【正文】 圖 47狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖 通過(guò)對(duì)上圖的分析可得出：在執(zhí)行“單步操作”和“返回原位”程序時(shí)， M575一直不能被接通，而 M574 長(zhǎng)期被接通（按下啟動(dòng)按鈕時(shí)除外）；執(zhí)行“步進(jìn)”程序時(shí)，每按一次啟動(dòng)按鈕， M574 斷開(kāi)一次， M575 接通一次，狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕， M574 斷開(kāi)， M575 接通，狀態(tài)器的狀態(tài)可一步一步 向下轉(zhuǎn)換，直至按下停止按鈕時(shí)， M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換被禁止，操作停止現(xiàn)行工序（再次按下啟動(dòng)按鈕時(shí)從現(xiàn)行工序開(kāi)始工作）；在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時(shí)， M575 一直接通到按下停止按鈕，此時(shí) M574一直不能接通。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 裝 訂 線 PLC在啟動(dòng)時(shí)，用初始化脈沖 M71使 M574 自保 持，以次禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換，直到按下啟動(dòng)按鈕。 在“手動(dòng)”工作方式（單一操作，返回原位）情況下，禁止進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 在“步進(jìn)”工作方式時(shí)， M574應(yīng)始終工作，此時(shí)，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時(shí)， M574 應(yīng)被激勵(lì)并保持，操作停止在現(xiàn)行工步。當(dāng) M575 和 M100 都接通時(shí)，從初始狀態(tài)開(kāi)始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其梯形圖如 圖 46所示 。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時(shí)，轉(zhuǎn)換啟動(dòng)繼電器 M575 一直保持到停機(jī)按鈕按下為止。 處于中間工步的狀態(tài)器用手動(dòng)作復(fù)位操作，即在方式選擇 開(kāi)關(guān)位于“單步操作”或 “返回復(fù)位”時(shí)，中間狀態(tài)器 同步復(fù)位，故初始狀態(tài)梯形圖如下圖 45所示（如果狀態(tài)器要 在供電時(shí)從斷電前條件開(kāi)始繼續(xù)工作，則不需要 M71） 。在“單步操作”（ X500接通）時(shí)， S600復(fù)位， 處 于 被置位 。 圖 44 控制梯形圖總體構(gòu)成 2．各部分梯形圖設(shè)計(jì) （ 1）通用部分梯形圖設(shè)計(jì) 1）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)位。 1．梯形圖總體設(shè)計(jì) “ 單步操作”方式時(shí)，應(yīng)執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“返回原位”方式時(shí)，應(yīng)執(zhí)行“返回原位”程序 。如表 41 所示，其接線如圖 43所示。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 裝 訂 線 綜合分析控制系統(tǒng)要求，考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)指標(biāo)，可選用三菱公司的 FX2—48MR，該機(jī)基本單元有 24個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)，有 16個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)，能夠滿足控制系統(tǒng)要求。 PC 內(nèi)存總數(shù)又是選取 PC類型的重要依據(jù)，為此依據(jù)下面的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)指 令總條數(shù)進(jìn)行估算。 此外，還應(yīng)考慮用戶儲(chǔ)存器的容量、 PLC 的處理速度是否能滿足實(shí)時(shí)控制的要求、編程器與外圍設(shè)備的選擇等。多數(shù)小型 PLC 為整體式，具有體積小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，適于工藝過(guò)程比較穩(wěn)定，控制要求比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。 輸入 /輸出的點(diǎn)數(shù)可以衡量 PLC 規(guī)模的大小。對(duì)開(kāi)關(guān)量控制的系統(tǒng)，當(dāng)控制速度要求不高時(shí)，一般的 PLC 都可以滿足要求，如對(duì)小型泵的順序控制、單臺(tái)機(jī)械的自動(dòng)控制等。 PLC輸入、輸出分析及 PLC機(jī)型選擇 /輸出接點(diǎn)的總數(shù) 根據(jù)對(duì)機(jī)械手的控制分析，可以確定輸入信號(hào)有啟動(dòng)、停止 限位開(kāi)關(guān) SQ1—— SQ4，啟動(dòng)按鈕 SB 停止按鈕 SB手動(dòng)操作按鈕 SB連續(xù)操作按鈕 SB4 等 共計(jì) 15點(diǎn)輸入；輸出信號(hào)為上升、 下降、左移、右移及夾緊，共計(jì) 5點(diǎn)。當(dāng)旋鈕打向自動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成 提前布下的 操作，且循環(huán)動(dòng)作。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 裝 訂 線 圖 41 機(jī)械手工作示意圖 圖 42 機(jī)械手工作流程 圖 其控制要求是： 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 裝 訂 線 1. 手臂左右直線運(yùn)動(dòng) 2. 手臂上下直線運(yùn)動(dòng) 3. 手爪的松開(kāi)與夾緊動(dòng)作 4. 多操作方式 要求有連續(xù)控制和手動(dòng)控制等操作方式，工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來(lái)。 8— 機(jī)械手上升至上限位時(shí)， X402 動(dòng)作，上升結(jié)束，同時(shí)機(jī)械手開(kāi)始左移動(dòng)作。 6— 機(jī)械手下降至下限位， X401 動(dòng)作，下降結(jié)束，同時(shí) Y431 斷電，機(jī)械手開(kāi)始松開(kāi)手爪。 4— 機(jī)械手上升至上限位時(shí)， X402 動(dòng)作，上升結(jié)束，同時(shí)機(jī)械手開(kāi)始右移動(dòng)作。 2— 機(jī)械手下降至下限位 X401 動(dòng)作，下降結(jié)束，同時(shí) Y431 導(dǎo)通。 從圖 中可以看出，機(jī)械手的工作過(guò)程如下： 0— 初始狀態(tài)：機(jī)械手處于原位狀態(tài)，即左限位 X40 X402 受壓。 第四章 PLC 控制機(jī)械 手的設(shè)計(jì) 控制要求 圖 41 是機(jī)械手控制的示意圖，其作用是使 A 處的物體能被放置到 B 處。 （ 3） 指令表編程語(yǔ)言 (ILInstruction List) 指令表編程語(yǔ)言又稱為語(yǔ)句表或布爾助記符，它是一種類似匯編語(yǔ)言的低級(jí)語(yǔ)言，屬于傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言，用布爾助記符表示的指令來(lái)描述程序。 4） 梯 形圖的編制 根據(jù)功能表圖，采用某種編程方式設(shè)計(jì)出梯形圖程序。如：A1*A B1+B2。 如 圖 310 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。 圖 310 步的劃分方法二 總之，步的劃分應(yīng)以 PLC輸出量狀態(tài)的變化來(lái)劃分，因?yàn)槲覀兪菫榱嗽O(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。因此，液壓 滑臺(tái) 的整個(gè)工作過(guò)程可以劃分為停止（原位）、快進(jìn)、工進(jìn)、快退四步， 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。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 裝 訂 線 圖 39 步的劃分方法一 步也可根據(jù)被控對(duì)象工作狀態(tài)的變化來(lái)劃分，但被控對(duì)象的狀態(tài)變化應(yīng)該是由 PLC輸出狀態(tài)變化引起的。如下圖所示，某液壓動(dòng)力滑臺(tái)的整個(gè)工作過(guò)程可劃分為四步，即： 0 步 A、 B、 C 均不輸出； 1 步 A、 B 輸出； 2 步 B、 C 輸出； 3 步 C 輸出。 1） 步的劃分 分析被控對(duì)象的工作過(guò)程及控制要求，將系列的工作過(guò)程劃分成若干階段，這些階段稱為“步”。 如圖 38（ c）所示為循環(huán)序列，在序列結(jié)束后，即步 3 為活動(dòng)步時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件y 成立，則直接返回初始步 0，形成系統(tǒng)的循環(huán)。 如圖 38(b)所示為重復(fù)序列，當(dāng)步 6 為活動(dòng)步時(shí)，如果轉(zhuǎn)換條件 x 步成立而條件 y成立，則重復(fù)返回步 5，重復(fù)執(zhí)行步 5 和步 6。 功能表圖除以上四種基本結(jié)構(gòu)外，在實(shí)際使用中還經(jīng)常碰到一些特殊序列，如跳步、重復(fù)和循環(huán)序列等。子步中可以包含更詳細(xì)的子步。 圖 37 子步結(jié)構(gòu) 這些子步序列通常表示整個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)完整子 功 能，類似于計(jì)算機(jī)編程中的子程序。如下圖所示的功能表圖采用了子步的結(jié)構(gòu)形式。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 裝 訂 線 圖 36 并列序列結(jié)構(gòu) （ 4）子步結(jié)構(gòu) 在繪制復(fù)雜控制系統(tǒng)功能表圖時(shí)，為了使總體設(shè)計(jì)時(shí)容易抓住系統(tǒng)的主要矛盾，能更簡(jiǎn)潔地表示系統(tǒng)的整體功能和全貌，通常采用“子步”的結(jié)構(gòu)形式，可避免一開(kāi)始就陷入某些細(xì)節(jié)中。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)步 7 被同時(shí)激活后，每一序列接下來(lái)的轉(zhuǎn)換將是獨(dú)立的。為了強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)換的同步實(shí)現(xiàn)，水平連線用雙線表示。并列序列的開(kāi)始也稱為分支，并 列序列的結(jié)束也稱為合并。如果步 5 為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件 e 成立，則由步 5向步 10 轉(zhuǎn)換；如果步 7 為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件 f 成立，則步 7 向步 10 轉(zhuǎn)換；如果步 9為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件 f 成立，則步 9 向步 10 轉(zhuǎn)換。各分支也都有各自的轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件只能標(biāo)在水平線之上。分支中一般同時(shí)只允許選擇其中一個(gè)序列。 如 圖 34 所示為選擇序列的分支。選擇序列的開(kāi)始稱為分支，選擇序列的結(jié)束稱為合并；選擇序列的分支是指一個(gè)前級(jí)步后面緊接著有若干個(gè)后續(xù)步可供選擇，各分支都有各自的轉(zhuǎn)換條件。 （ 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，每一步的后面只有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換后面只有一步。 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?yōu)榛顒?dòng)，而所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前幾步都變?yōu)椴换顒?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(huà)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” 。步在功能表圖中用矩形框表示， 如 圖 33 所示各步的編號(hào)為 X X、 X+1。 2． 功能表圖的組成要素 功能表圖 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。在順序控制設(shè)計(jì)法中，功能表圖的繪制是最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)， 它直接決定用戶設(shè)計(jì)的 PLC 程序的質(zhì)量。功能表圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，是一種通用的技術(shù)語(yǔ)言，因此，功能表圖也可用于不同專業(yè)的人員進(jìn)行技術(shù)交流。 圖 31 起 /保 /停 電路 編程 順序 功能圖 （ 2） 功能表圖 編程語(yǔ)言 1． 功能表圖概述 功能表圖又稱流程圖。這種編程方法通用性強(qiáng)，編程容易掌握，一般在原繼電器控制系統(tǒng)的 PLC 改造過(guò)程中應(yīng)用較多。 當(dāng)方式開(kāi)關(guān)處于 關(guān)閉 時(shí)，只執(zhí) 行前兩個(gè)階段：內(nèi)部診斷與處理，與外設(shè)進(jìn)行通訊 。 （ 9）在梯形圖的豎線上不能安排任何元件。 （ 7）主程序必須以 EMD 指令結(jié)束。 （ 5）一般以輸出線圈和右母線相連，線圈后面不允許有觸點(diǎn)。如果需要始終保持通電，可以使用特殊繼電器（常ON）。 （ 2）并聯(lián)觸點(diǎn)和串聯(lián)觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)無(wú)限制。這是一種比較方便的編程方法。 梯形圖法是用梯形圖語(yǔ)言去編制 PLC 程序，這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法， 其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近。梯形圖程序的左右兩側(cè)有兩垂直的電力軌線，左側(cè)的電力軌線名義上為功率流從左向右沿著水平梯級(jí)通過(guò)各個(gè)觸點(diǎn)、功能、功能塊、線圈等提供能量，功率流的終點(diǎn)是右側(cè)的電力軌線。 （ 1） 梯形圖編程語(yǔ)言 (LDLadder Diagram) 梯形圖來(lái)源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述，是 PLC 編程中被最廣泛使用的一種圖形化語(yǔ)言， 其圖形結(jié)構(gòu)類似于登高用的梯子，故名梯 形圖 。文本化編程語(yǔ)言包括 :指令表 (ILInstruction List)和結(jié)構(gòu)化文本 (STStructured Text)。因此， PLC 程序設(shè)計(jì)的好壞，直接影響控制系統(tǒng)的性能 可編程控制器的編程語(yǔ)言按 IEC611313 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)分主要包括圖形化編程語(yǔ)言和文本化編程語(yǔ)言。 （ 9）編制技術(shù)文件 系統(tǒng)技術(shù)文件包括說(shuō)明書(shū)、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。 （ 8）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試 在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進(jìn)行分段調(diào)試，然后再連接起來(lái)總調(diào)。 （ 7