顺序控制梯形图的设计方法

1、顺序功能图（sequential Function Chart） 顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）组成。 是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。顺序控制：顺序控制设计法与顺序功能图根据继电器电路图设计梯形图第四章的主要内容 应在M0.1所在的阶段“通电”在梯形图中T37的指令框与M0.1的线圈并联。M0.1和M0.2之间的转换条件 在顺序功能图中，只有当某一步的前级步是活动步，该步才有可能变成活动步。如果用没有断电保护功能的元件代表各步，进入 RUN 工作方式时，他们均处于OF

2、F 状态，必须用初始化脉冲 SM0.1的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步。第5章 顺序控制梯形图的设计方法本章介绍使用起保停电路的设计方法；以转换为中心的设计方法；介绍使用顺序控制继电器的设计方法；介绍具有多种工作方式的控制系统的设计方法。 控制系统的梯形图一般采用图5-1所示的典型结构，系统具有自动和手动两种工作方式。 SM0.0的常开触点一直闭合，每次扫描都会执行公用程序。 自动和手动方式都需要执行的操作放在公用程序中，公用程序还用于自动程序和手动程序相互切换的处理。 I 2.0是自动手动切换开关，当它为1时执行手动程序，为0时执行自动程序。 公用EN 手动EN 自动ENSM0.

3、0I2.0I2.0图5-1程序结构 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。 系统进入初始状态之后，还应将与顺序功能图的初始步对应的编程元件置l，为转换的实现作好准备，并将其余各步对应的编程元件置为0状态，这是因为在没有并行序列或并行序列未处于活动状态时，同时只能有一个活动步。 为了便于将顺序功能图转换为梯形图，用代表各步的编程元件的地址（如M0.0）作为步的代号，并用编程元件的地址标注转换条件和各步的动

4、作或命令。 在5.15.3节中，假设刚开始执行用户程序时，系统已处于要求的初始状态，并用初始化脉冲SM0.l将初始步置1，代表其余各步的各编程元件均为0状态，为转换的实现作好了准备。5. 1 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法转换实现条件： 它的前级步为活动步，并且满足相应的转换条件。 M0.1变为活动步的条件为M0.0=1；I0.0=1 M0.0的常开触点和I0.0常开触点串联，作为控制M0.1的起动电路。 当M0.1和T37的常开触点均闭合时，步M0.2变为活动步，这时M0.1应变为不活动步。图5-2 顺序功能图5.1.1 单序列的编程方法 因此可以将M0.2为1作为存储器位M0.1变

5、为OFF的条件，即将M0.2的常闭触点与M0.1的线圈串联。 可以用T37的常闭触点代替M0.2的常闭触点。 但是当转换条件由多个信号经“与、或、非”逻辑运算组合而成时，需将它的逻辑表达式求反，再将对应的触点串并联电路作为起保停电路的停止电路。 这样做不如使用后续步对应的常闭触点简单方便。 根据上述的编程方法和顺序功能图，很容易画出梯形图（见图5-3）。 以初始步M0.0为例，由顺序功能图可知，M0.3是它的前级步，二者之间的转换条件为T38的常开触点。 所以应将M0.3和T38的常开触点串联，作为M0.0的起动电路。 PLC开始运行时应将M0.0置为1，否则系统无法工作，故将仅在第一个扫描周

6、期接通的SM0.1的常开触点与起动电路并联，起动电路还并联了M0.0的自保持触点。 后续步M0.1的常闭触点与M0.0的线圈串联，M0.1为l时M0.0的线圈“断电”，初始步变为不活动步。图5-2 顺序功能图图5.3 顺序控制梯形图 当控制M0.0 的起保停电路的起动电路接通后，M0.0的常闭触点使M0.3的线圈断电，在下一个扫描周期，因M0.1常闭触点断开，使M0.0 的起动电路断开。 由此可知起保停电路的起动电路接通的时间只有一个扫描周期。 因此必须使用有记忆功能的电路（如起保停电路或置位/复位电路来控制代表步的存储器位。图5-2 顺序功能图设计梯形图的输出电路部分的方法： 由于步是根据输

7、出变量的状态变化来划分的，它们之间的关系极为简单，可以分为两种情况来处理； 某一输出量仅在某一步中为ON，例如图5-2中的Q0.1就属于这种情况，可以将它的线圈与对应步的存储器位M0.2的线圈并联。 用这些输出来代表该步，例如用Q0.l代替M0.2。当然这样做可以节省一些编程元件，但是存储器位M是完全够用的，多用一些不增加硬件费用，在设计和输入程序时也多花不了多少时间。 全部用存储器位来代表步具有概念清楚、编程规范、梯形图易于阅读和查错的优点。 图5-2 顺序功能图 某一输出在几步中都为ON，应将代表各有关步的存储器位的常开触点并联后，驱动该输出的线圈。 图5-2中Q0.0在M0.lM0.3这

8、3步中均应工作，所以用M0.1M0.3的常开触点组成的并联电路来驱动Q0.0的线圈。 在连续的若干步均为1状态，可以用置位、复位指令来控制它们。图5-2 顺序功能图5.1.2 选择序列的编程方法1. 选择序列的分支的编程方法 如果某一步的后面有N条分支组成的选择序列，该步可能转换到不同的N步去，则应将这N个后续步对应的存储器位的常闭触点与该步的线圈串联。作为结束该步的条件。 图中步M0.0之后有一个选择序列的分支，设M0.0为活动步，当它的后续步M0.1或M0.2变为活动步时， M0.0都应变为不活动步，即M0.0变为0状态，所以将M0.1和M0.2的常闭触点与M0.0线圈串联。2. 选择序列

9、的合并的编程方法图中步M0.2之前有一个选择序列的合并，当步M0.1为1，并且转换条件I0.1=1，或者M0.0=1，并且I0.2=1，则步M0.2=1。即 对于选择序列合并，如果某一步之前有N个转换，即N条分支进入该步，则控制代表该步的存储器位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或电路串联而成。3. 仅有两步的闭环的处理 如果在顺序功能图中仅有两步组成的小闭环，用起保停电路设计的梯形图不能正常工作。 如M0.2=1，I0.2=1时，M0.3=1。 但是M0.3的线圈串联的M0.2的常闭触点=0，所以M0.3的线圈不能“通

10、电”。 出现上述问题的原因是步M0.2既是步M0.3的前级步，又是它的后续步。这个例中用I0.3的常闭触点替换M0.2的常闭触点就可以解决。4. 选择序列应用举例 液面升到上限位开关，I0.1=1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关I0.2=0之后再过5s，放空，关闭阀C，打开阀A，又开始下一周期的操作。 图中上限位、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。 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流入容器，I0.0变为ON时，关闭阀A，打开阀

11、B，液体B流人容器。初始 I0.0 = I0.1= I0.2= Q0.0= Q0.1= Q0.2= Q0.3=0起动 1：I0.3=1，Q0.0=1、I0.2=1 2： I0.0=1、 Q0.0=0、 Q0.1=1 3：I0.1=1、 Q0.1=0、Q0.2=1 4：60s后 Q0.2=0、Q0.3=1 5：I0.1、I0.0、I0.2=0、5s后 Q0.3=0 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)。 根据液体混合控制系统的工艺过程，各过程的电器的状态如下： 根据液体混合控制系统的工艺过程，绘制顺序功能图如下： 图中的M1.0用来实现在按下停止按钮后不马上停

12、止工作，而是在当前工作周期的操作结束后，才停止运行。 Ml.0用起动按钮I0.3和停止按钮I0.4来控制。 运行时它处于ON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M1.0。 T38满足，转到步M0.1后继续运行。 图中步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.l的常闭触点与M0.5的线圈串联。 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。 对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M0.

13、0、I0.3和M0.5、M1.0、T38的常开触点串联而成 步M0.l之前有一个选择序列的合并，当步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，即控制 M0.1 的起保停电路的起动条件应为 M0.0I0.3十M0.5M1.0T38顺序功能图转换成梯形图5.1.3 并行序列的编程方法1. 并行序列的分支的编程方法 图中的步M0.2之后有一个并行序列的分支，当步M0.2是活动步并且转换条件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分别作为M0.3和M

14、0.5的起动电路来实现的，与此同时，步M0.2应变为不话动步。 步M0.3和M0.5是同时变为活动步的，只需将M0.3或M0.5的常闭触点与M0.2的线圈串联就行了。2. 并行序列的合并的编程方法 步M0.0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，作为控制M0.0的起保停电路的起动电路。 复杂的顺序功能图都是由单序列、选择序列和并行序列组成的，掌握单序列的编程方法和选择序列、并行序列的分支、合并的编程方法，设计出任意复杂的顺序功能图描述的开关量控制系统的梯形图

15、。5.1.6 并行序列应用举例 某专用钻床用两只钻头同时钻两个孔。 放好工件后，按起动按钮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。 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.l，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I

16、0.l的常开触点ON，使步M0.1变为不活动步，步M0.2和步M0.5同时变为活动步，Q0.l、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l，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。 两个等待步之后的 “=l” 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。所以只需将前级步M0.4、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。 在步Ml.0，控制工件松开的Q0.5为1，工件被松开后，限位开关I0.7

17、为ON，系统返同初始步M0.0。 Ml.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。 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 “=l”。（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，可以取消等待步M0.4和M0.7，用I0.3I0.5代

18、替图5-7中的转换条件“=1”。 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的。5 . 2 . 1 以转换为中心的单序列的编程方法 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。 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

19、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。 代表步的存储器位的控制电路都对应一个控制置位和复位的电路块。5 . 2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法 这种设计方法特别有规律，梯形图与转换实现的基本规律之间有着严格的对应关系，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。 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0.0Q0.2在各工步的状态如图5-8中的顺序功能图所示。 实现图中 I0.1 对应的转换需要同时

20、满足两个条件；该转换的前级步是活动步（M0.1=1）和转换条件满足（I0.1=1）。 在梯形图中，可以用M0.1和I0.1的常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即用置位指令 “S M0.2，1” 将M0.2置位； 将该转换的前级步变为不活动步，即用复位指令“R M0.1，1” 将M0.0复位。 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。 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

21、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。 5.2.2 选择序列的编程方法 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

22、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 . 3 并行序列的编程方法 图5-9中步M0.2 之后有一个并行序列的分支，当M0.2 是活动步，并且转换条件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； 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

23、.0置位和使M0.4，M0.6复位的条件。 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、M1.1复位的条件。5 . 2 . 4 应用举例 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，SM0.1只需对初始步M0.0置位。 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

24、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、M0.6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。 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。5. 3 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法 5. 3. 1 顺序控制继电器指令 S7-200中的顺序控

25、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（LSCR）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。SCR程序结束SCRESCRESCR程序段结束CSCRESCRESCR转换SCRT S-bitSCRTSCR程序段开始LSCR S-bitSCR描述语句表梯形图表5-1 顺序控制继电器（SCR）指令 装载顺序控制继电器指令LSCR bit（见表5-1）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S-bit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

26、执行。顺序控制继电器结束指令SCRE用来表示SCR段的结束。 顺序控制继电器转换指令“SCRT S bit”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，SCRT中指定的顺序功能图中的后续步对应的顺序控制继电器变为 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指令指定的顺序控制继电器（S）被放入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人了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。 使用SCR时有如下的限制： 不能在不同的程序中使用相同

27、的S位； 不能在SCR段中使用JMP及LBL指令，即不允 许用跳转的方法跳人或跳出SCR段； 不能在SCR段中使用FOR、NEXT和END指令。5.3.2 单序列顺序功能图的编程方法 图5-12是某小车运动的示意图和顺序功能图。 小车在初始位置时停在左边，限位开关I0.2为1状态 按下起动按钮I0.0后，小车向右运动(简称右行)，碰到限位开关I0.1后，停在该处，3s后开始左行，碰到I0.2后返回初始步，停止运动。 根据Q0.0和Q0.1状态的变化，显然一个工作周期可以分为左行、暂停和右行三步，另外还应设置等待起动的初始步，并分别用S0.0S0.3来代表这四步。 起动按钮I0.0和限位开关的常

28、开触点，T37延时接通的常开触点是各步之间的转换条件。 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。LD SM0.1S S0.0LSCR S0.0LD I0.0A I0.2LSRT S0.1SCRE LSCR S0.1LD SM0.0OUT Q0.0LD I0.1LSRT S0.2SCRELSCR S0.2LD SM0.0 TON T37,30LD T37LSRT S0.3SCRELSCR S0.3LD SM0.0OUT Q0

29、.1LD I0.2LSRT S0.0SCRE 如果用编程软件的“程序状态”功能来监视处于运行模式的梯形图，可以看到因为直接接在左侧电源线上，每一个SCR方框是蓝色的。 但是只有活动步对应的SCRE线圈通电，并且只有活动步对应的SCR区内的SM0.0的常开触点闭合，不活动步的SCR区内的SM0.0的常开触点处于断开状态。 因此SCR区内的线圈受到对应的顺序控制继电器的控制，SCR区内的线圈还可以受与它串联的触点的控制 首次扫描时SM0.1的常开触点接通一个扫描周期，使顺序控制继电器S0.0置位，初始步变为活动步，只执行S0.1对应的SCR段。 如果小车在最左边I0.2=1状态，按下起动按钮I0.

30、0，指令“SCRT S0.1”对应的的线圈得电，使S0.1变为1状态，操作系统使S0.0变为0状态，系统从初始步转换到右行步。 只执行S0.l对应的SCR段。在该段中，SM0.0的常开触点闭合，Q0.0的线圈得电，小车右行。 操作系统没有执行S0.1对应的SCR段时，Q0.0的线圈不会通电。 碰到右限位开关时，I0.1的常开触点闭合，将实现右行步S0.l到暂停步S0.2的转换。 定时器T37用来使暂停步持续3s。延时时间到时T37的常开触点接通，使系统由暂停步S0.2转换到左行步S0.3，直到返回初始步。 1. 选择序列的编程方法（1）选择序列的分支的编程方法 图5-13中步S0.0之后有一个

31、选择序列的分支，当它是活动步，并且转换条件I0.0得到满足，后续步S0.1将变为活动步，S0.0变为不活动步。 如果步S0. 0为活动步，并且转换条件I0.2得到满足，后续步S0.2将变为活动步，S0.0变为不活动步。 5. 3. 3 选择序列和并行序列的编程方法 当S0.0为1时，它对应的SCR段被执行，此时若转换条件I0.0为1，该程序段中的指令 SCRT S0.1 被执行，将转换到步S0.1。 若I0.2的常开触点闭合，将执行指令SCRT S0.2，转换到步S0.2。 （2）选择序列的合并的编程方法 图5-13中，步S0.3之前有一个选择序列的合并。 当步 S0.1 为活动步，并且转换条

32、件 I0.1=1，或步 S0.2=1，且I0.3=1 步 S0.3 都应变为活动步。 在步S0.1和步S0.2对应的SCR段中，分别用I0.1和I0.3的常开触点驱动指令“SCRT S0.3”，就能实现选择序列的合并。2. 并行序列的编程方法（1）并行序列的分支的编程方法 图5-13中步S0.3之后有一个并行序列的分支。 当步S0.3是活动步，并且转换条件I0.4满足，步S0.4与步S0.6应同时变为活动步。 这是用S0.3对应的SCR段中I0.4的常开触点同时驱动指令“SCRT S0. 4”和“SCRT S0.6”来实现的。 与此同时，S0.3被自动复位，步S0.3变为不活动步。（2）并行序

33、列的合并的编程方法 S1.0之前有一个并行序列的合并 因为转换条件为=1（总是满足），转换实现的条件是所有的前级步（即步S0.5和S0.7）都是活动步。 由此可知，应使用以转换为中心的编程方法，将S0.5、S0.7的常开触点串联，来控制S1.0的置位和S0.5、S0.7的复位。 从而使步S1.0变为活动步，步S0.5和S0.7变为不活动步。5 . 3 . 5 应用举例 某轮胎内胎硫化机PLC控制系统顺序功能图如图5-14所示。 一个工作周期由初始、合模、反料、硫化、放汽和开模6步组成，它们与S0.0S0.5相对应。 首次扫描时，用SM0.1的常开触点将初始步对应的S0.0置位，将其余各步对应的

34、S0.1S0.6复位。 反料和硫化阶段，Q0.2为1，线圈电磁阀通电，蒸汽进入模具。 在放汽阶段，Q0.2为0状态，线圈电磁阀断电，放出蒸汽，同时Q0.3使“放汽”指示灯亮。 反料阶段允许打开模具，硫化阶段则不允许。 急停按钮I0.0可以停止开模，也可以将合模改为开模。 在运行中发现“合模到位”和“开模到位”限位开关I0.1和I0.2的故障率较高，容易出现合模、开模已到位，但是相应电动机不能停机的现象，甚至可能损坏设备。 为了解决这个问题，在程序中设置了诊断和报警功能，在开模或合模时，用T40延时，在正常情况下，开、合模到位时，T40的延时时间还没到就被复位，所以它不起作用。 限位开关出现故障

35、时，T40使系统进人报警步S0.6，开模或合模电动机自动断电，同时Q0.4接通报警装置，操作人员按复位按钮I0.5后解除报警。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5.4.1 系统的硬件结构 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。 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PLC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

36、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PLC的负载电源，设置了交流接触器KM（见图5-18）。 在PLC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。 2. 工作方式 系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点5种工作方式。在手动方式下，用I0.5I1.2对应的6个按钮分别独立控制机械手的升、降、左行、右行和夹紧、松开。 单周期工作方式，按下起动按钮12.6后，从初始步M0.0开始，机械手按顺序功能图(见图5-22)的规定完成一个周期

37、的工作后，返回并停留在初始步。 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。 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。 机械手在最上面和最左边且夹紧装置松开时，称为系统处于原点状态（或称初始状态）。 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I2.6，使系统自动

38、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了准备。3. 程序的总体结构 图5-19是主程序OB1，SM0.0的常开触点一直闭合，公用程序是无条件执行的。 在手动方式下，I0.2为ON，执行“手动”子程序。在自动回原方式下I2.1位ON，执行“回原点”子程序。 在其它3种工作方式下执行“自动”子程序。5. 4. 2 使用起保停电路的编程方法 1. 公用程序 公用程序（见图5-20）用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及处理不同的工作方式之间相互切换。 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

39、串联电路接通时，“原点条件”M0.5变为ON。 如果此时M0.5为OFF状态，M0.0将被复位，初始步为不活动步，按下起动按钮也不能进入M0.2，系统不能在单步、单周期和连续工作方式工作。 当机械手处于原点状态（M0.5 ON），在开始执行用户程序（SM0.l为ON）。 系统处于手动状态或自动回原点状态（I 2.0或I 2.1为ON）时，初始步对应的M0.0将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式作好准备。 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.OM2.7）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

40、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。 在非连续方式下I2.4的常闭触点闭合，将表示连续工作状态的标志M0.7复位。 图5-20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。 用限位开关I0.1I0.4限制机械手移动范围。上限位开关I0.2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。2.

41、 手动程序 3. 自动程序 图5-22是处理单周期、连续和单步工作方式的顺序功能图。 图5-23是用起保停电路设计的程序，M0.0和M2.0M2.7用典型的起保停电路控制。 单周期、连续和单步这3 种工作方式主要是用 “连续”标志M0.7和“转换允许”标志M0.6来区分。 （1）单步与非单步的区分 M0.6的常开触点接在每一个控制代表步的存储器位的起动电路中，它们断开时，禁止步的活动状态的转换。 如果系统处于单步工作方式，I2.2=1，它的常闭触点断开，“转换允许”存储器位M0.6=0，不允许步与步之间的转换。 当某一步的工作结束后，转换条件满足，如没有按起动按钮I2.6，M0.6=0，起保停

42、电路的起动电路处于断开状态，不会转换到下一步。 一直等到按下起动按钮 I2.6，M0.6在I2.6上升沿ON一个扫描周期，常开触点接通，系统才转换到下一步。 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=1，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。（2） 单周期与连续的区分 在连续工作方式下，I2.4为1状态。在初始步为活动步时，按下起动按钮I2.6，M2.0变为1，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。 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M0.7

43、I0.4满足，系统将返回步M2.0，反复连续地工作下。按下停止按钮I2.7后，M0.7变为0状态，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M0.7I0.4满足，系统才返回并停留在初始步。 在单周期工作方式，M0.7一直处于0状态。当机械手在最后步M2.7返回最左边时，左限位开关I0.4为1状态，转换条件M0.7I0.4满足，系统返回并停留在初始步。按起动按钮，系统只工作一个周期。（3）单周期工作方式 在单周期工作方式下，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M

44、2.0的起动电路中，M0.0、I2.6、M0.5（原点条件）和M0.6的常开触点均接通，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； 碰到下限位开关I0.1时，转换到夹紧步M2.1，Q0.1被置位，夹紧电磁阀的线圈“通电”并保持。 同时接通延时定时器T37开始定时，1s后定时时间到，工件被夹紧，转换条件T37满足，转换到步M2.2。 以后系统将这样一步一步地工作下去。 在左行步M2.7，当机械手返回最左边。左限位开关I0.4为1，因为连续工作方式M0 7处于0状态，系统返回并停留在初始步M0.0，机械手停止运动。（4）单步工作过程 系统处于单步工作方式，I2.

45、2=1，它的常闭触点断开，“转换允许”存储器位M0.6在一般情况下为0，不允许步与步之间的转换。 设初始步时系统处于原点状态，M0.5、M0.0为1，按下起动按钮I2.6，M0.6变为1，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0。在下降步，Q0.0的线圈“通电”，当下限位开关I0.1变为1状态时，与Q0.0的线圈串联的I0.1的常闭触点断开（见图5-24），使Q0.0的线圈“断电”，机械手停止下降。 I0.l的常开触点闭合后，如果没有按起动按钮，I2.6和M0.6处于0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才能使图5-23中M2.1的起动电路接通。M2.1的线圈“通电”并自保持，系统才能由下降步进入夹紧步。在完成某一步的操作后，都必须按一次起动按钮，系统才能进入下一步。在图5.23中，控制M0.0的起保停电路如果放在控制M2.0 的