【正文】 這 種 采 用 子 步 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 ，邏 輯 性 強(qiáng) ， 思 路 清 晰 ， 可 以 減 少 設(shè) 計(jì) 錯(cuò) 誤 ， 縮 短 設(shè) 計(jì) 時(shí) 間 。 因 此 ， 設(shè) 計(jì) 時(shí) 只 要 先 畫 出 簡(jiǎn) 單 的 描 述整 個(gè) 系 統(tǒng) 的 總 功 能 表 圖 ， 然 后 再 進(jìn) 一 步 畫 出 更 詳 細(xì) 的 子 功 能 表圖 。 功 能表圖中步 5 包 含 了 、 、 、 四 個(gè) 子 步 。 所 謂 子 步 的 結(jié) 構(gòu) 是 指 在 功 能 表 圖 中 ， 某 一 步 包 含 著 一 系 列 子 部和 轉(zhuǎn) 換 。 下 圖 （ b） 所 示 為 并 列 序 列 的 合 并 ， 當(dāng)直 接 在 雙 線 上 的 所 有 前 級(jí) 步 9 都為活動(dòng)步時(shí)，轉(zhuǎn)換條件d 成 立 ，才 能 使 轉(zhuǎn) 換 條 件 實(shí) 現(xiàn) ，即 步 10 變 為 活 動(dòng) 步 ，而 步 9 均 變 為 不 活 動(dòng) 步 。 如 果 步 3 為 活 動(dòng) 步 ， 且 轉(zhuǎn) 換條件 c 也 成 立 ， 則 8 三 步 同 時(shí) 變 成 活 動(dòng) 步 ， 而 步 3 變?yōu)椴?活 動(dòng) 。下 圖（ a）所 示 為 并 列 序 列 的 分 支 ，它 是 指 當(dāng) 轉(zhuǎn) 換 實(shí) 現(xiàn) 后 將 同 時(shí) 使 多 個(gè) 續(xù) 步 激 活 。 （ 3） 并 列 序 列 結(jié) 構(gòu) 并列序列也有開(kāi)始 與 結(jié) 束 之 分 。 如 下 圖 所 示 為 選 擇 序 列 的 合 并 。 選 擇 序 列 的 合 并 是 指 幾 個(gè) 選 擇 分 支 合 并 到 一 個(gè) 公 共 上 。 假 設(shè) 步 4 為 活 動(dòng) 步 ， 如 果 轉(zhuǎn) 換條件 a 成 立 ， 則 步 4 向步 5 實(shí) 現(xiàn) 轉(zhuǎn) 換 ； 如 果 轉(zhuǎn) 換 條 件 b 成 立 ，則步 4 向步 7 轉(zhuǎn) 換 ；如 果 轉(zhuǎn) 換 條 件 c 成 立 ，則 步 4 向步 9 轉(zhuǎn) 換 。分 支 中 表 示 轉(zhuǎn) 換 的 短 劃 線 只 能 標(biāo) 在 水 平 線 之 下 。 （ 2） 選 擇 序 列 結(jié) 構(gòu) 選擇序列有開(kāi)始和結(jié)束之分。 （ 1） 單 序 列 結(jié) 構(gòu) 功 能 表 圖 的 單 序 列 結(jié) 構(gòu) 形 式 最 為 簡(jiǎn) 單 ， 它 由 一 系 列 按 順 序 排列 、 相 繼 激 活 的 步 組 成 。 當(dāng) 同 時(shí) 具 備 以 上 兩 個(gè) 條 件 時(shí) ， 才 能 實(shí) 現(xiàn) 步 的 轉(zhuǎn) 換 ， 即 所 有 由 有向 連 線 與 相 應(yīng) 轉(zhuǎn) 換 符 號(hào) 相 連 的 后 續(xù) 步 都 變 為 活 動(dòng) ， 而 所 有 由 有河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 35 向 連 線 與 相 應(yīng) 轉(zhuǎn) 換 符 號(hào) 相 連 的 前 幾 步 都 變 為 不 活 動(dòng) 。 轉(zhuǎn)換條件 和 ，分 別 表 示 當(dāng) 二 進(jìn) 制 邏 輯 信 號(hào) 為“ 1”和“ 0”狀態(tài) 時(shí) 條 件 成 立 ； 轉(zhuǎn) 換 條 件 和 分 別 表 示 的 是 ， 當(dāng) 從“ 0”（ 斷開(kāi)）到“ 1”（ 接 通 ） 和 從 “ 1”到“ 0”狀態(tài)條件成立。 轉(zhuǎn) 換 條 件 是 與 轉(zhuǎn) 換 相 關(guān) 的 邏 輯 命 題 。 轉(zhuǎn) 換 是用 與 有 向 連 線 垂 直 的 短 劃 線 來(lái) 表 示 。 如 果 不 是 上 述 方 向 ， 應(yīng) 在 有 向 連 線 上 用箭 頭 注 明 方 向 。 步 的 活 動(dòng) 狀 態(tài) 進(jìn) 展 是 按 有 向 連線 規(guī) 定 的 路 線 進(jìn) 行 。 一 般保 持 型 的 動(dòng) 作 在 功 能 表 圖 中 應(yīng) 該 用 文 字 或 助 記 符 標(biāo) 注 ， 而 非 保持 型 動(dòng) 作 不 要 標(biāo) 注 。 但 應(yīng) 注 意 表 明 動(dòng) 作是 保 持 型 還 是 非 保 持 型 的 。 如 果 某 一 步 有 幾 個(gè)動(dòng) 作 ， 可 用 下 圖 中 的 兩 種 畫 法 來(lái) 表 示 ， 但 并 不 隱 含 這 些 動(dòng) 作 間的任何順序。 所 謂 “ 動(dòng) 作 ” 是 指 某 步 活 動(dòng) 時(shí) ， PLC 向 被 控 系 統(tǒng) 發(fā) 出 的 命 令 ，或被控系 統(tǒng) 應(yīng) 該 執(zhí) 行 的 動(dòng) 作 。當(dāng) 系 統(tǒng) 正 工 作 于 某 一 步 時(shí) ，該 步 處 于 活 動(dòng) 狀 態(tài) ，稱 為“ 活動(dòng) 步 ”。如 下 圖 所 示 各 步 的 編 號(hào) 為n n、 n+1。步 在 功 能 表 圖 中 用 矩 形 框 表 示 。 它 主 要 是 由 步 、 轉(zhuǎn) 換 、 轉(zhuǎn)換 條 件 、 有 向 連 線 和 動(dòng) 作 等 要 素 組 成 。 我 國(guó) 于 1986 年 也 頒 布 了 功 能 圖 的 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn)（ —— 86）。 它 直 接 決 定 用 戶 設(shè)計(jì)的 PLC 程 序 的 質(zhì) 量 。 功 能 表 圖 是 設(shè) 計(jì) 順 序 控 制 程 序 的 有 力 工 具 。 它 是 描 述 控 制 系 統(tǒng) 的 控 制 過(guò) 程 、 功 能 和特 征 的 一 種 徒 刑 。 有 關(guān) 編程 方 式 建 在 下 一 節(jié) 中 介 紹 。 繪 制 功 能 表 圖 的 具 體 方 法 將 在 下面介紹。 如 ： A1*A B1+B2。 如 上 圖 “ 步 的 劃 分 方 法 二 ” 所 示 ， 滑 臺(tái) 由 停 止 （ 原 位 ） 轉(zhuǎn) 為 快進(jìn) ，其 轉(zhuǎn) 換 條 件 是 按 下 起 動(dòng) 按 鈕 SB1（即 SB1 的 動(dòng) 合 觸 點(diǎn) 接 通 ）；由 快 進(jìn) 轉(zhuǎn) 為 工 進(jìn) 的 轉(zhuǎn) 換 條 件 是 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ2 動(dòng) 作 ； 由 工 進(jìn) 轉(zhuǎn) 為快 進(jìn) 的 轉(zhuǎn) 換 條 件 是 終 點(diǎn) 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ3 動(dòng) 作 ；由 快 退 轉(zhuǎn) 為 停 止（ 原位 ） 的 轉(zhuǎn) 換 條 件 是 原 位 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ1 動(dòng)作。 轉(zhuǎn) 換 條 件 是 使 系 統(tǒng) 從 當(dāng) 前 步 進(jìn) 入 下 一 步 的 條 件 。 總 之 ， 步 的 劃 分 應(yīng) 以 PLC 輸 出 量 狀 態(tài) 的 變 化 來(lái) 劃 分 ， 因 為 我 們是為了設(shè)計(jì) PLC 控制 的 程 序 ， 所 以 PLC 輸出狀態(tài)沒(méi)有變化時(shí)，就 不 存 在 程 序 的 變 化 。 但 這 些 狀 態(tài) 的 改變 都 必 須 是 由 PLC 輸 出 量 的 變 化 引 起 的 ，否 則 就 不 能 這 樣 劃 分 。 如 下 圖 所 示 ， 初 始狀 態(tài) 是 停 在 原 位 不 動(dòng) ， 當(dāng) 得 到 起 動(dòng) 信 號(hào) 后 開(kāi) 始 快 進(jìn) ， 快 進(jìn) 到 加工 位 置 轉(zhuǎn) 為 工 進(jìn) ， 到 達(dá) 終 點(diǎn) 加 工 結(jié) 束 又 轉(zhuǎn) 為 快 退 ， 快 退 到 原 位停 止 ， 又 回 到 初 始 狀 態(tài) 。 在 每 一 步 內(nèi) PLC 各 輸 出 量 狀 態(tài) 均 保持不變。 步 是 根 據(jù) PLC 輸 出 量 的 狀 態(tài)劃 分 的 ， 只 要 系 統(tǒng) 的 輸 出 量 狀 態(tài) 發(fā) 生 變 化 ， 系 統(tǒng) 就 從 原 來(lái) 的 步進(jìn) 入 新 的 步 。若自動(dòng)工作狀態(tài)解 除 ， 則 應(yīng) 將 工 作 方 式 選 擇 開(kāi) 關(guān) 放 至 “ 單 步 操 作 ” 位 置 。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 26 圖 機(jī) 械 手 自 動(dòng) 工 作 梯 形 圖 繪制機(jī)械手 PLC 將控制梯形圖 將 從 初 始 化 開(kāi) 始 的 一 系 列 梯 形 圖 ， 按 照 總 體 構(gòu) 成 圖 的 形 式 作 何在 一 起 ， 得 到 機(jī) 械 手 PLC 控 制 的 梯 形 圖 ， 如 下 圖 所 示 。 初 始 狀 態(tài) 在 圖 中 用 雙 線 框 表 示 。 這 種 控 制 過(guò) 程 用 繼 電 器 符 號(hào) 程 序 很 難實(shí) 現(xiàn) 程 序 設(shè) 計(jì) 。在 夾 持 輸 出 Y431 置 位 后 ，保 持 夾 持 ，直 到 夾 持 輸 出復(fù) 位 松 開(kāi) 。 T450 接 通 后 ， 轉(zhuǎn) 化 為 第 一 次 上 升 。 自 下 限 位 置 時(shí) ，X401 接 通 ， 轉(zhuǎn) 化 為 “ 夾 持 ” 過(guò) 程 。 表 明 了 各 工 步 的 實(shí) 現(xiàn) 以 及 各 工 步 的 轉(zhuǎn) 換 條 件 。返 回 原 位 梯形圖如下圖。 單 步 操 作 是 梯 形 圖 如 下 圖 。 D 單 步 操 作 梯 形 圖 手 動(dòng) 操 作 方 式 由 于 不 需 要 任 何 復(fù) 雜 的 順序 控 制 ，可 以 用 常 規(guī) 繼 電 器 順 序 方 法 來(lái) 設(shè) 計(jì) 梯 形 圖 。 狀 態(tài) 器 轉(zhuǎn) 換 禁 止 梯 形 圖 如下。 在 手 動(dòng) 方 式 解 除 之 后 ， 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 ， 則 狀態(tài) 轉(zhuǎn) 換 禁 止 解 除 ， M574 復(fù) 位 。 但 每 按 下 一 次 啟 動(dòng) 按 鈕 時(shí) ， M574 斷 開(kāi) 一 次 ， 允河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 21 許 狀 態(tài) 器 轉(zhuǎn) 換 一 步 。 當(dāng) 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 時(shí) ， 從 現(xiàn) 行工 序 重 新 開(kāi) 始 工 作 ， M574 應(yīng) 復(fù) 位 ， 即 重 新 允 許 轉(zhuǎn) 換 。 圖 狀 態(tài) 器 轉(zhuǎn) 換 啟 動(dòng) 梯 形 圖 C 狀 態(tài) 器 轉(zhuǎn) 換 禁 止 梯 形 圖 ： 激 活 特 殊 輔 助 繼 電 器 M574， 并 用 步進(jìn) 指 令 控 制 狀 態(tài) 器 轉(zhuǎn) 換 時(shí) ， 狀 態(tài) 器 的 自 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 就 被 禁 止 。另 一 方 面 ，采 用 M100 檢 查 機(jī) 器 是 否 處 于 原 位 。 B 狀 態(tài) 器 轉(zhuǎn) 換 啟 動(dòng) ： 若 機(jī) 械 手 工 作 在 自 動(dòng) 工 作 方 式 下 ， 當(dāng) 初 始狀 態(tài) 器 S600 被 置 位 后 ，按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 ，輔 助 繼 電 器 M575 工 作 ，狀 態(tài) 器 的 狀 態(tài) 可 以 一 步 步 向 下 傳 遞 ， 即 可 以 進(jìn) 行 轉(zhuǎn) 換 。在 “ 單 步 操 作 ”（ X500 接通）時(shí)， S600 復(fù) 位 。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 19 圖 機(jī)械手 PLC 控 制 梯 形 圖 總 體 構(gòu) 成 （ 2） 各 部 分 梯 形 圖 的 設(shè) 計(jì) 通 用 部 分 梯 形 圖 設(shè) 計(jì) A 狀 態(tài) 器 的 初 始 化 ： 初 始 狀 態(tài) 器 S600 在 手 動(dòng) 方 式 下 被 置 位 、 復(fù)河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 20 位 。 “ 自 動(dòng) ” 方 式 時(shí) ，應(yīng) 執(zhí) 行 “ 自 動(dòng) ” 程 序 ， 故 梯 形 圖 的 總 體 構(gòu) 成 如 下 圖 所 示 。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 18 3 梯形圖設(shè)計(jì) 機(jī) 械 手 的 控 制 屬 順 序 控 制 ， 采 用 步 進(jìn) 指 令 ， 根 據(jù) 說(shuō) 明 機(jī) 器 工 作狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 的 圖 形 ， 很 容 易 進(jìn) 行 程 序 設(shè) 計(jì) 。 圖 機(jī)械手 PC 輸入 /輸 出 端 子 的 分 配 (4).方案選擇 考 慮 到 機(jī) 械 手 在 工 作 時(shí) 間 時(shí) 可 能 發(fā) 生 誤 動(dòng) 作 行 程 開(kāi) 關(guān) 而 引 起 的不 安 全 動(dòng) 作 ， 各 個(gè) 輸 入 開(kāi) 關(guān) 信 號(hào) 只 能 在 規(guī) 定 的 狀 態(tài) 發(fā) 生 作 用 ，例如， SQ1 的 閉 合 信 號(hào) 只 能 當(dāng) 機(jī) 械 手 位 于 原 位 而 且 按 下 SB2 后或 從 原 位 右 移 到 右 位 后 才 能 起 作 用 ，其 他 狀 態(tài) 時(shí) SQ1 不 起 作 用 。 指令總條數(shù) =（ 10—— 20） *（ 輸 入 點(diǎn) 數(shù) +輸 出 點(diǎn) 數(shù) ） 本 例 中 指 令 總 條 數(shù) 為 （ 10—— 20） *（ 6+5） =110—— 220 條。 (2).估算 PC 內(nèi)存總數(shù) 選取 PC 類 型 ， PC 內(nèi) 存 總 數(shù) 取 決 于 程 序 指 令 總 條 數(shù) 。 I/O 地址分配 I/O 地 址 分 配 如 表 所 示 I/O 地 址 分 配 一 覽 表 輸入： 輸出： X0 橫軸正限位 Y0 橫軸脈沖 X1 豎軸正限位 Y1 豎軸脈沖 X2 橫軸反限位 Y2 橫 軸方向 X3 豎軸反限位 Y3 豎軸方向 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 16 X4 旋轉(zhuǎn)脈沖 Y20 手正轉(zhuǎn) X20 手正轉(zhuǎn)限位 Y21 手反轉(zhuǎn) X21 手反轉(zhuǎn)限位 Y22 底座正轉(zhuǎn) X22 底座正限位 Y23 底座反轉(zhuǎn) X23 底座反限位 Y24 電磁閥動(dòng)作 (1).確 定 輸 入 輸 出 接 點(diǎn) 的 總 數(shù) 輸 入 接 點(diǎn) ：?jiǎn)?動(dòng) 按 鈕 SB、行 程 開(kāi) 關(guān) SQ1—— SQ光 電 開(kāi) 關(guān) SQ5，一共 6 個(gè)。由 于接 近 開(kāi) 關(guān) 有 三 根 線 ， 接 線 時(shí) 注 意 把 紅 色 的 線 接 電 源 的 正 極 ， 黑色 線 接 電 源 的 負(fù) 極 ， 藍(lán) 色 的 線 接 PLC 的輸入端子。 機(jī) 械 手 控 制 系 統(tǒng) 電 器 原 理 圖 。 在 硬 件 設(shè) 計(jì) 重 要 進(jìn) 行輸 入 設(shè) 備 的 選 擇 （ 如 控 制 按 鈕 、 開(kāi) 關(guān) 及 計(jì) 量 保 護(hù) 裝 置 的 輸 入 信號(hào) 等 ），還 有 執(zhí) 行 元 件 的 選 擇 以 及 控 制 臺(tái) 、柜 的 設(shè) 計(jì) 等 。歸 位 后 首 先 橫 軸 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 ， 橫 軸 前 伸 ； 前 伸 到 位 后 ，手 抓 電 動(dòng) 機(jī) 得 電 帶 動(dòng) 手 爪 旋 轉(zhuǎn) ；當(dāng) 傳 感 器 檢 測(cè) 到 限 位 磁 頭 時(shí) ，電 動(dòng) 機(jī) 停 止 ， PLC 控制電磁閥動(dòng)作，手張開(kāi)；延時(shí)一段時(shí)間，豎 軸 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 ， 豎 軸 下 降