令表程序6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 例題2：

28、設(shè)計(jì)一個(gè)用PLC系統(tǒng)控制的搬運(yùn)系統(tǒng)，要求將工件從A點(diǎn)搬運(yùn)至B點(diǎn)。控制要求如下：手動(dòng)操作時(shí)，每個(gè)動(dòng)作均能單獨(dú)操作，用于將機(jī)械手復(fù)位至原點(diǎn)位置；連續(xù)運(yùn)行時(shí)，在原點(diǎn)位置按起動(dòng)按鈕，機(jī)械手按圖6-16所示連續(xù)工作一個(gè)周期。一個(gè)周期的工作過程如下：原點(diǎn)放松（2s）下降夾緊（2s）上升右移下降放松（2s）上升左移并夾緊至原點(diǎn)，原點(diǎn)位于左上限位置。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-16 機(jī)械手動(dòng)作示意圖機(jī)械手動(dòng)作示意圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （1）I/O分配 根據(jù)控制要求，其I/O分配為X0：SA1（自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換）；X1：SB1常開觸點(diǎn)（停止按鈕）；X2：SB2常開

29、觸點(diǎn)（起動(dòng)按鈕）；X3：SQ1常開觸點(diǎn)（上限位）；X4：SQ2常開觸點(diǎn)（下限位）；X5：SQ3常開觸點(diǎn)（左限位）；X6：SQ4常開觸點(diǎn)（右限位）；X7：SB3常開觸點(diǎn)（手動(dòng)上升）；X10：SB4常開觸點(diǎn)（手動(dòng)下降）；X11：SB5常開觸點(diǎn)（手動(dòng)左移）；X12：SB6常開觸點(diǎn)6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （手動(dòng)右移）；X13：SA2（夾緊/放松）；Y0：YA1（夾緊/放松電磁鐵）；Y1：YA2（上升）；Y2：YA3（下降）；Y3：YA4（左移）；Y4：YA5（右移）；Y5：HL1（原點(diǎn)指示）。根據(jù)以上分析繪制PLC I/O接線圖，如圖6-17所示。 （2）順序功能圖程序設(shè)計(jì) 通過

30、分析控制要求可知，這是一個(gè)單流程控制程序，設(shè)計(jì)順序功能圖如圖6-18所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-17 PLC系統(tǒng)系統(tǒng)I/O接線圖接線圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-18 搬運(yùn)機(jī)械手順序功能圖搬運(yùn)機(jī)械手順序功能圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （3）知識(shí)拓展 同學(xué)們可以根據(jù)步進(jìn)梯形圖和指令表程序的編制原則，將圖6-18搬運(yùn)機(jī)械手的順序功能圖轉(zhuǎn)換成步進(jìn)梯形圖和指令表程序，并進(jìn)行以下思考： 1）機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，哪些信號(hào)是必須閉合的？自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，要求哪些信號(hào)必須閉合才能起動(dòng)？ 2）若在左限位增加一個(gè)光電檢測(cè)開關(guān)，檢測(cè)A點(diǎn)是否有工件，若有

31、工件則機(jī)械手自動(dòng)執(zhí)行程序，若無工件則機(jī)械手停留在原點(diǎn)位置，試將程序進(jìn)行適當(dāng)修改。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 6.2.2 選擇流程的程序設(shè)計(jì)選擇流程的程序設(shè)計(jì) 由兩個(gè)或兩個(gè)以上的分支流程組成的，根據(jù)控制要求只能從中選擇1個(gè)分支流程執(zhí)行的程序稱為選擇性流程程序。圖6-19所示為兩個(gè)支路的選擇流程程序。 1選擇流程程序的特點(diǎn)6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （1）從兩個(gè)流程中選擇執(zhí)行哪個(gè)流程由轉(zhuǎn)移條件X0和X3決定。 （2）轉(zhuǎn)移條件X0和X3不能同時(shí)滿足，哪個(gè)先滿足就執(zhí)行哪個(gè)分支。 （3）當(dāng)S0處于活動(dòng)步時(shí)，一旦X0轉(zhuǎn)移條件滿足，程序就向S20轉(zhuǎn)移，同時(shí)S0復(fù)位。即使以

32、后X3轉(zhuǎn)移條件滿足了，程序也不會(huì)向S22轉(zhuǎn)移。 （4）選擇流程合并時(shí)，狀態(tài)S24可以由S21或S23任意一個(gè)驅(qū)動(dòng)。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-19 選擇流程的結(jié)構(gòu)形式選擇流程的結(jié)構(gòu)形式6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 2選擇流程的編程 選擇流程分支的編程與一般狀態(tài)的編程一樣，先進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理，所有的轉(zhuǎn)移處理按順序執(zhí)行，簡(jiǎn)稱“先驅(qū)動(dòng)后轉(zhuǎn)移”。 選擇流程合并的編程是先進(jìn)行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，然后按順序向匯合狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。圖6-19所示的選擇流程可以轉(zhuǎn)換成步進(jìn)梯形圖，如圖6-20所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-20

33、選擇流程的步進(jìn)梯形圖選擇流程的步進(jìn)梯形圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖6-20選擇流程的指令表程序如表6-2所示。表表6-2 選擇流程的指令表程序選擇流程的指令表程序6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 3選擇流程程序設(shè)計(jì)實(shí)例 例題3：用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)三相異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)的控制系統(tǒng)。其控制要求如下：按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1，KM1接通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2，KM2接通，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；按下停止按鈕SB，KM1或KM2斷開，KM3接通，進(jìn)行能耗制動(dòng)5秒鐘。要求有必要的電氣互鎖，若熱繼電器FR1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)停車。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-21

34、PLC系統(tǒng)系統(tǒng)I/O接線圖接線圖解：（1）I/O分配根據(jù)控制要求，其I/O分配為X0：SB；X1：SB1；X2：SB2；X3：FR1（常開）。Y0：KM1；Y1：KM2；Y2：KM3。根據(jù)以上分析繪制PLC的I/O接線圖，如圖6-21所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （2）順序功能圖程序設(shè)計(jì) 通過分析控制要求可知，這是一個(gè)選擇流程控制程序，設(shè)計(jì)順序功能圖如圖6-22所示。圖圖6-22電機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)的順序功能圖電機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)的順序功能圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （3）步進(jìn)梯形圖和指令表程序 將上述順序功能圖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖，如圖6-23所示。指令表程

35、序略。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-23 電機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)的步進(jìn)梯形圖電機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)的步進(jìn)梯形圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 例題4：設(shè)計(jì)一選擇性工作傳輸機(jī)控制系統(tǒng)，用于將大球、小球分類并分送至兩個(gè)不同的位置，其工作示意圖如圖6-24所示。傳輸機(jī)左、右運(yùn)動(dòng)由三相異步電機(jī)M驅(qū)動(dòng)，上下運(yùn)動(dòng)則由電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來完成。 解：（1）工作分析6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 根據(jù)工作示意圖可知，選擇性工作傳輸機(jī)的動(dòng)作有：上、下、左、右，分別對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)線圈Y2，Y0，Y4和Y3去執(zhí)行。由Y1去接通電磁鐵吸住球體。當(dāng)吸到的是小球時(shí)機(jī)構(gòu)到達(dá)下限位，則X2動(dòng)作

36、。否則，到了一定時(shí)間還沒有動(dòng)作就說明機(jī)構(gòu)不能到達(dá)下限，即吸到的是大球。再判斷，將球送到指定的位置。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-24 選擇性工作傳輸機(jī)工作示意圖選擇性工作傳輸機(jī)工作示意圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （2）I/O分配 通過以上分析，繪制PLC系統(tǒng)的I/O接線圖，如圖6-25所示。圖圖6-25 PLC外部外部I/O接線圖接線圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （3）順序功能圖程序設(shè)計(jì) 通過以上分析可知，這是一個(gè)選擇流程控制程序，設(shè)計(jì)順序功能圖如圖6-26所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-26 選擇性工作傳輸

37、機(jī)順序功能圖選擇性工作傳輸機(jī)順序功能圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 6.2.3 并行流程的程序設(shè)計(jì)并行流程的程序設(shè)計(jì) 由兩個(gè)或兩個(gè)以上的分支流程組成的，必須同時(shí)執(zhí)行各分支的程序，稱為并行流程程序。圖6-27所示為兩個(gè)并行分支的并行流程程序。 1并行流程的特點(diǎn)6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 根據(jù)工作示意圖可知，選擇性工作傳輸機(jī)的動(dòng)作有：上、下、左、右，分別對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)線圈Y2，Y0，Y4和Y3去執(zhí)行。由Y1去接通電磁鐵吸住球體。當(dāng)吸到的是小球時(shí)機(jī)構(gòu)到達(dá)下限位，則X2動(dòng)作。否則，到了一定時(shí)間還沒有動(dòng)作就說明機(jī)構(gòu)不能到達(dá)下限，即吸到的是大球。再判斷，將球送到指定的位置。6.

38、2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 2并行流程的編程 并行流程分支的編程與選擇流程分支的編程一樣，先進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理，所有的轉(zhuǎn)移處理按順序執(zhí)行。 并行流程合并的編程也是先進(jìn)行匯合狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，然后按順序向匯合狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。圖6-27所示的并行流程轉(zhuǎn)換的步進(jìn)梯形圖如圖6-28所示，指令表程序如表6-3所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-27 并行流程的結(jié)構(gòu)并行流程的結(jié)構(gòu) 圖圖6-28 并行流程步進(jìn)梯形圖并行流程步進(jìn)梯形圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)表表6-3 并行流程的指令表程序并行流程的指令表程序6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程

39、的程序設(shè)計(jì) 3并行流程程序設(shè)計(jì)實(shí)例 例題5：設(shè)計(jì)一個(gè)用PLC控制的十字路口交通燈的控制系統(tǒng)，其控制要求如下：自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，按起動(dòng)按鈕，交通燈系統(tǒng)按圖6-29所示要求開始工作（綠燈閃爍的周期為1s）；按停止按鈕，所有信號(hào)燈都熄滅；手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，兩方向的黃燈同時(shí)閃爍，周期是1s。圖圖6-29 交通燈系統(tǒng)工作示意圖交通燈系統(tǒng)工作示意圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 解：（1）I/O分配 根據(jù)控制要求，其I/O分配為X0：起動(dòng)按鈕SB1；X1：手動(dòng)開關(guān)SA；X2：停止按鈕SB0；Y0：東西向綠燈；Y1：東西向黃燈；Y2：東西向紅燈；Y3：南北向綠燈；Y4：南北向黃燈；Y5：南北向紅燈。繪制I

40、/O接線圖如圖6-30所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-30 PLC系統(tǒng)系統(tǒng)I/O接線圖接線圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （2）順序功能圖程序設(shè)計(jì) 根據(jù)交通燈控制要求，繪制出其工作時(shí)序圖，如圖6-31所示。由時(shí)序圖可知，東西方向和南北方向各信號(hào)燈是兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的獨(dú)立順序控制過程，是一個(gè)典型的并行流程控制程序。設(shè)計(jì)順序功能圖如圖6-32所示，轉(zhuǎn)換成步進(jìn)梯形圖如圖6-33所示。 （3）思考 交通信號(hào)燈的控制程序也可以編制成單流程結(jié)構(gòu)，同學(xué)們可以思考設(shè)計(jì)。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-31 交通燈工作時(shí)序圖交通燈工作時(shí)序圖6.2 基本流

41、程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-32 交通燈順序功能圖交通燈順序功能圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-33 交通燈步進(jìn)梯形圖交通燈步進(jìn)梯形圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 6.2.4 跳步和循環(huán)流程的程序設(shè)計(jì)跳步和循環(huán)流程的程序設(shè)計(jì) 前面詳細(xì)介紹了順序功能圖的三種基本結(jié)構(gòu)，即單流程、選擇流程和并行流程。下面再介紹兩種常見的流程結(jié)構(gòu)：跳轉(zhuǎn)和循環(huán)流程。 1跳轉(zhuǎn)流程的程序設(shè)計(jì)6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 凡是不連續(xù)的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移都稱為跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)其實(shí)屬于選擇序列的一種特殊情況，有正向跳轉(zhuǎn)、逆向跳轉(zhuǎn)、向其他程序跳轉(zhuǎn)等多種形式，如圖6-34所示。必

42、須注意的是，跳轉(zhuǎn)流程中狀態(tài)的轉(zhuǎn)移都使用OUT指令而不用SET指令。 圖6-35中，當(dāng)步S21是活動(dòng)步，并且X5轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，將跳過步S22，由步S21進(jìn)展到步S23。這種跳步與S21S23組成的主序列中有向連線的方向相同，屬于正向跳步。當(dāng)步S24是活動(dòng)步，而且轉(zhuǎn)換條件時(shí)，將從步S24返回到步S23，稱為逆向跳步。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)a）正向跳轉(zhuǎn) b）逆向跳轉(zhuǎn) c）向其他程序跳轉(zhuǎn)圖圖6-34 跳轉(zhuǎn)流程的形式跳轉(zhuǎn)流程的形式6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 2循環(huán)流程的程序設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)梯形圖程序時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一些需要多次重復(fù)的操作，例如要求某電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行5s，

43、反轉(zhuǎn)運(yùn)行10s，重復(fù)10次后停止運(yùn)行。如果將這個(gè)過程分為20步，一步一步的地編程，顯然是非常繁瑣的，可以借助用計(jì)算機(jī)高級(jí)語言中的循環(huán)語句的思想來設(shè)計(jì)順序功能圖。 圖6-35中，假設(shè)要求重復(fù)執(zhí)行4次由步S23和步S24組成的工藝過程，用C0控制循環(huán)次數(shù)，它的設(shè)定值等于循環(huán)次數(shù)4。每執(zhí)行一次循環(huán)，在步S24中使C0的當(dāng)前值增加1。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 每次執(zhí)行完循環(huán)的最后一步之后，根據(jù)C0的當(dāng)前值是否為零來判斷是否應(yīng)該結(jié)束循環(huán)，這是用步S24之后選擇序列的分支來實(shí)現(xiàn)的。如果轉(zhuǎn)移條件，則系統(tǒng)返回到步S23，如果轉(zhuǎn)移條件，則系統(tǒng)由步S24進(jìn)展到步S25。 在循環(huán)程序執(zhí)行之前或執(zhí)

44、行之后，應(yīng)將控制循環(huán)的計(jì)數(shù)器復(fù)位。復(fù)位后，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為零，才能保證下一次循環(huán)時(shí)計(jì)數(shù)器能正常工作，復(fù)位操作應(yīng)放在循環(huán)之外。循環(huán)其實(shí)也屬于選擇序列的一種特殊情況。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-35 復(fù)雜的順序功能圖復(fù)雜的順序功能圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) 3復(fù)雜流程程序設(shè)計(jì)實(shí)例 例題6：用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)一個(gè)按鈕式人行橫道指示燈的控制程序。其控制要求如下：按X0或X1按鈕，人行道和車道指示燈工作如圖6-36所示。 解：（1）I/O分配 通過對(duì)控制要求和指示燈工作時(shí)序圖的分析，繪制出PLC系統(tǒng)I/O接線圖，如圖6-37所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程

45、的程序設(shè)計(jì)圖圖6-36 按鈕式人行橫道指示燈工作時(shí)序圖按鈕式人行橫道指示燈工作時(shí)序圖 圖圖6-37 PLC系統(tǒng)系統(tǒng)I/O接線圖接線圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （2）順序功能圖程序設(shè)計(jì) 根據(jù)控制要求，當(dāng)未按下 X0或X1按鈕時(shí)，人行道紅燈和車道綠燈亮；當(dāng)按下X0或X1時(shí)，人行道指示燈和車道指示燈同時(shí)開始運(yùn)行，因此該流程是具有兩個(gè)分支的并行性流程。順序功能圖程序如圖6-38所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-38 按鈕式人行橫道指示燈順序功能圖按鈕式人行橫道指示燈順序功能圖6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì) （3）步進(jìn)梯形圖程序 根據(jù)步進(jìn)指令的編

46、程方法，將按鈕式人行橫道指示燈順序功能圖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖，如圖6-39所示。6.2 基本流程的程序設(shè)計(jì)基本流程的程序設(shè)計(jì)圖圖6-39 按鈕式人行橫道指示燈步進(jìn)梯形圖按鈕式人行橫道指示燈步進(jìn)梯形圖6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 前面主要介紹了使用步進(jìn)順控指令來設(shè)計(jì)順序控制梯形圖，下面簡(jiǎn)單介紹如何使用輔助繼電器進(jìn)行順序控制梯形圖的程序設(shè)計(jì)。 6.3.1 程序設(shè)計(jì)思路程序設(shè)計(jì)思路 （1）用輔助繼電器M來代替順序功能圖中的狀態(tài)繼電器S。當(dāng)某一步為活動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的輔助繼電器為ON，當(dāng)轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)時(shí)，該轉(zhuǎn)移的后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng)步，前級(jí)步變?yōu)榉腔顒?dòng)步。6.

47、3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 （2）根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖。因?yàn)槎鄶?shù)轉(zhuǎn)移條件都是短暫信號(hào)，即它存在的時(shí)間比激活后續(xù)步所用的時(shí)間要短，因此應(yīng)該使用帶有保持功能（起保停電路或置位復(fù)位電路）的電路來控制代表步的輔助繼電器M，然后通過輔助繼電器M的觸點(diǎn)來控制輸出繼電器Y。 這種設(shè)計(jì)思想僅使用了與觸點(diǎn)、線圈有關(guān)的指令，是一種通用的編程方法，適用于任意型號(hào)的PLC。6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 6.3.2 使用起保停電路的編程方法使用起保停電路的編程方法 設(shè)計(jì)起保停電路的關(guān)鍵是找出它的

48、起動(dòng)條件和停止條件。如圖6-40a所示，M1、M2和M3是順序功能圖中順序相連的三步，X1是步M2之前的轉(zhuǎn)移條件。由轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本原則可知，步M2變?yōu)榛顒?dòng)步的條件是M1為活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件X1=1。在起保停電路中，則應(yīng)將M1和X1的常開觸點(diǎn)串聯(lián)后作為控制M2的起動(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，因此可以將M3=1作為輔助繼電器M2失電的條件,如圖6-40b。6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法a）順序功能圖 b）用起保停電路實(shí)現(xiàn)圖圖6-40 用起保停電路實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)用起保停電路實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì) 6.3

49、 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 由于步是根據(jù)輸出變量的狀態(tài)變化來劃分的，因此它們之間有著簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以分兩種情況來處理： （1）當(dāng)某輸出繼電器僅在某一步中為ON時(shí)，可以將它的線圈和該步所對(duì)應(yīng)的輔助繼電器M的線圈并聯(lián)。 （2）當(dāng)某輸出繼電器在幾步中都為ON時(shí)，應(yīng)將各有關(guān)步的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后再驅(qū)動(dòng)該輸出繼電器的線圈。6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 1單流程的程序設(shè)計(jì) 圖6-41是動(dòng)力頭控制系統(tǒng)的順序功能圖，M0M4分別代表初始、快進(jìn)、工進(jìn)、延時(shí)和快退共5步。用起保停電路

50、設(shè)計(jì)的順序控制梯形圖如圖6-42所示，為了避免出現(xiàn)雙線圈不能將Y1的兩個(gè)線圈分別與M1和M2的線圈并聯(lián)。 2選擇流程和并行流程的程序設(shè)計(jì) 圖6-43和圖6-44分別是選擇流程和并行流程的順序功能圖，用起保停電路轉(zhuǎn)換成順序功能梯形圖分別對(duì)應(yīng)于圖6-45和圖6-46。6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法圖圖6-41 動(dòng)力頭控制系統(tǒng)順序功能圖動(dòng)力頭控制系統(tǒng)順序功能圖6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法圖圖6-42 動(dòng)力頭控制系統(tǒng)的順序控制梯形圖動(dòng)力頭控制系統(tǒng)的順序控制梯形圖6.3 用輔助繼電器

51、實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法圖圖6-43 選擇流程的順序功能圖選擇流程的順序功能圖 圖圖6-44 并行流程的順序功能圖并行流程的順序功能圖6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法圖圖6-45 選擇流程的順序控制梯形圖選擇流程的順序控制梯形圖6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法圖圖6-46 并行流程的順序控制梯形圖并行流程的順序控制梯形圖6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 6.3.3 以轉(zhuǎn)換為中心

52、的編程方法以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法 如圖6-47所示，為該編程方法設(shè)計(jì)的順序功能圖和梯形圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)現(xiàn)圖中X1對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換，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（M1=1）和轉(zhuǎn)換條件滿足（X1=1）。在梯形圖中，用M1和X1的常開觸點(diǎn)閉合來表示上述條件。當(dāng)兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(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“SET M2”指令將M2置位；將該轉(zhuǎn)換的前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步，用“RST M1”指令將M1復(fù)位。6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法圖圖6-47 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)

53、順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 1單流程的程序設(shè)計(jì) 在順序功能圖中，用轉(zhuǎn)移的前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器M的常開觸點(diǎn)和轉(zhuǎn)移條件對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)在電路串聯(lián)，將它作為轉(zhuǎn)移的后續(xù)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器置位和前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位的條件。這種設(shè)計(jì)方法特別有規(guī)律，初學(xué)者容易掌握，但是在使用這種方法時(shí)，不能將輸出繼電器的線圈與SET和RST指令并聯(lián)，6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 因?yàn)榍凹?jí)步和轉(zhuǎn)移條件的串聯(lián)電路接通的時(shí)間相當(dāng)短，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。所以用代表步的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)或它

54、們的并聯(lián)電路來驅(qū)動(dòng)輸出繼電器的線圈。圖6-48a是某信號(hào)燈控制系統(tǒng)的時(shí)序圖、順序功能圖，圖6-48b是以轉(zhuǎn)換為中心的編制方法所繪制的順序控制梯形圖。6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法a）信號(hào)燈控制系統(tǒng)順序功能圖 b）信號(hào)燈控制系統(tǒng)順序控制梯形圖圖圖 6-48 單流程的程序設(shè)計(jì)單流程的程序設(shè)計(jì)6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 2選擇流程和并行流程的程序設(shè)計(jì) 圖6-49a是選擇流程的順序功能圖，6-49b是用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法設(shè)計(jì)的順序控制梯形圖。6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助

55、繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法a）選擇流程順序功能圖 b）選擇流程順序控制梯形圖圖圖 6-49 選擇流程的程序設(shè)計(jì)選擇流程的程序設(shè)計(jì)6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 圖6-50a是并行流程的順序功能圖，6-50b是用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法設(shè)計(jì)的順序控制梯形圖。a）并行流程的順序功能圖 b）并行流程的順序控制梯形圖圖圖6-50 并行流程的程序設(shè)計(jì)并行流程的程序設(shè)計(jì)6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法習(xí)題習(xí)題6-1 簡(jiǎn)述順序功能圖編程的步驟。 6-2 順序功能圖的組成要素有哪些？ 6-3 順序功能圖要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換必須滿足什么條件？ 6-4 設(shè)計(jì)彩燈順序控制系統(tǒng)，并生成步進(jìn)梯形圖?？刂埔螅?（1）A亮1S，滅1S；B亮1S，滅1S；（2）C亮1S，滅1S；D亮1S，滅1S；（3） A、B、C、D亮1S，滅1S；（4）循環(huán)三次。6.3 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)順序 控制梯形圖的編程方法控制梯形圖的編程方法 6-5 設(shè)計(jì)兩種液體混合裝置控制系統(tǒng)?？刂埔螅河袃煞N液體A、B需要在容器中混合成液體C待用，初始