課題三PLC應(yīng)用基礎(chǔ)141任務(wù)5Y-△啟動(dòng)的可逆運(yùn)行電動(dòng)機(jī)任務(wù)4順序相連的傳送帶控制系統(tǒng)任務(wù)6燈光閃爍電路任務(wù)2三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制任務(wù)1三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路任務(wù)3兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)的電路任務(wù)1三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路143知識(shí)點(diǎn)：掌握觸點(diǎn)串聯(lián)、并聯(lián)指令掌握自保持與解除指令了解軟元件的常開、常閉觸點(diǎn)的使用技能點(diǎn)：分別利用觸點(diǎn)串并聯(lián)指令和自保持與解除指令編寫起“啟—?！！弊饔玫奶菪螆D，應(yīng)用于燈光控制、電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行等144任務(wù)提出圖所示是三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路，KM為交流接觸器，SB1為啟動(dòng)按鈕，SB2為停止按鈕，KH為過載保護(hù)熱繼電器。當(dāng)按下SB1時(shí)，KM的線圈通電吸合，KM主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行，同時(shí)KM的輔助常開觸點(diǎn)閉合而使KM線圈保持吸合，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行，直到按下停止按鈕SB2。本任務(wù)的主要內(nèi)容是研究用PLC來實(shí)現(xiàn)圖所示的控制電路。145146三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路a)主電路b)控制電路c)時(shí)序圖任務(wù)分析為了將上圖b所示的控制電路用PLC來實(shí)現(xiàn)，PLC需要3個(gè)輸入點(diǎn)和1個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。147輸入/輸出點(diǎn)分配表根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)分配，畫出PLC的接線圖，當(dāng)接線不同時(shí)，設(shè)計(jì)出的梯形圖也是不同的。這里用三種方案實(shí)現(xiàn)任務(wù)。1.PLC控制系統(tǒng)中的觸點(diǎn)類型沿用繼電器控制系統(tǒng)中的觸點(diǎn)類型，即SB1啟動(dòng)按鈕在繼電器系統(tǒng)中使用常開觸點(diǎn)，PLC系統(tǒng)中仍使用常開觸點(diǎn)；SB2停止按鈕和KH過載保護(hù)熱繼電器原來使用常閉觸點(diǎn)，PLC系統(tǒng)中仍使用常閉觸點(diǎn)，圖a所示為PLC的接線圖，由此設(shè)計(jì)的梯形圖如圖b所示。148149PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路方案一a)PLC接線圖b)梯形圖c)指令表2.PLC控制系統(tǒng)中的所有輸入觸點(diǎn)類型全部采用常開觸點(diǎn)，即SB1啟動(dòng)按鈕、SB2停止按鈕和KH過載保護(hù)熱繼電器全部接入常開觸點(diǎn)，圖a所示為PLC的接線圖，由此設(shè)計(jì)的梯形圖如圖b所示。150PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路方案二a)PLC接線圖b)梯形圖c)指令表3.有時(shí)為了減少PLC的輸入點(diǎn)，將過載保護(hù)熱繼電器的常閉觸點(diǎn)接在輸出端，此時(shí)輸入/輸出點(diǎn)分配見表。151輸入/輸出點(diǎn)分配表PLC控制電路如圖a所示，此時(shí)的過載保護(hù)是不受PLC控制的，保護(hù)方式與繼電器控制系統(tǒng)相同。這里介紹兩種設(shè)計(jì)該梯形圖的方法，圖b所示梯形圖和指令表與前面相同，用“啟—?！！彪娐穼?shí)現(xiàn)，原理請(qǐng)自行分析。圖c所示梯形圖和指令表是用置位與復(fù)位指令實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)按下SB1時(shí)，X000接通，X000的常開觸點(diǎn)閉合，使Y000置位并保持，Y000外接的KM線圈吸合，KM的主觸點(diǎn)閉合，主電路接通，電動(dòng)機(jī)M連續(xù)運(yùn)行，直到按下SB2，X001接通，X001的常開觸點(diǎn)閉合，使Y000復(fù)位，Y000外接的KM線圈釋放，KM的主觸點(diǎn)斷開，主電路斷開，電動(dòng)機(jī)M停止運(yùn)行。152153PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路方案三a)PLC接線圖b)用“啟—?！！彪娐穼?shí)現(xiàn)c)用置位復(fù)位指令實(shí)現(xiàn)相關(guān)知識(shí)完成本任務(wù)的過程中使用了許多新知識(shí)，歸納總結(jié)如下：一、指令1.觸點(diǎn)串聯(lián)指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）(1)AND（與指令）單個(gè)常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，完成邏輯“與”運(yùn)算。(2)ANI（與非指令）單個(gè)常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，完成邏輯“與非”運(yùn)算。154(3)ANDP（上升沿與指令）上升沿檢測(cè)串聯(lián)連接指令，觸點(diǎn)的中間用一個(gè)向上的箭頭表示上升沿，受該類觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的線圈只在觸點(diǎn)的上升沿接通一個(gè)掃描周期，如圖所示。155上升沿與指令a)梯形圖與指令表b)時(shí)序圖(4)ANDF（下降沿與指令）下降沿檢測(cè)串聯(lián)連接指令，觸點(diǎn)的中間用一個(gè)向下的箭頭表示下降沿，受該類觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的線圈只在觸點(diǎn)的下降沿接通一個(gè)掃描周期，如圖所示。156下降沿與指令a)梯形圖與指令表b)時(shí)序圖（5）觸點(diǎn)串聯(lián)指令的使用說明1）觸點(diǎn)串聯(lián)指令都是指單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)連接的指令，串聯(lián)次數(shù)沒有限制，可反復(fù)使用。2）觸點(diǎn)串聯(lián)指令的目標(biāo)元件為輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C和狀態(tài)繼電器S。1572.觸點(diǎn)并聯(lián)指令（OR/ORI/ORP/ORF）（1）OR（或指令）單個(gè)常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令，實(shí)現(xiàn)邏輯“或”運(yùn)算。（2）ORI（或非指令）單個(gè)常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令，實(shí)現(xiàn)邏輯“或非”運(yùn)算。（3）ORP（上升沿或指令）上升沿檢測(cè)并聯(lián)連接指令，觸點(diǎn)的中間用一個(gè)向上的箭頭表示上升沿，受該類觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的線圈只在觸點(diǎn)的上升沿接通一個(gè)掃描周期。158（4）ORF（下降沿或指令）下降沿檢測(cè)并聯(lián)連接指令，觸點(diǎn)的中間用一個(gè)向下的箭頭表示下降沿，受該類觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的線圈只在觸點(diǎn)的下降沿接通一個(gè)掃描周期。（5）觸點(diǎn)并聯(lián)指令的使用說明1）觸點(diǎn)并聯(lián)指令都是指單個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián)連接的指令，并聯(lián)次數(shù)沒有限制，可反復(fù)使用。2）觸點(diǎn)并聯(lián)指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、T、C和S。1593.自保持與解除（置位與復(fù)位）指令（SET/RST）（1）SET指令使被操作的目標(biāo)元件置位并保持。（2）RST指令使被操作的目標(biāo)元件復(fù)位并保持清零狀態(tài)。160SET、RST指令的使用如圖所示。161SET、RST指令的使用a)梯形圖與指令表b)波形圖二、常閉觸點(diǎn)提供的輸入信號(hào)的處理比較上述任務(wù)實(shí)現(xiàn)方案發(fā)現(xiàn)，將SB1（啟動(dòng)按鈕）、SB2（停止按鈕）和KH（過載保護(hù)）的常開觸點(diǎn)接到PLC的輸入端，如圖a所示，梯形圖中的觸點(diǎn)類型與繼電器控制系統(tǒng)完全一致，使得梯形圖很容易理解。162任務(wù)2

三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制163知識(shí)點(diǎn)：掌握電路塊串、并聯(lián)指令和棧存儲(chǔ)器指令，了解程序的優(yōu)化技能點(diǎn)：會(huì)利用所學(xué)指令編寫起互鎖作用的梯形圖，應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制、燈光控制、交通燈管理等164任務(wù)提出圖所示是三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路，KM1為電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行交流接觸器，KM2為電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)行交流接觸器，SB1為正向啟動(dòng)按鈕，SB3為反向啟動(dòng)按鈕，SB2為停止按鈕，KH為過載保護(hù)熱繼電器。165當(dāng)按下SB1時(shí)，KM1的線圈通電吸合，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)開始正向運(yùn)行，同時(shí)KM1的輔助常開觸點(diǎn)閉合使KM1線圈保持吸合，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的正向連續(xù)運(yùn)行，直到按下停止按鈕SB2；反之，當(dāng)按下SB3時(shí)，KM2的線圈通電吸合，KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)開始反向運(yùn)行，同時(shí)KM2的輔助常開觸點(diǎn)閉合而使KM2線圈保持吸合，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的反向連續(xù)運(yùn)行，直到按下停止按鈕SB2；KM1、KM2線圈互鎖，確保不同時(shí)通電，本任務(wù)研究用PLC實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路。166167三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路a)主電路b)控制電路c)正向運(yùn)行時(shí)序圖d)反向運(yùn)行時(shí)序圖任務(wù)分析為了將上圖b的控制電路用PLC來實(shí)現(xiàn)，PLC需要4個(gè)輸入點(diǎn)、2個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。168輸入/輸出點(diǎn)分配表1.根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)分配，畫出PLC的接線圖，如圖a所示，PLC控制系統(tǒng)中的所有輸入觸點(diǎn)全部采用常開觸點(diǎn)，由此設(shè)計(jì)的梯形圖和指令表如圖c所示。2.比較任務(wù)1的圖b和圖b，發(fā)現(xiàn)梯形圖中各觸點(diǎn)和線圈的連接順序沒有按照繼電器控制電路中的連接順序，本任務(wù)中圖b和圖c也是這樣，那么，梯形圖中各觸點(diǎn)和線圈能否按照繼電器控制電路中的順序連接呢？按照繼電器控制電路的連接順序畫出梯形圖，如圖b所示，表面上分析邏輯功能是相同的，但使用編程軟件輸入時(shí)，該梯形圖無(wú)法輸入，因?yàn)樘菪螆D規(guī)定，觸點(diǎn)應(yīng)位于線圈的左邊，線圈連接到梯形圖的右母線，所以X003的觸點(diǎn)要移到前面，如圖c所示。169170PLC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路a)PLC接線圖b)錯(cuò)誤的梯形圖c)正確的梯形圖和指令表3.設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，除了按照繼電器控制電路并適當(dāng)調(diào)整觸點(diǎn)順序畫出梯形圖外，還可以對(duì)梯形圖進(jìn)行優(yōu)化，方法是分離交織在一起的邏輯電路。171LC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)a)分離后的控制邏輯b)優(yōu)化的梯形圖和指令表相關(guān)知識(shí)完成本任務(wù)過程中使用的新知識(shí)，歸納總結(jié)如下：一、指令1.電路塊的串并聯(lián)指令（1）ORB(塊或指令)兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn)串聯(lián)電路之間的并聯(lián)。ORB指令的使用說明如下：1）幾個(gè)串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，每個(gè)串聯(lián)電路塊的開始處應(yīng)該用LD、LDI、LDP或LDF指令，圖所示的梯形圖中有3個(gè)串聯(lián)電路塊：X000、X001，X002、X003，X004、X005，每塊開始的3個(gè)觸點(diǎn)X000、X002、X004都使用了LD指令。172173串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接2）有多個(gè)電路塊的并聯(lián)回路，如對(duì)每個(gè)電路塊使用ORB指令，則并聯(lián)電路塊數(shù)量沒有限制。3）ORB指令也可以連續(xù)使用，如圖所示，但這種程序?qū)懛ú煌扑]使用，LD或LDI指令的使用次數(shù)不得超過8次。174ORB指令連續(xù)使用175（2）ANB（塊與指令）兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn)并聯(lián)電路之間的串聯(lián)，如圖所示，X000、X001是并聯(lián)電路塊，X002~X006也是并聯(lián)電路塊，將這兩個(gè)并聯(lián)電路塊串聯(lián)，所以在指令表中使用了ANB指令。并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接ANB指令的使用說明如下：1）并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接時(shí)，并聯(lián)電路塊的開始處應(yīng)該用LD、LDI、LDP或LDF指令。2）多個(gè)并聯(lián)電路塊串聯(lián)時(shí)，ANB指令的使用次數(shù)不受限制。也可連續(xù)使用ANB指令，但與ORB相同，LD或LDI指令的使用次數(shù)不得超過8次。1762.棧存儲(chǔ)器指令FX系列PLC中有11個(gè)存儲(chǔ)單元，如圖a所示，它們采用先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)存取方式，專門用來存儲(chǔ)程序運(yùn)算的中間結(jié)果，稱為棧存儲(chǔ)器。177棧存儲(chǔ)器指令a)存儲(chǔ)器b)多重輸出電路的梯形圖與指令表（1）MPS（進(jìn)棧指令）將運(yùn)算結(jié)果送入棧存儲(chǔ)器的第一段，同時(shí)將先前送入的數(shù)據(jù)依次移到棧的下一段。MPS指令用于分支的開始處。（2）MRD（讀棧指令）將棧存儲(chǔ)器的第一段數(shù)據(jù)（最后進(jìn)棧的數(shù)據(jù)）讀出且該數(shù)據(jù)繼續(xù)保存在棧存儲(chǔ)器的第一段，棧內(nèi)的數(shù)據(jù)不發(fā)生移動(dòng)。MRD指令用于分支的中間段。178（3）MPP（出棧指令）將棧存儲(chǔ)器的第一段數(shù)據(jù)（最后進(jìn)棧的數(shù)據(jù)）讀出且該數(shù)據(jù)從棧中消失，同時(shí)將棧中其他數(shù)據(jù)依次上移。MPP指令用于分支的結(jié)束處。棧存儲(chǔ)器指令的使用說明：1）棧存儲(chǔ)器指令沒有目標(biāo)元件。2）MPS和MPP必須配對(duì)使用。3）由于棧存儲(chǔ)單元只有11個(gè)，所以棧最多為11層。179二、梯形圖畫法規(guī)則與梯形圖的優(yōu)化1.畫法規(guī)則觸點(diǎn)電路塊畫在梯形圖的左邊，線圈畫在梯形圖的右邊。2.優(yōu)化（1）在串聯(lián)電路中，單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在電路塊的右邊。（2）在并聯(lián)電路中，單個(gè)觸點(diǎn)應(yīng)放在電路塊的下邊。（3）在有線圈的并聯(lián)電路中，將單個(gè)線圈放在上面。180任務(wù)3

兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)的電路181知識(shí)點(diǎn)：掌握定時(shí)器的相關(guān)知識(shí)，了解積算定時(shí)器的含義技能點(diǎn)：會(huì)利用所學(xué)指令和定時(shí)器編寫通電延時(shí)和斷電延時(shí)的梯形圖，應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制、生產(chǎn)線順序控制、燈光閃爍控制等182任務(wù)提出在實(shí)際工作中，常常需要兩臺(tái)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)，如圖所示，兩臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)M1和M2，按下啟動(dòng)按鈕SB1后，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)，5s后第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，完成相關(guān)工作后按下停止按鈕SB2，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停止。本任務(wù)研究用PLC實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序啟動(dòng)控制。183184兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)及運(yùn)行a)主電路b)控制電路c)時(shí)序圖任務(wù)分析由時(shí)序圖可知，SB1和SB2分別是電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)和停止按鈕，SB2同時(shí)也是電動(dòng)機(jī)M2的停止按鈕，但M2的啟動(dòng)是由時(shí)間繼電器KT控制的，KT是通電延時(shí)繼電器，在用PLC實(shí)現(xiàn)時(shí)，可用定時(shí)器來完成相應(yīng)功能。為了將這個(gè)控制關(guān)系用PLC實(shí)現(xiàn)，PLC需要4個(gè)輸入點(diǎn)、2個(gè)輸出點(diǎn)和1個(gè)定時(shí)器，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。185輸入/輸出點(diǎn)分配表根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)分配，畫出PLC的接線圖如圖a所示，PLC控制系統(tǒng)中的所有輸入觸點(diǎn)全部采用常開觸點(diǎn)，由此設(shè)計(jì)的梯形圖如圖b所示。186PLC控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)及運(yùn)行a)PLC接線圖b)梯形圖c)指令表相關(guān)知識(shí)完成本任務(wù)過程中使用的新知識(shí)，歸納總結(jié)如下：一、定時(shí)器PLC中的定時(shí)器（T）相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的通電型時(shí)間繼電器，它可以提供無(wú)限對(duì)常開和常閉延時(shí)觸點(diǎn)。定時(shí)器中有一個(gè)設(shè)定值寄存器（一個(gè)字長(zhǎng)）、一個(gè)當(dāng)前值寄存器（一個(gè)字長(zhǎng)）和一個(gè)用來存儲(chǔ)其輸出觸點(diǎn)的映像寄存器（一個(gè)二進(jìn)制位），這三個(gè)量使用同一地址編號(hào)。定時(shí)器采用T與十進(jìn)制數(shù)共同組成編號(hào)（只有輸入/輸出繼電器才用八進(jìn)制數(shù)），如T0、T198等。1871.通用定時(shí)器（1）100ms通用定時(shí)器（T0~T199）100ms通用定時(shí)器共200點(diǎn)，其中T192~T199為子程序和中斷程序?qū)Ｓ枚〞r(shí)器。這類定時(shí)器是對(duì)100ms時(shí)鐘累積計(jì)數(shù)，設(shè)定值為1~32767，所以其定時(shí)范圍為0.1~3276.7s。（2）10ms通用定時(shí)器（T200~T245）10ms通用定時(shí)器共46點(diǎn)。這類定時(shí)器是對(duì)10ms時(shí)鐘累積計(jì)數(shù)，設(shè)定值為1~32767，所以其定時(shí)范圍為0.01~327.67s。188189通用定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖190通用定時(shí)器舉例a)梯形圖b)時(shí)序圖2.積算定時(shí)器(1)1ms積算定時(shí)器（T246~T249）1ms積算定時(shí)器共4點(diǎn)，是對(duì)1ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，定時(shí)的時(shí)間范圍為0.001~32.767s。(2)100ms積算定時(shí)器（T250~T255）100ms積算定時(shí)器共6點(diǎn)，是對(duì)100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，定時(shí)的時(shí)間范圍為0.1~3276.7s。191192積算定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖193積算定時(shí)器舉例a)梯形圖b)時(shí)序圖二、斷電延時(shí)問題FX2N系列的定時(shí)器是通電延時(shí)定時(shí)器，如果需要使用斷電延時(shí)定時(shí)器，可用圖所示的電路。194斷電延時(shí)定時(shí)器a)梯形圖b)指令表c)時(shí)序圖任務(wù)4

順序相連的傳送帶控制系統(tǒng)195知識(shí)點(diǎn)：掌握輔助繼電器的相關(guān)知識(shí)，了解雙線圈輸出的含義技能點(diǎn)：會(huì)利用所學(xué)指令和編程元件編寫需暫存中間狀態(tài)的梯形圖，應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)和順序停止的運(yùn)行控制、生產(chǎn)線順序控制、燈光閃爍控制等196任務(wù)提出圖所示為某車間兩條順序相連的傳送帶的工作原理示意圖和時(shí)序圖，為了避免運(yùn)送的物料在2號(hào)傳送帶上堆積，按下啟動(dòng)按鈕后，2號(hào)傳送帶開始運(yùn)行，5s后1號(hào)傳送帶自動(dòng)啟動(dòng)。而停機(jī)時(shí)，則是1號(hào)傳送帶先停止，10s后2號(hào)傳送帶才停止。本任務(wù)研究用PLC實(shí)現(xiàn)順序相連的傳送帶控制系統(tǒng)。197198兩條順序相連的傳送帶a)工作原理示意圖b)時(shí)序圖任務(wù)分析由上圖b所示的時(shí)序圖可知，SB1是2號(hào)傳送帶的啟動(dòng)按鈕，1號(hào)傳送帶在2號(hào)傳送帶啟動(dòng)5s后自行啟動(dòng)，SB2是1號(hào)傳送帶的停止按鈕，1號(hào)傳送帶停止10s后2號(hào)傳送帶自行停止。為了將這個(gè)控制關(guān)系用PLC控制器實(shí)現(xiàn)，PLC需要2個(gè)輸入點(diǎn)（采用過載保護(hù)不占用輸入點(diǎn)的方式）、2個(gè)輸出點(diǎn)和2個(gè)定時(shí)器，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。199輸入/輸出點(diǎn)分配表根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)分配，畫出PLC的接線圖如圖a所示，PLC控制系統(tǒng)中的所有輸入觸點(diǎn)全部采用常開觸點(diǎn)，有人由此設(shè)計(jì)出圖b所示的梯形圖，調(diào)試程序時(shí)無(wú)法通過，原因是該程序是雙線圈輸出，在一個(gè)掃描周期內(nèi)，Y001輸出了兩次。200PLC控制兩條順序相連的傳送帶a)接線圖b)錯(cuò)誤梯形圖借助輔助繼電器M0或M1間接驅(qū)動(dòng)Y001，可以解決雙線圈問題，如圖所示。201PLC控制兩條順序相連傳送帶的梯形圖和時(shí)序圖a）梯形圖b）時(shí)序圖1.啟動(dòng)按下啟動(dòng)按鈕SB1，X000接通，驅(qū)動(dòng)M0和定時(shí)器T0的線圈接通(0行)；M0接通后，其常開觸點(diǎn)閉合(19行)，驅(qū)動(dòng)Y001動(dòng)作，與其外接的接觸器KM2通電，2號(hào)傳送帶開始運(yùn)行；另外，T0接通延時(shí)5s后，其常開觸點(diǎn)閉合(7行)，驅(qū)動(dòng)Y000動(dòng)作，與其外接的接觸器KM1通電，1號(hào)傳送帶運(yùn)行，執(zhí)行了兩條傳送帶的順序啟動(dòng)程序。2022.停止按下停止按鈕SB2，X001接通，其常閉觸點(diǎn)斷開(0行、7行)，使M0和Y000斷開，與Y000外接的KM1線圈斷開，1號(hào)傳送帶停止運(yùn)行；另外，由于T0斷電，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合(11行)，定時(shí)器T1通電，10s后，M1斷開(11行)，使Y001斷電(19行)，與其外接的KM2斷開，2號(hào)傳送帶停止運(yùn)行，執(zhí)行了兩條傳送帶順序停止的程序。203相關(guān)知識(shí)完成本任務(wù)過程中使用的新知識(shí)，歸納總結(jié)如下：一、輔助繼電器輔助繼電器是PLC中數(shù)量最多的一種繼電器，輔助繼電器的作用通常與繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相似。輔助繼電器不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，負(fù)載只能由輸出繼電器的外部觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器的常開與常閉觸點(diǎn)在PLC內(nèi)部編程時(shí)可無(wú)限次使用。輔助繼電器采用M與十進(jìn)制數(shù)共同組成編號(hào)，如M0、M8200等。2041.通用輔助繼電器（M0~M499）FX2N系列PLC共有500點(diǎn)通用輔助繼電器。在PLC運(yùn)行時(shí)，如果電源突然斷電，則通用輔助繼電器全部線圈均斷開。當(dāng)電源再次接通時(shí)，除了因外部輸入信號(hào)而變?yōu)榻油ǖ木€圈以外，其余的仍將保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，它們沒有斷電保護(hù)功能。通用輔助繼電器常在邏輯運(yùn)算中實(shí)現(xiàn)輔助運(yùn)算、狀態(tài)暫存、移位等功能，上圖中的M0、M1就起到狀態(tài)暫存的作用。根據(jù)需要可通過程序設(shè)定，將M0~M499變?yōu)閿嚯姳３州o助繼電器。2052.斷電保持輔助繼電器（M500~M3071）FX2N系列PLC有M500~M3071共2572個(gè)斷電保持輔助繼電器。它與通用輔助繼電器不同的是具有斷電保持功能，即能記憶電源中斷瞬間的狀態(tài)，并在重新通電后再現(xiàn)其狀態(tài)。它之所以能在電源斷電時(shí)保持其原有的狀態(tài)，是因?yàn)殡娫粗袛鄷r(shí)它們用PLC中的鋰電池保持自身映像寄存器中的內(nèi)容。206通用輔助繼電器和斷電保持輔助繼電器比較a)通用輔助繼電器b)斷電保持輔助繼電器3.特殊輔助繼電器PLC內(nèi)有大量的特殊輔助繼電器，它們都有各自的特殊功能。(1)觸點(diǎn)型觸點(diǎn)型特殊輔助繼電器的線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，用戶只可使用其觸點(diǎn)。(2)線圈型線圈型特殊輔助繼電器由用戶程序驅(qū)動(dòng)線圈后，PLC執(zhí)行特定的動(dòng)作。207二、雙線圈問題如圖b所示，在同一個(gè)程序中，同一元件的線圈在同一個(gè)掃描周期中輸出了兩次或多次，稱為雙線圈輸出。208PLC控制兩條順序相連的傳送帶a)接線圖b)錯(cuò)誤梯形圖任務(wù)5Y-△啟動(dòng)的可逆運(yùn)行電動(dòng)機(jī)209知識(shí)點(diǎn)：掌握主控指令，了解棧存儲(chǔ)器指令與主控指令的異同點(diǎn)技能點(diǎn)：會(huì)利用主控指令編寫有公共串聯(lián)觸點(diǎn)的梯形圖，應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)運(yùn)行控制、生產(chǎn)線順序控制、燈光閃爍控制等210任務(wù)提出三相定子繞組作三角形聯(lián)結(jié)的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)均可采用Y-△降壓?jiǎn)?dòng)的方法，以達(dá)到限制啟動(dòng)電流的目的。啟動(dòng)時(shí)，定子繞組先星形聯(lián)結(jié)降壓?jiǎn)?dòng)，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，定子繞組改為三角形聯(lián)結(jié)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全壓運(yùn)行狀態(tài)，如圖a所示。211212Y-△啟動(dòng)的可逆運(yùn)行電動(dòng)機(jī)電路a)主電路b)控制電路三相電動(dòng)機(jī)控制要求如下：按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)以Y-△方式正向啟動(dòng)，Y形聯(lián)結(jié)運(yùn)行30s后轉(zhuǎn)換為△形運(yùn)行。按下停止按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)以Y-△方式反向啟動(dòng)，Y形聯(lián)結(jié)運(yùn)行30s后轉(zhuǎn)換為△形運(yùn)行。按下停止按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。本任務(wù)研究用PLC實(shí)現(xiàn)Y-△啟動(dòng)的可逆運(yùn)行電動(dòng)機(jī)控制電路。213任務(wù)分析為了將上述控制關(guān)系用PLC控制器實(shí)現(xiàn)，PLC需要3個(gè)輸入點(diǎn)、4個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。214輸入/輸出點(diǎn)分配表圖a所示的梯形圖的設(shè)計(jì)采用了堆棧指令，也可以用主控指令實(shí)現(xiàn)，如圖b所示。215Y-△啟動(dòng)的可逆運(yùn)行電動(dòng)機(jī)程序a)用堆棧指令實(shí)現(xiàn)的梯形圖和指令表b)用主控指令實(shí)現(xiàn)的梯形圖和指令表相關(guān)知識(shí)完成本任務(wù)過程中使用的新知識(shí)，歸納總結(jié)如下：主控指令（MC/MCR）1.MC（主控指令）用于公共串聯(lián)觸點(diǎn)的連接。執(zhí)行MC后，左母線移到MC觸點(diǎn)的后面。2.MCR（主控復(fù)位指令）是MC的復(fù)位指令，即利用MCR恢復(fù)原左母線的位置。編程時(shí)常會(huì)出現(xiàn)這樣的情況:多個(gè)線圈同時(shí)受一個(gè)或一組觸點(diǎn)控制。如果在每個(gè)線圈的控制電路中都串入同樣的觸點(diǎn)，將占用很多存儲(chǔ)單元，使用主控指令就可以解決這一問題。216MC、MCR指令的使用說明如下:（1）MC、MCR指令的目標(biāo)元件為Y和M，但不能用特殊輔助繼電器。MC占3個(gè)程序步，MCR占2個(gè)程序步。（2）主控觸點(diǎn)在梯形圖中與一般觸點(diǎn)垂直。主控觸點(diǎn)是與左母線相連的常開觸點(diǎn)，是控制一組電路的總開關(guān)。與主控觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)必須用LD類指令。（3）MC指令的輸入觸點(diǎn)斷開時(shí)，在MC和MCR之間的積算定時(shí)器和計(jì)數(shù)器、用復(fù)位置位指令驅(qū)動(dòng)的元件保持其之前的狀態(tài)不變，非積算定時(shí)器和計(jì)數(shù)器、用OUT指令驅(qū)動(dòng)的元件將復(fù)位，圖中的X000斷開后，Y000和Y001即變?yōu)镺FF。（4）在一個(gè)MC指令區(qū)內(nèi)若再使用MC指令稱為嵌套。217218主控指令的使用219MC指令的嵌套任務(wù)6

燈光閃爍電路220知識(shí)點(diǎn)：掌握微分指令、取反指令、空操作指令和結(jié)束指令掌握計(jì)數(shù)器相關(guān)知識(shí)技能點(diǎn)：會(huì)利用所學(xué)指令編寫梯形圖完成常用的邏輯功能，如脈沖發(fā)生器、振蕩電路、分頻電路、電子鐘等任務(wù)提出燈光閃爍電路本質(zhì)上都是邏輯電路，如脈沖發(fā)生器、振蕩電路、分頻電路、電子鐘等。221任務(wù)分析一、脈沖發(fā)生器FX2N系列的特殊輔助繼電器M8011~M8014能分別產(chǎn)生10ms、100ms、1s和1min的時(shí)鐘脈沖。在實(shí)際應(yīng)用中還可以設(shè)計(jì)脈沖發(fā)生器，例如，設(shè)計(jì)一個(gè)周期為300s，脈沖持續(xù)時(shí)間為一個(gè)掃描周期的脈沖發(fā)生器，其梯形圖和時(shí)序圖如圖所示，其中X000外接的是帶自鎖的按鈕。222223脈沖發(fā)生器a)梯形圖b)時(shí)序圖二、振蕩電路設(shè)計(jì)一個(gè)振蕩電路，要求其輸出波形如圖所示。X000外接的SB是帶自鎖的按鈕，這里Y000就會(huì)產(chǎn)生亮3s、滅2s的閃爍效果，所以該電路也稱為閃爍電路。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，設(shè)置T0為2s定時(shí)器，T1為3s定時(shí)器，設(shè)計(jì)的接線圖、梯形圖與時(shí)序圖如圖所示。224振蕩波形225振蕩電路設(shè)計(jì)a)接線圖b)梯形圖及指令表c)時(shí)序圖三、分頻電路用PLC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的任意分頻，圖所示是二分頻電路，要分頻的脈沖信號(hào)加入X000端，Y000端輸出分頻后的脈沖信號(hào)。程序開始執(zhí)行時(shí)，M8002接通一個(gè)掃描周期，確保Y000的初始狀態(tài)為斷開狀態(tài)。當(dāng)X000端第一個(gè)脈沖信號(hào)到來時(shí)，M100接通一個(gè)掃描周期，驅(qū)動(dòng)Y000兩條支路中的1號(hào)支路接通，2號(hào)支路斷開，Y000接通。226227二分頻電路a)梯形圖b)指令表c）時(shí)序圖四、電子鐘圖所示是電子鐘程序，M8013是PLC內(nèi)部的秒時(shí)鐘脈沖，C0、C1、C2分別是秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器，M8013每來一個(gè)秒時(shí)鐘脈沖，秒計(jì)數(shù)器C0當(dāng)前值加1，一直加到60，達(dá)到1min，C0常開觸點(diǎn)閉合，使C1分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，C1當(dāng)前值加1，同時(shí)C0當(dāng)前值清零。同理可分析C1、C2的作用。228229電子鐘程序a)梯形圖b)指令表c)時(shí)序圖相關(guān)知識(shí)一、指令1.微分指令（PLS/PLF）(1)PLS（上升沿微分指令）在輸入信號(hào)上升沿產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖輸出。(2)PLF（下降沿微分指令）在輸入信號(hào)下降沿產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖輸出。230231微分指令的使用a）梯形圖b)指令表c)時(shí)序圖PLS、PLF指令的使用說明如下：1）PLS、PLF指令的目標(biāo)元件為Y和M。2）使用PLS時(shí)，僅在驅(qū)動(dòng)輸入為ON后的一個(gè)掃描周期內(nèi)目標(biāo)元件為ON，如上圖所示，M0僅在X000的常開觸點(diǎn)由斷到通時(shí)的一個(gè)掃描周期內(nèi)為ON；PLF指令只是利用輸入信號(hào)的下降沿驅(qū)動(dòng)，其他與PLS指令相同。2322.取反、空操作和結(jié)束指令(1)取反指令（INV）圖INV指令I(lǐng)NV指令在梯形圖中用一條與水平成45°的短斜線來表示，它將執(zhí)行該指令之前的運(yùn)算結(jié)果取反，它前面的運(yùn)算結(jié)果如為0，則將其變?yōu)?，運(yùn)算結(jié)果為1則變?yōu)?。在圖中，如果X000和X001同時(shí)為ON，則Y000為OFF；其他情況下Y000為ON。INV指令也可以用于LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF等脈沖觸點(diǎn)指令。233INV指令(2)空操作指令（NOP）NOP為空操作指令，使該步序作空操作。執(zhí)行完清除用戶存儲(chǔ)器的操作后，用戶存儲(chǔ)器的內(nèi)容全部變?yōu)榭詹僮髦噶睢?3)結(jié)束指令（END）END為結(jié)束指令，將強(qiáng)制結(jié)束當(dāng)前的掃描執(zhí)行過程。若不寫END指令，將從用戶程序存儲(chǔ)器的第一步執(zhí)行到最后一步；若將END指令放在程序結(jié)束處，則只執(zhí)行第一步至END之間的程序，使用END指令可以縮短掃描周期。234二、計(jì)數(shù)器FX2N系列計(jì)數(shù)器分為內(nèi)部計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器兩類。本課題先介紹內(nèi)部計(jì)數(shù)器，高速計(jì)數(shù)器在課題六介紹。內(nèi)部計(jì)數(shù)器在執(zhí)行掃描操作時(shí)對(duì)內(nèi)部信號(hào)（如X、Y、M、S、T等）進(jìn)行計(jì)數(shù)。內(nèi)部輸入信號(hào)的接通和斷開時(shí)間應(yīng)比PLC的掃描周期稍長(zhǎng)。2351.16位加計(jì)數(shù)器（C0~C199）16位加計(jì)數(shù)器共200點(diǎn)，其中C0~C99共100點(diǎn)為通用型，C100~C199共100點(diǎn)為斷電保持型（即斷電后能保持當(dāng)前值，待通電后繼續(xù)計(jì)數(shù)）。這類計(jì)數(shù)器為遞加計(jì)數(shù)，應(yīng)用前先為其設(shè)置某一設(shè)定值，當(dāng)輸入信號(hào)（上升沿）個(gè)數(shù)累加到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值范圍為1~32767（16位二進(jìn)制），設(shè)定值除了用常數(shù)K設(shè)定外，還可間接通過指定數(shù)據(jù)寄存器設(shè)定。2362.32位加/減計(jì)數(shù)器（C200~C234）32位加/減計(jì)數(shù)器共有35點(diǎn)，其中C200~C219（共20點(diǎn)）為通用型，C220~C234（共15點(diǎn)）為斷電保持型。這類計(jì)數(shù)器與16位加計(jì)數(shù)器相比，除位數(shù)不同外，還在于它能通過控制實(shí)現(xiàn)加/減雙向計(jì)數(shù)。設(shè)定值范圍均為-214783648~+214783647（32位）。C200~C234是加計(jì)數(shù)還是減計(jì)數(shù)，分別由特殊輔助繼電器M8200~M8234設(shè)定。對(duì)應(yīng)的特殊輔助繼電器被置為ON時(shí)為減計(jì)數(shù)，置為OFF時(shí)為加計(jì)數(shù)。237課題四順序功能圖238任務(wù)2按鈕式人行道交通燈任務(wù)1運(yùn)料小車任務(wù)3自動(dòng)門控制系統(tǒng)任務(wù)4液體混合裝置任務(wù)5沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)任務(wù)7用凸輪實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)任務(wù)6十字路口交通燈任務(wù)8組合鉆床任務(wù)9大小球分選系統(tǒng)任務(wù)1運(yùn)料小車241知識(shí)點(diǎn)：

掌握順序功能圖技能點(diǎn)：會(huì)根據(jù)工藝要求畫出單序列順序功能圖，會(huì)利用“啟—?！！彪娐穼涡蛄许樞蚬δ軋D改畫為梯形圖242任務(wù)提出自動(dòng)化生產(chǎn)線上經(jīng)常使用運(yùn)料小車，如圖所示，貨物通過運(yùn)料小車M從A地運(yùn)到B地，在B地卸料后，小車M再?gòu)腂地返回A地待命。243運(yùn)料小車示意圖本任務(wù)用PLC來控制運(yùn)料小車的工作，編程采用單序列順序功能圖實(shí)現(xiàn)。假設(shè)初始階段小車停在左限位開關(guān)SQ2處，按下啟動(dòng)按鈕X000，Y002變?yōu)镺N，打開儲(chǔ)料斗的閘門，開始裝料，同時(shí)用定時(shí)器T0定時(shí)，10s后關(guān)閉儲(chǔ)料斗的閘門，Y000變?yōu)镺N，小車開始右行，碰到右限位開關(guān)SQ1后停下來卸料，Y003為ON，同時(shí)用定時(shí)器T1定時(shí)，8s后Y001變?yōu)镺N，小車開始左行，碰到限位開關(guān)SQ2后返回初始狀態(tài)，停止運(yùn)行。244任務(wù)分析為了用PLC控制器來實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要3個(gè)輸入點(diǎn)、4個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。245輸入/輸出點(diǎn)分配表根據(jù)控制要求，畫出時(shí)序圖如圖所示，根據(jù)Y000~Y003的ON/OFF狀態(tài)的變化，運(yùn)料小車的一個(gè)工作周期分為裝料、右行、卸料和左行4步，再加上等待裝料的初始步，一共有5步。各限位開關(guān)、按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件，由此畫出順序功能圖如圖所示，用啟—?！ｋ娐吩O(shè)計(jì)出梯形圖如圖所示。246247運(yùn)料小車控制時(shí)序圖248運(yùn)料小車單周期工作方式順序功能圖運(yùn)料小車單周期工作方式梯形圖相關(guān)知識(shí)一、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法與順序控制設(shè)計(jì)法課題三中各梯形圖的設(shè)計(jì)方法一般稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒有一套固定的步驟可循，具有很大的試探性和隨意性。在設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時(shí)，若用大量的中間單元來完成記憶、聯(lián)鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，這些因素又往往交織在一起，分析起來非常困難。此外，修改某一局部電路時(shí)，可能對(duì)系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生意想不到的影響，往往花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間卻得不到滿意的結(jié)果。所以用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)出的梯形圖不易閱讀，系統(tǒng)維修和改進(jìn)也較困難。249順序控制設(shè)計(jì)法是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，很容易被初學(xué)者接受，有經(jīng)驗(yàn)的工程師使用順序控制設(shè)計(jì)法也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率，程序調(diào)試、修改和閱讀也更方便。所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，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，生產(chǎn)過程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地進(jìn)行操作。使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)，首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。250二、順序功能圖順序功能圖由步、動(dòng)作(或稱命令)、有向連線、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件五部分組成。1.步順序控制設(shè)計(jì)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，這些階段稱為步(step)，可以用編程元件(M和S)來代表各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變，但是，相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的，步的這種劃分方法使代表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系更清晰。251(1)初始步與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱為初始步，初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待啟動(dòng)命令的相對(duì)靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)該有一個(gè)初始步，圖中的M0就是初始步。(2)活動(dòng)步當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱該步為活動(dòng)步。步處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行；處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非存儲(chǔ)型動(dòng)作被停止。2522.動(dòng)作一個(gè)控制系統(tǒng)可以劃分為被控系統(tǒng)和施控系統(tǒng)，例如，在數(shù)控車床系統(tǒng)中，數(shù)控裝置是施控系統(tǒng)，而車床是被控系統(tǒng)。3.有向連線在畫順序功能圖時(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)習(xí)慣的進(jìn)展方向是從上到下或從左到右，這兩個(gè)方向有向連線上的箭頭可以省略。2534.轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換用垂直于有向連線的短畫線來表示，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)。5.轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯命題，可以用文字語(yǔ)言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號(hào)標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換的短畫線旁邊，使用得最多的是布爾代數(shù)表達(dá)式，轉(zhuǎn)換條件的標(biāo)注如圖所示。254轉(zhuǎn)換條件的標(biāo)注6.繪制順序功能圖的注意事項(xiàng)（1）兩個(gè)步之間必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換隔開，兩個(gè)步絕對(duì)不能直接相連。（2）兩個(gè)轉(zhuǎn)換之間必須用一個(gè)步隔開，兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連。（3）順序功能圖中的初始步一般對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待啟動(dòng)的初始狀態(tài)，這一步可能沒有輸出處于ON狀態(tài)，因此，初學(xué)者很容易遺漏這一步。（4）自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過程，因此，在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應(yīng)從最后一步返回初始步。255（5）在順序功能圖中，只有當(dāng)某一步的前級(jí)步是活動(dòng)步時(shí)，該步才有可能變成活動(dòng)步。（6）順序功能圖是用來描述自動(dòng)工作過程的，如果系統(tǒng)有自動(dòng)、手動(dòng)兩種工作方式，還應(yīng)在系統(tǒng)由手動(dòng)工作方式進(jìn)入自動(dòng)工作方式時(shí)，用一個(gè)適當(dāng)?shù)男盘?hào)將初始步置為活動(dòng)步。本任務(wù)沒有設(shè)置手動(dòng)工作方式。256三、順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則1.轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件在順序功能圖中，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。2572.轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)后的操作轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)后應(yīng)完成以下兩個(gè)操作：(1)使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。(2)使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。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)。258四、由順序功能圖畫出梯形圖──“啟—?！！彪娐酚械腜LC編程軟件為用戶提供了順序功能圖(SFC)語(yǔ)言，在編程軟件中生成順序功能圖后便完成了編程工作。用戶也可以自行將順序功能圖改畫為梯形圖，方法有多種，先介紹利用“啟—?！！彪娐酚身樞蚬δ軋D畫出梯形圖的方法?！皢ⅰ！！彪娐穬H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。2591.步的處理用輔助繼電器M來代表步，當(dāng)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。由于很多轉(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(或稱保持)功能的電路(如“啟—?！！彪娐泛椭梦粡?fù)位指令組成的電路)來控制代表步的輔助繼電器。如圖所示，步M1、M2和M3是順序功能圖中順序相連的3步，X001是步M2之前的轉(zhuǎn)換條件。260261用“啟—?！！彪娐房刂撇?.輸出電路下面介紹設(shè)計(jì)梯形圖的輸出電路的方法。由于步是根據(jù)輸出變量的狀態(tài)變化來劃分的，因此它們之間的關(guān)系極為簡(jiǎn)單，可以分為兩種情況來處理：（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)步的輔助繼電器的線圈并聯(lián)。（2）某一輸出繼電器在幾步中都為ON，應(yīng)將代表各有關(guān)步的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后，驅(qū)動(dòng)該輸出繼電器的線圈（見本課題任務(wù)2）。262任務(wù)2

按鈕式人行道交通燈263知識(shí)點(diǎn)：掌握順序功能圖的三種基本結(jié)構(gòu)技能點(diǎn)：會(huì)根據(jù)工藝要求畫出并行序列順序功能圖，會(huì)利用“啟—?！！彪娐穼⒉⑿行蛄许樞蚬δ軋D改畫為梯形圖264任務(wù)提出在道路交通管理中常會(huì)使用按鈕式人行道交通燈，如圖所示。正常情況下，汽車通行，即Y003綠燈亮，Y005紅燈亮；若行人想過馬路，需要按下按鈕。按下按鈕X000（或X001）后，主干道交通燈將完成綠（5s）→綠閃（3s）→黃（3s）→紅（20s）的變化，當(dāng)主干道紅燈亮?xí)r，人行道從紅燈亮轉(zhuǎn)為綠燈亮，15s以后，人行道綠燈開始閃爍，閃爍5s后轉(zhuǎn)入主干道綠燈亮，人行道紅燈亮。265266按鈕式人行道交通燈示意圖任務(wù)分析為了用PLC來實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要2個(gè)輸入點(diǎn)、5個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。267輸入/輸出點(diǎn)分配表由提出的任務(wù)畫出波形圖，如圖所示。268按鈕式人行道交通燈時(shí)序圖在按鈕式人行道上，主干道與人行道的交通燈是并行工作的，主干道允許通行時(shí)，人行道是禁止通行的，反之亦然。主干道交通燈的一個(gè)工作周期分為4步，分別為綠燈亮、綠燈閃爍、黃燈亮和紅燈亮，用M1~M4表示。人行道交通燈的一個(gè)工作周期分為3步，分別為綠燈亮、綠燈閃爍和紅燈亮，用M5~M7表示。再加上初始步M0，一共由8步構(gòu)成。各按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件，由此畫出此任務(wù)的順序功能圖如圖4-15所示，用“啟—?！！彪娐吩O(shè)計(jì)出的梯形圖如圖所示。269270按鈕式人行道交通燈順序功能圖271按鈕式人行道交通燈梯形圖相關(guān)知識(shí)一、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)順序功能圖有三種基本結(jié)構(gòu)，分別為單序列、并行序列和選擇序列。1.單序列單序列由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換的后面只有一個(gè)步，如圖a所示。272273順序功能圖的三種基本結(jié)構(gòu)a)單序列b)并行序列c)選擇序列2742.并行序列當(dāng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致幾個(gè)序列同時(shí)激活時(shí)，這些序列稱為并行序列，并行序列的開始稱為分支。并行序列的結(jié)束稱為合并，合并處的轉(zhuǎn)換符號(hào)和轉(zhuǎn)換條件寫在表示同步的水平雙線之下，也只允許有一個(gè)轉(zhuǎn)換符號(hào)。當(dāng)直接連在雙線上的所有前級(jí)步(步5、步7)都處于活動(dòng)狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)換條件i=1時(shí)，才會(huì)發(fā)生步5、步7到步10的進(jìn)展，即步5、步7同時(shí)變?yōu)椴换顒?dòng)步，而步10變?yōu)榛顒?dòng)步。在每一個(gè)分支點(diǎn)，最多允許8條支路，每條支路的步數(shù)不受限制。2753.選擇序列選擇序列的開始稱為分支，如上圖c所示，轉(zhuǎn)換符號(hào)只能標(biāo)在水平連線之下。選擇序列的結(jié)束稱為合并，幾個(gè)選擇序列合并到一個(gè)公共序列時(shí)，用與需要重新組合的序列相同數(shù)量的轉(zhuǎn)換符號(hào)和水平連線來表示，轉(zhuǎn)換符號(hào)只允許標(biāo)在水平連線之上。如果步9是活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件j=1，將發(fā)生由步9到步12的進(jìn)展。如果步11是活動(dòng)步，并且n=1，將發(fā)生由步11到步12的進(jìn)展。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，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。二、用“啟—?！！彪娐穼?shí)現(xiàn)的并行序列的編程方法本課題任務(wù)1中介紹的用“啟—?！！彪娐穼㈨樞蚬δ軋D改畫為梯形圖的方法對(duì)并行序列和選擇序列仍適用，關(guān)鍵是要處理好分支和合并處的編程。1.并行序列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—?！！彪娐肥褂猛瑯拥膯?dòng)電路，就可以實(shí)現(xiàn)這一要求。2762772.并行序列合并的編程方法圖中，步M0之前有一個(gè)并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是所有的前級(jí)步(即步M4和M7)都是活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件T4滿足。由此可知，應(yīng)將M4、M7和T4的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M0的“啟—?！！彪娐返膯?dòng)電路。交通燈的閃爍是用周期為1s的時(shí)鐘脈沖M8013的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。278按鈕式人行道交通燈順序功能圖任務(wù)3

自動(dòng)門控制系統(tǒng)279知識(shí)點(diǎn)：掌握僅有兩步的閉環(huán)的處理方法技能點(diǎn)：會(huì)根據(jù)工藝要求畫出選擇序列順序功能圖，會(huì)利用“啟—?！！彪娐穼⑦x擇序列順序功能圖改畫為梯形圖280任務(wù)提出許多公共場(chǎng)所都采用自動(dòng)門，其控制示意圖如圖所示。人靠近自動(dòng)門時(shí)，紅外感應(yīng)器X000為ON，Y000驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)高速開門，碰到開門減速開關(guān)X001時(shí)，Y001驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)變?yōu)榈退匍_門。碰到開門極限開關(guān)X002時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，開始延時(shí)。若0.5s內(nèi)紅外感應(yīng)器檢測(cè)為無(wú)人，則Y002啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)高速關(guān)門。碰到關(guān)門減速開關(guān)X003時(shí)，改為低速關(guān)門，碰到關(guān)門極限開關(guān)X004時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在關(guān)門期間，若感應(yīng)器檢測(cè)到有人則停止關(guān)門，T1延時(shí)0.5s后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速開門。281282自動(dòng)門控制示意圖任務(wù)分析為了用PLC來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門控制系統(tǒng)，PLC需要5個(gè)輸入點(diǎn)、4個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。283輸入/輸出點(diǎn)分配表圖a所示是自動(dòng)門控制系統(tǒng)在關(guān)門期間無(wú)人要求進(jìn)出情況下的時(shí)序圖，圖b所示是自動(dòng)門控制系統(tǒng)在高速關(guān)門期間有人要求進(jìn)出情況下的時(shí)序圖。從時(shí)序圖上可以看到，自動(dòng)門在關(guān)門時(shí)會(huì)有兩種選擇：關(guān)門期間無(wú)人要求進(jìn)出時(shí)繼續(xù)完成關(guān)門動(dòng)作，如果關(guān)門期間有人要求進(jìn)出，則暫停關(guān)門動(dòng)作，開門讓人進(jìn)出后再關(guān)門。所以要設(shè)計(jì)選擇序列的順序功能圖，如圖所示，由此設(shè)計(jì)的梯形圖如圖所示。284285自動(dòng)門控制系統(tǒng)時(shí)序圖a)關(guān)門期間無(wú)人進(jìn)出的時(shí)序圖b)高速關(guān)門期間有人進(jìn)出的時(shí)序圖286自動(dòng)門控制系統(tǒng)順序功能圖287自動(dòng)門控制系統(tǒng)梯形圖相關(guān)知識(shí)一、用“啟—?！！彪娐穼?shí)現(xiàn)的選擇序列的編程方法1.選擇序列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)換到不同的分支，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。2882.選擇序列合并的編程方法對(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，各支路由前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)與相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)而成。289二、僅有兩步的閉環(huán)的處理若圖a所示的順序功能圖用“啟—保—?！彪娐吩O(shè)計(jì)，那么，步M3對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖b所示，可以發(fā)現(xiàn)，由于M2的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，它是不能正常工作的。這種順序功能圖的特征是：僅由兩步組成的小閉環(huán)。當(dāng)M2和X002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)卻是斷開的，所以M3的線圈不能通電。出現(xiàn)上述問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。解決這個(gè)問題的方法有以下兩種：290291僅有兩步的小閉環(huán)a)順序功能圖b)錯(cuò)誤的梯形圖c)正確的梯形圖1.以轉(zhuǎn)換條件作為停止電路將上圖b中M2的常閉觸點(diǎn)用轉(zhuǎn)換條件X003的常閉觸點(diǎn)代替即可，如上圖c所示。如果轉(zhuǎn)換條件較復(fù)雜時(shí)，要將對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件整個(gè)取反才可以完成停止電路。2.在小閉環(huán)中增設(shè)一步如圖a所示，在小閉環(huán)中增設(shè)M10步就可以解決這一問題，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)換條件總是滿足的，只要進(jìn)入步M10，將馬上轉(zhuǎn)換到步M2。圖b是根據(jù)圖a畫出的梯形圖。292293在小閉環(huán)中增設(shè)步a)順序功能圖b)梯形圖任務(wù)4

液體混合裝置294知識(shí)點(diǎn)：掌握順序控制設(shè)計(jì)法中停止的處理方法技能點(diǎn)：將順序功能圖改畫為梯形圖時(shí)，會(huì)插入停止的操作295任務(wù)提出在化工行業(yè)中經(jīng)常會(huì)遇到要混合多種化工液體的問題，圖a所示是某液體混合裝置，上限位、下限位和中限位液位傳感器在被液體淹沒時(shí)為ON，反之為OFF。296液體混合裝置示意圖任務(wù)分析為了用PLC控制器來實(shí)現(xiàn)任務(wù)，PLC需要5個(gè)輸入點(diǎn)、4個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。297輸入/輸出點(diǎn)分配表根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)的分配畫出PLC的外部接線圖，如圖a所示，由提出的任務(wù)畫出時(shí)序圖，如圖b所示。液體混合裝置的工作周期劃分為6步，除了初始步之外，還包括液體A流入容器、液體B流入容器、攪動(dòng)液體、放出混合液和容器放空這5步。用M0表示初始步，分別用M1~M5表示液體A流入容器、液體B流入容器、攪動(dòng)液體、放出混合液和容器放空，用各限位傳感器、按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)表示各步之間的轉(zhuǎn)換條件。畫出順序功能圖，如圖所示，這是選擇序列的順序功能圖，用“啟—?！！彪娐吩O(shè)計(jì)的梯形圖如圖所示。298299液體混合裝置PLC接線圖和時(shí)序圖a）PLC接線圖b）時(shí)序圖圖4-31液體混合裝置順序功能圖300液體混合裝置順序功能圖液體混合裝置梯形圖相關(guān)知識(shí)順序控制設(shè)計(jì)法中停止的處理在任務(wù)要求中，停止按鈕X004的按下并不是按順序進(jìn)行的，在任何時(shí)候都可能按下停止按鈕，而且不管什么時(shí)候按下停止按鈕，都要等到當(dāng)前工作周期結(jié)束后才能響應(yīng)。所以停止按鈕X004的操作無(wú)法在順序功能圖中直接反映出來，但可以用M10間接表示，如上圖所示。301每一個(gè)工作周期結(jié)束后，再根據(jù)M10的狀態(tài)決定進(jìn)入下一周期還是返回到初始狀態(tài)。從上圖所示的液體混合裝置梯形圖可看出，M10由“啟—?！！彪娐泛蛦?dòng)按鈕X003、停止按鈕X004來控制，按下啟動(dòng)按鈕X003，M10變?yōu)镺N狀態(tài)并保持，按下停止按鈕X004，M10變?yōu)镺FF狀態(tài)，但是系統(tǒng)不會(huì)馬上返回初始步，因?yàn)镸10只是在步M5之后起作用。302任務(wù)5

沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)303知識(shí)點(diǎn)：掌握順序功能圖中存儲(chǔ)型命令的表示方法技能點(diǎn)：會(huì)根據(jù)工藝要求畫出帶有存儲(chǔ)型命令的順序功能圖，并改畫為梯形圖304任務(wù)提出在機(jī)械加工過程中經(jīng)常使用沖床，某沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示。初始狀態(tài)時(shí)機(jī)械手在最左邊，X004為ON；沖頭在最上面，X003為ON；機(jī)械手松開時(shí)，Y000為OFF。按下啟動(dòng)按鈕X000，Y000變?yōu)镺N，工件被夾緊并保持，2s后Y001被置位，機(jī)械手右行，直到碰到X001，以后將順序完成以下動(dòng)作：沖頭下行，沖頭上行，機(jī)械手左行，機(jī)械手松開，延時(shí)1s后，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。305306沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)示意圖任務(wù)分析為了用PLC來完成任務(wù)，PLC需要5個(gè)輸入點(diǎn)、5個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。307輸入/輸出點(diǎn)分配表根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)的分配畫出PLC的外部接線圖，如圖所示。由提出的任務(wù)要求畫出時(shí)序圖，如圖所示，從時(shí)序圖可以發(fā)現(xiàn)，工件在整個(gè)工作周期都處于夾緊狀態(tài)，直到完成沖壓后才松開工件，這種動(dòng)作命令為存儲(chǔ)型命令。沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)周期劃分為7步，分別為初始步、工件夾緊、機(jī)械手右行、沖頭下行、沖頭上行、機(jī)械手左行和工件松開，用M0~M6表示。各限位開關(guān)、按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)是各步之間的轉(zhuǎn)換條件。由此畫出順序功能圖如圖所示，用“啟—?！！彪娐吩O(shè)計(jì)的梯形圖如圖所示。308309沖床機(jī)械手PLC的外部接線圖沖床機(jī)械手時(shí)序圖310沖床機(jī)械手順序功能圖311沖床機(jī)械手梯形圖相關(guān)知識(shí)一、存儲(chǔ)型命令和非存儲(chǔ)型命令在順序功能圖中，說明命令的語(yǔ)句時(shí)應(yīng)清楚地表明該命令是存儲(chǔ)型的還是非存儲(chǔ)型的。如圖所示，步M1的命令Y000就是存儲(chǔ)型命令，當(dāng)步M1為活動(dòng)步時(shí)Y000置位，該步為不活動(dòng)步時(shí)Y000繼續(xù)置位，除非在其他步中用復(fù)位指令將Y000復(fù)位（步M6）。同理，步M6中的命令Y000也是存儲(chǔ)型命令，當(dāng)步M6為活動(dòng)步時(shí)Y000復(fù)位，該步為不活動(dòng)步時(shí)Y000繼續(xù)復(fù)位，除非在其他步中用置位指令將Y000置位（步M1）。312二、命令或動(dòng)作的修飾詞在順序功能圖中，說明存儲(chǔ)型命令時(shí)可在命令或動(dòng)作的前面加修飾詞，如“R”“S”。命令或動(dòng)作的修飾詞的說明見表，使用動(dòng)作的修飾詞可以在一步中完成不同的動(dòng)作。修飾詞允許在不增加邏輯的情況下控制動(dòng)作。例如，可以使用修飾詞L來限制配料閥打開的時(shí)間等。313314命令或動(dòng)作的修飾詞任務(wù)6

十字路口交通燈315知識(shí)點(diǎn)：掌握以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖的編程方法技能點(diǎn)：會(huì)根據(jù)工藝要求畫出順序功能圖，并改畫為以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖316任務(wù)分析某十字路口交通燈如圖所示，每一方向的車道都有4個(gè)交通燈：左轉(zhuǎn)綠燈、直行綠燈、黃燈和紅燈，每一方向的人行道都有2個(gè)交通燈：綠燈和紅燈。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，首先東西向通行，南北向禁止通行，東西向車道的直行綠燈亮，汽車直行，20s后直行綠燈閃爍3s，隨后黃燈亮3s，接著車道的左轉(zhuǎn)綠燈亮，汽車左轉(zhuǎn)，20s后左轉(zhuǎn)綠燈閃爍3s，隨后黃燈亮3s，紅燈亮，當(dāng)東西向車道直行綠燈亮和閃爍時(shí)，東西向人行道的綠燈也處于亮和閃爍的狀態(tài)。東西向禁止通行后，轉(zhuǎn)入南北向車道、人行道的通行，順序與東西向相同。本任務(wù)研究用PLC來控制十字路口交通燈。317318某十字路口交通燈示意圖任務(wù)分析為了用PLC來完成任務(wù)，PLC需要1個(gè)輸入點(diǎn)、12個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。319輸入/輸出點(diǎn)分配表根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)的分配畫出PLC的外部接線圖，如圖所示。由提出的任務(wù)畫出時(shí)序圖，如圖所示。把十字路口交通燈分為四個(gè)并行的分支，分別為東西向車道、東西向人行道、南北向車道和南北向人行道。每個(gè)方向車道都有直行、直行閃爍、黃燈、左轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)閃爍、黃燈和紅燈7步，兩個(gè)方向人行道有綠燈、綠燈閃爍和紅燈3步或4步，再加上初始步和虛設(shè)步，一共有23步，由此畫出順序功能圖如圖所示，用“啟—?！！彪娐吩O(shè)計(jì)的梯形圖如圖所示，除了用“啟—?！！彪娐吩O(shè)計(jì)梯形圖外，還可以用以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)梯形圖，如圖所示。320321十字路口交通燈的PLC外部接線圖十字路口交通燈的時(shí)序圖322十字路口交通燈的順序功能圖323用“啟—?！！彪娐吩O(shè)計(jì)的十字路口交通燈梯形圖324用以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)的十字路口交通燈梯形圖相關(guān)知識(shí)由順序功能圖畫出梯形圖——以轉(zhuǎn)換為中心的電路以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖的編程方法應(yīng)從步的處理和輸出電路兩方面來考慮。1.步的處理圖所示為以轉(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X001對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件，即該轉(zhuǎn)換的前級(jí)步是活動(dòng)步(M1=1)和轉(zhuǎn)換條件滿足(X001=1)。325326以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法a)順序功能圖b)梯形圖在以轉(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)。327在以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法中，單序列和選擇序列每一轉(zhuǎn)換的前級(jí)步都只有一個(gè)，轉(zhuǎn)換的后續(xù)步也都只有一步，所以單序列和選擇序列步的處理方法相同。并行序列分支處的轉(zhuǎn)換的前級(jí)步只有一個(gè)，轉(zhuǎn)換的后續(xù)步有多個(gè)，所以，并行序列分支處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換需要置位的輔助繼電器有多個(gè)，如圖中的轉(zhuǎn)換“X000”。并行序列合并處的轉(zhuǎn)換的前級(jí)步有多個(gè)，轉(zhuǎn)換的后續(xù)步只有一個(gè)，所以，并行序列合并處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換串聯(lián)的代表步的輔助繼電器的常開觸點(diǎn)有多個(gè)，需要復(fù)位的輔助繼電器也有多個(gè)，如圖中的虛線框所示。328329用以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)的十字路口交通燈梯形圖2.輸出電路使用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法時(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)樯蠄D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)間十分短(只有一個(gè)掃描周期)，轉(zhuǎn)換條件滿足后前級(jí)步馬上被復(fù)位，在下一個(gè)掃描周期控制置位、復(fù)位的串聯(lián)電路被斷開，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觸點(diǎn)或它們的并聯(lián)電路來驅(qū)動(dòng)輸出繼電器的線圈。330任務(wù)7用凸輪實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)331知識(shí)點(diǎn)：了解狀態(tài)繼電器相關(guān)知識(shí)，掌握步進(jìn)順控指令技能點(diǎn)：會(huì)根據(jù)工藝要求畫出用狀態(tài)繼電器表示步的單序列順序功能圖，會(huì)利用步進(jìn)順控指令將單序列順序功能圖改畫為梯形圖332任務(wù)提出在機(jī)械加工時(shí)，很多場(chǎng)合會(huì)用到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，在圖中，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用凸輪和限位開關(guān)來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)控制。在初始狀態(tài)時(shí)，左限位開關(guān)X003為ON，按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)沿順時(shí)針正轉(zhuǎn)，凸輪轉(zhuǎn)到右限位開關(guān)X004所在位置時(shí)暫停5s，之后工作臺(tái)反轉(zhuǎn)，凸輪回到限位開關(guān)X003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)。本任務(wù)研究利用PLC來控制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。333334用凸輪和限位開關(guān)實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)分析為了用PLC來完成任務(wù)，PLC需要3個(gè)輸入點(diǎn)、2個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。335輸入/輸出點(diǎn)分配表根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)的分配畫出PLC的外部接線圖，如圖所示，由提出的任務(wù)畫出時(shí)序圖，如圖所示。336旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)PLC的外部接線圖旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)時(shí)序圖337旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順序功能圖、梯形圖和指令表a)順序功能圖b、c)梯形圖d)指令表338旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順序功能圖、梯形圖和指令表a)順序功能圖b、c)梯形圖d)指令表相關(guān)知識(shí)一、狀態(tài)繼電器狀態(tài)繼電器（S）用來記錄系統(tǒng)運(yùn)行中的狀態(tài)，是編制順序控制程序的重要編程元件，它與步進(jìn)順控指令STL配合應(yīng)用。狀態(tài)繼電器有5種類型：初始狀態(tài)繼電器S0~S9共10點(diǎn)；回零狀態(tài)繼電器S10~S19共10點(diǎn)；通用狀態(tài)繼電器S20~S499共480點(diǎn)；具有斷電保持功能的狀態(tài)繼電器S500~S899共400點(diǎn)；供報(bào)警用的狀態(tài)繼電器（可用作外部故障診斷輸出）S900~S999共100點(diǎn)。339使用狀態(tài)繼電器時(shí)應(yīng)注意：1.狀態(tài)繼電器與輔助繼電器同樣有無(wú)數(shù)的常開和常閉觸點(diǎn)。2.狀態(tài)繼電器不與步進(jìn)順控指令STL配合使用時(shí)，可與輔助繼電器M同樣使用。3.FX2N系列PLC可通過程序設(shè)定將S0~S499設(shè)置為有斷電保持功能的狀態(tài)繼電器。340二、步進(jìn)順控指令步進(jìn)順控指令也稱步進(jìn)梯形圖指令，簡(jiǎn)稱為STL指令，F(xiàn)X系列PLC還有一條使STL指令復(fù)位的RET指令。利用這兩條指令，可以很方便地編制順序控制梯形圖程序。STL指令可以生成流程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的。使用者根據(jù)自己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。341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)繼電器的常開觸點(diǎn)稱為STL觸點(diǎn)，從圖中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3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)。342STL指令的使用a)順序功能圖b)梯形圖c）指令表STL觸點(diǎn)一般是與左側(cè)母線相連的常開觸點(diǎn)，當(dāng)某一步為活動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的STL觸點(diǎn)接通，它右邊的電路被處理，直到下一步被激活。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指令置位或OUT指令驅(qū)動(dòng)，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。343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，當(dāng)由STOP狀態(tài)切換到RUN狀態(tài)時(shí)，可用只打開一個(gè)掃描周期的初始化脈沖M8002來將初始狀態(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。344三、使用STL指令應(yīng)注意的問題1.與STL觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)應(yīng)使用LD類指令，即LD點(diǎn)移到STL觸點(diǎn)的右側(cè)，該點(diǎn)成為臨時(shí)母線。2.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等元件的線圈和應(yīng)用指令。STL觸點(diǎn)右邊不能使用進(jìn)棧(MPS)指令。3.由于CPU只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的電路塊，所以使用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)同一編程元件的線圈。3454.在步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程中，相鄰兩步的狀態(tài)繼電器會(huì)同時(shí)打開一個(gè)掃描周期，可能會(huì)引發(fā)瞬時(shí)的雙線圈問題。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。6.STL指令不能與MC-MCR指令一起使用。7.并行序列或選擇序列中分支處的支路不能超過8條，總的支路不能超過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。3469.與跳轉(zhuǎn)指令(CJ)類似，CPU不執(zhí)行處于斷開狀態(tài)的STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中的指令，在沒有并行序列時(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，單操作標(biāo)志及應(yīng)用如圖所示。347348單操作標(biāo)志及應(yīng)用a)單操作標(biāo)志b)用FXGP所編程序c)用GX所編程序d)順序功能圖任務(wù)8組合鉆床349知識(shí)點(diǎn)：掌握用狀態(tài)繼電器表示步的選擇序列、并行序列的順序功能圖的方法技能點(diǎn)：會(huì)根據(jù)工藝要求畫出用狀態(tài)繼電器表示步的選擇序列、并行序列的順序功能圖，并利用步進(jìn)順控指令改畫為梯形圖350任務(wù)提出某組合鉆床用來加工圓盤狀零件上均勻分布的6個(gè)孔，如圖所示。351某組合鉆床示意圖任務(wù)分析為了用PLC來完成任務(wù)，PLC需要8個(gè)輸入點(diǎn)、6個(gè)輸出點(diǎn)，輸入/輸出點(diǎn)分配見表。352輸入/輸出點(diǎn)分配表組合鉆床順序功能圖如圖所示，用狀態(tài)繼電器S來代表各步，順序功能圖中包含了選擇序列和并行序列。在步S21之后，有一個(gè)選擇序列的合并，還有一個(gè)并行序列的分支。在步S29之前，有一個(gè)并行序列的合并，還有一個(gè)選擇序列的分支。在并行序列中，兩個(gè)子序列中的第一步S22和S25是同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步的，兩個(gè)子序列中的最后一步S24和S27是同時(shí)變?yōu)椴换顒?dòng)步的。353354組合鉆床順序功能圖相關(guān)知識(shí)步進(jìn)順控指令實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制系統(tǒng)的關(guān)鍵仍然是對(duì)選擇序列和并行序列編程時(shí)的分支與合并的處理。一、用步進(jìn)順控指令實(shí)現(xiàn)的選擇序列的編程方法1.選擇序列分支的編程方法上圖中的步S24和S27有一個(gè)選擇序列的分支。當(dāng)步S24和S27是活動(dòng)步(S24為ON，S27為ON)時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件C0不滿足(未完成3對(duì)孔)，將轉(zhuǎn)換到步S28；如果轉(zhuǎn)換條件C0滿足，將進(jìn)入步S29。如果在某一步的后面有N條選擇序列的分支，則該步的STL觸點(diǎn)開始的電路塊中應(yīng)有N條分別指明各轉(zhuǎn)換條件和轉(zhuǎn)換目標(biāo)的并聯(lián)電路。355356組合鉆床梯形圖a)用FXGP所編程序b)用GX所編程序357組合鉆床梯形圖a)用FXGP所編程序b)用GX所編程序2.選擇序列合并的編程方法圖中的步S22（S25）之前有一個(gè)由兩條支路組成的選擇序列的合并，當(dāng)S21為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件X001得到滿足，或者當(dāng)步S28為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件X006得到滿足時(shí)，都將使步S22（S25）變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)系統(tǒng)程序?qū)⒉絊21或步S28復(fù)位為不活動(dòng)步。358359組合鉆床順序功能圖二、用步進(jìn)順控指令實(shí)現(xiàn)的并行序列的編程方法1.并行序列分支的編程方法上圖所示的功能圖中，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。2.并行序列合并的編程方法上圖所示的功能圖中，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C0滿足時(shí)，將實(shí)現(xiàn)并行序列的合并。360任務(wù)9

大小球分選系統(tǒng)361知識(shí)點(diǎn)：了解有多種工作方式的梯形圖，掌握狀態(tài)初始化指令技能點(diǎn)：會(huì)根據(jù)工藝要求畫出具有多種工作方式的順序功能圖，會(huì)利用步進(jìn)順控指令和狀態(tài)初始化指令等畫出完整的梯形圖362任務(wù)提出在實(shí)際生產(chǎn)中，許多工業(yè)設(shè)備設(shè)置有多種工作方式，如手動(dòng)和自動(dòng)工作方式，自動(dòng)工作方式又包括連續(xù)、單周期、單步和回原點(diǎn)工作方式。某機(jī)械手用來分選鋼質(zhì)大球和小球，控制面板如圖所示，輸出繼電器Y004為ON時(shí)鋼球被電磁鐵吸住，Y004為OFF時(shí)鋼球被釋放。機(jī)械手的5種工作方式由工作方式選擇開關(guān)進(jìn)行選擇，操作面板上設(shè)有6個(gè)手動(dòng)按鈕?！熬o急停機(jī)”按鈕是為了保證在緊急情況下(包括PLC發(fā)生故障時(shí))能可靠地切斷PLC的負(fù)載電源而設(shè)置的。363364機(jī)械手分選大、小球示意圖c機(jī)械手控制面板本任務(wù)研究用PLC實(shí)現(xiàn)具有多種工作方式的大小球分選系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式。采用手動(dòng)方式時(shí)，系統(tǒng)的每一個(gè)動(dòng)作都要靠6個(gè)手動(dòng)按鈕控制，接到輸入繼電器的各限位開關(guān)都不起作用。自動(dòng)工作方式又分為以下4種工作形式:1.單周期工作方式按下啟動(dòng)按鈕X016后，從初始步開始，機(jī)械手按規(guī)定完成一個(gè)周期的工作后，返回并停留在初始步。3652.連續(xù)工作方式在初始狀態(tài)按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)械手從初始步開始一個(gè)周期一個(gè)周期地反復(fù)連續(xù)工作，按下停止按鈕，機(jī)械手并不馬上停止工作，完成最后一個(gè)周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。3.單步工作方式從初始步開始，按一下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到下一步，完成該步的任務(wù)后，自動(dòng)停止工作并停留在該步，再按一下啟動(dòng)按鈕，才轉(zhuǎn)換到下一步。單步工作方式常用于系統(tǒng)的調(diào)試。4.回原點(diǎn)工作方式在選擇單周期、連續(xù)和單步工作方式之前，