第5章顺序功能图

第5章顺序功能图5.1状态转移图及状态功能引例:如图所示台车自动往返系统工况示意图MSQ2(X2)SQ1(X1)SQ3(X3)前进(Y1)后退(Y2)SB(X0)启动MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM某生产过程的控制工艺要求如下：5.1状态转移图及状态功能(2)台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，台车停车，停5s，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。

(3)当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止(或者继续下一个循环)。

(1)按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电机M反转，台车后退。为编程的需要，不妨设置输入、输出端口配置如表所示。5.1状态转移图及状态功能

输入设备

端口号

输出设备

端口号

启动SB

X00

电机正转

Y01

前限位SQ1

X01

电机反转

Y02

前限位SQ3

X03

后限位SQ2

X02

编程步骤如下：5.1

状态转移图及状态功能第一步：绘制流程图

流程图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，流程图又叫功能表图(FunctionChart)。流程图主要由步、转移(换)、转移(换)条件、线段和动作(命令)组成。台车的每次循环工作过程分为前进、后退、延时、前进、后退五个工步。5.1状态转移图及状态功能每一步用一个矩形方框表示，方框中用文字表示该步的动作内容或用数字表示该步的的标号。与控制过程的初始状态相对应的步称为初始步。初始步表示操作的开始。每步所驱动的负载(线圈)用线段与方框连接。方框之间用线段连接，表示工作转移的方向，习惯的方向是从上至下或从左至右，必要时也可以选用其它方向。线段上的短线表示工作转移条件，图中状态转移条件为SB、SQ1。方框与负载连接的线段上的短线表示驱动负载的联锁条件，当联锁条件得到满足时才能驱动负载。转移条件和联锁条件可以用文字或逻辑符号标注在短线旁边。5.1状态转移图及状态功能当相邻两步之间的转移条件得到满足时，转移去执行下一步动作，而上一步动作便结束，这种控制称为步进控制。

5.1状态转移图及状态功能在初始状态下，按下前进启动按钮SB(X00动合触点闭合)，则小车由初始状态转移到前进步，驱动对应的输出继电器Y01，当小车前进至前限位SQ1时(X01动合触点闭合)，则由前进步转移到后退步。这就完成了一个步进，以下的步进读者可以自行分析。顺序控制若采用步进指令编程，则需根据流程图画出状态转移图。状态转移图是用状态继电器(简称状态)描述的流程图。5.1状态转移图及状态功能第二步：绘制状态转移图状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程序控制器的元件之一。(1)驱动负载。状态可以驱动M、Y、T、S等线圈。可以直接驱动和用置位SET指令驱动，也可以通过触点联锁条件来驱动。例如，当状态S20置位后，它可以直接驱动Y1。在状态S20与输出Y1之间有一个联锁条件Y2。状态可提供以下三种功能：5.1状态转移图及状态功能(2)指定转移的目的地。状态转移的目的地由连接状态之间的线段指定，线段所指向的状态即为指定转移的目的地。例如，S20转移的目的地为S21。流程图中的每一步，可用一个状态来表示，由此绘出图所示的台车流程图的状态转移图。如图所示，分配状态的元件如下：初始状态

S0

前进(工序一)S20后退(工序二)

S21

延时(工序三)S22再前进(工序四)

S23

再后退(工序五)S24

注意：虽然S20与S23、S21与S24，功能相同，但它们是状态转移图中的不同工序，也就是不同状态，故编号也不同。台车流程图的状态转移图

(3)给出转移条件。状态转移的条件用连接两状态之间的线段上的短线来表示。当转移条件得到满足时，转移的状态被置位，而转移前的状态(转移源)自动复位。例如，当X1动合触点瞬间闭合时，状态S20将转移到S21，这时S21被置位而S20自动复位。5.1状态转移图及状态功能状态的转移条件可以是单一的，也可以是多个元件的串、并联组合，如图所示。5.1状态转移图及状态功能在使用状态时还需要说明以下问题：5.1状态转移图及状态功能(1)状态的置位要用SET指令，这时状态才具有步进功能。它除了提供步进触点外，还提供一般的触点。步进触点(STL触点)只有动合触点，一般触点有动合触点和动断触点。当状态被置位时，其STL触点闭合，用它去驱动负载。

(2)用状态驱动的M、Y若要在状态转移后继续保持接通，则需用SET指令。当需要复位时，则需用RST指令。(3)只要在不相邻的步进段内，则可重复使用同一编号的计时器。这样，在一般的步进控制中只需使用2～3个计时器就够了，可以节省很多计时器。5.2单流程状态转移图的编程

(4)状态也可以作为一般中间继电器使用，其功能与M一样，但作一般中间继电器使用时就不能再提供STL触点了。每个状态提供一个STL触点，当状态置位时，其步进触点接通。用步进触点连接负载的梯形图称为步进梯形图，它可以根据状态转移图来绘制。根据图所示台车状态转移图绘制的步进梯形图。5.2单流程状态转移图的编程第三步：设计步进梯形图5.2单流程状态转移图的编程下面对绘制步进梯形图的要点作一些说明：5.2单流程状态转移图的编程(1)状态必须用SET指令置位才具有步进控制功能，这时状态才能提供STL触点。(2)状态转移图除了并联分支与联接的结构以外，STL触点基本上都是与母线连接的，通过STL触点直接驱动线圈，或通过其它触点来驱动线圈。线圈的通断由STL触点的通断来决定。(3)图中M8002为特殊辅助继电器的触点，它提供开机初始脉冲。(4)在步进程序结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。由步进梯形图可用步进指令编制出语句表程序。步进指令由STL/RET指令组成。STL指令称为步进触点指令，用于步进触点的编程；RET指令称为步进返回指令，用于步进结束时返回原母线。5.2单流程状态转移图的编程第四步：编制语句表由步进梯形图编制语句表的要点是：

(1)对STL触点要用STL指令，而不能用LD指令。不相邻的状态转移用OUT指令，例如从S24转移到S25。(2)与STL触点直接连接的线圈用OUT/SET指令。对于通过触点连接的线圈，应在触点开始处使用LD/LDI指令。(3)步进程序结束时要写入RET指令。LD M8002

SET S0STL S0

LD X0LD X1

SET S21STL S21

LDI Y1OUT Y2

LD X2

SET S22STL S22

OUT T0SP K505.2单流程状态转移图的编程LD T0

SET S23SET S20STL S20LDI Y2OUT Y1

STL S23LDI Y2OUT Y1

LD X3

SET S24STLS24LDI Y1OUT Y2LD X2OUT S0

RETEND5.2单流程状态转移图的编程1．可选择的分支与汇合从多个流程程序中，选择执行哪一个流程称为选择性分支下图是可选择的分支与汇合的状态转移图和梯形图。5.3选择性分支与汇合的编程S21SETS22X1S22SETS23X2S23SETS26X3S24SETS25X5S25S26X6SETS24X4Y1Y2Y3Y4Y5SETS26X7Y6S21Y1S22Y2X1X2S23Y3S24Y4X5S25Y6X3S26Y6X7X4X65.3选择性分支与汇合的编程

选择分支和汇合的编程原则是：先集中处理分支状态，然后再集中处理汇合状态。5.3选择性分支与汇合的编程

分支选择条件X1和X4不能同时接通。程序运行到状态器S21时，根据X1和X4的状态决定执行哪一条分支。当状态器S22或S24接通时，S21自动复位。状态器S26由S23或S25置位，同时，前一状态器S23或S25自动复位。与图对应的语句表如下：STL S22OUT Y2LD X2SET S23LD X23SET S3LD X3LD X5SET S25STL S25OUT Y5LD X6SET S26LD S26SET Y6STL S21OUT Y1LD X1SET S22LD X4SET S24SET S26STL S24OUT Y45.3选择性分支与汇合的编程5.4并行分支与汇合的编程S21Y1S22Y2X1X2S23Y3S24Y4X3S25Y5X4S26Y6X5S21SETS22X1S22SETS23X2S23S24SETS25X3S25S26X4SETS24Y1Y2Y3Y4Y5SETS26X5Y6S25S23并行分支的编程原则是先集中进行并行分支处理，再集中进行汇合处理。

5.4并行分支与汇合的编程

当转换条件X1接通时，由状态器S21分两路同时进入状态器S22和S24，以后系统的两个分支并行工作，图中水平双线强调的是并行工作，实际上与一般状态编程一样，先进行驱动处理，然后进行转换处理，从左到右依次进行。STL S21OUT Y1LD X1SET S22SET S24STL S22OUT Y2LD X2SET S23STL S23OUT Y3STL S24OUT Y45.4并行分支与汇合的编程LD X3SET S25STL S25OUT Y5STL S23STL S25LD X4SET S26STL S26OUT Y65.5编程实例1交通信号灯控制(1)控制要求

信号灯的动作受开关总体控制，按一下启动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯控制时序要求如表所示。(2)系统配置根据信号控制要求，I/O分配及其接线如图所示

图中用一个输出点驱动两个信号灯如果PLC输出点的输出电流不够，可以用一个输出点驱动一个信号灯也可以在PLC输出端增设中间继电器，由中间继器再去驱动信号灯5.5编程实例可编程控制器I/O接线图(3)时序图十字路口交通信号灯控制的时序图(4)程序设计1)按单流程编程如果把东西方向和南北方向信号灯的动作视为一个顺序动作过程，其中每一个时序同时有两个输出，一个输出控制东西方向的信号灯，另一个输出控制南北方向的信号灯，这样就可以按单流程进行编程，其状态转移图如图所示，对应的步进梯形图如图所示。

5.5编程实例

按下启动按钮SB1，X0接通，S0置位，转入初始状态，由于Y0、M0条件满足，状态使S20置位，转入第一工步，同时T0开始计时，经25s后，S21置位，S20复位，转入第二工步……当状态转移到S25时，程序又重新从第一工步开始循环。5.5编程实例按单流程编程的步进梯形图

按停止按钮SB3，X2接通，M0使接通并自保，断开S0后的循环流程，当程序执行完后面的流程后停止在初始状态，即南北红灯亮，禁止通行；东西绿灯亮，允许通行。5.5编程实例

T6、T7组成的是0.5s的振荡电路，该电路的作用是控制绿灯闪烁，其中T1和T4是控制闪烁的时间。2)按双流程编程

东西方向和南北方向信号灯的动作过程也可以看成是两个独立的顺序动作过程。其状态转移图如图所示。它具有两条状态转移支路，其结构为并联分支与汇合。按启动按钮SB1，信号系统开始运行，并反复循环。5.5编程实例2物料自动混合控制

(1)控制要求

1)初始状态

容器是空的，电磁阀F1、F2、F3和F4，搅拌电动机M，液面传感器L1、L2和L3，加热器H和温度传感器T均为OFF。5.5编程实例

2)物料自动混合控制物料自动混合装置如图所示。按下启动按钮，开始下列操作：

(1)电磁阀F1开启，开始注入物料A，至高度L2(此时L2、L3为ON)时，关闭阀F1，同时开启电磁阀F2，注入物料B，当液面上升至L1时，关闭阀F2。

(2)停止物料B注入后，启动搅拌电动机M，使A、B两种物料混合10s。

(3)10s后停止搅拌，开启电磁阀F4，放出混合物料，当液面高度降至L3后，再经5s关闭阀F4。5.5编程实例3)停止操作按下停止按钮，在当前过程完成以后，再停止操作，回到初始状态。5.5编程实例PLCI/O配置及接线5.5编程实例(2)用步进指令编程物料自动混合过程，实际上是一个按一定顺序操作的控制过程。因此，也可以用步进指令编程，其状态转移图如图所示。5.5编程实例3、大、小球分检控制其动作顺序如下：

左上为原点，机械臂下降(当磁铁压着的是大球时，限位开关SQ2断开

而压着的是小球时SQ2接通，以此可判断是大球还是小球)

大球SQ2断开→将球吸住→上升SQ3动作→右行到SQ5动作

小球SQ2接通→将球吸住→上升SQ3动作→右行到SQ4动作

下降SQ2动作→释放→上升SQ3动作→左移SQ1动作到原点。

左移、右移分别由Y4、Y3控制，上升、下降分别由Y2、Y0控制，将球吸住由Y1控制。5.5编程实例

根据工艺要求，该控制流程可根据SQ2的状态(即对应大、小球)有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据SQ2的通断，分别将球吸住、上升、右行到SQ4或SQ5处下降，此处应为汇合点，然后再释放、上升、左移到原点。其状态转移图如图所示。5.5编程实例大、小球分类选择传送状态转移图LDM8002SET S0STL S0OUT Y5LD X0AND X1AND X3SET S21STL S210UT Y0OUT T0SPK20LD T0

AND X2SET S22LD T0ANI X2SET S25STL S22SET Y1OUT T1K10LD T1SET S23STL S23OUT Y2LD X3

选择性分支汇合编程方法编制的大、小球分类程序LDI X5OUT Y3STL S24LD X4SET S28STL S27LD X5SET S28STL S28OUT Y0LD X2SET S29STL S29RST Y1OUT T2SET S24STL S24LDI X4OUT Y3STL S25SET Y1OUT T1SPK10LD T1SET S26STL S26OUT Y2LD X3SET S27STL S27选择性分支汇合编程方法编制的大、小球分类程序SPK10LD T2SET S30STL S30OUT Y2LD X3SET S31STL S31LDI X1OUT X4LD X1OUT S20RETENDPLC程序的顺控设计法概述¶顺序控制系统：

如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制

动作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程正常运行，也称为步进控制系统。¶顺序控制设计法

就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。这种设计方法很容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便。PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了大量通用和专用的编程元件，开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，使这种先进的设计方法成为当前PLC程序设计的主要方法。顺控设计法的设计步骤¶步的划分¶转换条件的确定¶功能表图的绘制¶梯形图的编制5.0PLC程序的顺控设计法概述顺控设计法顺控设计法的设计步骤¶步的划分

将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，并且用编程元件来代表各步。步是根据PLC输出状态的变化来划分的，在任何一步内，各输出状态不变，但是相邻步之间输出状态是不同的。顺控设计法的设计步骤¶步的划分步也可根据被控对象工作状态的变化来划分，但被控对象工作状态的变化应该是由PLC输出状态变化引起的。否则就不能这样划分，例如从快进到工进与PLC输出无关，那么快进和工进只能算一步。顺控设计法的设计步骤¶转换条件的确定¶使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通/断开等，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器触点的接通/断开等，¶转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。顺控设计法的设计步骤¶功能表图的绘制

根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出功能表图。绘制功能表图是顺序控制设计法中最为关键的一步。功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。

功能表图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流。

各个PLC厂家都开发了相应的功能表图，各国家也都制定了国家标准。我国1986年颁布了功能表图国家标准（GB6988.6-86）。状态转移图功能表图顺控设计法的设计步骤¶梯形图的编制(可省略)

根据功能表图，按某种编程方式写出梯形图程序。如果PLC支持功能表图语言，则可直接使用该功能表图作为最终程序。1）使用通用指令的编程方式2）以转换为中心的编程方式3）使用STL指令的编程方式4）仿STL指令的编程方式。5.0PLC程序的顺控设计法功能表图的组成¶主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。功能表图¶步与动作¶步：矩形框表示步，方框内是该步的编号。编程时一般用PLC内部编程元件来代表各步¶初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始步用双线方框表示，每一个功能表图至少应该有一个初始步。步与动作¶动作：一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”；对于施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”，将动作或命令简称为动作¶动作的表示：矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应的步的符号相连。步与动作¶活动步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称

该步为“活动步”。步处于活动时，相应的动作被执行。¶保持型动作：若为保持型动作，则该步不活动时继续执行该动作。¶非保持型动作：若为非保持型动作则指该步不活动时，动作也停止执行。¶说明：一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记符标注，而非保持型动作不要标注。P60f4-1有向连线、转换与转换条件¶有向连线：功能表图中步的活动状态的顺序进展按有向连线规定的路线和方向进行。活动状态的进展方向习惯上是从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。如果不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注明进展方向。¶转换：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。¶转换条件：转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。转换实现的基本规则¶转换实现的条件：在功能表图中步的活动状态的进展是由转换的实现来完成。转换实现必须同时满足两个条件：1）该转换所有的前级步都是活动步；2）相应的转换条件得到满足。¶转换实现应完成的操作：转换的实现应完成两个操作：1）使所有的后续步都变为活动步； 2）使所有的前级步都变为不活动步。某生产过程的控制工艺要求如下：5.1顺序功能图及状态功能

(2)台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，台车停车，停5s，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。(3)当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止(或者继续下一个循环)。

(1)按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电机M反转，台车后退。输入设备端口号输出设备端口号启动SBX00电机正转Y01前限位SQ1X01电机反转Y02前限位SQ3X03后限位SQ2X02为编程的需要，不妨设置输入、输出端口配置如表所示。5.1顺序功能图及状态功能编程步骤如下：5.1顺序功能图及状态功能第一步：绘制流程图

流程图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，流程图又叫功能表图(FunctionChart)。流程图主要由步、转移(换)、转移(换)条件、线段和动作(命令)组成。台车的每次循环工作过程分为前进、后退、延时、前进、后退五个工步。5.1顺序功能图及状态功能每一步用一个矩形方框表示，方框中用文字表示该步的动作内容或用数字表示该步的的标号。与控制过程的初始状态相对应的步称为初始步。初始步表示操作的开始。

每步所驱动的负载(线圈)用线段与方框连接。方框之间用线段连接，表示工作转移的方向，习惯的方向是从上至下或从左至右，必要时也可以选用其它方向。

线段上的短线表示工作转移条件，图中状态转移条件为SB、SQ1。方框与负载连接的线段上的短线表示驱动负载的联锁条件，当联锁条件得到满足时才能驱动负载。转移条件和联锁条件可以用文字或逻辑符号标注在短线旁边。5.1顺序功能图及状态功能准备SB启动(前进)工序一前进：Y1动作SQ1后退工序二后退：Y2动作SQ2后退停延时5s：T0动作 前进：Y1动作 后退：Y2动作

工序三 延时前进 T0 工序四 后退SQ3 工序五 后退停SQ2状态功能状态条件状态

当相邻两步之间的转移条件得到满足时，转移去执行下一步动作，而上一步动作便结束，这种控制称为步进控制。5.1顺序功能图及状态功能在初始状态下，按下前进启动按钮SB(X00动合触点闭合)，则小车由初始状态转移到前进步，驱动对应的输出继电器Y01，当小车前进至前限位SQ1时(X01动合触点闭合)，则由前进步转移到后退步。这就完成了一个步进，以下的步进读者可以自行分析。

顺序控制若采用步进指令编程，则需根据流程图画出顺序功能图。顺序功能图是用状态继电器(简称状态)描述的流程图。5.1顺序功能图及状态功能第二步：绘制顺序功能图状态元件是构成顺序功能图的基本元素，是可编程序控制器的元件之一。

(1)驱动负载。状态可以驱动M、Y、T、S等线圈。可以直接驱动和用置位SET指令驱动，也可以通过触点联锁条件来驱动。例如，当状态S20置位后，它可以直接驱动Y1。在状态S20与输出Y1之间有一个联锁条件Y2。状态可提供以下三种功能：5.1顺序功能图及状态功能(2)指定转移的目的地。状态转移的目的地由连接状态之间的线段指定，线段所指向的状态即为指定转移的目的地。例如，S20转移的目的地为S21。

流程图中的每一步，可用一个状态来表示，由此绘出图所示的台车流程图的状态转移图。如图所示，分配状态的元件如下：初始状态前进(工序一)后退(工序二)延时(工序三)S0

S20 S21 S22

再前进(工序四)S23

再后退(工序五)S24

注意：虽然S20与S23、S21与S24，功能相同，但它们是状态 转移图中的不同工序，也就是不同状态，故编号也不同。SQ2

SBX0 S20SQ1X1 S21SQ2X2 S22 T0 S23SQ3 X3 S24X2Y1Y2T0K50Y1Y2Y2Y1Y2Y1RETEND

M8002S0台车流程图的顺序功能图(3)给出转移条件。状态转移的条件用连接两状态之间的线段上的短线来表示。当转移条件得到满足时，转移的状态被置位，而转移前的状态(转移源)自动复位。例如，当X1动合触点瞬间闭合时，状态S20将转移到S21，这时S21被置位而S20自动复位。5.1顺序功能图及状态功能状态的转移条件可以是单一的，也可以是多个元件的串、并联组合，如图所示。X0转移条件：X0S20 S20转移条件：X1与T0并联再与X0串联(b)X1T05.1顺序功能图及状态功能

X0

(a)在使用状态时还需要说明以下问题：(1)状态的置位要用SET指令，这时状态才具有步进功能。它除了提供步进触点外，还提供一般的触点。步进触点(STL触点)只有动合触点，一般触点有动合触点和动断触点。当状态被置位时，其STL触点闭合，用它去驱动负载。(2)用状态驱动的M、Y若要在状态转移后继续保持接通，则需用SET指令。当需要复位时，则需用RST指令。5.1顺序功能图及状态功能

(3)只要在不相邻的步进段内，则可重复使用同一编号的计时器。这样，在一般的步进控制中只需使用2～3个计时器就够了，可以节省很多计时器。5.2单流程顺序功能图的编程

(4)状态也可以作为一般中间继电器使用，其功能与M一样，但作一般中间继电器使用时就不能再提供STL触点了。每个状态提供一个STL触点，当状态置位时，其步进触点接通。用步进触点连接负载的梯形图称为步进梯形图，它可以根据状态转移图来绘制。根据图所示台车状态转移图绘制的步进梯形图。第三步：设计步进梯形图5.2单流程顺序功能图的编程STL/称步进触点指令；RET称步进返回指令，步进梯形图编制语句表的要点是：

(1)对STL触点要用STL指令，而不能用LD指令。不相邻的状态转移用OUT指令。

(2)与STL触点直接连接的线圈用OUT/SET指令。对于通过触点连接的线圈，应在触点开始处使用LD/LDI指令。

下面对绘制步进梯形图的要点作一些说明：(1)状态必须用SET指令置位才具有步进控制功能，这时状态才能提供STL触点。

(2)状态转移图除了并联分支与联接的结构以外，STL触点基本上都是与母线连接的，通过STL触点直接驱动线圈，或通过其它触点来驱动线圈。线圈的通断由STL触点的通断来决定。(3)图中M8002为特殊辅助继电器的触点，它提供开机初始脉冲。(4)在步进程序结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。5.2单流程顺序功能图的编程

由步进梯形图可用步进指令编制出语句表程序。步进指令由STL/RET指令组成。STL指令称为步进触点指令，用于步进触点的编程；RET指令称为步进返回指令，用于步进结束时返回原母线。第四步：编制语句表由步进梯形图编制语句表的要点是：(1)对STL触点要用STL指令，而不能用LD指令。不相邻的状态转移用OUT指令，例如从S24转移到S25。(2)与STL触点直接连接的线圈用OUT/SET指令。对于通过触点连接的线圈，应在触点开始处使用LD/LDI指令。5.2单流程顺序功能图的编程LDSETSTLLDIOUT LD

SETT0S23S23Y2Y1 X3

S24S24

Y1 Y2 X2 S0STLLDIOUTLDOUTRETEND5.2单流程顺序功能图的编程SETS0M8002SETS20S0X0S20Y2

Y1X1 SETS21S21S22S23Y1X2T0Y2X3Y1X2Y2 OUTS0 RETS24 ENDY2 SETS22T0K50 SETS23Y1 SETS24课本P701．可选择的分支与汇合从多个流程程序中，选择执行哪一个流程称为选择性分支,下图是可选择的分支与汇合的状态转移图和梯形图。5.3选择性分支与汇合的编程S21Y1X1X2S22S23Y2Y3X5S24S25Y4Y5X3S26Y6X4X65.3选择性分支与汇合的编程

X7用STL指令实现的梯形图板书。学生练习选择分支和汇合的编程原则是：先集中处理分支状态，然后再集中处理汇合状态。5.3选择性分支与汇合的编程

分支选择条件X1和X4不能同时接通。程序运行到状态器S21时，根据X1和X4的状态决定执行哪一条分支。当状态器S22或S24接通时，S21自动复位。状态器S26由S23或S25置位，同时，前一状态器S23或S25自动复位。与图对应的语句表如下：SETS23STLLDSETS23X3S26STLS21OUTLDY1X1SETLDSETSTLOUTLDS22X4S24S22Y2X2SETSTLOUTLDSETSTLS25S25Y5X6S26S26OUTY6LDX7STLS24OUTLDY4X55.3选择性分支与汇合的编程S21Y1Y2Y3Y4Y6X1 S22X2 S23X3Y6

S26X7X4 S24X5 S25X65.4并行分支与汇合的编程S21Y1X1X2S22S23Y2Y3X3S24S25Y4Y5X4S26Y6X5X1S22SETS23X2S23S24SETS25X3S25S26X4SETSETS22S24S21 Y1Y2Y3Y4Y5SETS25S23

S26 Y6 X5并行分支的编程原则是先集中进行并行分支处理，再集中进行汇合处理。5.4并行分支与汇合的编程

当转换条件X1接通时，由状态器S21分两路同时进入状态器S22和S24，以后系统的两个分支并行工作，图中水平双线强调的是并行工作，实际上与一般状态编程一样，先进行驱动处理，然后进行转换处理，从左到右依次进行。STLS21OUTLDSETSETSTLOUTY1X1S22S24S22Y2LDSETSTLOUTSTLX2S23S23Y3S24OUTY4LDX3SETSTLOUTSTLSTLS25S25Y5S23S25LDSETSTLOUTX4 S26

S26 Y6SETS22X1X2S22S23S24S25S26X3X4S24S235.4并行分支与汇合的编程

S21 Y1SET Y2SET Y3 Y4SET Y5SET Y6S25

S25S23 S26

X5东西信号绿灯亮绿灯闪亮黄灯亮红灯亮时间25s3s2s30s南北信号红灯亮绿灯亮绿灯闪亮黄灯亮时间30s25s3s2s5.5编程实例1交通信号灯控制

(1)控制要求

信号灯的动作受开关总体控制，按一下启动按钮，信号灯系 统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信 号灯都熄灭。信号灯控制时序要求如表所示。(2)系统配置根据信号控制要求，I/O分配及其接线如图所示图中用一个输出点驱动两个信号灯如果PLC输出点的输出电流不够，可以用一个输出点驱动一个信号灯也可以在PLC输出端增设中间继电器，由中间继器再去驱动信号灯5.5编程实例25s3s2s

(3)时序图十字路口交通信号灯控制的时序图

启动X0 东西绿灯Y0 东西黄灯Y1 东西红灯Y2 南北绿灯Y4 南北黄灯Y5 南北红灯Y6

30s(4)程序设计1)按单流程编程

如果把东西方向和南北方向信号灯的动作视为一个顺序动作过程，其中每一个时序同时有两个输出，一个输出控制东西方向的信号灯，另一个输出控制南北方向的信号灯，这样就可以按单流程进行编程，其状态转移图如图所示，对应的步进梯形图如图所示。5.5编程实例S0启动X0Y0M0Y6Y0K250Y6Y0T0Y6Y0T1K30S20 T0S21T1M1S22Y6Y1T2K20Y2Y4T3 K250

T2S23 T3S24Y2T3M1T4K30Y4Y2Y5T5K20

T4S25 T5

X2M0T7T6

T6 T7M1M0K5K5END停止X0

按下启动按钮SB1，X0接通，S0置位，转入初始状态，由于Y0、M0条件满足，状态使S20置位，转入第一工步，同时T0开始计时，经25s后，S21置位，S20复位，转入第二工步……当状态转移到S25时，程序又重新从第一工步开始循环。5.5编程实例按单流程编程的步进梯形图S0Y6SETS0X0启动Y0M0 T0 M1 T1 T2

Y0SETS20 Y6 Y0 T0 K250SETS21 Y6 T1 K30 Y0SETS22 Y6 Y1 T2 K20SETS23S20S21S22S23T3Y2Y4T3K250S24Y2T4K30M1T4T5X0 END

S25停止X2 M0 T7 T6

Y4SETS25 Y2 Y5 T5 K20 S0 RET M0 T6 K5 T7 K5 M1

SETS24按停止按钮SB3，X2接通，M0使接通并自保，断开S0后的循环流程，当程序执行完后面的流程后停止在初始状态，即南北红灯亮，禁止通行；东西绿灯亮，允许通行。5.5编程实例T6、T7组成的是0.5s的振荡电路，该电路的作用是控制绿灯闪烁，其中T1和T4是控制闪烁的时间。2)按双流程编程

东西方向和南北方向信号灯的动作过程也可以看成是两个独立的顺序动作过程。其状态转移图如图所示。它具有两条状态转移支路，其结构为并联分支与汇合。按启动按钮SB1，信号系统开始运行，并反复循环。5.5编程实例S0启动X0Y6S20Y0T0K250S21T1K5T0T1S22Y0T2K20Y6南北红灯Y0东西绿灯T2K5C0K3C0T2C0S23 T3S24Y1T3Y2S30Y6T4K250Y4K5

T3S31T1T5T6S33Y4T6T6C1

C1S34RSTC1S32 T5K5C1K3Y5T7K20

RSTC0 T72物料自动混合控制(1)控制要求1)初始状态

容器是空的，电磁阀F1、F2、F3和F4，搅拌电动机M，液面传感器L1、L2和L3，加热器H和温度传感器T均为OFF。5.5编程实例2)物料自动混合控制物料自动混合装置如图所示。按下启动按钮，开始下列操作：(1)电磁阀F1开启，开始注入物料A，至高度L2(此时L2、L3为ON)时，关闭阀F1，同时开启电磁阀F2，注入物料B，当液面上升至L1时，关闭阀F2。(2)停止物料B注入后，启动搅拌电动机M，使A、B两种物料混合10s。(3)10s后停止搅拌，开启电磁阀F4，放出混合物料，当液面高度降至L3后，再经5s关闭阀F4。5.5编程实例态。F1F3F2D1D2D3

物料A 物料B 物料C液位传感器 L1 L2 L3HD4

加热器 T温度传感器 F4搅拌电动机M

5.5编程实例

3)停止操作 按下停止按钮，在当前过程完成以后，再停止操作，回到初始状PLCI/O配置及接线5.5编程实例(2)用步进指令编程物料自动混合过程，实际上是一个按一定顺序操作的控制过程。因此，也可以用步进指令编程，其状态转移图如图所示。5.5编程实例启动M8002X0M0S0低位S20 X4S21阀F1L1位

Y0SETY7中位

X3S22Y1

Y0SETY10L2位阀F2高位X2S23Y4SETY11L3位搅拌

T0SETY3

K00阀F4

T0S24S26S27K50

T1RSTY3

T1S28Y3RSTY7RSTY10X4RSTY11

X2S25 X3ENDM0X1M0X0停止

X2其动作顺序如下：左上为原点，机械臂下降(当磁铁压着的是大球时，限位开关SQ2断开而压着的是小球时SQ2接通，以此可判断是大球还是小球)大球SQ2断开→将球吸住→上升SQ3动作→右行到SQ5动作小球SQ2接通→将球吸住→上升SQ3动作→右行到SQ4动作下降SQ2动作→释放→上升SQ3动作→左移SQ1动作到原点。左移、右移分别由Y4、Y3控制，上升、下降分别由Y2、Y0控制，将球吸住由Y1控制。5.5编程实例

根据工艺要求，该控制流程可根据SQ2的状态(即对应大、小球)有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据SQ2的通断，分别将球吸住、上升、右行到SQ4或SQ5处下降，此处应为汇合点，然后再释放、上升、左移到原点。其状态转移图如图所示。5.5编程实例X2大、小球分类选择传送顺序功能图M8002S0Y5原点指示X0启动X1X3原点 S21T0小球X1 S22T1 S23X3上限 S24X4右限 S28X2下限 S29T2 S30X3上限S31Y4左移X4X1左限X1

T1K10SETY1吸球

Y2上升

Y3右移X5

Y0下降 T0K20延时 T1K10SETY1吸球 Y2上升 Y3右移 Y0下降 T2K10 RSTY1释放 Y2上升

T0大球X2 S25 T1 S26 X3上限 S27 X5右限ENDX2M8002

S0X0启动X1X3原点 S21

T1K10SETY1吸球T0小球X1 S22T1Y2上升Y3右移X4

S23X3上限 S24X4右限S28Y0下降下限X2T2K10RSTY1释放

S29T2Y2上升

S30X3上限S31Y4左移X1左限X1

T1K10SETY1吸球Y2上升Y3右移X5

S26X3上限 S27X5右限

Y5原点指示Y0下降 T0K20延时T0大球X2 S25T1RETENDLDM8002SETSTLOUTLDANDS0S0Y5X0X1ANDSETSTLX3S21S21OUTOUTSP

Y0 T0K20LDT0ANDSETLDANIX2S22T0X2SETSTLSETS25S22Y1OUTK10LDT1T1SETS23STLS23OUTLDY2X3SETS24M8002

S0X0启动X1X3原点 S21

T1K10SETY1吸球

Y2上升

Y3右移X4T0小球X1 S22T1 S23X3上限 S24 右限X4Y0下降

S28 下限X2

S29T2 S30T2K10RSTY1释放Y2上升上限X3S31Y4左移X1左限X1

T1K10SETY1吸球

Y2上升

Y3右移X5

Y5原点指示Y0下降 T0K20延时T0大球X2 S25T1 S26X3上限 S27 右限X5RETENDSTLS24LDIOUTSTLSETOUTSPX4Y3S25Y1T1K10LDSETSTLOUTLDSETSTLT1S26S26Y2X3S27S27LDIX5OUTSTLLDSETSTLLDY3S24X4S28S27X5SETSTLOUTLDSETSTLRSTS28S28Y0X2S29S29Y1OUTT2SPK10LDT2SETS30STLS30OUTY2LDX3SETS31STLS31LDIX1OUTX4LDX1OUTS20RETEND人行横道交通灯控制系统编程人行横道交通灯控制系统顺序功能图人行横道交通灯控制系统梯形图5.6顺控设计法中梯形图的编程方式

概述

¶梯形图的编程方式是指根据功能表图设计出梯形图的方法

¶为适应各PLC在编程元件、指令功能和表示方法上的差异，本 节主要介绍：

1）使用通用指令的编程方式 2）以转换为中心的编程方式 3）使用STL指令的编程方式 4）仿STL指令的编程方式。 为了便于分析，我们假设刚开始执行用户程序时，系统已 处于初始步（用初始化脉冲M8002将初始步置位），代表其余各 步的编程元件均为OFF，为转换的实现做好了准备。1）使用通用指令的编程方式2）以转换为中心的编程方式3）使用STL指令的编程方式4）仿STL指令的编程方式。5.6顺控设计法中梯形图的编程方式

使用通用指令的编程方式

¶编程时用辅助继电器来代表步。由于转换条件大都是短信 号，因此应使用有记忆（保持）功能的电路。