1、返回,第5章 顺序控制梯形图的设计方法,5.1 使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法,5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法,5.3 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法,5.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法,返回,先介绍两种通用的设计方法，即使用起保停电路的设计方法和以转换为中心的设计方法，然后介绍使用顺序控制继电器的设计方法，最后介绍具有多种工作方式的控制系统的设计方法。本章介绍的编程方法很容易掌握，用它们可以迅速地、得心应手地设计出任意复杂的数字量控制系统的梯形图。较复杂的控制系统的梯形图一般采用图5-1所示的典型结构。,返回,I2.0是自动手动切换开关,当它
2、为1时将跳过自动程序,执行手动程序,为0时将跳过手动程序,执行自动程序,公用程序用于自动程序和手动程序相互切换的处理。开始执行自动程序时,要求系统处于与自动程序的顺序功能图中初始步对应的初始状态。如果开机时系统没有处于初始状态,则应进人手动工作方式,用手动操作使系统进入初始状态后,再切换到自动工作方式,也可以设置使系统自动进入初始状态的工作方式(见5.4节)。,返回,根据顺序功能图设计梯形图时,可以用存储器位M来代表步。某一步为活动步时,对应的存储器位为1,某一转换实现时,该转换的后续步变为活动步,前级步变为不活动步。很多转换条件都是短信号,即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短,因此
3、应使用有记忆功能的电路或指令(如起保停电路和置位、复位指令)来控制代表步的存储器位。,5.1 使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法,后步,当前步,前步,M0.1,转换条件,M0.0,M0.1,I0.1,M0.2,图中的波形图给出了锅炉鼓风机和引风机的控制要求。当按下起动按钮I0.0后，应先开引风机，延时15 s后再开鼓风机。按下停止按钮I0.1后，应先停鼓风机，20s后再停引风机。,5.1.1 单序列的编程方法,根据Q0.0和Q0.1接通/断开状态的变化，其工作期间可以分为3步，分别用M0.1、M0.2、M0.3来代表这3步，用M0.0来代表等待起动的初始步。,起动按钮I0.0，停止按钮I0
4、.1的常开触点、定时器延时接通的常开触点为各步之间的转换条件，顺序功能图如图所示。,鼓风机和引风机的梯形图程序,如果某些输出量像Q0.0一样，在连续的若干步均为1状态，也可以用置位、复位指令来控制它们，如图所示。,1选择序列分支开始的编程方法图中步M0.0之后有1个选择序列的分支开始，设M0.0为活动步时，后面有两条支路供选择，若转换条件I0.0先满足，则后续步M0.1将变为活动步，而M0.0变为不活动步。,5.1.2 选择序列的编程方法,若转换条件I0.2先满足，则后续步M0.2将变为活动步，而M0.0变为不活动步。在编程时应将M0.1和M0.2的常闭触点与M0.0的线圈串联，作为步M0.0
5、的结束条件。,若某一步的后面有一个由N条分支组成的选择序列，该步可能要转换到某一条支路去，这时应将这N条支路的后续步对应的存储器位的常闭触点与该步的线圈串联，作为该步的结束条件。,2选择序列分支合并的编程方法图中，步M0.3之前有一个选择序列分支的合并。,当步M0.1为活动步，且转换条件I0.1满足，或M0.2为活动步，且转换条件I0.3满足，步M0.3都将变为活动步，故步M0.3的起保停电路的起始条件应为M0.1I0.1+M0.2I0.3，对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M0.1I0.1或M0.2I0.3的常开触点串联而成。,对于某一步之前有N个转换，即有N条分支进入该步，则
6、控制该步的位存储器的起保停电路的起动电路由N条支路并联而成，各支路由某一前级步对应的存储器位的常开触点与相应转换条件对应的触点串联而成。,1并行序列分支开始的编程方法图中步M0.3之后有一个并行序列的分支。,5.1.3 并行序列的编程方法,当步M0.3为活动步并且转换条件I0.4满足时，步M0.4与步M0.6应同时变为活动步，这是用M0.3和I0.4的常开触点组成的串联电路分别作为M0.4和M0.6的起动电路来实现的；与此同时，步M0.3应变为不活动步。,由于步M0.4和步M0.6是同时变为活动步的，所以只需将M0.4或M0.6的常闭触点与M0.3的线圈串联，作为步M0.3的结束条件。,2并行
7、序列分支合并的编程方法图中步M1.0之前有一个并行序列的合并，该转换实现的条件是所有的前级步（即M0.5和M0.7）都是活动步和转换条件I0.7满足就可以使步M1.0为活动步。,由此可知，应将M0.5、M0.7和I0.7的常开触点串联，作为控制M1.0的起保停电路的起动电路。,返回,如果在顺序功能图中有仅由两步组成的小闭环(见图5-5a)，用起保停电路设计的梯形图不能正常工作。例如M0.2和10.2均为1时，M0.3的起动电路接通，但是这时与M0.3的线圈串联的M0.2的常闭触点却是断开的，所以M0.3的线圈不能“通电”。出现上述问题的根本原因在于步M0.2既是步M0.3的前级步，又是它的后续
8、步。在小闭环中增设一步就可以解决这一问题(见图5-5b)，这一步只起延时作用，延时时间可以取得很短(如0.1s)，对系统的运行不会有什么影响。,5 .1.4 仅有两步的闭环的处理,返回,返回,液体混合装置如图5-6所示,上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为1状态,阀A、阀B和阀C为电磁阀,线圈通电时打开,线圈断电时关闭。开始时容器是空的,各阀门均关闭,各传感器均为0状态。按下起动按钮后,打开阀A,液体A流人容器,中限位开关变为ON时,关闭阀A,打开阀B,液体B流人容器。液面升到上限位开关时,关闭阀B,电机M开始运行,搅拌液体,60s后停止搅拌,打开阀C,放出混合液,当液面降至下限位开
9、关之后再过5s,容器放空,关闭阀C,打开阀A，又开始下一周期的操作。按下停止按钮,当前工作周期的操作结束后,才停止操作(返回并停在初始状态)。,5.1.5 选择序列应用举例,返回,图5-6中的M1.0用来实现在按下停止按钮后不马上停止工作,而是在当前工作周期的操作结束后,才停止运行。M1.0用起动按钮I0.3和停止按钮I0.4来控制。运行时它处于0N状态,系统完成一个周期的工作后，步M0.5到M0.1的转换条件M1.0T38满足,转到步M0.1后继续运行。按了停止按钮I0.4之后,M1.0变为OFF，要等系统完成最后一步M0.5的工作后,转换条件M1.0T38满足,才能返回初始步,系统停止运行
10、。图5-6中步M0.5之后有一个选择序列的分支,当它的后续步M0.0或M0.1变为活动步时,它都应变为不活动步，所以应将M0.0和M0.1的常闭触点与M0.5的线圈串联。,返回,步M0.1之前有一个选择序列的合并,当M0.0为活动步并且转换条件I0.3满足,或步M0.5为活动步并且转换条件M1.0T38满足,步M0.1都应变为活动步,即代表该步的存储器位M0.1的起动条件应为 M0.0I0.3+M0.5M1.0T38 对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M0.0、I0.3和M0.5、M1.0、T38的常开触点串联而成(见图5-6)。,返回,5.1.6 并行序列应用举例某专用钻床用两
11、只钻头同时钻两个孔。操作人员放好工件后,按下起动按钮I0.0,工件被夹紧后两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关I0.2和I0.4设定的深度时分别上行,回到由限位开关I0.3和I0.5设定的起始位置时停止上行。两个都到位后,工件被松开,松开到位后,加工结束,系统返回初始状态。,返回,图5-7中系统的顺序功能图用存储器位M0.0M1.0代表各步。两只钻头和各自的限位开关组成了两个子系统，这两个子系统在钻孔过程中并行工作，因此用并行序列中的两个子序列来分别表示这两个子系统的内部工作情况。 在步M0.1,Q0.0为1,夹紧电磁阀的线圈通电,工件被夹紧后,压力继电器I0.1的常开触点ON,使步M0.1变
12、为不活动步,步M0.2和步M0.5同时变为活动步,Q0.1、Q0.3为1,大、小钻头向下进给,开始钻孔。当大、小孔分别钻完了,Q0.2、Q0.4分别变为1,钻头向上运动，返回初始位置后,限位开关I0.3与I0.5均为ON,等待步M0.4与M0.7分别变为活动步。,返回,它们之后的“=1”表示转换条件总是满足,即只要M0.4和M0.7都变为活动步,就会实现步M0.4、M0.7到步M1.0的转换。在步M1.0，控制工件松开的Q0.5为1,工件被松开后,限位开关10.7为ON,系统返回初始步M0.0。 步M1.0之前有一个并行序列的合并,转换条件 “=1”表示该转换条件总是满足。所以只需将前级步M0
13、.4和M0.7的常开触点串联后作为控制M1.0的起保停电路的起动电路。M1.0变为活动步后,其常闭触点断开,使M0.4和M0.7的线圈断电,步M0.4和M0.7变为不活动步。,返回,并行序列中的各序列分别表示系统的几个独立部分的工作情况，实际上它们的工作往往不是同时结束的。为了实现各序列的同步结束，可以采用以下3种方法：(1)在各序列的末尾分别设置一个等待步，结束并行序列的转换条件为“=1(见图5-7)。(2)如果可以肯定某一序列总是最后结束，它的末尾可以不设等待步，但是其他序列则应设置。 (3)各序列都不设等待步。以图5-7为例，使步M0.3和M0.6结束的转换条件分别是I0.3和I0.5，
14、可以取消等待步M0.4和M0.7，用I0.3I0.5代替图5-7中的转换条件“=1”。,返回,为了及时断开先结束的序列最后一步(步M0.3或M0.6)的输出负载Q0.2和Q0.4，在梯形图中，应将转换条件I0.3和I0.5的常闭触点分别与输出Q0.2和Q0.4的线圈串联。不管采用以上哪一种处理方法，虽然顺序功能图并不完全相同，并行序列合并的编程方法却是相同.,返回,从图5-8可以看出以转换为中心的编程方法的顺序功能图与梯形图的对应关系。实现图中I0.0对应的转换需要同时满足两个条件,即该转换的前级步是活动步(M0.0=1)和转换条件满足(I0.0=1)。在梯形图中,可以用M0.0和I0.0的常
15、开触点组成的串联电路来表示上述条件。该电路接通时,两个条件同时满足，此时应将该转换的后续步变为活动步(用SM0.1，1指令将M0.1置位)和将该转换的前级步变为不活动步(用R M0.0，1指令将M0.0复位)，这种编程方法与转换实现的基本规则之间有着严格的对应关系,用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时,更能显示出它的优越性。,5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法,5.2.1 以转换为中心的单序列的编程方法,返回,某组合机床的动力头在初始状态时停在最左边，限位开关I0.3为1状态(见图5-8)。按下起动按钮I0.0，动力头的进给运动如图所示，工作一个循环后，返回并停在初始位置，控制电磁阀的
16、Q0.0Q0.2在各工步的状态如图5-8中的顺序功能图所示。,返回,I0.2,I0.3,I0.1,返回,在顺序功能图中，如果某一转换所有的前级步都是活动步并且满足相应的转换条件，则转换实现。即所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步，而所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。在以转换为中心的编程方法中，用该转换所有前级步对应的存储器位的常开触点与转换对应的触点或电路串联(即起保停电路中的起动电路)，作为使所有后续步对应的存储器位置位(使用置位指令)和使所有前级步对应的存储器位复位(使用复位指令)的条件。在任何情况下，代表步的存储器位的控制电路都可以用这一原则来设计，
17、每一个转换对应一个这样的控制置位和复位的电路块，有多少个转换就有多少个这样的电路块。,返回,这种设计方法特别有规律。在设计复杂的顺序功能图的梯形图时既容易掌握，又不容易出错。 使用这种编程方法时，不能将输出位的线圈与置位指令和复位指令并联，这是因为图5-8中前级步和转换条件对应的串联电路接通的时间是相当短的(只有一个扫描周期)，转换条件满足后前级步马上被复位，该串联电路断开，而输出位的线圈至少应该在某一步对应的全部时间内被接通。所以应根据顺序功能图，用代表步的存储器位的常开触点或它们的并联电路来驱动输出位的线圈。,返回,如果某一转换与并行序列的分支、合并无关，它的前级步和后续步都只有一个，需要
18、复位、置位的存储器位也只有一个，因此对选择序列的分支与合并的编程方法实际上与对单序列的编程方法完全相同。图5-9所示的顺序功能图中，除I0.3与I0.6对应的转换以外，其余的转换均与并行序列无关，I0.0I0.2对应的转换与选择序列的分支、合并有关，它们都只有一个前级步和一个后续步。与并行序列无关的转换对应的梯形图是非常标准的，每一个控制置位、复位的电路块都由前级步对应的存储器位和转换条件对应的触点组成的串联电路、一条置位指令和一条复位指令组成。,5.2.2 选择序列的编程方法,返回,返回,5.2.3 并行序列的编程方法 图5-9中步M0.2之后有个并行序列的分支，当M0.2是活动步，并且转换
19、条件I0.3满足时，步M0.3与步M0.5应同时变为活动步，这是用M0.2和I0.3的常开触点组成的串联电路使M0.3和M0.5同时置位来实现的；与此同时，步M0.2应变为不活动步，这是用复位指令来实现的。I0.6对应的转换之前有一个并行序列的合并，该转换实现的条件是所有的前级步(即步M0.4和M0.6)都是活动步和转换条件I0.6满足。由此可知，应将M0.4、M0.6和I0.6的常开触点串联，作为使M0.7置位和使M0.4，M0.6复位的条件。,返回,图5-10中转换的上面是并行序列的合并，转换的下面是并行序列的分支,该转换实现的条件是所有的前级步(即步M1.0和M1.1)都是活动步和转换条
20、件I0.1+I0.3满足，因此应将M1.0、M1.1、I0.3的常开触点与I0.1的常闭触点组成的串并联电路，作为使M1.2、M1.3置位和使M1.0、Ml.3复位的条件。,返回,图5-11是第4章中介绍过的剪板机的顺序功能图，和以转换为中心的编程方法编制的梯形图程序。顺序功能图中共有9个转换(包括SM0.1)，转换条件SM0.1只需对初始步M0.0置位。除了与并行序列的分支、合并有关的转换以外，其余的转换都只有一个前级步和一个后续步，对应的电路块均由两个触点组成的串联电路、一条置位指令和一条复位指令组成。在并行序列的分支处，用M0.3和I0.2的常开触点组成的串联电路对两个后续步M0.4、M
21、0.6置位，和对前级步M0.3复位。在并行序列的合并处的水平双线之下，有一个选择序列的分支。剪完了计数器C0设定的块数时，C0的常开触点闭合，将返回初始步M0.0。,返回,需将该转换之前的两个前级步M0.5和M0.7的常开触点和C0的常开触点串联，作为对后续步M0.0置位和对前级步M0.5和M0.7复位的条件。没有剪完了计数器C0设定的块数时，C0的常闭触点闭合，将返回步M0.1，所以将该转换之前的两个前级步M0.5和M0.7的常开触点和C0的常闭触点串联，作为对后续步M0.1置位和对前级步M0.5和M0.7复位的条件。,返回,5.3 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法,5.3.1 顺序控
22、制继电器指令,S7-200中的顺序控制继电器S专门用于编制顺序控制程序。顺序控制程序被顺序控制继电器指令SCR划分为LSCR与SCRE指令之间的若干个SCR段，一个SCR段对应于顺序功能图中的一步。装载顺序控制继电(LoadSequenceControlRelay)指令LSCRn用来表示一个SCR段即顺序功能图中的步的开始。指令中的操作数n为顺序控制继电器S(BOOL型)的地址，顺序控制继电器为1状态时，对应的SCR段中的程序被执行，反之则不被执行。,返回,后一页,前一页,顺序控制继电器结束(Sequence Control Relay End)指令SCRE用来表示SCR段的结束。 顺序控制继
23、电器转换(Sequence Control Relay Transition)指令SCR Tn用来表示SCR段之间的转换，即步的活动状态的转换。当SCRT线圈“得电”时，SCR9，中指定的顺序功能图中的后续步对应的顺序控制继电器n变为1状态，同时当前活动步对应的顺序控制继电器变为0状态，当前步变为不活动步。LSCR指令中的n指定的顺序控制继电器(S)被放人SCR堆栈和逻辑堆栈的栈顶，SCR堆栈中S位的状态决定对应的SCR段是否执行。由于逻辑堆栈栈顶的值装入了S位的值，所以能将SCR指令和它后面的线圈直接连接到左侧母线上。,Load Sequential Countrol Relay,Seque
24、ntial Countrol Relay Transition,Conditional Sequential Countrol End,返回,在设计梯形图时，用LSCR和SCRE指令作为SCR段的开始和结束指令。在SCR段中用SM0.0的常开触点来驱动在该步中应为1状态的输出点(Q)的线圈，并用转换条件对应的触点或电路来驱动转换到后续步的SCRT指令。,S0.0,S0.1,I0.0,后步,转换条件,当前步,I0.1,I0.0,S0.2,Q0.0,I0.1,SCR,S0.1,S0.2,S0.1,返回,(1) 顺序控制指令的操作数为顺控继电器S，也称为状态器，每一个S位都表示状态转移图中一个SCR
25、段的状态。S的范围是S0.0S31.7。各SCR段的程序能否执行取决于对应的S位是否被置位。若需要结束某个SCR段，需要使用 SCRT指令或对该段对应的S位进行复位操作。(2) 要注意不能把同一个S位在一个程序中多次使用。例如在主程序中使用了S0.1，在子程序中就不能再次被使用。(3) 状态图中的顺控继电器S位的使用不一定要遵循元件的顺序，即可以任意使用各S位。但编程时为避免在程序较长时各S位重复，最好做到分组、顺序使用。(4) 每一个SCR段都要注意3个方面的内容。 本SCR段要完成什么样的工作？ 什么条件下才能实现状态的转移？ 状态转移的目标是什么？,使用注意事项,(5) 在SCR段中，不
26、能使用JMP和LBL指令，即不允许跳入、跳出SCR段或在SCR段内跳转。也不能使用FOR、NEXT和END指令。(6) 一个SCR段被复位后，其内部的元件(线圈、定时器等)一般也要复位，若要保持输出状态，则需要使用置位指令。(7) 在所有SCR段结束后，要用复位指令R复位仍为运行状态的S位，否则程序会出现运行错误。,使用注意事项,例1：三台电动机MA1、MA2、MA3 按启动按钮后,MA1立即启动，随后MA2、MA3按时间顺序自动启动。 停止时，按停止按钮，MA3立即停止，随后MA2、MA1按时间顺序自动停止。 顺序功能图的编程步骤: 分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，选择PL
27、C型号并分配I/O 地址 PLC端子接线 编制控制系统的顺序功能图 将顺序功能图转化成梯形图或语句表,5.3.2 单序列顺序功能图的编程方法,（1）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点， 选择PLC型号并分配I/O 地址 （2）PLC端子接线-省略,编制功能图的方法: 1.分析控制系统的工作原理; 2.按照设备的工作顺序,找出设备 的各个工作状态及相应的动作; 3.找出相邻状态之间的转移条件.,（3）编制电机顺序控制的功能图,（4）将功能图转化成梯形图,例2：红绿灯控制 控制要求:本设计实现对十字路口的东西向和南北向的红绿灯进行有序控制。,（1）分析控制要求，找出控制设备现场的实际
28、输入和输出点， 选择PLC型号并分配I/O 地址,顺序功能图的编程步骤:,（2）PLC端子接线,选择性分支结构的功能图和梯形图,5.3.3 选择序列的编程方法,下图是剪板机的结构示意图，开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关I0.0和I0.1为ON，按下启动按钮I1.0,工作过程如下:首先板料右行(Q0.0为ON)至限位开关I0.3动作,然后压钳下行(Q0.1为ON并保持),压紧板料后,压力开关I0.4为ON,压钳保持压紧,剪刀开始下行(Q0.2为ON).剪断板料后,I0.2变为ON,压钳和剪刀同时上行(Q0.3和Q0.4为ON),它们分别碰到限位开关I0.0和I0.1后,分别停止上行.都停止后
29、,又开始下一周期的工作,剪完10块料后,停止工作并停在初始状态.,选择性分支结构举例,顺序功能图的编程步骤:,（1）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点， 选择PLC型号并分配I/O 地址 （2）PLC端子接线-省略,（3）剪板机控制系统顺序功能图,将功能图转化成梯形图?,并行分支结构的功能图和梯形图,功能图:,梯形图:,5.3.4 并行序列的编程方法,并行分支举例1：,某专用钻床用两只钻头同时钻两个孔,开始自动运行之前两个钻头在最上面,上限位开关I0.3和I0.5为ON,操作人员放好工件后,按下启动启动按钮I0.1,工件被夹紧后两只钻头同时开始工作,钻到由限位开关I0.2和I0.
30、4设定的深度时分别上行,回到限位开关I0.3和I0.5设定的起始位置分别停止上行,两个都到位后,工件被松开,松放开到位后,加工结束,系统返回初始状态,钻床的结构图,顺序功能图的编程步骤:,（1）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点， 选择PLC型号并分配I/O 地址 （2）PLC端子接线-省略,（3）编制钻床的顺序功能图,工件夹紧,大钻头,小钻头,并行分支举例2：,某化学反应的装置由四个容器组成，容器之间用泵连接，以此进行化学反应。每个容器都装有检测容器已满、已空的传感器，2容器还带有加热器和温度传感器， 3容器带有搅拌器，当1容器和2容器中的液体抽入3容器时，启动搅拌器。 3、4
31、容器是1、 2容器体积的两倍，可以由1、 2容器的液体装满。,工作原理：按动启动按钮后， 1、 2容器分别用泵P1、P2从碱和聚合物库中将其灌满，灌满后传感器发出信号，P1、P2关闭，然后2容器加热到600C时，温度传感器发出信号，关断加热器。P3、P4分别将1、 2容器的液体送到3反应池中，同时启动搅拌器，搅拌时间为60s。一旦3#满或1#、2#空。则泵P3、P4停止并等待。当搅拌时间到，P5将混合液抽到4#容器中，直到4#满或3#空。成品用P6抽走，直到4#空。整个过程结束，再次按动启动按钮，新的循环开始。,顺序功能图的编程步骤:,（1）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，
32、选择PLC型号并分配I/O 地址 （2）PLC端子接线-省略,S0.0,S0.1,S0.2,S2.0,S2.1,I0.1 1#满,I0.3 2#满,等待,等待,S2.2,I0.2或I0.5,I0.4或I0.5,T37,编制化学反应装置的功能图,S2.3,S2.4,S0.3,S0.4,S0.5,S0.6,S0.7,S1.0,I1.1 到600,Q0. 0 P1,Q0. 1 P2,Q0. 2 P3,Q0. 3 P4,Q0. 7搅拌器,Q0. 6 加热器,等待,等待,Q0. 4 P5,Q0. 5 P6,I1.0,SM0.1,I0.0且满足初始条件,=1,T37,IN,PT,+600,TON,=1,I
33、0.7或I0.6 4#满或3#空,等待,（3）,跳转和循环结构,跳转和循环结构:由跳转结构和循环结构混合在一起,组成了较复杂的功能图的跳转和循环结构。,自学:将该功能图转换成梯形图,顺序控制指令的应用举例,输送机分检大小球的PLC控制装置1控制要求 图示为分检大、小球的自动装置的示意图，其工作过程如下。, 当输送机处于起始位置时，上限位开关SQ3和左限位开关SQ1被压下，极限开关SQ断开。, 启动装置后，操作杆下行，一直到SQ闭合。此时，若碰到的是大球，则SQ2仍为断开状态，若碰到的是小球则SQ2为闭合状态。 接通控制吸盘的电磁阀线圈Q0.1。, 假设吸盘吸起的是小球，则操作杆向上行，碰到SQ
34、3后，操作杆向右行；碰到右限位开关SQ4（小球的右限位开关）后，再向下行，碰到SQ2后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。, 如果启动装置后，操作杆下行一直到SQ闭合后，SQ2仍为断开状态，则吸盘吸起的是大球，操作杆右行碰到右限位开关SQ5（大球的右限位开关）后，将大球释放到大球箱里，然后返回到原位。,PLC硬件接线图,返回,为了满足生产的需要，很多设备要求设置多种工作方式，如手动和自动(包括连续、单周期、单步、自动返回初始状态等)工作方式。手动程序比较简单，一般用经验法设计，复杂的自动程序一般根据系统的顺序功能图用顺序控制法设计。具有多种工作方式的控制系统的梯形图总体结构如图5-1所示。
35、选择手动工作方式时手动开关I2.0为1状态，将跳过自动程序，执行公用程序和手动程序。选择自动工作方式I2.0为0状态，将跳过手动程序，执行公用程序和自动程序。,5.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法,返回,返回,某机械手用来将工件从A点搬运到B点(见图5-16)，控制面板如图5-17所示，图5，18是可编程序控制器的外部接线图。输出Q0.1为1时工件被夹紧，为0时被松开。工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式，操作面板左下部的6个按钮是手动按钮。为了保证在紧急情况下(包括可编程序控制器发生故障时)能可靠地切断可编程序控制器的负载电源，设置了交流接触器KM(见图5-18
36、)。在可编程序控制器开始运行时按下“负载电源”按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。,返回,系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点5种工作方式，机械手在最上面和最左边且松开时，称为系统处于原点状态(或称初始状态)。在公用程序中，左限位开关I0.4,上限位开关I0.2的常开触点和表示机械手松开的Q0.1的常闭触点的串联电路接通时，“原点条件”存储器位M0.5变为ON。如果选择的是单周期工作方式，按下起动按钮I2.6后，从初始步M0.0开始，机械手按顺序功能图(见图5-20)的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始
37、步。如果选择连续工作方式，在初始状态按下起动按钮后，机械手从初始步开始一个周期一个周期地反复连续工作。按下停止按钮，并不马上停止工作，完成最后一个周期的工作后，系统才返回并停留在初始步。,返回,在单步工作方式，从初始步开始，按一下起动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停在该步，再按一下起动按钮，又往前走一步。单步工作方式常用于系统的调试。在选择单周期、连续和单步工作方式之前，系统应处于原点状态。如果不满足这一条件，可选择回原点工作方式，然后按回原点起动按钮I2.5，使系统自动返回原点状态。在原点状态，顺序功能图中的初始步M0.0为ON，为进入单周期、连续和单步工作方式作好
38、了准备。,返回,返回,5.4.1 使用起保停电路的编程方法 1.公用程序公用程序(见图5-19a)用于自动程序和手动程序相互切换的处理，当系统处于手动工作方式时，必须将除初始步以外的各步对应的存储器位(M2.0M2.7)复位，同时将表示连续工作状态的M0.7复位，否则当系统从自动工作方式切换到手动工作方式，然后又返回自动工作方式时，可能会出现同时有两个活动步的异常情况，引起错误的动作。当机械手处于原点状态(M0.5 ON)，在开始执行用户程序(SM0.1为ON)、系统处于手动状态或自动回原点状态(I2.0或I2.1为ON)时，初始步,返回,对应的M0.0将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方
39、式作好准备。如果此时M0.5为OFF状态，M0.0将被复位，初始步为不活动步，系统不能在单步、单周期和连续工作方式工作。 2.手动程序图5-19b是手动程序，手动操作时用I0.5I1.2对应的6个按钮控制机械手的升、降、左行、右行和夹紧、松开。为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的联锁，例如上升与下降之间、左行与右行之间的互锁，以防止功能相反的两个输出同时为ON。上限位开关10.2,返回,的常开触点与控制左、右行的Q0.4和Q0.3的线圈串联，机械手升到最高位置才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时与别的物体碰撞。,返回,3.自动程序图5-20是机械手控制系统自动程序的顺序功
40、能图。该图是一种典型结构，这种结构可用于别的具有多种工作方式的系统，虚线框中的部分取决于不同的系统对控制的具体要求。图5-21是用起保停电路设计的自动控制程序(不包括自动返回原点程序)，M0.0和M2.0-M2.7用典型的起保停电路控制。系统工作在连续和单周期(非单步)工作方式时，I2.2的常闭触点接通，使M0.6(转换允许)为ON，串联在各起保停电路的起动电路中的M0.6的常开触点接通，允许步与步之间的转换。假设选择的是单周期工作方式，此时,返回,返回,I2.3为ON，I2.1 和I2.2的常闭触点闭合，M0.6的线圈“通电”，允许转换。在初始步时按下起动按钮I2.6，在M2.0的起动电路中
41、，M0.0、I2.6、M0.6的常开触点和I2.1的常闭触点均接通，使M2.0的线圈“通电”，系统进入下降步，Q0.0的线圈“通电”，机械手下降；机械手碰到下限位开关I0.1时，M2.1的线圈“通电”，转换到夹紧步，Q0.1被置位指令置为1，工件被夹紧，同时T37的IN输入端为1状态，1s以后T37的定时时间到，它的常开触点接通，使系统进入上升步。以后系统将这样一步一步地工作下去，当机械手在步M2.7返回最左边时，I0.4为1，因为此时不是连续工作方式，M0.7处于OFF状态，转换条件M0.7I0.4满足，系统返回并停留在初始步。,返回,在连续工作方式，I2.4为ON，在初始状态按下起动按钮I
42、2.6，与单周期工作方式时相同，M2.0变为ON，机械手下降与此同时，控制连续工作的M0.7的线圈“通电”并自保持，以后的工作过程与单周期工作方式相同。当机械手在步M2.7返回最左边时，I0.4为ON，因为M0.7为ON，转换条件M0.7I0.4满足，系统将返回步M2.0反复连续地工作下去。 按下停止按钮I2.7后，M0.7变为OFF，但是系统不会立即停止工作，在完成当前工作周期的全部操作后，机械手在步M2.7返回最左边，左限位开关I0.4为ON，转换条件M0.7 0.4满足，系统才返回并停留在初始步。,返回,如果系统处于单步工作方式，I2.2为ON，它的常闭触点断开，“转换允许”存储器位M0
43、.6在一般情况下为OFF，不允许步与步之间的转换。设系统处于初始状态，M0.0为ON，按下起动按钮I2.6，M0.6变为ON，使M2.0的起动电路接通，系统进入下降步。放开起动按钮后，M0.6马上变为OFF。在下降步，Q0.0的线圈“通电”，机械手降到下限位开关I0.1处时，与Q0.0的线圈串联的I0.1的常闭触点断开(见图5-22)，使Q0.0的线圈“断电”，机械手停止下降。I0.1的常开触点闭合后，如果没有按起动按钮，I2.6和M0.6处于OFF状态，一直要等到按下起动按钮，M2.6和M0.6变为ON，M0.6的常开触点接通，转换条件I0.1才能使2.1的起动电路接通,返回,返回,M2.1
44、的线圈“通电”并自保持，系统才能由下降步进入夹紧步。以后在完成某一步的操作后，都必须按一次动按钮，系统才能进入下一步。图5-22是自动控制程序的输出电路，图中I0.1-I0.4的常闭触点是为单步工作方式设置的。以下降为例，当机械手碰到限位开关I0.1后，与下降步对应的存储器位M2.0不会马上变为OFF，如果Q0.0的线圈不与I0.1的常闭触点串联，机械手不能停在下限位开关I0.1处，还会继续下降，对于某些设备，在这种情况下可能造成事故。,返回,为了避免出现双线圈现象，在图5-22中，将自动控制的顺序功能图(图5-20)与自动返回原点的顺序功能图(图5-23a)中对Q0.2和Q0.4线圈的控制合
45、在一起。图5-23a中对Q0.0、Q0.1和Q0.3的复位放在图5-23b和图5-23e中。 4自动回原点程序图5-23a、5-23b是自动回原点程序的顺序功能图和用起保停电路设计的梯形图。在回原点工作方式(I2.1为ON)，按下回原点起动按钮I2.5，M1.0变为ON，机械手松开和上升，升到上限位开关时I0.2为ON，机械手左行，到左限位开关时，I0.4变为ON，将步M1.1复位。这时原点条件满足，,返回,返回,M0.5为ON，在公用程序中，初始步M0.0被置位，为进入单周期、连续和单步工作方式作好了准备，因此可以认为步M0.0是步M1.1的后续步。 5.4.2 以转换为中心的编程方法与使用起保停电路的编程方法相比，梯形图的总体结构、顺序功能图、公用程序、手动程序和自动程序中的输出电路完全相同。仍然用存储器位M0.0和M2.0-M2.7来代表各步，它们的控制电路如图 5-24所示。 控制M0.0和M2.0M2.7置位、复位的触点串联电路与图5-21起保停电路中的相同,M0.7的控制电路与图5-21中的相同，自动返回原点的程序如图5-23c所示 。,返回,
