可编程序控制器 系统设计与应用

自动化学院可编程序控制器

系统设计与应用

2第8章可编程序控制器系统设计与应用了解PLC系统设计的一般原则与步骤熟悉PLC系统设计的硬件配置及软件设计掌握软、硬件设计的基本环节及设计技巧学习目标：3教学内容：

8.1PLC控制系统设计

8.2PLC控制系统硬件配置

8.3PLC控制系统软件设计

8.4PLC应用程序的典型环节及设计技巧

8.5PLC在工业控制中的应用

8.6提高PLC控制系统可靠性的措施第8章可编程序控制器系统设计与应用4可编程控制系统设计时应遵循以下原则：

最大限度的满足被控对象的要求在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、适用及维护方便保证系统的安全可靠考虑生产发展和工艺改进的要求，在选型时应留有适当的余量8.1.1PLC控制系统设计的基本原则58.1.2PLC控制系统设计的内容PLC控制系统设计的主要内容：分析控制对象，明确设计任务和要求

选定PLC的型号，对控制系统的硬件进行配置选择所需的输入/输出模块，编制PLC的输入/输出分配表和输入/输出端子接线图根据系统设计要求编写程序规格要求说明书，再用相应的编程语言进行程序设计设计操作台、电气柜、选择所需的电器元件编写设计说明书和操作使用说明书68.1.3PLC控制系统设计的一般步骤PLC的结构和工作方式与一般微机和继电器相比各有特点，其具体设计步骤如下：详细了解对象的生产工艺，分析控制要求根据控制要求确定所需的用户输入/输出设备选择PLC类型分配PLC的I/O点，设计I/O连接图PLC软件设计(编写梯形图程序和语句程序)，同时进行控制台的设计和现场施工系统调试和修改，固化程序，交付使用78.1.3PLC控制系统设计的一般步骤返回PLC控制系统设计步骤图88.2PLC控制系统硬件配置硬件系统设计主要包括PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等内容。随着PLC功能的不断提高和完善，PLC几乎可以完成工业控制领域的所有任务。但PLC还是有它最适合的应用场合，所以在接到一个控制任务以后，要分析被控对象的控制过程和要求，看看用什么控制装备（PLC、单片机、DCS或工控机IPC）来完成该任务最合适。控制对象和控制装置（选定PLC）确定后，还要进一步确定PLC的控制范围。一般，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量的参数，控制逻辑复杂的部分都可由PLC完成。9PLC机型的选择

I/O点的数量和种类

CPU的速度内存容量编程器打印机

I/O模块通讯接口模块通讯传输电缆8.2PLC控制系统硬件配置10一、PLC机型选择结构形式安装方式功能要求响应速度系统可靠性机型统一

整体式

模块式

集中式

远程I／O式

分布式8.2.1PLC的选型11输入器件：指连接到PLC输入接线端子用于产生输入信号的器件。分类

主令器件

检测器件

有源触点输入器件

无源触点输入器件输入信号

模拟信号

数字信号

开关信号二、PLC的I/O端口选择按钮、选择开关、数字开关行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点，接触器辅助触点压力传感器、温度传感器数字开关

按钮、转换开关、行程开关、触点8.2.1PLC的选型12输出器件：指连接到PLC输出接线端子用于执行程序运行结果的器件。分类：

驱动负载

显示负载

输出端口：

继电器输出

晶体管输出

晶闸管输出接触器、继电器、电磁阀指示灯、数字显示装置、电铃、蜂鸣器交、直流负载直流负载交流负载8.2.1PLC的选型二、PLC的I/O端口选择13I/O点数的确定

I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。

确定依据：一般可按下式估算，再按实际需要留适当的余量（20%～30%）来选择。

存储容量

=

开关量I/O点总数

×

10

+

模拟量通道数

×

1508.2.1PLC的选型二、PLC的I/O端口选择14CPU的运行速度是指执行每一步用户程序的时间。对于以开关量为主的控制系统，不用考虑扫描速度，一般的PLC机型都可使用。对于以模拟量为主的控制系统，则需考虑扫描速度，必须选择合适CPU种类的PLC机型。三、CPU的速度8.2.1PLC的选型15远程I/O模块：输入、输出装置比较分散，工作现场远离控制站高速计数器模块：当PLC内部的高速计数器的最高计数频率不能满足要求时，可选择使用定位模块：在机械设备中，保证加工精度进行定位通信联网模块：PLC与PLC之间，或PLC与计算机之间的通信与联网模拟输入模块、输出模块：把流量、速度、压力等变换成数字量，及把数字量变换成模拟量进行输入、输出。四、PLC模块的选择8.2.1PLC的选型16PLC的外围设备主要是人—机对话装置，用于PLC的编程和监控。通过人—机对话装置可以进行编程、调试及显示图形报表、文件复制、报警等。PLC外围外围设备有编程器、打印机、EPROM写入器、显示器等。五、PLC外围设备8.2.1PLC的选型17

我国优先选择220V的交流电源电压，特殊情况可选择24V直流电源供电。输入信号电源，一般利用PLC内部提供的直流24V电源。对于带有有源器件的接近开关可外接220V交流电源，提高稳定性，避免干扰。选用直流I/O模块时，需要外设直流电源。六、电源电压的选择8.2.1PLC的选型188.2.2I/O地址分配输入/输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础。对软件设计来说，I/O地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I/O地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。在进行I/O地址分配时最好把I/O点的名称、代码和地址以表格的形式列写出来。如下表所示：输入信号输出信号停止按钮SB1I0.0正转接触器KM1反转接触器KM2Q0.1Q0.2启动按钮SB2I0.1点动按钮SB3I0.2198.2.3响应时间PLC的处理速度应满足实时控制的要求。对于过程控制，扫描周期和响应时间必须认真考虑。PLC顺序扫描的工作方式，使它不能可靠地接收持续时间小于扫描周期的输入信号。选定PLC及其扩展模块（如需要的话）和分配完I/O地址后，硬件设计的主要内容就是完成电气控制系统原理图的设计、电气控制元器件的选择和控制柜的设计。返回20PLC的软件设计指控制系统中用户程序的设计设计内容

控制流程图

梯形图

顺序功能图

指令表设计方法

经验设计法

逻辑设计法

顺序功能图法8.3PLC控制系统软件设计218.3.1经验设计法在典型控制环节和电路的基础上，根据被控制对象的具体要求，凭经验进行选择、组合。有时为了得到满意的设计结果，需要进行多次反复调试和修改，增加一些辅助触点和中间编程元件。经验设计方法对于比较简单的控制系统的设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。经验设计法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验。试探性和随意性很强，结果不唯一。22用PLC中软元件，代替原继电器—接触器控制线路图中的元器件，直接翻译成梯形图的方法（也称翻译法）。主要用于对旧设备、旧控制系统的技术改造。设计举例

电动机正反转控制

时间控制

8.3.1经验设计法23SBSB1SB2KM1KM2KM2KM1KM2KM1COMI0.0I0.1I0.2Q0.1Q0.2COMSBSB1SB2KM1KM2~I0.1I0.0I0.0I0.2Q0.2Q0.1Q0.2I0.2I0.1Q0.1

电动机正反转控制8.3.1经验设计法24SB1SB2~COMI0.1I0.2Q0.1Q0.2KM1KM2COMKTSB2SB1KM1KTKM1KM2时间控制8.3.1经验设计法I0.1I0.2T38Q0.1Q0.2Q0.1T38INTON+30100ms25经验设计法：通常是直接建立输入、输出关系。设计步骤：1）由被控设备的工作原理和生产工艺，配置I/O的元件编号。2）制定I/O的控制逻辑关系，理清输出负载的启、停止条件的逻辑组合，利用启保停电路或R/S指令编写梯形图。3）分析输出负载的相互关系，添加必要的互锁、联锁电路。4）检查梯形图是否符合编程规则，及存在多线圈输出等问题。5）离线调试，利用PLC开发系统提供的编程环境，根据被控设备的生产工艺运行程序，检查是否满足要求并做修改。6）在线调试，控制系统与被控设备联机调试，优化控制参数，如调整定时时间、负载移动距离、过程控制参数等。

8.3.1经验设计法26例：使用一个开关控制某一点火装置，燃烧气体为氢气和氧气的混合气体，请编写梯形图程序。

设计分析：1)根据工作原理和工艺要求，输入信号为一外部开关，带自锁功能；2)输出为氢气和氧气，由于氢氧混合气体储存非常危险，所以采用两个电磁阀分别控制氢气和氧气气路；3)为避免氢气回流引起爆炸，燃烧工艺要求点燃时先开氢气阀门后开氧气阀门，时间间隔在600ms左右；4)熄灭时先关氧气阀门后关氢气阀门。经验设计法—氢气燃烧点火装置控制27经验设计法—氢气燃烧点火装置控制资源分配：输入：I0.0输出：Q0.0、Q0.128例：下图所示为送料小车系统示意图。图中SQ1、SQ2为运料小车左右终点的行程开关。送料小车在SQ1处装料，20

s后装料结束，开始右行。当碰到SQ2后停下来卸料，15

s后左行，碰到SQ1后又停下来装料。这样不停地循环工作，直到按下停止按钮SB3。SB1和SB2分别是小车右行和左行的启动按钮。经验设计法—送料小车自动控制29

小车控制系统的输入、输出设备与PLC的I/O端对应连接关系如下图所示。经验设计法—送料小车自动控制输入I0.0右行启动I0.1左行启动I0.2停止I0.3左限行程开关I0.4右限行程开关输出Q0.0右行Q0.1左行Q0.2装料Q0.3卸料

送料小车控制系统的梯形图程序31

下图中，小车仍然在SQ1处装料，停20s后右行，并在SQ3和SQ2处轮流卸料15秒后再左行返回SQ1处装料，如此反复。经验设计法—两处卸料送料小车自动控制输入I0.0右行启动I0.1左行启动I0.2停止I0.3左限行程开关I0.4右限行程开关I0.5中间行程开关输出Q0.0右行Q0.1左行Q0.2装料Q0.3卸料控制小车两处卸料的梯形图调试过程中会遇到的问题①、左行到达SQ3处不能将M0.0置位,导致下次右行到达SQ3处不能停止。②、往返经过SQ3处注意不能出现卸料动作。33经验设计法设计PLC的外部接线图和梯形图时应注意：①、应遵守梯形图语言中的语法规定②、设置必要的中间环节③、尽量减少可编程控制器的输入信号和输出信号④、软件联锁和硬件联锁都很重要⑤、梯形图优化⑥、注意外部负载的额定电压经验设计法的实质是试图用输入信号I直接控制输出信号Q，如果无法直接控制，或为了实现记忆、联锁、互锁等功能，只好被动地增加一些辅助元件和辅助触点，不具通用性。经验设计法存在的问题：缺少通用的易掌握的设计方法，试探性和随意性强，对于复杂的控制系统，分析困难，修改繁琐，使用过程中维修困难。8.3.1经验设计法341．改型设计方法的步骤将继电器电路图转换为功能相同的PLC梯形图和外部接线图的方法步骤如下。①了解被控设备的机械动作和工艺过程，分析并掌握继电器电路图和控制系统的工作原理，只有这样才能做到在设计和调试控制系统过程中心中有数。②确定PLC的输入信号和输出负载，确定对应梯形图中输入和输出位的地址，从而画出PLC的I/O外部接线图。③确定继电器电路图中有多少个中间继电器、时间继电器，从而确定对应梯形图中的位存储器和定时器的地址。这样就建立了继电器电路图中的元件和梯形图中编程元件之间的地址对应关系。④根据上述的对应关系绘制出梯形图。8.3.1经验设计法—改型设计*35

2．改型设计举例右图是某三速异步电动机启动与自动加速的继电器控制电路图，继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构若用PLC的输出位来控制，则其线圈应接在PLC的输出端。

8.3.1经验设计法—改型设计*三速异步电机启动与自动加速的继电控制电路36

按钮、控制开关、限位开关等用来给PLC提供输入信号和反馈信号，其触点应接在PLC的输入端，一般使用常开触点。继电器电路图中的中间继电器和时间继电器（如图中的KA、KT1和KT2），用PLC内部的位存储器和定时器来代替。电路图中左边的时间继电器KT2的触点为瞬动触点，该触点在KT2的线圈通电的瞬间闭合，而PLC内部的定时器不能完成此功能。所以在梯形图中，采用在KT2对应的T38功能块的两端并联有M0.2的线圈，用M0.2的常开触点来模拟KT2的瞬动触点。这样就完全符合继电器电路图中的控制功能。后面图（a）为PLC外部I/O接线图，图（b）为梯形图。8.3.1经验设计法—改型设计*378.3.1经验设计法—改型设计*

三速异步电动机控制的梯形图398.3.2逻辑设计法工业电气控制线路中，有不少都是通过继电器等电器元件来实现。因此，用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路是完全可以的。逻辑设计法设计PLC应用程序的一般步骤如下：列出执行元件动作节拍表绘制电气控制系统的状态转移图进行系统的逻辑设计编写程序对程序检测、修改和完善。40L(Y1)＝X0·X1·X2·M1L(Y2)＝X0+X1+M2+Y2X0X1M1X2Y1X0Y2X1M2Y2L(Y3)＝(X0+X1)·X2·Y2+M10X0Y3X1Y2M10X2“与”“或”“与、或、非”8.3.2逻辑设计法逻辑设计法举例41顺序控制：针对顺序控制方式或步进控制方式的程序设计。按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号作用下，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、有序地进行操作。在程序设计时，首先将系统的工作过程分解成若干个连续的阶段，每一阶段称为“工步”或“状态”，以工步（或状态）为单元，从工作过程开始，一步接着一步，一直到工作过程的最后一步结束。顺序控制设计法的实质：利用代表了各种输入信号（包括输入继电器）的转换条件去控制代表各步的编程元件，再由代表各步的编程元件去控制输出继电器。8.3.3顺序功能图法42设计方法：顺序功能图（状态转移图、功能表图），是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。顺序功能图(SequenceFunctionChart)起源于法国TE公司的GRAFCET，并被ICE在1994年公布的PLC标准IEC61131中确定为PLC的首选编程语言。顺序功能图法：首先，根据系统的工艺流程设计顺序功能图，然后再依据顺序功能图设计顺序控制程序。顺序功能图法的特点：编程效率高，设计思路清晰，易于掌握，调试、修改、维护方便，设计周期短。经验设计法中需要考虑的互锁、联锁、自保持（自锁）等功能在顺序控制设计法中都是自然而然就实现了，在软件设计方面提高了可靠性。8.3.3顺序功能图法43顺序功能图法是可编程控制器位居首位的编程语言，也是通用的技术语言，由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。8.3.3顺序功能图法44设计思想：①、将系统工作周期划分为若干个顺序相连的步，并用编程元件（辅助继电器和状态继电器）代表各步。②、在任何一步内，各输出量的通断状态不变。③、相邻两步输出量总的通断状态不同。④、用转换条件控制代表各步的编程元件，按一定顺序通或断，进而控制各输出继电器。转换条件：使系统由当前步进入下一步的信号。8.3.3顺序功能图法45初始步：与初始状态相对应的步，如M0，一般是等待启动的相对静止状态，用双线方框表示，一个系统至少应该有一个初始步。动作（命令）：系统在某一步被控对象应完成的“动作”（对于施控系统也可称为“命令”），并用与相应步相连的矩形框中的文字或符号表示；动作可有多个，但无顺序之分，画法可由右图所示；要表明是存储型还是非存储型。步初始步动作活动步：系统所处的当前步，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的非存储型动作被停止执行，存储型动作则视前面的执行情况，已被置位指令置位的动作不会改变状态。动作的绘制1、步：一个工作周期中若干个顺序相连的阶段，用编程元件M、S或数字表示，如图中的M0~M3。8.3.3顺序功能图法462、有向连线：活动步随时间推移和转换条件的出现进展的路线和方向。①、各步按先后次序用有向连线连接②、从上到下、从左至右的有向连线箭头可省略转换：实现活动步的进展，与控制过程的发展相对应，用与有向连线垂直的短划线表示。转换条件：与转换相关的逻辑组合，可以用文字语言、布尔代数表达式、图形符号组成。双平行线：用来表明顺序功能图中有两个或两个以上步当转换条件满足时同时进入活动状态或由活动状态同时变为不活动状态的情况。8.3.3顺序功能图法473、顺序功能图的基本结构①、单序列：由一系列相继激活的步组成，每一步后仅有一个转换，每个转换后仅有一步。②、选择序列●选择序列的开始称为分支，转换符号只能标在水平连线之下，只允许同时选择一个序列。●选择序列的结束称为合并，转换符号只允许标在水平连线之上。③、并行序列●并行序列的开始称为分支，水平连线用双线表示，转换符号只能标在水平连线之上，只能有一个转换符号，转换条件的实现导致几个序列同时激活。●并行序列的结束称为合并，水平连线用双线表示，转换符号只允许标在水平连线之下。④、子步（类似于子程序）：便于全局的描述。8.3.3顺序功能图法484、顺序功能图中转换实现的基本原则①、转换实现的条件●该转换所有的前级步都是活动步。●相应的转换条件得到满足。②、转换实现应完成的操作●使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。●使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。●对于单序列、选择序列、并行序列，转换的前级步、后续步有所不同，应予以注意。8.3.3顺序功能图法495、注意事项：①、两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。②、两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。③、顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待启动的初始状态，应利用一个适当的信号将初始步置为活动步，习惯上采用初始化脉冲和手动到自动的切换信号作为转换条件。

初始步必不可少，通常该步只做初始化工作，没有输出，故可作为系统停止状态。④、自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环，便于实现多种工作方式（单步、单循环、周期循环）。⑤、在单序列中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。8.3.3顺序功能图法50主要介绍以下几种编程方法：●使用启保停电路的编程方式●以转换为中心的编程方式●使用顺控指令SCR的编程方式常见系统梯形图的典型结构：●要注意手动、自动切换时要对初始步进行处理●公用程序可以前后都有顺序控制梯形图的编程技术

根据系统的顺序功能图设计梯形图的方法，称为顺序控制梯形图的编程方式。51顺序控制梯形图的编程技术基于顺序控制功能图设计的小车自动往返程序比用基本指令设计的梯形图更直观、易懂。顺序控制功能图在顺序控制系统中的应用图（a）是某专用钻床示意图，用2只钻头同时钻2个孔。开始之前2个钻头在最上面，上限位开关I0.0和I0.2为ON。操作人员按下启动按钮I1.0，工件被夹紧，夹紧后2只钻头同时开始下钻，钻到由下限位开关I0.1和I0.3设定的深度时分别上行，上行到由限位开关I0.0和I0.2设定的起始位置时分别停止上行。2个都到位后，工件被松开。松开到位后，加工结束，系统返回到初始状态。专用钻床顺序控制系统的顺序功能图53特点：启保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，任何一种可编程序控制器的指令系统都有这一类指令。因此这是一种通用的编程方式，可以用于任意型号的可编程序控制器。1、单序列的编程方式一、使用启保停电路的编程方式顺序控制梯形图的编程技术54M0.1M0.2M0.3I0.1I0.2使用启保停电路控制单序列结构顺序控制设计法SM0.1M0.1M0.3I0.3M0.2M0.1SM0.1M0.2M0.1I0.1M0.3M0.2I0.3M0.3M0.2I0.2M0.1M0.3单序列编程—启保停电路方法返回55例：液体混合装置如图所示。控制要求：上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为ON，阀A、B、C为电磁阀，线圈通电时打开，断电时关闭。初始时容器为空，阀门关闭，传感器为OFF。按下启动按钮后，打开阀A，液体A流入容器，中限位开关变为ON时，关闭阀A，打开阀B，液体B流入容器，当液面到达上限位开关时，关闭阀B，电动机M开始运行搅拌液体，6s后停止搅拌，打开阀C，放出混合液，当液面降至下限位开关后再过2s，容器放空，关闭阀C，开阀A，开始下一周期操作。按下停止按钮，在当前工作周期的操作结束后，停止在初始状态。顺序控制功能图在液体混合中的应用56顺序控制功能图在液体混合中的应用顺序功能图57I0.0I0.1I0.2液压进给装置运动示意图Q0.0ONOFFOFFQ0.1I0.3液压油缸启保停方法—液压进给装置运动控制58I0.0I0.1I0.2单序列结构液压进给装置运动示意图Q0.0OFFONOFFI0.3液压油缸输出点Q0.0有效，活塞杆向左运行左行示意启保停方法—液压进给装置运动控制59I0.0I0.1I0.2单序列结构液压进给装置运动示意图Q0.1ONOFFOFFI0.3液压油缸输出点Q0.1有效，活塞杆向右运行右行示意启保停方法—液压进给装置运动控制60I0.0I0.1I0.2单序列结构液压进给装置运动示意图Q0.1ONOFFOFFI0.3液压油缸Q0.0控制开关（转换条件）限位开关限位开关限位开关按钮开关（启动）辅助继电器M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4启保停方法—液压进给装置运动控制61I0.0I0.1I0.2单序列结构液压进给装置运动示意图Q0.0ONOFFOFFI0.3进给装置顺序动作要求Q0.1初始状态：活塞杆置右端，开关I0.2为ON,辅助继电器M0.0为ON。1.按下启动按钮I0.3,开关Q0.0、M0.1为ON，左行。2.碰到限位开关I0.1时，M0.2、Q0.1为ON，右行。3.碰到限位开关I0.2时，M0.3、Q0.0为ON，左行。4.碰到限位开关I0.0时，M0.4、Q0.1为ON，右行。5.碰到限位开关I0.2时，停止。I0.1M0.2Q0.1I0.2M0.3Q0.0I0.3M0.1Q0.0I0.0M0.4Q0.1I0.2停止启保停方法—液压进给装置运动控制单序列结构顺序功能图单序列结构顺序功能图绘制SM0.1M0.1M0.2M0.3M0.4I0.3I0.1I0.2I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.0Q0.1左行右行右行左行M0.0初始步启动单序列结构梯形图绘制

单序列结构顺序功能图右行右行SM0.1M0.1M0.2M0.3M0.4I0.3I0.1I0.2I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.0Q0.1左行左行M0.0初始步启动

运动示意图单序列结构梯形图M0.0M0.4I0.2M0.0M0.1初始M0.0I0.3M0.1M0.2M0.1I0.1M0.2M0.3M0.2I0.2M0.3M0.4M0.3I0.0M0.4M0.0M0.1M0.3M0.2M0.4SM0.1M0.1左行M0.3左行Q0.0左行M0.2右行Q0.1右行M0.4右行返回642、选择序列的编程方式①、选择序列的分支：如某一步Mi-1的后面是由N条分支组成的选择序列，则该步Mi-1的结束条件为：将N个后续步对应的辅助继电器的常闭触点串联。顺序控制梯形图的编程技术（后面所有的步都需被禁止）65②、选择序列的合并：如某步之前有N个转换（即分支合并），则代表该步的辅助继电器的启动电路由N条分支并联而成，各支路由前级步的辅助继电器的常开触点与相应转换条件串联而成。顺序控制梯形图的编程技术（前面任何一个步被激活）663、并行序列的编程方式①、并行序列的分支：如当前活动步Mi，且转换条件Xi满足，则各分支的启动电路由MiXi组成，当前步变为不活动步（即停止），由分支中任一步的常闭触点完成。顺序控制梯形图的编程技术67②、并行序列的合并：各并行分支的结束步与转换条件串联作为合并步的启动电路，停止电路由后续步的常闭触点完成。顺序控制梯形图的编程技术68

右图中步M0.0之后有1个选择序列。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的结束条件。步M0.3之后有一个并行序列的分支。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。选择序列和并行序列编程方法的应用

选择序列与并行序列的梯形图704、小闭环问题（仅有两步的闭环的处理）会出现某一编程元件的常开与常闭触点串联的不合理情况。顺序控制梯形图的编程技术通过增加一步解决，不完成任何实际动作，只起延时作用。715、双线圈输出问题处理方法：①、某一输出（Qx.x）仅在一步中接通，可将其线圈与该步辅助继电器线圈并联。②、若输出在多步中接通，可将各步辅助继电器并联后驱动该输出线圈。顺序控制梯形图的编程技术72

例：剪板机控制，如右图。开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关I0.0和I0.1均为ON。工作过程：按下启动按钮I1.0，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，压力继电器I0.4为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行（Q0.2为ON）。应用举例—剪板机控制剪断板料后，I0.2为ON，压钳和剪刀同时上行（Q0.3和Q0.4为ON，Q0.1和Q0.2为OFF），它们碰到限位开关I0.0和I0.1后停止上行。都停止后，又开始下一周期的工作。当剪完20块板料后停止工作并停在初始状态。73

根据以上控制要求设计的顺序功能图如右所示。图中有并行序列的分支开始与分支合并。M0.0～M0.7代表各步，M0.0是初始步，用于复位计数器C0。加计数器C0用于累计控制剪料的次数，每次工作循环C0的当前值在步M0.7加1。没有减完20块料时，C0的当前值小于设定值20，其C0常闭触点闭合，即转换条件满足，将返回步M0.1，重新开始下一周期的工作。应用举例—剪板机控制74

当剪完20块板料后，C0的当前值等于设定值20，C0常开触点闭合，即转换条件满足，将返回到初始步M0.0，等待下一次启动信号。当M0.3步为活动步时，且剪刀下行到位I0.2条件满足，同时使步M0.4与步M0.6为活动步，使压钳和剪刀同时上行，这是一个并行序列的分支开始，用M0.3·I0.2的常开触点串联作为步M0.4与步M0.6的启动条件。当M0.4、M0.6均为活动步时，则步M0.3变为不活动步，所以用M0.4或M0.6的常闭触点与M0.3的线圈串联，作为关断M0.3线圈的条件。应用举例—剪板机控制75

步M0.5和步M0.7是等待步，不执行任何动作，只是用来同时结束两个子序列，这是并行序列的合并。因此，只要步M0.5和步M0.7都是活动步时，转换条件满足（C0常开或常闭动作），就会实现步M0.5、步M0.7到步M0.0或步M0.1的转换，当步M0.0或步M0.1变为活动步时，步M0.5、步M0.7同时变为不活动步，所以用M0.0与M0.1的常闭触点串联再与M0.5线圈或M0.7线圈串联，作为二者的关断信号。根据顺序功能图设计的梯形图如后页所示。应用举例—剪板机控制76剪板机控制的梯形图77转换实现的条件：Ⅰ、该转换所有的前级步为活动步

Ⅱ、相应的转换条件得到满足：

利用R、S指令有：

S指令将后续步激活为活动步，

R指令将前级步复位注意：由于S、R指令执行时间极短（一个扫描周期），故不能将输出继电器的线圈与R、S指令并联，应另外用代表步的辅助继电器的常开触点驱动。二、以转换为中心的编程方式单序列顺序控制梯形图的编程技术781、选择序列的编程方式①、分支顺序控制梯形图的编程技术79②、合并顺序控制梯形图的编程技术802、并行序列的编程方式①、分支顺序控制梯形图的编程技术81②、合并顺序控制梯形图的编程技术82

转换的同步实现以转换为中心的编程方法图中，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M2.0和M2.1）都是活动步和转换条件满足，因此应将M2.0、M2.1、I0.2的常开触点与I0.1的常闭触点组成的串并联电路，作为使M2.2、M2.3置位和使M2.0、M2.1复位的条件。83使用启保停电路控制单序列结构顺序控制设计法以转换以中心编程方法M0.1M0.2M0.3I0.1I0.2SM0.1M0.1SM0.1M0.1I0.1M0.2I0.3（）S1（）S1（）R1M0.1M0.2I0.2M0.3（）S1（）R1M0.2返回84以鼓风机和引风机的顺序功能图为例，介绍以转换为中心的顺序控制梯形图的编程方法，其梯形图如后页所示。以转换为中心的方法—鼓风机和引风机控制

鼓风机和引风机控制的梯形图（启保停电路法）

鼓风机和引风机控制的梯形图（以转化为中心）87

若实现图中M0.1对应的转换需要同时应满足两个条件，即该转换的前级步M0.0是活动步和转换条件I0.0满足。在梯形图中，就可以用M0.0和I0.0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（用置位指令将M0.1置位）和将该转换的前级步变为不活动步（用复位指令将M0.0复位），这种编程方法与转换实现的基本原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。以转换为中心的方法—鼓风机和引风机控制以转换为中心编程的单序列结构梯形图（液压进给装置）M0.0SM0.1M0.0I0.3M0.1（）S1（）S1（）R1M0.0M0.1I0.1M0.2（）S1（）R1M0.1M0.3I0.0M0.4（）S1（）R1M0.3M0.4I0.2M0.0（）S1（）R1M0.4M0.2I0.2M0.3（）S1（）R1M0.2M0.3M0.1Q0.0M0.4M0.2Q0.1返回89

使用这种编程方法时，不能将输出继电器、定时器、计数器的线圈与置位指令和复位指令并联，这是因为图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，而输出继电器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，利用代表步的位存储器的常开触点或它们的并联电路来驱动输出存储器线圈。以转换为中心的编程方法90

以右图所示的顺序功能图为例，分析并行序列的编程方法。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。以转换为中心的编程方法91

图中，除了M0.4与M0.6对应的转换以外，其余的转换均与并行序列无关，I0.0～I0.3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位存储器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。

以转换为中心的编程方法92

图中M0.3后有一个并行序列分支，当M0.3是活动步，且转换条件I0.4满足时，M0.4与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使M0.4和M0.6同时置位来实现的；同时，M0.3应变为不活动步（用复位指令来实现的)。I0.7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M0.5和M0.7）都是活动步和转换条件I0.7满足。以转换为中心的编程方法93

由此可知，应将M0.5、M0.7和I0.7的常开触点串联，作为使M1.0置位和使M0.5、M0.7复位的条件。以转换为中心的编程方法（以转化为中心）95

右图为剪板机的顺序功能图，用以转换条件为中心的编程方法绘制梯形图程序。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，其余的转换都只有一个前级步和一个后级步，对应的电路块均由代表转换实现的两个条件的触点组成串联电路，一条置位指令和一条复位指令组成。以转换为中心—剪板机的控制96

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和M0.6置位，和对前级步M0.3复位。在并行序列的合并处的双水平线之下，有一个选择序列的分支。剪完了C0设定的块数时，C0的常开触点闭合，将返回初步M0.0。所以应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C0设定的块数时，C0的常闭触点闭合，将返回步M0.1，所以将两个前级步M0.5和M0.7的常开触点和C0的常闭触点串联，作为后续步M0.1置位和对前级步M0.5和M0.7复位的条件。对应的梯形图如后页所示。以转换为中心—剪板机的控制

剪板机控制的顺序流程图和梯形图（以转换为中心）981、基本概念①、SCR：顺序控制继电器指令;R：复位SCR指令②、编程元件：S0.0~S31.7③、触点：顺序控制继电器（顺控继电器）功能（三要素）：驱动负载；指定转换条件；指定转换目标。注：Ⅰ、顺控继电器SCR与左母线相连，当某一步为活动步时，该步对应的负载被驱动。

Ⅱ、若该步为活动步，且转换条件成立，则实现转换；后续状态元件被置位，成为活动步，与当前步对应的状态寄存器被系统程序自动复位，与当前步对应的顺控继电器断开。三、使用顺序控制继电器指令SCR的编程方式顺序控制梯形图的编程技术99三菱FX系列

西门子S7-200系列指令助记符SCR：步进梯形指令LSCR：装载SCR指令，顺控区开始SCRT：置位下一个顺控继电器，当前顺控继电器复位RET：复位SCR指令SCRE：当前顺控区结束CSCRE：条件退出指令，不执行顺控区中后面的指令编程元件S0～S9：初始步S0.0～S31.7S10～S19：返回原点（零点）S20～S499：通用S500～S899：断电保持S900～S999：报警触点SCR触点：与SCR指令一起使用的状态元件常开触点

顺控继电器SCR的编程技术100SCR的编程技术101SCR的编程技术顺序控制功能图的三要素1）驱动负载：在本状态下做什么。2）转换条件：顺序功能图中，相邻两个状态间实现转移必须满足一定条件。如图，T37接通时，系统从S0.2转移到S0.3。3）转换方向（目标）：置位下一个状态。如图，当T37动作时，若原来处于S0.2状态，则程序将从S0.2转移到S0.3。

SM0.0

RUN状态监控，PLC在运行RUN状态，该位始终为1。102顺序控制程序被顺控继电器指令划分为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。装载顺控继电器（LoadSequenceControlRelay，LSCR）指令n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为顺控继电器（布尔型）地址，顺控继电器为1状态时，对应的SCR段中的程序被执行，反之则不被执行。顺控继电器结束（SequenceControlRelayEnd,SCRE）指令用来表示SCR段的结束。SCR的编程技术103

顺控继电器转换（SequenceControlRelayTransition,SCRT）指令用来表示SCR段之间的转换，即步的活动状态的转换。SCRT线圈通电时，SCRT中指定的顺序功能图中的后续步对应的顺控继电器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指定的顺控继电器被放入SCR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母线。SCR的编程技术104④、S7-200顺控继电器指令SCR专门用于顺序控制程序。顺控指令SCR的特点：顺控指令SCR仅对元件S有效，状态继电器S也具有一般继电器的功能。顺控程序段的程序能否执行取决于S是否被置位，SCRE与下一个LSCR指令之间的指令逻辑不影响下一个顺控程序段的程序的执行。不能把同一个S元件用于不同程序中，例如，如果在主程序中使用了S0.1，则在子程序中就不能再次使用它。SCR的编程技术105在顺控程序段中不能使用JMP和LBL指令，就是说不允许跳入、跳出或在内部跳转，但可以在顺控程序段的附近使用跳转指令。在一个SCR程序段中不允许出现循环程序结构和条件结束，即禁止使用FOR、NEXT和END指令。在“步”发生转移后，所有的顺控程序段的元件一般也要复位，如果希望继续输出，可使用置位/复位指令。在使用功能图时，状态继电器的编号可以不按顺序编排。SCR的编程技术106

下图为小车运动的示意图。设小车在初始位置时停在左边，限位开关I0.2为1状态。当按下启动按钮I0.0后，小车向右运行，运动到位压下限位开关I0.1后，停在该处，3

s后开始左行，左行到位压下限位开关I0.2后返回初始步，停止运行。单序列编程（小车运动）2、单序列的编程方式107

根据Q0.0和Q0.1状态的变化可知，一个工作周期可以分为左行、暂停和右行三步，另外还应设置等待启动的初始步，并分别用S0.0～S0.3来代表这四步。启动按钮I0.0和限位开关的常开触点、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状态的输出点的线圈，并用转换条件对应的触点或电路来驱动转到后续步的SCRT指令。单序列编程

小车运动的顺序功能图和梯形图（单序列编程）1093、选择序列的编程方式①、选择序列的分支：如某一步的后面有N条选择序列分支，则该步的SCR触点开始的电路块中应有N条分别指明各转换条件和转换目标的并联电路。②、选择序列的合并：分支的合并是在正确地确定每一步的转换条件和转换目标后“自然”完成的。SCR的编程技术选择序列的编程方式1114、并行序列的编程方式①、并行序列的分支：若某步为一并行分支的开始，当该步变为活动步，且转换条件满足，用S指令置位对应的并行序列步。②、并行序列的合并：合并前应满足各序列确保同步（可设置等待步），将各序列的转换条件“与”作为实现合并的转换条件。但应注意各序列结束时应将输出线圈切断（可将转换条件的常闭触点串入输出线圈）SCR的编程技术并行序列的编程方式113

右图中步S0.0之后有一个选择序列的分支，当它为活动步，并且转换条件I0.0得到满足时，后续步S0.1将变为活动步，S0.0变为不活动步。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，该程序段的指令SCRTS0.1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SCRTS0.2，转换到步S0.2。SCR编程技术—选择与并行序列编程114

图中，步S0.3之前有一个选择序列的合并，当步S0.1为活动步，并且转换条件I0.1满足，或步S0.2为活动步，转移条件I0.3满足，则步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SCRTS0.3指令。SCR编程技术—选择与并行序列编程115图中步S0.3之后有一个并行序列的分支，当步S0.3是活动步，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SCRTS0.4和SCRTS0.6对应的线圈来实现的。与此同时，S0.3被自动复位，步S0.3变为不活动步。SCR编程技术—选择与并行序列编程116步S1.0之前有一个并行序列的合并，I0.7对应的转换条件是所有的前级步（即步S0.5和S0.7）都是活动步和转换条件I0.7满足，就可以使下级步S1.0置位。由此可知，应使用以转换条件为中心的编程方法，将S0.5、S0.7和I0.7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。SCR编程技术—选择与并行序列编程117

选择序列与并行序列的顺序功能图和梯形图SCR编程技术—选择与并行序列编程118

某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔如图所示。开始自动运行时两个钻头在最上面的位置，限位开关I0.3和I0.5为ON。SCR编程技术—钻床控制119

操作人员放好工件后，按下启动按钮I0.0，Q0.0变为ON，工件被夹紧。夹紧后压力继电器I0.1为ON，Q0.1和Q0.3使两只钻头同时开始工作，分别钻到由限位开关I0.2和I0.4设定的深度时，Q0.2和Q0.4使两只钻头分别上行。升到由限位开关I0.3和I0.5设定的起始位置时，分别停止上行，设定值为3的计数器C0的当前值加1。两只钻头都上升到位后，若没有钻完3个孔，C0的常闭触点闭合，Q0.5使工件旋转120°。旋转到位时限位开关I0.6为ON，旋转结束后又开始钻第2对孔。3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3，C0的常开触点闭合，Q0.6使工件松开，松开到位时，限位开关I0.7为ON，系统返回到初始状态。SCR编程技术—钻床控制120

根据以上控制要求设计的顺序功能图如下。SCR编程技术—钻床控制

钻床的梯形图程序1221、编程方式的通用性①、启保停电路通用性最强，适合于任意型号的PLC，它仅由触点和线圈组成。②、对于有置位、复位功能（且分开）的PLC，可采用以转换为中心的编程方式，应用范围广。③、顺序功能图法（SCR）专为顺序控制梯形图设计，仅限有SCR类指令的PLC，应用面较窄。

④、对于置位、复位功能在一起的PLC，可采用锁存继电器编程方式（OMRON）。四、各种编程方式的比较顺序控制梯形图的编程技术123

经验设计法是用输入信号直接控制输出信号，如图（a）所示。若无法直接控制，只好被动的增加一些辅助元件或辅助触点。 顺序控制设计法则是用输入信号控制代表各步的编程元件M（或S），再用M（或S）去控制输出信号，如图（b）所示。因为步是根据输出信号划分的，而M与输出量之间又仅有很简单的“与”或相等的逻辑关系，所以输出电路的设计很简单。经验设计法与顺序控制设计法的区别1242、不同编程方式设计的程序长度比较①、一般用SCR指令设计的程序最短②、用其它各种编程方式设计的程序长度相差不大③、对某些编程方式（如启保停）程序长度与输出继电器是否仅在功能表图中某一步接通有关。注：PLC的用户程序存储器一般是足够用的，程序稍长所增加的工作量也很小，没有必要在缩短用户程序上花太多的精力。顺序控制梯形图的编程技术1253、电路结构与其它方面的比较①、使用启保停电路，以代表步的编程元件为中心，用一个电路来实现对这些编程元件的复位和置位。②、以转换为中心的编程方式：直接、充分地体现了转换的基本原则，无论是单序列、并行序列、选择序列，代表步的辅助继电器的置位、复位功能的设计方法都相同。该方法思路清楚，易理解和掌握，适用于复杂系统的设计。③、SCR指令的编程方式：以顺控指令SCR或辅助继电器为中心（与左侧母线相连）当它们置1时，驱动在该步接通的输出继电器；为下一步转换作好准备（转换条件、转换目标）；用指令或由系统程序将前级步对应的编程元件复位。顺序控制梯形图的编程技术126有多种工作方式的SCR编程方法顺序控制设计法编程方式主要是针对控制系统有自动运行特点的设备。但是，为了满足生产的需要，很多设备要求提供多种工作方式，以便适应不同的生产需求，如设备维护、调试、机构检修等情况，具有多种工作方式的控制系统更具有实用性。主要的工作方式有手动和自动（包括连续、单周期、单步和自动返回初始状态）工作方式。手动控制比较简单，一般采用经验设计法设计，复杂的自动程序一般采用顺序设计法设计。五、具有多种工作方式的系统的编程方式127常见的工作方式：●手动————通常由经验设计法即可实现，功能单一●单步●单周期（单循环）●连续●回初始态●回原点（HOME）●半自动方式（故障运行方式）：当某些控制器件失灵或故障时设备能够维持的某种运行方式，通常是短时运行，器件更换或故障排除后能够迅速恢复到自动运行方式下，是设备的一种补救措置。以检修、调试为主要目的自动工作方式通常用于机构校零或为连续运行做好准备有多种工作方式的SCR编程方法128手动→自动的切换应使系统进入自动运行的初始状态连续运行方式下系统通常都处在循环工作状态，如遇有循环次数的要求，则利用计数器实现，在循环程序执行之前或执行之后，应将控制循环的次数复位，复位操作应放在循环之外。有多种工作方式的SCR编程方法129【应用】机械手臂控制有多种工作方式的SCR编程方法130

图（a）为某机械手结构示意图，用机械手将工件从A点搬运到B点。当工件夹紧时，Q0.1为ON，工件松开时，Q0.1为OFF。有多种工作方式的SCR编程方法1.系统的硬件结构131

图（b）为操作面板图，工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式，操作面板下部的6个按钮（I0.5～I1.2）是手动按钮。有多种工作方式的SCR编程方法

（c）PLC的I/O接线图为了保证在紧急情况下（包括PLC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如图（c）所示。在PLC开始运行时按下“负载电源”按钮，使KM线圈通电并自锁，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。133

系统设有手动、单步、单周期、连续和回原点5种工作方式。在手动工作方式，用I0.5～I1.2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、放松。有多种工作方式的SCR编程方法2.工作方式134

系统处于原点状态（或初始状态）时，机械手在最上面和最左边，且夹紧装置为松开状态。机械手原点开始，将工件从A点搬到B点，最后返回到初始状态的过程称为一个工作周期。有多种工作方式的SCR编程方法135

单步工作方式：从初始步开始，每按一次启动按钮，系统只向下转换一步的操作。完成该步的动作后，自动停止工作并停留在该步，该工作方式常用于系统调试。单周期工作方式：若初始步为活动步，按下启动按钮I2.6后，从初始步M0.0开始，机械手按下降→夹紧→上升→右行→下降→放松→上升→左行的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始步。连续工作方式：在初始步按下启动按钮，机械手从初始步开始，工作一个周期后又开始搬运下一工件，反复连续工作。按下停止按钮时，系统并不马上停止工作，要完成一个周期的工作后，系统才返回并停留在初始步。回原点工作方式，I2.1为ON。按下启动按钮I2.6时，机械手在任意状态中都可以返回到初始状态。有多种工作方式的SCR编程方法136

主程序的总体结构如右所示。SM0.0的常开触点一直为ON，公用程序一直为无条件执行状态。在手动方式，I2.0为ON，执行“手动”子程序。在自动回原点方式，I2.1为ON，执行“回原点”子程序。在其他3种工作方式执行“自动”子程序。有多种工作方式的SCR编程方法3.主程序的总体结构主程序的总体结构图137

1.公用程序公用程序如图所示，它是用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及不同的工作方式之间相互切换的处理。有多种工作方式的SCR编程方法公用程序使用启保停电路的编程方法138

2.手动程序手动程序如图所示，为保证系统安全运行，在手动程序中设置了一些必要的联锁。有多种工作方式的SCR编程方法手动程序139

3.自动程序自动程序的顺序功能图如图（a）所示，它是执行单步、单周期和连续工作方式的顺序功能图，M0.0为初始步，M2.0~M2.7分别是下降→夹紧→上升→右行→下降→放松→上升→左行的各步。后页的图（b）是用启保停电路的编程方法设计的梯形图程序。有多种工作方式的SCR编程方法140

有多种工作方式的SCR编程方法141

单步、单周期和连续这3种工作方式主要用“连续”标志M0.7和“允许转换”标志M0.6来区分。有多种工作方式的SCR编程方法（1）单步与非单步的区分（2）单周期与连续的区分（3）单周期的工作过程（4）单步工作过程（5）输出电路142

4.自动回原点的程序右图（a）所示是自动回原点程序的顺序功能图。用启保停电路的编程方法设计的梯形图见后面。有多种工作方式的SCR编程方法143

在回原点工作方式，I2.1为ON。按下启动按钮I2.6时，机械手可能处于任意状态中，根据机械手当时所处的位置和夹紧装置的状态，可分为3种情况进行分析，对于不同的情况采用不同的处理方法。（1）夹紧装置松开（Q0.1为0状态）（2）夹紧装置处于夹紧状态，机械手在最右边（3）夹紧装置处于夹紧状态，机械手不在最右边有多种工作方式的SCR编程方法

自动返回原点的梯形图145本节小结在编程语言的选择上，用梯形图、语句表或使用顺序功能图编程，这主要取决于以下几点：有些PLC使用梯形图编程不是很方便，则可以使用语句表编程，但是梯形图比语句表直观。经验丰富的人员可以使用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务，则最好用顺序功能图来设计。返回146例：SCR编程技术—举例（三菱*）147梯形图：SCR编程技术—举例（三菱*）148多种工作方式的梯形图结构（三菱*）149两地小车工作过程和控制面板示意图例：设计具有多种工作方式的两地送料小车的控制梯形图，要求小车具有手动、单步、单周期、连续运行四种工作方式。操作面板如图，自动运行过程：小车停在装料工位上，按下启动按钮，小车装料，15s右行至卸料处卸料，20s后左行至装料处装料，如此反复，按下停止按钮后完成当前周期工作，回到装料处停止。多种工作方式的梯形图结构（三菱*）150输入输出X0启动X6装料手动控制开关Y0右行X1停止X7卸料手动控制开关Y1左行X2左限位开关X10手动Y2装料X3右限位开关X11单步Y3卸料X4左行手动控制开关X12单周期X5右行手动控制开关X13连续I/O资源配置分析：①、I/O资源分配如表所示，梯形图结构采用右图方式多种工作方式的梯形图结构151“自动”切换为“手动”方式时：当前活动步及“连续“工作状态需要清零，也可将所有自动状态下的功能步集中作复位处理（使用ZRST指令），尤其在使用步进顺控指令进行编程时，应该对所有顺控触点复位，否则进入自动运行程序时可能会出现两个以上的活动步。“手动”切换为“自动”方式时：小车应停在X2处，否则初始步M0=0，系统自动状态不会工作，可以手动控制小车返回，若希望自动回到起点，可增加回初始状态的工作步实现，也可在M0处增加一个左行动作，转换条件改为X4·M200。②公用程序设计：包括完成“自动”和“手动”方式之间的切换处理及各类标志步元件初始化多种工作方式的梯形图结构152③手动程序设计：由于电机具有正反转工作状态，为了保证系统的安全运行，需要设置必要的联锁、互锁。

手动程序梯形图多种工作方式的梯形图结构153④、自动程序1、以启保停电路的编程方式为例，采用顺序控制结合经验设计法的思路因为各梯级都有辅助触点M100，故M100也可以采用主控触点形式多种工作方式的梯形图结构1542、多种工作方式系统的自动程序的编写为了提高可读性，也可采用模块化的编写方式将上例改成：多种工作方式的梯形图结构155多种工作方式的结构化编程方法：多种工作方式的梯形图结构156第8章可编程序控制器系统设计与应用了解PLC系统设计的一般原则与步骤熟悉PLC系统设计的硬件配置及软件设计掌握软、硬件设计的基本环节及设计技巧学习目标：157教学内容：

8.1PLC控制系统设计

8.2PLC控制系统硬件配置

8.3PLC控制系统软件设计

8.4PLC应用程序的典型环节及设计技巧

8.5PLC在工业控制中的应用

8.6提高PLC控制系统可靠性的措施第8章可编程序控制器系统设计与应用1588.4PLC应用程序的典型环节及设计技巧8.4.1应用程序的典型环节8.4.2PLC控制程序及设计技巧

第8章可编程序控制器系统设计与应用159复杂的控制程序一般都是由一些典型的基本环节有机地组合而成的，因此，掌握这些基本环节尤为重要。它有助于程序设计水平的提高。常用的典型环节：8.4.1应用程序的典型环节

电动机的“启保停”控制程序；电动机的启、停控制程序；电动机的正反转控制程序；通电禁止输出、闪烁、报警电路、高精度时钟、脉冲宽度可控制电路、分频电路；

……160例1：直接启动停车（启保停）控制I/O分配：I0.0：停车I0.1：启动Q0.1：KM语句表LDI0.1OQ0.1ANI0.0=Q0.1继电器控制电路图梯形图启动优先停止优先I0.0Q0.1I0.1Q0.1I0.0Q0.1Q0.1I0.1161输入信号输出信号停止按钮SB1I0.1接触器KMQ0.1启动按钮SB2I0.2表8-1I/O分配表I/O分配决定PLC的端子接线图PLC的端子接线方式又决定编程语言例1：电动机启保停控制162

对于同一个控制对象(例如一台电机)在不同地点，用同样控制方式实现的控制称多地控制。其方法可用并联多个启动按钮和串联多个停车按钮来实现，如图所示。图中的I0.0和I0.2组成一对启、停控制按钮，I0.1和I0.3组成另一对控制按钮，安装在另一处，这样就可以在不同地点对同一负载Q0.0进行控制了。多地点控制163输入信号输出信号停止按钮SB1I0.0接触器KMQ0.1启动按钮SB2I0.1点动按钮SB3I0.2表8-2I/O分配表

图8-6启、停、点动控制I/O接线图图8-7电动机启、停、点动控制例2：具有点动功能的电动机启动、停止控制

164

(a)I/O接线图

(b)梯形图

电动机的启、停控制

165例3：电动机正反转控制

1．系统的硬件设计166表8-3I/O分配表例3：电动机正反转控制

输入信号输出信号正转按钮SB1I0.0正转接触器KM1反转接触器KM2Q0.1Q0.0反转按钮SB2I0.1停止按钮SB3I0.22．I/O分配过载I0.3167例3：电动机正反转控制

3．梯形图与指令表168电动机往返控制

1．系统的硬件设计169电动