順序功能圖課題四195196任務(wù)1運(yùn)料小車(chē)控制任務(wù)2按鈕式人行道交通燈控制任務(wù)3自動(dòng)門(mén)控制任務(wù)4液體混合裝置控制任務(wù)5沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)6十字路口交通燈控制任務(wù)7用凸輪實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制任務(wù)8組合鉆床控制任務(wù)9大小球分選系統(tǒng)控制任務(wù)1

運(yùn)料小車(chē)控制197學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法與順序控制設(shè)計(jì)法。2.熟悉順序功能圖的組成和繪制注意事項(xiàng)。3.熟悉順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則。4.掌握由順序功能圖繪制梯形圖（“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)）。5.能利用順序功能圖編寫(xiě)梯形圖程序，應(yīng)用于運(yùn)料小車(chē)控制。198任務(wù)引入自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上經(jīng)常使用運(yùn)料小車(chē)，其示意圖如圖所示。貨物通過(guò)運(yùn)料小車(chē)M從A地運(yùn)到B地，在B地卸料后，小車(chē)M再?gòu)腂地返回A地。本任務(wù)用PLC來(lái)控制運(yùn)料小車(chē)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(chē)停在左限位開(kāi)關(guān)SQ2處，按下啟動(dòng)按鈕X0，Y2變?yōu)镺N，打開(kāi)儲(chǔ)料斗的閘門(mén)，開(kāi)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(mén)，Y0變?yōu)镺N，小車(chē)開(kāi)始右行，碰到右限位開(kāi)關(guān)SQ1后停下來(lái)卸料，Y3為ON，同時(shí)用定時(shí)器T1定時(shí)，8s后停止卸料，Y1變?yōu)镺N，小車(chē)開(kāi)始左行，碰到左限位開(kāi)關(guān)SQ2后返回初始狀態(tài)，停止運(yùn)行。199

運(yùn)料小車(chē)示意圖200為了用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求，PLC需要3個(gè)輸入器件、4個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。201任務(wù)分析

輸入/輸出地址分配表根據(jù)控制要求，繪制運(yùn)料小車(chē)控制時(shí)序圖，如圖所示。根據(jù)Y000~Y003ON/OFF狀態(tài)的變化，運(yùn)料小車(chē)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(kāi)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，由此繪制運(yùn)料小車(chē)單周期工作方式順序功能圖，如圖所示，設(shè)計(jì)出的運(yùn)料小車(chē)單周期工作方式梯形圖（“啟-保-?！背绦蚍椒ǎ┤鐖D所示。202運(yùn)料小車(chē)控制時(shí)序圖203

運(yùn)料小車(chē)單周期工作方式順序功能圖運(yùn)料小車(chē)單周期工作方式梯形圖（“啟-保-停”程序方法）204一、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法與順序控制設(shè)計(jì)法

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒(méi)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(lái)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(lái)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(mǎn)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。相關(guān)知識(shí)205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)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(guò)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(guò)程繪制順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖繪制梯形圖。206二、順序功能圖的組成和繪制注意事項(xiàng)1.順序功能圖的組成（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(chēng)為步，可以用編程元件（M和S）來(lái)代表各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來(lái)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。2071）初始步。與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱(chēng)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(xiàn)方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)有一個(gè)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(chēng)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；步處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非存儲(chǔ)型動(dòng)作被停止。208（2）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)。對(duì)于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某些動(dòng)作；對(duì)于施控系統(tǒng)，在某一步中則要向被控系統(tǒng)發(fā)出某些命令。209一個(gè)步有多個(gè)動(dòng)作的兩種繪制方法a）方法1

b）方法2（3）有向連線(xiàn)在繪制順序功能圖時(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(xiàn)將它們連接起來(lái)。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(xiàn)上的箭頭可以省略。如果不是上述的方向，應(yīng)在有向連線(xiàn)上用箭頭注明進(jìn)展方向。（4）轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換用垂直于有向連線(xiàn)的短畫(huà)線(xiàn)來(lái)表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開(kāi)。步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來(lái)完成的，并與控制過(guò)程的發(fā)展相對(duì)應(yīng)。210（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(huà)線(xiàn)旁邊，使用最多的是布爾代數(shù)表達(dá)式。轉(zhuǎn)換條件的標(biāo)注如圖所示。轉(zhuǎn)換條件的標(biāo)注2112.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(kāi)，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(kāi)，兩個(gè)轉(zhuǎn)換不能直接相連。（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(méi)有輸出處于ON狀態(tài)，因此，初學(xué)者很容易遺漏這一步。初始步是必不可少的，一方面該步與它的相鄰步相比，輸出變量的狀態(tài)各不相同；另一方面如果沒(méi)有該步，則無(wú)法表示初始狀態(tài)，系統(tǒng)也無(wú)法返回停止?fàn)顟B(tài)。212（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(guò)程，因此，在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線(xiàn)組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過(guò)程的全部操作之后，應(yīng)從最后一步返回初始步。（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(lái)描述自動(dòng)工作過(guò)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。213三、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(lái)完成的，轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)必須同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(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(mǎn)足。2.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(xiàn)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(xiàn)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。214四、由順序功能圖繪制梯形圖（“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)）“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)僅使用與觸點(diǎn)和線(xiàn)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。1.步的處理用輔助繼電器M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(chēng)保持）功能的程序結(jié)構(gòu)來(lái)控制代表步的輔助繼電器。215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。設(shè)計(jì)“啟-保-?！背绦虻年P(guān)鍵是找出它的啟動(dòng)條件和停止條件。轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是它的前級(jí)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X001=1。在“啟-保-?！背绦蛑?，應(yīng)將前級(jí)步M1和轉(zhuǎn)換條件X001對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M2的啟動(dòng)條件。216

用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)控制步當(dāng)M2和X002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)作為“啟-保-?！背绦虻耐Ｖ箺l件。上圖所示的梯形圖可以用邏輯代數(shù)式表示為根據(jù)上述的編程方法和順序功能圖，很容易繪制梯形圖。順序功能圖中有多少步，梯形圖中就有多少個(gè)驅(qū)動(dòng)步的“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)。2172.輸出的處理（1）某一輸出量?jī)H在某一步中為ON，可以將它們的線(xiàn)圈分別與對(duì)應(yīng)步的輔助繼電器的線(xiàn)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(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)后，驅(qū)動(dòng)該輸出繼電器的線(xiàn)圈。218任務(wù)2按鈕式人行道交通燈控制219學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)。2.掌握用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并行序列的編程方法。3.能利用順序功能圖編寫(xiě)梯形圖程序，應(yīng)用于按鈕式人行道交通燈控制。220任務(wù)引入在道路交通管理中常會(huì)使用按鈕式人行道交通燈，其示意圖如圖所示。正常情況下，汽車(chē)通行，即Y3綠燈亮，Y5紅燈亮；若行人想過(guò)馬路，需要按下按鈕。按下按鈕SB1（或SB2）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(kāi)始閃爍，閃爍5s后轉(zhuǎn)入主干道綠燈亮，人行道紅燈亮。221按鈕式人行道交通燈示意圖222本任務(wù)利用PLC控制按鈕式人行道交通燈，用并行序列的順序功能圖編程。為了用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求，PLC需要2個(gè)輸入器件、5個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。223任務(wù)分析

輸入/輸出地址分配表224

輸入/輸出地址分配表由提出的任務(wù)繪制按鈕式人行道交通燈控制時(shí)序圖，如圖所示。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，分別為紅燈亮、綠燈亮、綠燈閃，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，由此繪制此任務(wù)的順序功能圖，如圖所示，用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出的按鈕式人行道交通燈控制梯形圖如圖所示。225226按鈕式人行道交通燈控制時(shí)序圖227

按鈕式人行道交通燈控制順序功能圖228用“啟-保-停”程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出的按鈕式人行道交通燈控制梯形圖一、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)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。相關(guān)知識(shí)229230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2.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(chēng)為并行序列，并行序列的開(kāi)始稱(chēng)為分支。3.選擇序列選擇序列的開(kāi)始稱(chēng)為分支，如上圖c所示，轉(zhuǎn)換符號(hào)只能標(biāo)在水平連線(xiàn)之下。231二、用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并行序列的編程方法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-保-?！背绦蚴褂猛瑯拥膯?dòng)條件，就可以實(shí)現(xiàn)這一要求。2.并行序列合并的編程方法下圖中，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(mǎn)足。232233

按鈕式人行道交通燈控制順序功能圖任務(wù)3自動(dòng)門(mén)控制234學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的選擇序列的編程方法。2.掌握僅有兩步的閉環(huán)的處理方法。3.能利用順序功能圖編寫(xiě)梯形圖程序，應(yīng)用于自動(dòng)門(mén)控制。235任務(wù)引入許多公共場(chǎng)所都采用自動(dòng)門(mén)，其控制示意圖如圖所示。當(dāng)人靠近自動(dòng)門(mén)時(shí)，紅外感應(yīng)器X0為ON，Y0驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)高速開(kāi)門(mén)；當(dāng)門(mén)碰到開(kāi)門(mén)減速開(kāi)關(guān)X1時(shí)，Y1驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)變?yōu)榈退匍_(kāi)門(mén)；當(dāng)門(mén)碰到開(kāi)門(mén)極限開(kāi)關(guān)X2時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始延時(shí)，若0.5s內(nèi)紅外感應(yīng)器檢測(cè)為無(wú)人，則Y2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)高速關(guān)門(mén)；當(dāng)門(mén)碰到關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)X3時(shí)，Y3驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)低速關(guān)門(mén)；當(dāng)門(mén)碰到關(guān)門(mén)極限開(kāi)關(guān)X4時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在關(guān)門(mén)期間，若紅外感應(yīng)器檢測(cè)到有人則停止關(guān)門(mén)，延時(shí)0.5s后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速開(kāi)門(mén)。236兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制線(xiàn)路a）主電路b）控制電路c）時(shí)序圖237本任務(wù)利用PLC控制自動(dòng)門(mén)，用選擇序列的順序功能圖編程。為了用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)控制，PLC需要5個(gè)輸入器件、4個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。238任務(wù)分析輸入/輸出地址分配表如圖a所示是自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)在關(guān)門(mén)期間無(wú)人進(jìn)出情況下的時(shí)序圖，如圖b所示是自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)在高速關(guān)門(mén)期間有人進(jìn)出情況下的時(shí)序圖。從時(shí)序圖可以看到，自動(dòng)門(mén)在關(guān)門(mén)時(shí)會(huì)有兩種選擇：關(guān)門(mén)期間無(wú)人進(jìn)出時(shí)繼續(xù)完成關(guān)門(mén)動(dòng)作；如果關(guān)門(mén)期間有人進(jìn)出，則暫停關(guān)門(mén)動(dòng)作，開(kāi)門(mén)讓人進(jìn)出后再關(guān)門(mén)。因此，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)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)梯形圖如圖所示。239240自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)時(shí)序圖a）關(guān)門(mén)期間無(wú)人進(jìn)出情況下的時(shí)序圖b）高速關(guān)門(mén)期間有人進(jìn)出情況下的時(shí)序圖241自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)順序功能圖（選擇序列）242自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)梯形圖一、用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)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(xiàn)圈串聯(lián)，作為結(jié)束該步的條件。相關(guān)知識(shí)2432.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)條件由

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(kāi)觸點(diǎn)與相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)或塊串聯(lián)而成。244二、僅有兩步的閉環(huán)的處理1.以轉(zhuǎn)換條件作為停止條件將下圖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，如圖c所示。如果轉(zhuǎn)換條件較復(fù)雜，要將對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件整個(gè)取反才可以作為停止條件。245由兩步組成的小閉環(huán)a）順序功能圖b）錯(cuò)誤的梯形圖c）正確的梯形圖2.在小閉環(huán)中增設(shè)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(wèn)題，這一步?jīng)]有操作，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。下圖b是根據(jù)下圖a繪制的部分梯形圖。246在小閉環(huán)中增設(shè)步a）順序功能圖b）部分梯形圖任務(wù)4液體混合裝置控制247學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握順序控制設(shè)計(jì)法中停止的處理方法。2.能利用順序功能圖編寫(xiě)梯形圖程序，應(yīng)用于液體混合裝置控制。248任務(wù)引入如圖所示為某液體混合裝置示意圖，上限位、下限位和中限位液位傳感器開(kāi)關(guān)在被液體淹沒(méi)時(shí)為ON，反之為OFF。閥YV1、YV2和YV3為電磁閥，線(xiàn)圈通電時(shí)打開(kāi)，線(xiàn)圈斷電時(shí)關(guān)閉。初始狀態(tài)下容器是空的，各閥門(mén)均關(guān)閉，各傳感器開(kāi)關(guān)均為OFF。按下啟動(dòng)按鈕后，打開(kāi)閥YV1，液體A流入容器，中限位傳感器開(kāi)關(guān)變?yōu)镺N時(shí)，關(guān)閉閥YV1，打開(kāi)閥YV2，液體B流入容器。當(dāng)液面到達(dá)上限位時(shí)，關(guān)閉閥YV2，電動(dòng)機(jī)M開(kāi)始運(yùn)行，攪動(dòng)液體，60s后停止攪動(dòng)，打開(kāi)閥YV3，放出混合液。當(dāng)液面降至下限位之后再過(guò)5s，容器排空，關(guān)閉閥YV3，打開(kāi)閥YV1，開(kāi)始下一周期的操作。按下停止按鈕，在當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后，液體混合裝置才停止工作（停在初始狀態(tài)）。249某液體混合裝置示意圖250本任務(wù)利用PLC控制液體混合裝置，用順序功能圖編程。為了用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求，PLC需要5個(gè)輸入器件、4個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。251任務(wù)分析

輸入/輸出地址分配表根據(jù)輸入/輸出地址分配表繪制PLC控制電路圖，如圖a所示，由提出的任務(wù)繪制時(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、放出混合液和容器排空這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，用各限位傳感器開(kāi)關(guān)、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。繪制液體混合裝置控制順序功能圖（選擇序列）如圖所示，用“啟-保-停”程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的液體混合裝置控制梯形圖如圖所示。252液體混合裝置PLC控制電路圖和時(shí)序圖a）PLC控制電路圖b）時(shí)序圖253液體混合裝置PLC控制電路圖和時(shí)序圖a）PLC控制電路圖b）時(shí)序圖254液體混合裝置控制順序功能圖（選擇序列）255用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的液體混合裝置控制梯形圖256在任務(wù)要求中，停止按鈕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)。所以停止按鈕的操作無(wú)法在順序功能圖中直接反映出來(lái)，但可以用M10間接表示，如上圖所示。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初始狀態(tài)。由如上圖所示的液體混合裝置控制梯形圖可以看出，M10由X003、X004控制，按下啟動(dòng)按鈕，M10變?yōu)镺N狀態(tài)并保持，按下停止按鈕，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。相關(guān)知識(shí)257任務(wù)5沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制258學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉存儲(chǔ)型命令和非存儲(chǔ)型命令。2.熟悉命令或動(dòng)作的修飾詞。3.能利用順序功能圖編寫(xiě)梯形圖程序，應(yīng)用于沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制。259任務(wù)引入在機(jī)械加工過(guò)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，X4為ON；沖頭在最上面，X3為ON；機(jī)械手松開(kāi)時(shí)，Y0為OFF。按下啟動(dòng)按鈕，Y0變?yōu)镺N，工件被夾緊并保持，2s后Y1被置位，機(jī)械手右行，直到碰到X1，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(kāi)、延時(shí)1s后系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。260某沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)示意圖261本任務(wù)利用PLC控制沖床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，用順序功能圖編程。為了用PLC來(lái)完成任務(wù)，PLC需要5個(gè)輸入器件、5個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。262任務(wù)分析輸入/輸出地址分配表根據(jù)輸入/輸出地址分配表繪制沖床機(jī)械手PLC控制電路圖，如圖所示。由提出的任務(wù)要求繪制沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制時(shí)序圖，如圖所示。從時(shí)序圖可以發(fā)現(xiàn)，工件在整個(gè)工作周期中都處于夾緊狀態(tài)，直到完成沖壓后才松開(kāi)工件，這種動(dòng)作命令稱(chēng)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(kāi)，用M0~M6表示。各限位開(kāi)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。由此繪制沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制順序功能圖如圖所示，用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制梯形圖如圖所示。263沖床機(jī)械手PLC控制電路圖

264沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制時(shí)序圖沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制順序功能圖265

用“啟-保-停”程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的沖床機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制梯形圖266一、存儲(chǔ)型命令和非存儲(chǔ)型命令在順序功能圖中，說(shuō)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。如上圖所示，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）。相關(guān)知識(shí)267二、命令或動(dòng)作的修飾詞在順序功能圖中，說(shuō)明存儲(chǔ)型命令時(shí)可在命令或動(dòng)作的前面加修飾詞。命令或動(dòng)作的修飾詞說(shuō)明見(jiàn)下表，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。268命令或動(dòng)作的修飾詞說(shuō)明任務(wù)6十字路口交通燈控制269學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握以轉(zhuǎn)換為中心的梯形圖的編程方法。2.能利用順序功能圖編寫(xiě)梯形圖程序，應(yīng)用于十字路口交通燈控制。270任務(wù)引入某十字路口交通燈示意圖如圖所示，每一方向的車(chē)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)，東西方向車(chē)道、人行道通行，南北方向車(chē)道、人行道禁止通行，東西方向車(chē)道的直行綠燈亮，汽車(chē)直行，20s后直行綠燈閃爍3s，隨后黃燈亮3s，接著車(chē)道的左轉(zhuǎn)綠燈亮，汽車(chē)左轉(zhuǎn)，20s后左轉(zhuǎn)綠燈閃爍3s，隨后黃燈亮3s，紅燈亮。當(dāng)東西方向車(chē)道直行綠燈亮和閃爍時(shí)，東西方向人行道的綠燈也處于亮和閃爍的狀態(tài)。東西方向車(chē)道、人行道禁止通行后，轉(zhuǎn)入南北方向車(chē)道、人行道通行，順序與東西方向相同。271某十字路口交通燈示意圖272本任務(wù)利用PLC控制十字路口交通燈，用順序功能圖編程。為了用PLC來(lái)完成任務(wù)，PLC需要1個(gè)輸入器件、12個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。273任務(wù)分析

輸入/輸出地址分配表根據(jù)輸入/輸出地址分配表繪制十字路口交通燈PLC控制電路圖，如圖所示。由提出的任務(wù)繪制十字路口交通燈控制時(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，分別為東西方向車(chē)道、東西方向人行道、南北方向車(chē)道和南北方向人行道。每個(gè)方向的車(chē)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，東西方向的人行道有綠燈、綠燈閃爍和紅燈3步，南北方向的人行道有紅燈、綠燈、綠燈閃爍和紅燈4步，再加上初始步和虛設(shè)步，一共有23步，由此繪制十字路口交通燈控制順序功能圖，如圖所示。用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的梯形圖如圖所示。除了用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)設(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。274十字路口交通燈PLC控制電路圖275

十字路口交通燈控制時(shí)序圖276十字路口交通燈控制順序功能圖277

用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的梯形圖278

用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的梯形圖279用以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)的梯形圖280用以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)的梯形圖281一、步的處理如圖所示為以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法。實(shí)現(xiàn)圖中X001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（X001=1）。在梯形圖中，可以用M1和X001的常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)來(lái)表示上述條件。該串聯(lián)結(jié)構(gòu)接通，即兩個(gè)條件同時(shí)滿(mǎn)足時(shí)，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SET將M2置位）和將該轉(zhuǎn)換的前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步（用RST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)雜的順序功能圖的梯形圖時(shí)，更能顯示出其優(yōu)越性。相關(guān)知識(shí)282以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法a）順序功能圖b）梯形圖283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)或塊串聯(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）和使所有前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位（使用RST）的條件。在任何情況下，代表步的輔助繼電器的控制程序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)位的回路塊，有多少個(gè)轉(zhuǎn)換就有多少個(gè)這樣的回路塊。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。284二、輸出使用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法時(shí)，不能將輸出繼電器的線(xiàn)圈與SET和RST并聯(lián)。下圖中，前級(jí)步和轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的串聯(lián)回路塊接通的時(shí)間十分短（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，在下一個(gè)掃描周期控制置位、復(fù)位的串聯(lián)回路塊被斷開(kāi)，而輸出繼電器的線(xiàn)圈至少應(yīng)在某一步對(duì)應(yīng)的全部時(shí)間內(nèi)被接通，因此，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)回路塊來(lái)驅(qū)動(dòng)輸出繼電器的線(xiàn)圈。285用以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)的梯形圖286用以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)的梯形圖287任務(wù)7用凸輪實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制288學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解狀態(tài)繼電器的相關(guān)知識(shí)。2.熟悉步進(jìn)順控指令及其使用注意事項(xiàng)。3.能根據(jù)工藝要求繪制用狀態(tài)繼電器表示步的單序列順序功能圖，并改繪為梯形圖，應(yīng)用于用凸輪實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制。289任務(wù)引入在機(jī)械加工時(shí)，很多場(chǎng)合都會(huì)用到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，下圖中，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用凸輪和限位開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)其運(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，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)沿順時(shí)針?lè)较蛘D(zhuǎn)，凸輪轉(zhuǎn)到右限位開(kāi)關(guān)X4所在位置時(shí)暫停5s，之后工作臺(tái)反轉(zhuǎn)，凸輪回到左限位開(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)。290用凸輪和限位開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制291本任務(wù)利用PLC控制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，用順序功能圖編程。為了用PLC來(lái)完成任務(wù)，PLC需要3個(gè)輸入器件、2個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。292任務(wù)分析

輸入/輸出地址分配表根據(jù)輸入/輸出地址分配表繪制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)PLC控制電路圖，如圖所示，由提出的任務(wù)繪制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制時(shí)序圖，如圖所示。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作周期劃分為4步，除了初始步外，還包括正轉(zhuǎn)步、暫停步和反轉(zhuǎn)步，可以用M0~M3表示。先繪制順序功能圖，再用“啟-保-?！背绦蚪Y(jié)構(gòu)或以轉(zhuǎn)換為中心的方法設(shè)計(jì)梯形圖，上述內(nèi)容可以自行完成。下面用S0表示初始步，分別用S20~S22表示正轉(zhuǎn)步、暫停步和反轉(zhuǎn)步，仍然用各限位開(kāi)關(guān)、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，由此繪制順序功能圖如圖a所示，用步進(jìn)順控指令設(shè)計(jì)出梯形圖如圖b所示，指令表如圖c所示。293294旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)PLC控制電路圖旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制時(shí)序圖295旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制順序功能圖、梯形圖和指令表a）順序功能圖b）梯形圖c）指令表一、狀態(tài)繼電器狀態(tài)繼電器（S）用來(lái)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配合使用。本任務(wù)的整個(gè)工作周期分為4步，如上圖a所示，每一步都用一個(gè)狀態(tài)繼電器（S0、S20、S21、S22）記錄。每個(gè)狀態(tài)繼電器都有各自的置位和復(fù)位信號(hào)，并有各自要執(zhí)行的操作（驅(qū)動(dòng)Y000、T0、Y001）。從啟動(dòng)開(kāi)始，隨著狀態(tài)動(dòng)作的轉(zhuǎn)移，下一狀態(tài)動(dòng)作時(shí)上一狀態(tài)自動(dòng)返回原狀態(tài)。這樣使每一步的工作互不干擾，不必考慮不同步之間元件的互鎖，使設(shè)計(jì)清晰、簡(jiǎn)潔。相關(guān)知識(shí)296狀態(tài)繼電器有5種類(lèi)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)。狀態(tài)繼電器的使用注意事項(xiàng)如下。（1）狀態(tài)繼電器與輔助繼電器一樣，有無(wú)數(shù)的常開(kāi)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）FX3U

系列PLC可通過(guò)程序設(shè)定將S0~S499設(shè)置為具有斷電保持功能的狀態(tài)繼電器。297二、步進(jìn)順控指令步進(jìn)順控指令也稱(chēng)步進(jìn)梯形圖指令（STL），F(xiàn)X系列PLC還有一條使STL復(fù)位的指令RET。STL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(kāi)的。298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的狀態(tài)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)稱(chēng)為STL觸點(diǎn)，從下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)的回路塊具有3個(gè)功能：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)。299STL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(xiàn)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，它后面的程序被處理，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。

需要從某一步返回初始步時(shí)，應(yīng)對(duì)初始狀態(tài)繼電器使用指令OUT。300步進(jìn)順控指令的使用注意事項(xiàng)如下。（1）下一個(gè)STL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，指令RET意味著整個(gè)STL程序區(qū)的結(jié)束。（2）STL觸點(diǎn)可以直接驅(qū)動(dòng)或通過(guò)其他觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)Y、M、S、T等元件的線(xiàn)圈和應(yīng)用指令。（3）由于CPU只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的回路塊，所以使用指令STL時(shí)允許雙線(xiàn)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(xiàn)圈。（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)打開(kāi)一個(gè)掃描周期，可能引發(fā)瞬時(shí)的雙線(xiàn)圈問(wèn)題。301（5）定時(shí)器在下一次運(yùn)行之前，應(yīng)將它復(fù)位。（6）指令OUT與SET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。（7）指令STL不能與MC、MCR一起使用。（8）并行序列或選擇序列中分支處的支路不能超過(guò)8條，總的支路不能超過(guò)16條。（9）在轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)的程序中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD和MPP。（10）與跳轉(zhuǎn)指令類(lèi)似，CPU不執(zhí)行處于斷開(kāi)狀態(tài)的STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的回路塊中的指令。302（11）M2800~M3071是單操作標(biāo)志，單操作標(biāo)志及應(yīng)用如圖所示。303單操作標(biāo)志及應(yīng)用a）單操作標(biāo)志b）順序功能圖c）梯形圖任務(wù)8組合鉆床控制304學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握用步進(jìn)順控指令實(shí)現(xiàn)的選擇序列的編程方法。2.掌握用步進(jìn)順控指令實(shí)現(xiàn)的并行序列的編程方法。3.能根據(jù)工藝要求繪制用狀態(tài)繼電器表示步的選擇序列、并行序列的順序功能圖，并改繪為梯形圖，應(yīng)用于組合鉆床控制。305任務(wù)引入某組合鉆床用來(lái)加工圓盤(pán)狀零件上均勻分布的6個(gè)孔，如圖所示。在組合鉆床進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行之前，大、小兩個(gè)鉆頭應(yīng)在最上面，上限位開(kāi)關(guān)X3和X5為ON，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值清零。操作人員放好工件后，按下啟動(dòng)按鈕，Y0使工件夾緊，夾緊后壓力繼電器X1為ON，Y1和Y3使兩個(gè)鉆頭同時(shí)開(kāi)始向下進(jìn)給。306任務(wù)引入大鉆頭鉆到由限位開(kāi)關(guān)X2設(shè)定的深度時(shí)，Y2使它上升，升到由限位開(kāi)關(guān)X3設(shè)定的起始位置時(shí)停止上行。小鉆頭鉆到由限位開(kāi)關(guān)X4設(shè)定的深度時(shí)，Y4使它上升，升到由限位開(kāi)關(guān)X5設(shè)定的起始位置時(shí)停止上行，同時(shí)設(shè)定值為3的計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1。兩個(gè)鉆頭都回到起始位置后，Y5使工件旋轉(zhuǎn)120°，旋轉(zhuǎn)結(jié)束后開(kāi)始鉆第二對(duì)孔。3對(duì)孔都鉆完后，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值等于設(shè)定值3，轉(zhuǎn)換條件滿(mǎn)足，將工件松開(kāi)，松開(kāi)到位后，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。307某組合鉆床示意圖308本任務(wù)利用PLC控制組合鉆床，用順序功能圖編程。為了用PLC來(lái)完成任務(wù)，PLC需要8個(gè)輸入器件、6個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。309任務(wù)分析

輸入/輸出地址分配表組合鉆床控制順序功能圖如圖所示，用狀態(tài)繼電器S來(lái)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。因?yàn)閮蓚€(gè)鉆頭上升到位有先有后，故設(shè)置了步S24和步S27作為等待步，它們用來(lái)同時(shí)結(jié)束兩個(gè)并行序列。310當(dāng)兩個(gè)鉆頭均上升到位，限位開(kāi)關(guān)X3和X5均為ON，大、小鉆頭兩個(gè)子系統(tǒng)均進(jìn)入兩個(gè)等待步時(shí)，并行序列將會(huì)立即結(jié)束。每鉆1對(duì)孔計(jì)數(shù)器C0的當(dāng)前值加1，未鉆完3對(duì)孔時(shí)C0的當(dāng)前值小于設(shè)定值，其常閉觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件C0不滿(mǎn)足，將從步S24和S27轉(zhuǎn)換到步S28。如果已鉆完3對(duì)孔，C0的當(dāng)前值等于設(shè)定值，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件C0滿(mǎn)足，將從步S24和S27轉(zhuǎn)換到步S29。311組合鉆床控制順序功能圖312一、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(mǎn)足（未完成3對(duì)孔），將轉(zhuǎn)換到步S28；如果轉(zhuǎn)換條件C0滿(mǎn)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(kāi)始的回路塊中應(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)結(jié)構(gòu)。相關(guān)知識(shí)3132.選擇序列合并的編程方法上圖中的步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)步S21為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件X001得到滿(mǎn)足，或者當(dāng)步S28為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件X006得到滿(mǎn)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。在如圖所示的梯形圖中，由S21和S28的STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的回路塊中均有轉(zhuǎn)換目標(biāo)S22（S25），對(duì)它們的后續(xù)步S22（S25）的置位（將它們變?yōu)榛顒?dòng)步）是用指令SET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。314315組合鉆床控制梯形圖二、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并行序列分支的處理很簡(jiǎn)單，下圖中，當(dāng)步S21是活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件X001為ON時(shí)，步S22和S25同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，兩個(gè)序列同時(shí)開(kāi)始工作。如上圖所示的梯形圖中，用S21的STL觸點(diǎn)和X001的常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)程序結(jié)構(gòu)來(lái)控制指令SET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。316組合鉆床控制順序功能圖3172.并行序列合并的編程方法上圖所示的順序功能圖中，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(mǎn)足時(shí)，將實(shí)現(xiàn)并行序列的合并。當(dāng)鉆頭未鉆完3對(duì)孔時(shí)，C0的常閉觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件C0不滿(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。318如圖所示的梯形圖中，用S24、S27的STL觸點(diǎn)（均對(duì)應(yīng)指令STL）和C0的常閉觸點(diǎn)組成的串聯(lián)程序結(jié)構(gòu)使S28置位。S27的STL觸點(diǎn)出現(xiàn)了兩次（38、43步），如果不涉及并行序列的合并，同一狀態(tài)繼電器的STL觸點(diǎn)只能在梯形圖中使用一次。連續(xù)的STL觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)不能超過(guò)8個(gè)，即一個(gè)并行序列中的序列數(shù)不能超過(guò)8個(gè)。當(dāng)鉆頭鉆完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。319320組合鉆床控制梯形圖任務(wù)9大小球分選系統(tǒng)控制321學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉狀態(tài)初始化指令和初始化程序。2.熟悉手動(dòng)程序、自動(dòng)返回原點(diǎn)程序和自動(dòng)程序。3.掌握將狀態(tài)初始化指令用于工作方式選擇的輸入繼電器元件號(hào)的處理方法。4.熟悉由狀態(tài)初始化指令自動(dòng)控制的特殊輔助繼電器。5.熟悉由用戶(hù)程序控制的特殊輔助繼電器。6.能根據(jù)工藝要求繪制具有多種工作方式的順序功能圖，利用步進(jìn)順控指令和狀態(tài)初始化指令等繪制完整的梯形圖，應(yīng)用于大小球分選系統(tǒng)控制。322任務(wù)引入在實(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(lái)分選鋼質(zhì)大球和小球，其示意圖如圖所示，控制面板如圖所示，輸出繼電器Y4為ON時(shí)鋼球被電磁鐵吸住，Y4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(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，操作面板上設(shè)有6個(gè)手動(dòng)按鈕。“緊急停機(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。323機(jī)械手分選大小球示意圖324機(jī)械手控制面板系統(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(kāi)關(guān)都不起作用。自動(dòng)工作方式具體如下。1.單周期工作方式按下自動(dòng)啟動(dòng)按鈕X16后，從初始步開(kāi)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。2.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(kāi)始一個(gè)周期一個(gè)周期地連續(xù)反復(fù)工作，按下停止按鈕，機(jī)械手并不是馬上停止工作，而是完成最后一個(gè)周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。3253.單步工作方式從初始步開(kāi)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，系統(tǒng)應(yīng)處于原點(diǎn)狀態(tài)，如果不滿(mǎn)足這一條件，可選擇回原點(diǎn)工作方式。機(jī)械手在最上面、最左邊且電磁鐵線(xiàn)圈斷電時(shí)，稱(chēng)系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài)（初始狀態(tài)）。本任務(wù)利用PLC實(shí)現(xiàn)具有多種工作方式的大小球分選系統(tǒng)控制，用順序功能圖編程。326為了用PLC來(lái)完成任務(wù)，PLC需要19個(gè)輸入器件、5個(gè)輸出器件，輸入/輸出地址分配表見(jiàn)下表。327任務(wù)分析

輸入/輸出地址分配表328

輸入/輸出地址分配表根據(jù)輸入/輸出地址分配表繪制大小球分選系統(tǒng)PLC控制電路圖，如圖所示，自動(dòng)工作方式的順序功能圖如圖所示。329大小球分選系統(tǒng)PLC控制電路圖330大小球分選系統(tǒng)控制順序功能圖（自動(dòng)工作方式）a）回原點(diǎn)b）連續(xù)、單步、單周期FX3U

系列PLC專(zhuān)門(mén)提供了狀態(tài)初始化指令（IST），以將多種工作方式的功能融合到一個(gè)程序中，由此設(shè)計(jì)的具有多種工作方式的大小球分選系統(tǒng)控制梯形圖如圖所示。331具有多種工作方式的大小球分選系統(tǒng)控制梯形圖332具有多種工作方式的大小球分選系統(tǒng)控制梯形圖一、狀態(tài)初始化指令和初始化程序FX3U

系列PLC的狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST與STL一起使用，專(zhuān)門(mén)用來(lái)設(shè)置具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)和設(shè)置有關(guān)特殊輔助繼電器的狀態(tài)，可以大大簡(jiǎn)化復(fù)雜的順序控制程序的設(shè)計(jì)工作。IST只能使用一次，它應(yīng)放在程序開(kāi)始位置，被它控制的STL程序應(yīng)放在它的后面。大小球分選系統(tǒng)的初始化程序用來(lái)設(shè)置初始狀態(tài)和原點(diǎn)位置條件。IST中的S20和S30用來(lái)指定自動(dòng)操作中用到的最低和最高的狀態(tài)繼電器元件號(hào)，IST中的源操作數(shù)可取X、Y和M。相關(guān)知識(shí)333

如上圖中IST的源操作數(shù)X010用來(lái)指定與工作方式有關(guān)的輸入繼電器的首元件，它實(shí)際上指定從X010開(kāi)始的8個(gè)輸入繼電器具有以下的意義。X010：手動(dòng)X011：回原點(diǎn)X012：?jiǎn)尾竭\(yùn)行X013：?jiǎn)沃芷谶\(yùn)行（半自動(dòng)）X014：連續(xù)運(yùn)行（全自動(dòng)）X015：回原點(diǎn)啟動(dòng)X016：自動(dòng)啟動(dòng)X017：自動(dòng)停止334X010~X014中同一時(shí)刻只能有1個(gè)開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)，必須使用選擇開(kāi)關(guān)，以保證這5個(gè)開(kāi)關(guān)輸入中不可能有兩個(gè)同時(shí)為ON。當(dāng)