【正文】 于編程和調(diào)試 。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。 （ 4） 分配 I/O 點(diǎn) 分配 PLC 的輸入 /輸出點(diǎn)，編制出輸入 /輸出分配表或者 畫出輸入 /輸出端子的 接線圖。 （ 5）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。 （ 6）將程序輸入 PLC 使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入 ； 當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時，可通過上下 位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。 同時 ， 軟件測試 也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐 一排除，直至調(diào)試成功。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 裝 訂 線 編程語言 PLC 在控制系統(tǒng)的應(yīng)用中，外部硬件接線部分較為簡單，對被控對象的控制作用， 都體現(xiàn)在 PLC 程序上。圖形化編程語言包括 :梯形圖 (LDLadder Diagram)、功能塊圖(FBDFunction Block Diagram)、順序功能圖 (SFCSequential Function Chart)。這些語言是基于WINDOWS 操作系統(tǒng)的編程語言 ， 而 SFC 編程語言則在兩類編程語言中均可使用。 由于梯形圖類似于繼電器控制的電氣接線圖，便于理解 ,因此許多編程人員和維護(hù)人員都選擇了這一編程方式 。每一個觸點(diǎn)代表了一個布爾變量的狀態(tài)，每一個線圈代表了一個實(shí)際設(shè)備的狀態(tài) 。這種方法很容易地就可以把原繼電器控制電路 移植成 PLC 的梯形圖語言。 1. 編程原則 （ 1）輸出線圈（包括輸出繼電器、輔助繼電器和定時器 /計(jì)數(shù)器）在程序中只能使用一次，但觸點(diǎn)可以無限次使用。 （ 3）線圈不能從母線直接輸出。 （ 4）輸出線圈可以并聯(lián)，不能串聯(lián)，但定時器的線圈可以串聯(lián)。 （ 6）不準(zhǔn)使用沒有定義過的觸點(diǎn)和線圈。 （ 8）定時 器 /計(jì) 數(shù)器不能直接產(chǎn)生外部輸出信號，必須用對應(yīng)的觸點(diǎn)編程到一個輸出。 PLC 的 CPU采用循環(huán)掃描的工作方式 ， 一般包括五個階段：內(nèi)部診斷與處理 、 與山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 裝 訂 線 外設(shè)進(jìn)行通訊 、 輸入采樣 、 用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。 2. 使用起 /保 /停 電路的編程方式 起 /保 /停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，無需編程元件做中間環(huán)節(jié)，各種型號 PLC 的指令系統(tǒng)都有相 關(guān)指令，加上該電路利用自保持，從而具有記憶功能，且與傳統(tǒng)繼電器控制 電路基本相類似，因此得到了廣泛的應(yīng)用。圖 31 順序功能圖所對應(yīng)的梯形圖，有常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)及輸出線圈組成。它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特征的一種徒刑。 功能表圖是設(shè)計(jì)順 序控制程序的 有力工具。 各個 PLC 廠家都開發(fā)了相應(yīng)的功能表圖，各國也動制定了功能表圖的國家標(biāo)準(zhǔn)，我國于 1986 年也頒布了功能圖的國家標(biāo)準(zhǔn)（ —— 86）。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 裝 訂 線 圖 32 功能表圖一般形式 1） 步與動作 前面已介紹過，用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì) PLC 程序時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)輸出狀態(tài)的變化，將系統(tǒng)的工作過程劃分成若干個 狀 態(tài)不變的階段，這些階段稱為“步”。編程時一般用 PLC 內(nèi)部軟繼電 器來代表各步，因此經(jīng)常直接用相應(yīng)的內(nèi)部軟繼電器編號作為步的編號。在功能表圖中初始步用雙線框表示，每個功能表圖至少應(yīng)該有一個初始步。動作用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應(yīng)與相應(yīng)步的矩形框相連接。 圖 33 多個動作畫法 當(dāng)步處于活動狀態(tài)時，相應(yīng)的動作被執(zhí)行。保持型的動作是指該步活動時執(zhí)行該動作，該步變?yōu)椴换顒雍罄^續(xù)執(zhí)行該動作；非保持型動作是指該步活動時執(zhí)行，該步變?yōu)椴换顒訒r動作也停止執(zhí)行。 2）有向連線、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件 如 圖 32 功能表圖的一般形式 所示，步與步之間用有向連線連接，并且用轉(zhuǎn)換將步山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 裝 訂 線 分隔開。有向連線上無箭頭標(biāo)注時，其進(jìn)展方向是從上倒下、從左到右。步的活動狀態(tài)進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換來完成的。步與步之間不允許直接相連，必須有轉(zhuǎn)換隔開，而轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換之間也同樣不能直接相連，必須由步隔開。轉(zhuǎn)換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表達(dá)式或圖形符號標(biāo)注表示轉(zhuǎn)換的短劃線旁邊。 3）功能表圖中轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn) 步與步之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換應(yīng)同時具備兩個條件： ① 前幾步必須是“活動步”； ② 對應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件成立。 3. 功能表圖的基本結(jié)構(gòu) 根據(jù)步與步之間轉(zhuǎn)換的不同情況，功能表圖有以下幾種不同的基本結(jié)構(gòu)形式。 （ 2）選擇序列結(jié)構(gòu) 選擇序列有開始和結(jié)束之分。分支中表示轉(zhuǎn)換的短劃線只能標(biāo)在水平線之下。假設(shè)步 3 為活動步，如果轉(zhuǎn)換條件 x 成立，則步3 向步 4 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換；如果轉(zhuǎn)換條件 y 成立，則步 3 向步 6 轉(zhuǎn)換；如果轉(zhuǎn)換條件 z 成立，則步 3 向步 8 轉(zhuǎn)換。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 裝 訂 線 圖 34 選擇序列分支 選擇序列的合并是指幾個選擇分支合并到一個公共上。 如 圖 35 所示為選擇序列的合并。 圖 35 選擇序列合并 （ 3）并列序列結(jié)構(gòu) 并列序列也有開始與結(jié)束之分。 如 圖 36（ a）所示為并列序列的分支，它是指當(dāng)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)后將同時使多個續(xù)步激活。如果步 2 為活動步，且轉(zhuǎn)換條件 b 也成立，則 7 三步同時變成活動步，而步 2 變?yōu)椴换顒印?如 圖 36（ b）所示為并列序列的合并，當(dāng)直接在雙線上的所有前級步 8 都為活動步時，轉(zhuǎn)換條件 k 成立，才能使轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)，即步 9 變?yōu)榛顒硬剑? 8 均變?yōu)椴换顒硬健? 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。功能表圖中步 7 包含了 、 、 、 四個子步。因此，設(shè)計(jì)時只要先畫出簡單的描述整個系統(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。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)錯誤，縮短設(shè)計(jì)時間。 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 裝 訂 線 （ 5）跳步、重復(fù)和循環(huán)序列 如 圖 38（ a）所示為跳步序列，當(dāng)步 3 為活動步時，如果轉(zhuǎn)換條件 w 成立，則跳過步 4 和步 5 直接進(jìn)入步 6。直到轉(zhuǎn)換條件 x 成立，重復(fù)結(jié)束，轉(zhuǎn)入步 7。 圖 38 跳步、重復(fù)和循環(huán)序列 在實(shí)際控制系統(tǒng)中，功能表圖中往往不是單一地含有上述某一種系列，而經(jīng)常是上述各種序列結(jié)構(gòu)的組合。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)就從原來的步進(jìn)入新 的步。在每一步內(nèi) PLC 各輸出量狀態(tài)均保持不變。如圖 310 所示，初始狀態(tài)是停在原位不動，當(dāng)?shù)玫狡饎有盘柡箝_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)。例如：若從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)與 PLC 輸出無 關(guān)，那么快進(jìn)、工進(jìn)只能算一步 。 2） 轉(zhuǎn)換條件的確定 確定各相鄰步之間的轉(zhuǎn)換條件是順序控制設(shè)計(jì)法的重要步驟之一。常見的轉(zhuǎn) 換條件有按鈕、行程開關(guān)、定時器和計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)的動作（通 /斷）等。轉(zhuǎn)換條件也可以是若干個信號的邏輯（與、或、非）組合。 3） 功能表圖的繪制 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 裝 訂 線 根據(jù)以上分析畫出描述系統(tǒng)工作過程的功能表圖，是順序控制設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的一個步驟。有關(guān)編程方式建在下一 節(jié) 中介紹。是在借鑒、吸收世界范圍的 PLC 廠商的指令表語言的基礎(chǔ)上形成的一種標(biāo)準(zhǔn)語言，可以用來描述功能，功能塊和程序的行為，還可以在順序功能流程圖中描動作和轉(zhuǎn)變的行為。其工作流程圖如圖 42 所示。 1— 按下啟動按鈕，機(jī)械手開始從原位下降。 3— 設(shè)定時間到后夾持動作完成，機(jī)械手開始上升動作。 5— 機(jī)械手右移至右限位， X403 動作，右移結(jié)束，同時機(jī)械手開 始下降動作。 7— 設(shè)定時間到后松開動作完成，機(jī)械手開始上升動作。 9— 機(jī)械手左移至左限位， X404 動作，左移結(jié)束，結(jié)束一次傳物。當(dāng)旋鈕打向回原點(diǎn)時，系統(tǒng)自動地回到左上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向手動時，每一下步都要按下該按鈕才能實(shí)現(xiàn)。 機(jī)型的選擇 進(jìn)行 PLC選型時，基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，同時要兼顧維修、備件的通用性。當(dāng)控制速度要求較高、輸出有高速脈沖信號等情況時，要考慮輸入 /輸出點(diǎn)的形式，可采用晶體管形式輸出也可以采用繼電器輸出。準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點(diǎn)數(shù)并考慮今后系統(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充，在實(shí)際統(tǒng)計(jì) I/O 點(diǎn) 數(shù)基礎(chǔ)上，一般應(yīng)加上10%20%的備用點(diǎn)數(shù)。模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC 采用主機(jī)模塊與輸入模塊、功能模式塊組合使用的方法 ，比整體式方便靈活，維修更換模塊、判斷與處理故障快速方便，適用于工藝變化較多、控制要求復(fù)雜的系統(tǒng)。 PC內(nèi)存總數(shù)取決于程序指令總條數(shù)。 指令總條數(shù) =（ 10～ 20） *（輸入點(diǎn)數(shù) +輸出點(diǎn)數(shù)） 本控制系統(tǒng)中指令總條數(shù)為（ 10～ 20） *（ 15+5） =200～ 400 條。 據(jù)此可以做出機(jī)械手 PLC 控制的輸入、輸出分配。 表 41 I/O地址分配一覽表 名 稱 代號 輸入 名 稱 代號 輸入 名 稱 代號 輸出 啟動 SB1 X000 夾緊 SB5 X012 電磁閥下降 Y530 Y0 下限行程 SQ1 X500 放松 SB6 X506 電磁閥夾緊 Y531 Y1 上限行程 SQ2 X501 單步上升 SB7 X504 電磁閥上升 Y532 Y2 右限行程 SQ3 X503 單步下降 SB8 X010 電磁閥右行 Y533 Y3 左限行程 SQ4 X502 單步左移 SB9 X505 電磁閥左行 Y534 Y4 停止 SB2 X001 單步右移 SB10 X011 手動操作 SB3 X002 回原點(diǎn) SB11 X004 連續(xù)操作 SB4 X003 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 裝 訂 線 圖 43機(jī)械手 PLC 控制輸入 /輸出分配 梯形圖設(shè)計(jì) 機(jī)械手的控制屬于順序控制，采用步進(jìn)指令，根據(jù)說明機(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)。 “自動”方式時，應(yīng)執(zhí)行“自動”程序，故梯形圖的總體構(gòu)成如圖 44 所示 其中，自動程序要在啟動按鈕按下時才執(zhí)行。當(dāng)方式選擇開山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 裝 訂 線 關(guān)處于“返回復(fù)位”（ X501 接通）時，按下返回復(fù)位按鈕（ X505） 時被 置 位 。在“單步操作”（ X500 接通）時， S600復(fù)位。 圖 45狀態(tài)器初始化梯形圖 2）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動：若機(jī)械手工作在自動工作方式下，當(dāng)初始狀態(tài)器 S600 被置位后，按下啟動按鈕，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。另一方面，采用 M100 檢查機(jī)器是否處于原位。 圖 46狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動梯形圖 3）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，狀態(tài)器的自動轉(zhuǎn)換就被禁止。當(dāng)按下啟動按鈕時，從現(xiàn)行工序重新開始工作， M574 應(yīng)復(fù)位，即重新允許轉(zhuǎn)換。但每按下一次啟動按鈕時， M574 斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一步。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁 止解除， M574 復(fù)位。狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖如圖 47所示 。 （ 2）單步操作梯形圖 手動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)繼電器順序方法來設(shè)計(jì)梯形圖。 單