PLC编程及应用课件第5章

1、返回返回第第5章章 顺序控制梯形图的顺序控制梯形图的设计方法设计方法5.1 5.1 使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法 5.2 5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法5.3 5.3 使用使用SCRSCR指令的顺序控制梯形图设计方法指令的顺序控制梯形图设计方法 5.4 5.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法图设计方法 返回返回 先介绍两种通用的设计方法，即使用先介绍两种通用的设计方法，即使用起保停电路起保停电路的设计方法和的设计方法和以转换为中心以转换为中心的设

2、计方法，然后介绍的设计方法，然后介绍使用顺序控制继电器使用顺序控制继电器的设计方法，最后介绍具有多的设计方法，最后介绍具有多种工作方式的控制系统的设计方法。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。的梯形图。 较复杂的控制系统的梯形图一般采用图较复杂的控制系统的梯形图一般采用图5-1所示的所示的典型结构典型结构。 返回返回I2.0是自动手动切换开关是自动手动切换开关,当它当它为为1时将跳过自动程序时将跳过自动程序,执行

3、手动执行手动程序程序,为为0时将跳过手动程序时将跳过手动程序,执行执行自动程序自动程序,公用程序用于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。开和手动程序相互切换的处理。开始执行自动程序时始执行自动程序时,要求系统处于要求系统处于与自动程序的顺序功能图中初始与自动程序的顺序功能图中初始步对应的初始状态。如果开机时步对应的初始状态。如果开机时系统没有处于初始状态系统没有处于初始状态,则应进人则应进人手动工作方式手动工作方式,用手动操作使系统用手动操作使系统进入初始状态后进入初始状态后,再切换到自动工再切换到自动工作方式作方式,也可以设置使系统自动进也可以设置使系统自动进入初始状态的工

4、作方式入初始状态的工作方式(见见5.4节节)。返回返回 根据顺序功能图设计梯形图时根据顺序功能图设计梯形图时,可以用存储器位可以用存储器位M来代表步。来代表步。某一步为活动步时某一步为活动步时,对应的存储器位为对应的存储器位为1,某某一转换实现时一转换实现时,该转换的后续步变为活动步该转换的后续步变为活动步,前级步变前级步变为不活动步。为不活动步。很多转换条件都是短信号很多转换条件都是短信号,即它存在的时即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短间比它激活的后续步为活动步的时间短,因此应使用有因此应使用有记忆功能记忆功能的电路或指令的电路或指令(如起保停电路和置位、复位指如起保停电路和置位

5、、复位指令令)来控制代表步的存储器位。来控制代表步的存储器位。 5.1 5.1 使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法 后步后步当前步当前步前步前步M0.1M0.0M0.2( ) I0.1M0.1转换条件转换条件M0.0M0.1I0.1M0.2图中的波形图给出了锅炉鼓风机和引风机的控制图中的波形图给出了锅炉鼓风机和引风机的控制要求。当按下起动按钮要求。当按下起动按钮I0.0后，应先开引风机，延时后，应先开引风机，延时15s后再开鼓风机。按下停止按钮后再开鼓风机。按下停止按钮I0.1后，应先停鼓风后，应先停鼓风机，机，20s后再停引风机。后再停引风机。5.1

6、.1 单序列的编程方法单序列的编程方法 根据根据Q0.0和和Q0.1接通接通/断开状断开状态的变化，其工态的变化，其工作期间可以分为作期间可以分为3步，分别用步，分别用M0.1、M0.2、M0.3来代来代表这表这3步，步，用用M0.0来代表等待起动来代表等待起动的初始步。的初始步。起动按钮起动按钮I0.0，停止按，停止按钮钮I0.1的常开触点、定时器的常开触点、定时器延时接通的常开触点为各延时接通的常开触点为各步之间的转换条件，顺序步之间的转换条件，顺序功能图如图所示。功能图如图所示。鼓风机和引风机的梯形图程序鼓风机和引风机的梯形图程序如果某些输出量如果某些输出量像像Q0.0一样，在连一样，在

7、连续的若干步均为续的若干步均为1状状态，也可以用置位、态，也可以用置位、复位指令来控制它复位指令来控制它们，如图所示。们，如图所示。1选择序列分支开始的编程方法选择序列分支开始的编程方法图中步图中步M0.0之后有之后有1个选择序列的分支开始，设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，若转换条为活动步时，后面有两条支路供选择，若转换条件件I0.0先满足，则后续步先满足，则后续步M0.1将变为活动步，而将变为活动步，而M0.0变为不活动步。变为不活动步。5.1.2 选择序列的编程方法选择序列的编程方法若转换条件若转换条件I0.2先满足，则先满足，则后续步后续步M0.2将变

8、将变为活动步，而为活动步，而M0.0变为不活动变为不活动步。在编程时应步。在编程时应将将M0.1和和M0.2的的常闭触点与常闭触点与M0.0的线圈串联，作的线圈串联，作为步为步M0.0的结束的结束条件。条件。若某一步的后面有若某一步的后面有一个由一个由N条分支组成的选条分支组成的选择序列，该步可能要转择序列，该步可能要转换到某一条支路去，这换到某一条支路去，这时应将这时应将这N条支路的后续条支路的后续步对应的存储器位的常步对应的存储器位的常闭触点与该步的线圈串闭触点与该步的线圈串联，作为该步的结束条联，作为该步的结束条件。件。2选择序列分支合并的编程方法选择序列分支合并的编程方法图中，步图中，

9、步M0.3之前有一个选择序列分支的合并。之前有一个选择序列分支的合并。当步当步M0.1为活动步，且转换条件为活动步，且转换条件I0.1满足，或满足，或M0.2为活动步，且转换条件为活动步，且转换条件I0.3满足，步满足，步M0.3都将变都将变为活动步，故步为活动步，故步M0.3的起保停电路的起始条件应为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，对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由路组成，每条支路分别由M0.1I0.1或或M0.2I0.3的常开的常开触点串联而成。触点串联而成。对于某一步之前有对于某一步之前有N个转换，即有个转换，即有N

10、条分支进入该步，则控制该步的位存储条分支进入该步，则控制该步的位存储器的起保停电路的起动电路由器的起保停电路的起动电路由N条支路并条支路并联而成，各支路由某一前级步对应的存联而成，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储器位的常开触点与相应转换条件对应的触点串联而成。的触点串联而成。1并行序列分支开始的编程方法并行序列分支开始的编程方法图中步图中步M0.3之后有一个并行序列的分支。之后有一个并行序列的分支。5.1.3 并行序列的编程方法并行序列的编程方法 当步当步M0.3为活动为活动步并且转换条件步并且转换条件I0.4满足时，步满足时，步M0.4与步与步M0.6应同时变为

11、活动应同时变为活动步，这是用步，这是用M0.3和和I0.4的常开触点组成的常开触点组成的串联电路分别作为的串联电路分别作为M0.4和和M0.6的起动电的起动电路来实现的；与此同路来实现的；与此同时，步时，步M0.3应变为不应变为不活动步。活动步。由于步由于步M0.4和步和步M0.6是是同时变为活动步的，所以只同时变为活动步的，所以只需将需将M0.4或或M0.6的常闭触点的常闭触点与与M0.3的线圈串联，作为步的线圈串联，作为步M0.3的结束条件。的结束条件。2并行序列分支合并的编程方法并行序列分支合并的编程方法图中步图中步M1.0之前有一个并行序列的合并，该转换之前有一个并行序列的合并，该转换

12、实现的条件是所有的前级步（即实现的条件是所有的前级步（即M0.5和和M0.7）都是活）都是活动步和转换条件动步和转换条件I0.7满足就可以使步满足就可以使步M1.0为活动步。为活动步。由此可知，应将由此可知，应将M0.5、M0.7和和I0.7的常开触的常开触点串联，作为控制点串联，作为控制M1.0的起保停电路的起动电路。的起保停电路的起动电路。返回返回如果在顺序功能图中有仅由两步组成的小闭环如果在顺序功能图中有仅由两步组成的小闭环(见图见图5-5a)，用起保停电路设计的梯形图不能正常工作。例如用起保停电路设计的梯形图不能正常工作。例如M0.2和和10.2均为均为1时，时，M0.3的起动电路接通

13、，但是这时与的起动电路接通，但是这时与M0.3的的线圈串联的线圈串联的M0.2的常闭触点却是断开的，所以的常闭触点却是断开的，所以M0.3的线的线圈不能圈不能“通电通电”。出现上述问题的根本原因在于步。出现上述问题的根本原因在于步M0.2既既是步是步M0.3的前级步，又是它的后续步。在小闭环中增设一的前级步，又是它的后续步。在小闭环中增设一步就可以解决这一问题步就可以解决这一问题(见图见图5-5b)，这一步只起延时作用，这一步只起延时作用，延时时间可以取得很短延时时间可以取得很短(如如0.1s)，对系统的运行不会有什，对系统的运行不会有什么影响。么影响。5 .1.4 仅有两步的闭环的处理仅有两

14、步的闭环的处理返回返回M0.2M0.3M0.4hI0.2jI0.3M1.0T37T37M0.2M0.3M0.4I0.2I0.3M0.3M0.2M0.2( ) I0.2M0.4M0.3返回返回液体混合装置如图液体混合装置如图5-6所示所示,上限位、下限位和中限位液位传感器被液体上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为淹没时为1状态状态,阀阀A、阀、阀B和阀和阀C为电磁阀为电磁阀,线圈通电时打开线圈通电时打开,线圈断电时关线圈断电时关闭。开始时容器是空的闭。开始时容器是空的,各阀门均关闭各阀门均关闭,各传感器均为各传感器均为0状态。按下起动按状态。按下起动按钮后钮后,打开阀打开阀A,液体液体

15、A流人容器流人容器,中限位开关变为中限位开关变为ON时时,关闭阀关闭阀A,打开阀打开阀B,液体液体B流人容器。液面升到上限位开关时流人容器。液面升到上限位开关时,关闭阀关闭阀B,电机电机M开始运行开始运行,搅拌搅拌液体液体,60s后停止搅拌后停止搅拌,打开阀打开阀C,放出混合液放出混合液,当液面降至下限位开关之后再当液面降至下限位开关之后再过过5s,容器放空容器放空,关闭阀关闭阀C,打开阀打开阀A，又开始下一周期的操作。按下停止按，又开始下一周期的操作。按下停止按钮钮,当前工作周期的操作结束后当前工作周期的操作结束后,才停止操作才停止操作(返回并停在初始状态返回并停在初始状态)。 5.1.5

16、选择序列应用举例选择序列应用举例返回返回 图图5-6中的中的M1.0用来实现在按下停止按钮后不马上停止工作用来实现在按下停止按钮后不马上停止工作,而是在当前而是在当前工作周期的操作结束后工作周期的操作结束后,才停止运行。才停止运行。M1.0用起动按钮用起动按钮I0.3和停止按钮和停止按钮I0.4来控制。运行时它处于来控制。运行时它处于0N状态状态,系统完成一个周期的工作后，步系统完成一个周期的工作后，步M0.5到到M0.1的转换条件的转换条件M1.0T38满足满足,转到步转到步M0.1后继续运行。按了停止按后继续运行。按了停止按钮钮I0.4之后之后,M1.0变为变为OFF，要等系统完成最后一步

17、，要等系统完成最后一步M0.5的工作后的工作后,转换条转换条件件M1.0T38满足满足,才能返回初始步才能返回初始步,系统停止运行。图系统停止运行。图5-6中步中步M0.5之后有之后有一个选择序列的分支一个选择序列的分支,当它的后续步当它的后续步M0.0或或M0.1变为活动步时变为活动步时,它都应变它都应变为不活动步，所以应将为不活动步，所以应将M0.0和和M0.1的常闭触点与的常闭触点与M0.5的线圈串联。的线圈串联。返回返回步步M0.1之前有一个选择序列的合并之前有一个选择序列的合并,当当M0.0为活动步并且转换条件为活动步并且转换条件I0.3满足满足,或步或步M0.5为活动步并且转换条件

18、为活动步并且转换条件M1.0T38满足满足,步步M0.1都应变为活都应变为活动步动步,即代表该步的存储器位即代表该步的存储器位M0.1的的起动条件起动条件应为应为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和和M0.5、M1.0、T38的常开触点串联而成的常开触点串联而成(见图见图5-6)。 返回返回5.1.6 并行序列应用举例并行序列应用举例 某专用钻床用两只钻头同时钻两个孔。操作人员放好工件后某专用钻床用两只钻头同时钻两个孔。操作人员放好工件后,按下起按下起动按钮动按钮I0.0,

19、工件被夹紧后两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关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和和I0.4设定的深度时分别上行设定的深度时分别上行,回到由限位开关回到由限位开关I0.3和和I0.5设定的起始位设定的起始位置时停止上行。两个都到位后置时停止上行。两个都到位后,工件被松开工件被松开,松开到位后松开到位后,加工结束加工结束,系统系统返回初始状态。返回初始状态。 返回返回 图图5-7中系统的顺序功能图用存储器位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各自的限位开关组成了两

20、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，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。作情况。在步在步M0.1,Q0.0为为1,夹紧电磁阀的线圈通电夹紧电磁阀的线圈通电,工件被夹紧后工件被夹紧后,压力继电器压力继电器I0.1的常开触点的常开触点ON,使步使步M0.1变为不活动步变为不活动步,步步M0.2和步和步M0.5同时变为活动同时变为活动步步,Q0.1、Q0.3为为1,大、小钻头向下进给大、小钻头向下进给,开始钻孔。当大、小孔分别钻完开始钻孔。当大、小孔分别钻完了了,Q0.2、Q0.4分别变为分别变为1,

21、钻头向上运动，返回初始位置后钻头向上运动，返回初始位置后,限位开关限位开关I0.3与与I0.5均为均为ON,等待步等待步M0.4与与M0.7分别变为活动步。分别变为活动步。返回返回它们之后的它们之后的“=1”表示转换条件总是满足表示转换条件总是满足,即只要即只要M0.4和和M0.7都变为活都变为活动步动步,就会实现步就会实现步M0.4、M0.7到步到步M1.0的转换。在步的转换。在步M1.0，控制工件，控制工件松开的松开的Q0.5为为1,工件被松开后工件被松开后,限位开关限位开关10.7为为ON,系统返回初始步系统返回初始步M0.0。步步M1.0之前有一个并行序列的合并之前有一个并行序列的合并

22、,转换条件转换条件 “=1”表示该转换条件总表示该转换条件总是满足是满足。所以只需将前级步。所以只需将前级步M0.4和和M0.7的常开触点串联后作为控制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。的起保停电路的起动电路。M1.0变为活动步后变为活动步后,其常闭触点断开其常闭触点断开,使使M0.4和和M0.7的线圈断电的线圈断电,步步M0.4和和M0.7变为不活动步。变为不活动步。返回返回并行序列中的各序列分别表示系统的几个独立部分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

23、步结束，可以采用以下的。为了实现各序列的同步结束，可以采用以下3种方法：种方法： (1)在各序列的末尾分别设置一个等待步，结束并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行序列的转换条件为“=1(见图见图5-7)。 (2)如果可以肯定某一序列总是最后结束，它的末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。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。以图各序列都不设等待步。以图5-7为例，使步为例，使步M0.3和和M0.6结束的转换条件分别是结束的转换条件分别是I0.3和和I0.5，可以取，可以取消等待步消等待步M0.4

24、和和M0.7，用，用I0.3I0.5代替图代替图5-7中的转中的转换条件换条件“=1”。返回返回为了及时断开先结束的序列最后一步为了及时断开先结束的序列最后一步(步步M0.3或或M0.6)的输出负载的输出负载Q0.2和和Q0.4，在梯形图中，应将，在梯形图中，应将转换条件转换条件I0.3和和I0.5的常闭触点分别与输出的常闭触点分别与输出Q0.2和和Q0.4的线圈串联。不管采用以上哪一种处理方法，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编程方法却是相同.返回返回从图从图5-8可以看出以转换为中心

25、的编程方法的顺序功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。实现图中能图与梯形图的对应关系。实现图中I0.0对应的转换对应的转换需要同时满足两个条件需要同时满足两个条件,即该转换的前级步是活动步即该转换的前级步是活动步(M0.0=1)和转换条件满足和转换条件满足(I0.0=1)。在梯形图中在梯形图中,可以可以用用M0.0和和I0.0的常开触点组成的串联电路来表示上的常开触点组成的串联电路来表示上述条件。该述条件。该电路接通时电路接通时,两个条件同时满足，此时应两个条件同时满足，此时应将该转换的后续步变为活动步将该转换的后续步变为活动步(用用SM0.1，1指令将指令将M0.1

26、置位置位)和将该转换的前级步变为不活动步和将该转换的前级步变为不活动步(用用R M0.0，1指令将指令将M0.0复位复位)，这种编程方法与转换实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现的基本规则之间有着严格的对应关系,用它编制复用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时杂的顺序功能图的梯形图时,更能显示出它的优越性。更能显示出它的优越性。 5.2 5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法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以转换为中心的单序列的编程方法返回返回M0.0M0.0M0.1( S ) I0.1前步前步前前步步转换条件转换条件当前步

27、当前步( R ) 11M0.0M0.1I0.1某组合机床的动力头在初始状态时停在最左边，某组合机床的动力头在初始状态时停在最左边，限位开关限位开关I0.3为为1状态状态(见图见图5-8)。按下起动按钮。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，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，控制电磁阀的返回并停在初始位置，控制电磁阀的Q0.0Q0.2在各工步的状态如图在各工步的状态如图5-8中的顺序功能图所示。中的顺序功能图所示。返回返回I0.2I0.3Q0.0M0.1M0.2M0.3Q0.2Q0.1M0.0SM0.1I0.0I0.1I0.2I0.3Q0.1

28、I0.1返回返回在顺序功能图中，如果在顺序功能图中，如果某一转换所有的前级步都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。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。号相连的前级步都变为不活动步。在以转换为中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储器位的常开触点与转换对应的触点或

29、电路串联(即起保停电路中的起动电路即起保停电路中的起动电路)，作为使所有后续，作为使所有后续步对应的存储器位置位步对应的存储器位置位(使用置位指令使用置位指令)和使所有和使所有前级步对应的存储器位复位前级步对应的存储器位复位(使用复位指令使用复位指令)的条的条件。在任何情况下，代表步的存储器位的控制电件。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，每一个转换对应一路都可以用这一原则来设计，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。换就有多少个这样的电路块。返回返回这种设计方法特别有规律。在设

30、计复杂的顺序功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。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，这是因为图位指令和复位指令并联，这是因为图5-8中前级步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和转换条件对应的串联电路接通的时间是相当短的的(只有一个扫描周期只有一个扫描周期)，转换条件满足后前级步，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

31、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。开触点或它们的并联电路来驱动输出位的线圈。返回返回如果某一转换与并行序列的分支、合并无关，它的前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。方法实际上与对单序列的编程方法完全相同。 图图5-9所示的顺序功能

32、图中，除所示的顺序功能图中，除I0.3与与I0.6对应的转对应的转换以外，其余的转换均与并行序列无关，换以外，其余的转换均与并行序列无关，I0.0I0.2对对应的转换与选择序列的分支、合并有关，它们都只有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触点组成的串联电路、一条置位

33、指令和一条复位指令组成。组成。5.2.2 选择序列的编程方法选择序列的编程方法返回返回返回返回5.2.3 并行序列的编程方法并行序列的编程方法 图图5-9中步中步M0.2之后有之后有个并行序列的分支，当个并行序列的分支，当M0.2是活动步，并且转换条件是活动步，并且转换条件I0.3满足时，步满足时，步M0.3与步与步M0.5应同时变为活动步，这是用应同时变为活动步，这是用M0.2和和I0.3的的常开触点组成的串联电路使常开触点组成的串联电路使M0.3和和M0.5同时置位来同时置位来实现的；与此同时，步实现的；与此同时，步M0.2应变为不活动步，这是应变为不活动步，这是用复位指令来实现的。用复位

34、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转换实现的条件是所有的前级步(即步即步M0.4和和M0.6)都是活动步和转换条件都是活动步和转换条件I0.6满足。由此可知，应将满足。由此可知，应将M0.4、M0.6和和I0.6的常开触点串联，作为使的常开触点串联，作为使M0.7置置位和使位和使M0.4，M0.6复位的条件。复位的条件。 返回返回图图5-10中转换的上面是并行序列的合并，转换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的下面是并行序列的分支,该转换实现的条件是该转换实现的条件是所有的前级步

35、所有的前级步(即步即步M1.0和和M1.1)都是活动步和都是活动步和转换条件转换条件I0.1+I0.3满足，因此应将满足，因此应将M1.0、M1.1、I0.3的常开触点与的常开触点与I0.1的常闭触点组成的串并联的常闭触点组成的串并联电路，作为使电路，作为使M1.2、M1.3置位和使置位和使M1.0、Ml.3复位的条件。复位的条件。返回返回图图5-11是第是第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。顺序功能图中共有方法编制的梯形图程序。顺序功能图中共有9个转换个转换(包括包括SM0.1)，转换，转换条件条件

36、SM0.1只需对初始步只需对初始步M0.0置位。除了与并行序列的分支、合并有关置位。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。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，用在并行序列的分支处，用M0.3和和I0.2的常开触点组成的串联电路对两个的常开触点组成的串联电路对两个后续步后续步M0.4、M0.6置位，和对前级步置位，和对前级步M0.3复位。在并行序列的合并处复位。在并行序列的合

37、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设定的块数设定的块数时，时，C0的常开触点闭合，将返回初始步的常开触点闭合，将返回初始步M0.0。返回返回需将该转换之前的两个前级步需将该转换之前的两个前级步M0.5和和M0.7的常开触点和的常开触点和C0的常开触点串的常开触点串联，作为对后续步联，作为对后续步M0.0置位和对前级步置位和对前级步M0.5和和M0.7复位的条件。没有复位的条件。没有剪完了计数器剪完了计数器C0设定的块数时，设定的块数时，C0的常闭触点闭合，将返回步的常闭触点闭合，将返回步M0.1，所，所以将该转换之前的两

38、个前级步以将该转换之前的两个前级步M0.5和和M0.7的常开触点和的常开触点和C0的常闭触点串的常闭触点串联，作为对后续步联，作为对后续步M0.1置位和对前级步置位和对前级步M0.5和和M0.7复位的条件。复位的条件。返回返回5.3 5.3 使用使用SCRSCR指令的顺序控制梯形图设计方法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顺序控制继电器指令S7-200中的顺序控制继电器中的顺序控制继电器S专门用于编制顺序控专门用于编制顺序控制程序。制程序。顺序控制程序被顺序控制继电器指令顺序控制程序被顺序控制继电器指令SCR划分为划分为LSCR与与SCRE指令之间的若干个指令之间的若

39、干个SCR段，一个段，一个SCR段对应于顺序功能图中的一步。段对应于顺序功能图中的一步。 装载顺序控制继电装载顺序控制继电(LoadSequenceControlRelay)指令指令LSCRn用来表示一个用来表示一个SCR段即顺序功能图中段即顺序功能图中的步的开始。指令中的操作数的步的开始。指令中的操作数n为顺序控制继电为顺序控制继电器器S(BOOL型型)的地址，顺序控制继电器为的地址，顺序控制继电器为1状态状态时，对应的时，对应的SCR段中的程序被执行，反之则不被段中的程序被执行，反之则不被执行。执行。返回返回后一页后一页前一页前一页顺序控制继电器结束顺序控制继电器结束(Sequence C

40、ontrol Relay End)指指令令SCRE用来表示用来表示SCR段的结束。段的结束。顺序控制继电器转换顺序控制继电器转换(Sequence Control Relay Transition)指令指令SCR Tn用来表示用来表示SCR段之间的转换，段之间的转换，即步的活动状态的转换。当即步的活动状态的转换。当SCRT线圈线圈“得电得电”时，时，SCR9，中指定的顺序功能图中的后续步对应的顺序，中指定的顺序功能图中的后续步对应的顺序控制继电器控制继电器n变为变为1状态，同时当前活动步对应的顺序状态，同时当前活动步对应的顺序控制继电器变为控制继电器变为0状态，当前步变为不活动步。状态，当前步

41、变为不活动步。 LSCR指令中的指令中的n指定的顺序控制继电器指定的顺序控制继电器(S)被放人被放人SCR堆栈和逻辑堆栈的栈顶，堆栈和逻辑堆栈的栈顶，SCR堆栈中堆栈中S位的状态位的状态决定对应的决定对应的SCR段是否执行。由于逻辑堆栈栈顶的值段是否执行。由于逻辑堆栈栈顶的值装入了装入了S位的值，所以能将位的值，所以能将SCR指令和它后面的线圈指令和它后面的线圈直接连接到左侧母线上。直接连接到左侧母线上。 LoadSequentialCountrolRelaySequentialCountrolRelayTransitionConditionalSequentialCountrolEnd返回返

42、回在设计梯形图时，用在设计梯形图时，用LSCR和和SCRE指令作为指令作为SCR段段的开始和结束指令。在的开始和结束指令。在SCR段中用段中用SM0.0的常开触点的常开触点来驱动在该步中应为来驱动在该步中应为1状态的输出点状态的输出点(Q)的线圈，并用的线圈，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。指令。S0.0S0.1I0.0后后步步转换条件转换条件当前步当前步I0.1I0.0S0.2Q0.0I0.1( SCRT) SCRS0.1( SCRE) SM0.0Q0.0( ) ( SCRT) ( SCRE) S0.2S0.1返回返回

43、 (1) 顺序控制指令的操作数为顺控继电器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，也称为状态器，每一个S位都表位都表示状态转移图中一个示状态转移图中一个SCR段的状态。段的状态。S的范围是的范围是S0.0S31.7。各。各SCR段的程序能段的程序能否执行取决于对应的否执行取决于对应的S位是否被置位。位是否被置位。若需要结束某个若需要结束某个SCR段，需要使用段，需要使用 SCRT指令或对该段对应的指令或对该段对应的S位进行复位操作。位进行复位操作。 (2) 要注意不能把同一个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位在一个程序中多次使用。例如在主程序中

44、使用了S0.1，在子程序中就不能再次被使用。，在子程序中就不能再次被使用。 (3) 状态图中的顺控继电器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，即可以任意位的使用不一定要遵循元件的顺序，即可以任意使用各使用各S位。但编程时为避免在程序较长时各位。但编程时为避免在程序较长时各S位重复，最好做到分组、顺序使用位重复，最好做到分组、顺序使用。 (4) 每一个每一个SCR段都要注意段都要注意3个方面的内容。个方面的内容。 本本SCR段要完成什么样的工作？段要完成什么样的工作？ 什么条件下才能实现状态的转移？什么条件下才能实现状态的转移？ 状态转移的目标是什么？状态转移的目标是什么？ (5

45、) 在在SCR段中，段中，不能使用不能使用JMP和和LBL指令，即不允许跳入、跳出指令，即不允许跳入、跳出SCR段段或在或在SCR段内跳转。也不能使用段内跳转。也不能使用FOR、NEXT和和END指令。指令。 (6) 一个一个SCR段被复位后，其内部的元件段被复位后，其内部的元件(线圈、定时器等线圈、定时器等)一般也要复位，一般也要复位，若要保持输出状态，则需要使用置位指令。若要保持输出状态，则需要使用置位指令。 (7) 在所有在所有SCR段结束后，要用复位指令段结束后，要用复位指令R复位仍为运行状态的复位仍为运行状态的S位，否则位，否则程序会出现运行错误。程序会出现运行错误。5.3.2单序列

46、顺序功能图的编程方法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，）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，选择选择PLC型号型号并分配并分配I/O 地址地址（2）PLC端子接线端子接线-省略省略编制功能图的方法编制功能图的方法:1.分析控制系统的工作原理分析控制系统的工作原理;2.按照设备的工作顺序按照设备的工作顺序,找出设备找出设备的各个工作状态及相应的动作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）编制电机顺序控制的功能图（4）将功能图转化成梯形图）将功能图转化成梯形图

47、例例2 2：红绿灯控制：红绿灯控制控制要求控制要求: :本设计实现对十字路口的东西向和南北向的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。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输入和输出点，）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，选择选择PLC型号型号并分配并分配I/O 地址地址顺序功能图的编程步骤顺序功能图的编程步骤:（2）PLC端子接线端子接线5.3.3选择序列的编程方法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I0.0I0.0和和I0.1I

48、0.1为为ONON，按下启动按钮，按下启动按钮I1.0,I1.0,工作过程如下工作过程如下: :首先板料右行首先板料右行(Q0.0(Q0.0为为ON)ON)至限位开关至限位开关I0.3I0.3动作动作, ,然后压钳下行然后压钳下行(Q0.1(Q0.1为为ONON并保持并保持),),压紧板料后压紧板料后, ,压力开压力开关关I0.4I0.4为为ON,ON,压钳保持压紧压钳保持压紧, ,剪刀开始下行剪刀开始下行(Q0.2(Q0.2为为ON).ON).剪断板料后剪断板料后,I0.2,I0.2变变为为ON,ON,压钳和剪刀同时上行压钳和剪刀同时上行(Q0.3(Q0.3和和Q0.4Q0.4为为ON),O

49、N),它们分别碰到限位开关它们分别碰到限位开关I0.0I0.0和和I0.1I0.1后后, ,分别停止上行分别停止上行. .都停止后都停止后, ,又开始下一周期的工作又开始下一周期的工作, ,剪完剪完1010块料后块料后, ,停止工作并停在初始状态停止工作并停在初始状态. .顺序功能图的编程步骤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，）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，选择选择PLC型号型号并分配并分配I/O 地址地址（2）PLC端子接线端子接线-省略省略（3）剪板机控制系统顺序功能图）剪板机控制系统顺序功能图将功能图转化成梯形图将功能图转化

50、成梯形图? ?5.3.4并行序列的编程方法并行序列的编程方法钻床的结构图钻床的结构图顺序功能图的编程步骤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，）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，选择选择PLC型号型号并分配并分配I/O 地址地址（2）PLC端子接线端子接线-省略省略（3）编制钻床的顺序功能图）编制钻床的顺序功能图工件夹紧工件夹紧大钻头大钻头小钻头小钻头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。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，每个容器都装

51、有检测容器已满、已空的传感器，2 2容器还带有加热器和温容器还带有加热器和温度传感器，度传感器， 3 3容器带有搅拌器，当容器带有搅拌器，当1 1容器和容器和2 2容器中的液体抽入容器中的液体抽入3 3容容器时，启动搅拌器。器时，启动搅拌器。 3 3、4 4容器是容器是1 1、 2 2容器体积的两倍，可以由容器体积的两倍，可以由1 1、 2 2容器的液体装满。容器的液体装满。工作原理：按动启动按钮后，工作原理：按动启动按钮后， 1、 2容器分别用泵容器分别用泵P1、P2从碱和聚从碱和聚合物库中将其灌满，灌满后传感器发出信号，合物库中将其灌满，灌满后传感器发出信号，P1、P2关闭，然后关闭，然后

52、2容器容器加热到加热到600C时，温度传感器发出信号，关断加热器。时，温度传感器发出信号，关断加热器。P3、P4分别将分别将1、 2容器的液体送到容器的液体送到3反应池中，同时启动搅拌器，搅拌时间为反应池中，同时启动搅拌器，搅拌时间为60s。一。一旦旦3#满或满或1#、2#空。则泵空。则泵P3、P4停止并等待。当搅拌时间到，停止并等待。当搅拌时间到，P5将混将混合液抽到合液抽到4#容器中，直到容器中，直到4#满或满或3#空。成品用空。成品用P6抽走，直到抽走，直到4#空。整空。整个过程结束，再次按动启动按钮，新的循环开始。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顺序功能

53、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，）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，选择选择PLC型号型号并分配并分配I/O 地址地址（2）PLC端子接线端子接线-省略省略S0.0S0.1S0.2S2.0S2.1I0.11#1#满满I0.32#2#满满等待等待等待等待S2.2I0.2或或I0.5 I0.4或或I0.5T37编制化学反应装置的功能图编制化学反应装置的功能图S2.3S2.4S0.3S0.4S0.5S0.6S0.7S1.0I1.1到到60600 0Q0.0P1Q0.1P2Q0.2P3Q0.3P4Q0.7搅拌器搅拌器Q0.6加热器加热器等待等待等待

54、等待Q0.4P5Q0.5P6I1.0SM0.1I0.0I0.0且满足初始条件且满足初始条件=1T37INPT+600TON=1I0.7或或I0.64#满或满或3#空空等待等待（3）自学自学: :将该功能图转换成梯形图将该功能图转换成梯形图输送机分检大小球的输送机分检大小球的PLC控制装置控制装置1控制要求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。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，上限位开关当输送机处于起始位置时，上限位开关SQ3和和左限位开关左限位开关SQ1被压下，极限开关被压下，极限开关SQ断开。断开。启动装置后，操作杆下行，一

55、直到启动装置后，操作杆下行，一直到SQ闭合。此闭合。此时，若碰到的是大球，则时，若碰到的是大球，则SQ2仍为断开状态，若碰到仍为断开状态，若碰到的是小球则的是小球则SQ2为闭合状态。为闭合状态。接通控制吸盘的电磁阀线圈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，碰假设吸盘吸起的是小球，则操作杆向上行，碰到到SQ3后，操作杆向右行；碰到右限位开关后，操作杆向右行；碰到右限位开关SQ4（小（小球的右限位开关）后，再向下行，碰到球的右限位开关）后，再向下行，碰到SQ2后，将小后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。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

56、下行一直到如果启动装置后，操作杆下行一直到SQ闭合后，闭合后，SQ2仍为断开状态，则吸盘吸起的是大球，操作杆右仍为断开状态，则吸盘吸起的是大球，操作杆右行碰到右限位开关行碰到右限位开关SQ5（大球的右限位开关）后，将（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。大球释放到大球箱里，然后返回到原位。PLC硬件接线图硬件接线图返回返回为了满足生产的需要，很多设备要求设置多种工作方为了满足生产的需要，很多设备要求设置多种工作方式，如手动和自动式，如手动和自动(包括连续、单周期、单步、自动包括连续、单周期、单步、自动返回初始状态等返回初始状态等)工作方式。手动程序比较简单，一工作方式。

57、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。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具有多种工作方式的控制系统的梯形图总体结构如图图5-1所示。选择手动工作方式时手动开关所示。选择手动工作方式时手动开关I2.0为为1状状态，将跳过自动程序，执行公用程序和手动程序。选态，将跳过自动程序，执行公用程序和手动程序。选择自动工作方式择自动工作方式I2.0为为0状态，将跳过手动程序，执行状态，将跳过手动程序，执行公用程序和自动程序。公用程序和自动程序。5.4 5.4 具有多种工作

58、方式的系统的顺序控制梯形具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法图设计方法 返回返回返回返回某机械手用来将工件从某机械手用来将工件从A点搬运到点搬运到B点点(见图见图5-16)，控，控制面板如图制面板如图5-17所示，图所示，图5，18是可编程序控制器的是可编程序控制器的外部接线图。输出外部接线图。输出Q0.1为为1时工件被夹紧，为时工件被夹紧，为0时被松时被松开。开。 工作方式选择开关的工作方式选择开关的5个位置分别对应于个位置分别对应于5种工作方种工作方式，操作面板左下部的式，操作面板左下部的6个按钮是手动按钮。为了保个按钮是手动按钮。为了保证在紧急情况下证在紧急情况下(包括可编程序

59、控制器发生故障时包括可编程序控制器发生故障时)能能可靠地切断可编程序控制器的负载电源，设置了交流可靠地切断可编程序控制器的负载电源，设置了交流接触器接触器KM(见图见图5-18)。在可编程序控制器开始运行。在可编程序控制器开始运行时按下时按下“负载电源负载电源”按钮，使按钮，使KM线圈得电并自锁，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情况时用“紧急停车紧急停车”按钮断开负载电源。按钮断开负载电源。返回返回系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点5种工种工作方式，机械手在最上

60、面和最左边且松开时，称为作方式，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系统处于原点状态(或称初始状态或称初始状态)。在公用程序中，。在公用程序中，左限位开关左限位开关I0.4,上限位开关上限位开关I0.2的常开触点和表示机的常开触点和表示机械手松开的械手松开的Q0.1的常闭触点的串联电路接通时，的常闭触点的串联电路接通时，“原点条件原点条件”存储器位存储器位M0.5变为变为ON。 如果选择的是单周期工作方式，按下起动按钮如果选择的是单周期工作方式，按下起动按钮I2.6后，从初始步后，从初始步M0.0开始，机械手按顺序功能图开始，机械手按顺序功能图(见图见图5-20)的规定完成一个