【正文】 電路時 ， 必須防止由于電源換相引起的短路事故 。 例如 ， 由正向運(yùn)轉(zhuǎn)切換到反向運(yùn)轉(zhuǎn) ， 當(dāng)發(fā)出使 KM1斷電的指令時 ， 斷開的主回路觸點(diǎn)由于短時間內(nèi)產(chǎn)生電弧 ， 這個觸點(diǎn)仍處于接通狀態(tài) ， 如果這時立即使 KM2通電 ， KM2觸點(diǎn)閉合 ， 就會造成電源故障 ， 必須在完全沒有電弧時再使 KM2接通 。 工廠電氣控制與可編程控制器 與機(jī)械動作的繼電器控制電路不同 ， 在其內(nèi)部處理中 ， 觸點(diǎn)的切換幾乎沒有時間延時 ， 因此必須采用防止電源短路的方法 ， 例如使用定時器來設(shè)計切換的時間滯后 。 圖 623（ a） 為PLC控制的電動機(jī)可逆運(yùn)行外部電路接線圖 ， （ b） 為相應(yīng)的梯形圖 。 X X2接正 、 反轉(zhuǎn)控制按鈕 ， 是常開型； X3接停止按鈕 ， 是常閉型 。 梯形圖中 M10 M102為內(nèi)部繼電器； T T2為定時器 ， 分別設(shè)置對正轉(zhuǎn)指令和反轉(zhuǎn)指令的延遲時間 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 623 （ a） 接線圖； （ b） 梯形圖 X1X2P L CY1Y2KM1KM2～C O M2 4 V G N D＋ 24VX3M101M101M102M102M101T 1 K 1Y1T1T 2 K 1M102Y2T2( a ) ( b )X3 X1 X2 M102X1X2 M101工廠電氣控制與可編程控制器 3. 加熱反應(yīng)爐自動控制系統(tǒng) 圖 624為加熱反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)示意圖 。 加熱反應(yīng)的工藝過程分為以下三個階段 。 第一階段為進(jìn)料控制 ， 其過程如下： （ 1） 檢測下液面 (X1)、 爐溫 (X2)、 爐內(nèi)壓力 (X4)是否都小于給定值 （ 均為邏輯 0） ， 即PLC輸入點(diǎn) X X X4是否都處于斷開狀態(tài) 。 工廠電氣控制與可編程控制器 （ 2） 若是 ， 則開啟排氣閥 Y1和進(jìn)料閥 Y2。 （ 3） 當(dāng)液面上升到位使 X3閉合時 ， 關(guān)閉排氣閥 Y1和進(jìn)料閥 Y2。 （ 4） 延時 20 s， 開啟氮?dú)忾y Y3， 使氮?dú)膺M(jìn)入爐內(nèi) ， 提高爐內(nèi)壓力 。 （ 5） 當(dāng)壓力上升到給定值時 (X4=1)， 關(guān)斷氮?dú)忾y Y3， 進(jìn)料過程結(jié)束 。 工廠電氣控制與可編程控制器 第二階段為加熱反應(yīng)控制 ， 其過程如下： （ 1） 此時溫度肯定低于要求值（ X2=0） ， 應(yīng)接通加熱爐電源 Y5。 （ 2） 當(dāng)溫度達(dá)到要求值 (X2=1)后 ， 切斷加熱電源 。 （ 3） 加溫到要求值后 ， 維持保溫 10 min， 在此時間內(nèi)爐溫實(shí)現(xiàn)通斷控制 ， 保持 X2=1。 工廠電氣控制與可編程控制器 第三階段為泄放控制 ， 其過程如下： （ 1） 保溫夠 10 min時 ， 打開排氣閥Y2， 使?fàn)t內(nèi)壓力逐漸降到起始值(X4=0)。 （ 2） 維持排氣閥打開 ， 并打開泄放閥 Y4， 當(dāng)爐內(nèi)液面下降到下液面以下時 （ X1=0） ， 關(guān)閉泄放閥 Y4和排氣閥Y2， 系統(tǒng)恢復(fù)到原始狀態(tài) ， 重新進(jìn)入下一循環(huán) 。 根據(jù)上述工藝規(guī)律設(shè)計 PLC梯形圖， 如圖 625所示。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 624 加熱反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)圖 壓力變送器上液面 檢測X4X3溫度變送器X2下液面 檢測X1排 氣 閥Y 1 Y 2進(jìn)料閥Y 3氮?dú)?閥泄放閥Y 4Y 5～ U工廠電氣控制與可編程控制器 圖625 反應(yīng)爐控制梯形圖 X1Y1Y1X2 X3 X4M 1 0 0Y1 Y4 M 1 0 0Y2X3T1T1 X4 M 1 0 0Y3K 2 0 0X4 X2Y5X2M 1 0 1X3M 1 0 1M 1 0 1T2T2M 1 0 0X1M 1 0 0K 6 0 0 0T2Y4X1Y4排氣進(jìn)料供氮延時供氮?dú)饧訜岜匮訒r輔助排氣泄放工廠電氣控制與可編程控制器 對于復(fù)雜的控制電路或大型的自動生產(chǎn)線 ， 應(yīng)用梯形圖或指令表編程 ， 程序過長 ， 不易閱讀和編寫 。一些 PLC 生產(chǎn)廠家近年來增加了 IEC 標(biāo)準(zhǔn)的 SFC (Sequential Function Chart ) 語言編制控制程序的方法 ，稱為步進(jìn)順序控制 。 利用增加的兩條步進(jìn)順控指令和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程 ， 可以較簡單地實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的步進(jìn)順序控制 。 7 步進(jìn)順控指令 工廠電氣控制與可編程控制器 符號 名稱 功能 操作元件 STL 步進(jìn)順控 使?fàn)顟B(tài)元件 S置位，步進(jìn)開始；驅(qū)動 S狀態(tài)元件 S 說明： 步進(jìn) STL觸點(diǎn)只有常開觸點(diǎn) ， 當(dāng)轉(zhuǎn)移條件滿足時 ， 其狀態(tài)置位 ， STL觸點(diǎn)閉合 ， 驅(qū)動負(fù)載；當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移時 ，STL指令斷開 ， 使與該指令有關(guān)的其他指令都不能執(zhí)行 。 （ 1） STL指令 工廠電氣控制與可編程控制器 （ 2） RET指令 符號 名稱 功能 操作元件 RET 返回 該步進(jìn)控制結(jié)束，返回 無 工廠電氣控制與可編程控制器 狀態(tài)元件和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 FX系列 PLC的狀態(tài)元件一般有近百到幾百點(diǎn) ， 其中 FX2N系列 PLC的狀態(tài)元件 （ S0～ S899） 共 900點(diǎn) ， 用來作初始化用的狀態(tài)元件有 10點(diǎn) （ S0～ S9） 。 初始化狀態(tài)元件一般用 PLC運(yùn)行后的初始化脈沖特殊繼電器M8002置位或由其他初始信號將其初始值置位 。 其他元件狀態(tài)由狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件決定 。 當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件滿足時 ， 狀態(tài)開始從初始化狀態(tài)轉(zhuǎn)移 ， 轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)被置位 ， 而轉(zhuǎn)移源的狀態(tài)自動復(fù)位 。 這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)移用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖來描述 。 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖又稱為順序功能圖或狀態(tài)流程圖 ， 它是用來表示步進(jìn)順控系統(tǒng)的控制過程 、功能和特性的一種圖形 。 工廠電氣控制與可編程控制器 1簡單流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 圖 71為某一簡單流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 。 其中 ， 用雙線框表示初始狀態(tài) ， 其他狀態(tài)元件用單線框表示 ， 方框之間的線段表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方向 ， 一般由上至下或由左至右 ， 線段間的短橫線表示轉(zhuǎn)移的條件 ， 與方框連接的橫線和線圈表示狀態(tài)驅(qū)動的負(fù)載 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 71中的初始狀態(tài) S0由 M8002驅(qū)動 ， 當(dāng) PLC由STOP→RUN 切換時 ， 初始化脈沖使 S0置 1， 當(dāng)按下啟動按鈕 X0時 ， 狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S20， S20置 1， 同時 S0復(fù)位至零 ， S20立即驅(qū)動 Y1， 當(dāng)轉(zhuǎn)移條件 X1接通時 ， 狀態(tài)從 S20轉(zhuǎn)移到 S21， 使 S21置 1， 而 S20則在下一執(zhí)行周期自動復(fù)位至零 ， Y1線圈也就斷電了 。 當(dāng) S21置 1時 ，驅(qū)動線圈 Y2。 同理 ， 當(dāng) X2接通 ， 狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S22， 驅(qū)動 Y3； 當(dāng) X3接通 ， 狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S23， 驅(qū)動 Y4。 當(dāng) X4接通 ， 狀態(tài)轉(zhuǎn)移回到 S0， 使初始化狀態(tài) S0又置位 ， 控制過程循環(huán)動作 。 將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)順序控制指令相結(jié)合 ， 形成步進(jìn)順控圖 ， 進(jìn)而再寫成指令表 （ 如圖 72所示 ） 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 71 簡單流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 圖 72 圖 71的梯形圖和指令表 工廠電氣控制與可編程控制器 2 選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 選擇性分支流程的各分支狀態(tài)的轉(zhuǎn)移是由各自的條件選擇執(zhí)行 ， 兩個或兩個以上的分支的狀態(tài)不能同時轉(zhuǎn)移 。 圖 73所示為選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 ， 圖74為其步進(jìn)順控圖和相應(yīng)的指令表 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 73 選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 74 圖 73的梯形圖和指令表 工廠電氣控制與可編程控制器 3 并行性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 并行分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移是當(dāng)同一條件滿足時 ， 狀態(tài)同時向各并行分支轉(zhuǎn)移 。 圖 75為并行性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 ， 圖 76為其步進(jìn)順控圖和相應(yīng)的指令表 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 75 并行性分支 的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 76 圖 75的梯形圖和指令表 工廠電氣控制與可編程控制器 分支和匯合的編程方法 有些步進(jìn)順控有多層分支和匯合組合 ， 對于 FX2N系列的 PLC， 其分支數(shù)有一定的限制 。 對所有的初始狀態(tài) （ S0～ S9） ， 每一狀態(tài)下的分支電路不能大于 16個， 并且在每一分支點(diǎn)分支數(shù)不能大于 8個 。 對于多層分支和匯合要注意編程方法 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 77 步進(jìn)順控的分支和匯合組合 工廠電氣控制與可編程控制器 工廠電氣控制與可編程控制器 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 78 選擇和并行分支的編程 工廠電氣控制與可編程控制器 步進(jìn)順控的應(yīng)用和編程實(shí)例 1使用 PLC完成自動臺車的控制的例子。 如圖 79所示 ， 某生產(chǎn)過程的控制工藝要求如下： (1) 按下啟動按鈕 SB， 臺車電機(jī) M正轉(zhuǎn) ， 臺車前進(jìn) ， 碰到限位開關(guān) SQ1后 ， 臺車電機(jī) M反轉(zhuǎn) ， 臺車后退 。 (2) 臺車后退碰到限位開關(guān) SQ2后 ， 臺車電機(jī) M停轉(zhuǎn) ， 臺車停車 ， 停 5 s， 第二次前進(jìn) ， 碰到限位開關(guān) SQ3， 再次后退 。 (3) 當(dāng)后退再次碰到限位開關(guān) SQ2時 ， 臺車停止(或者繼續(xù)下一個循環(huán) )。 工廠電氣控制與可編程控制器 MS Q 2 ( X 2 ) S Q 1 ( X 1 ) S Q 3 ( X 3 )前進(jìn) ( Y 1 )后退 ( Y 2 )S B ( X 0 )啟動圖 79 臺車自動往返系統(tǒng)工況示意圖 工廠電氣控制與可編程控制器 為編程的需要，不妨設(shè)置輸入、輸出端口配置如下表所示。 輸入設(shè)備 端口號 輸出設(shè)備 端口號 啟動 SB X 0 0 電機(jī)正轉(zhuǎn) Y 0 1 前限位 S Q 1 X 0 1 電機(jī)反轉(zhuǎn) Y 0 2 前限位 S Q 3 X 0 3 后限位 S Q 2 X 0 2 工廠電氣控制與可編程控制器 編程步驟如下： 流程圖是描述控制系統(tǒng)的控制過程 、 功能和特性的一種圖形 ， 流程圖又叫功能表圖 (Function Chart)。流程圖主要由步 、 轉(zhuǎn)移 (換 )、 轉(zhuǎn)移 (換 )條件 、 線段和動作 (命令 )組成 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 710是該臺車的流程圖 。 該臺車的每次循環(huán)工作過程分為前進(jìn) 、 后退 、 延時 、 前進(jìn) 、 后退五個工步 。每一步用一個矩形方框表示 ， 方框中用文字表示該步的動作內(nèi)容或用數(shù)字表示該步的的標(biāo)號 。 與控制過程的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱為初始步 。 初始步表示操作的開始 。 每步所驅(qū)動的負(fù)載 (線圈 )用線段與方框連接 。 方框之間用線段連接 ， 表示工作轉(zhuǎn)移的方向 ， 習(xí)慣的方向是從上至下或從左至右 ， 必要時也可以選用其它方向 。 線段上的短線表示工作轉(zhuǎn)移條件 ， 圖中狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件為 SB、 SQ1。 方框與負(fù)載連接的線段上的短線表示驅(qū)動負(fù)載的聯(lián)鎖條件 ， 當(dāng)聯(lián)鎖條件得到滿足時才能驅(qū)動負(fù)載 。 轉(zhuǎn)移條件和聯(lián)鎖條件可以用文字或邏輯符號標(biāo)注在短線旁邊 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 710 臺車自動往返系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖 準(zhǔn) 備SB啟動 ( 前進(jìn))工序一 前進(jìn) ： Y1 動作SQ1 后退工序二 后退： Y2 動作SQ2 后退停工序三 延時 5 s ： T0 動作T0延 時前 ?248。工序四 前進(jìn) ： Y1 動作SQ3 后退工序五 后退： Y2 動作