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第八章第八章 功能表图法设计功能表图法设计PLC程序程序第一节功能表图的绘制功能表图绘制程序设计举例第一节功能表图的绘制第一节功能表图的绘制第一节功能表图的绘制第一节功能表图的绘制 PLC PLC在逻辑控制系统中的程序设计方法主要有经验设在逻辑控制系统中的程序设计方法主要有经验设计法、逻辑设计法和继电器控制电路移植法三种。经验计法、逻辑设计法和继电器控制电路移植法三种。经验设计法沿用了传统继电器系统电气原理图的设计方法，设计法沿用了传统继电器系统电气原理图的设计方法，即在一些典型单元电路即在一些典型单元电路(梯形图梯形图)的基础上，根据被控对的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复调试和修改梯形图，增加很多辅助触有时需要多次反复调试和修改梯形图，增加很多辅助触点和中间编程元件，最后才能得到一个较为满意的结果。点和中间编程元件，最后才能得到一个较为满意的结果。这种设计方法具有很大的试探性和随意性，最后的结果这种设计方法具有很大的试探性和随意性，最后的结果因人而异。设计所用时间、设计质量与设计者的经验有因人而异。设计所用时间、设计质量与设计者的经验有很大关系，所以称之为经验设计法。继电器控制电路移很大关系，所以称之为经验设计法。继电器控制电路移植法，主要用于继电器控制电路改造时的编程，按原电植法，主要用于继电器控制电路改造时的编程，按原电路图的逻辑关系对照翻译即可。在逻辑设计法中最为常路图的逻辑关系对照翻译即可。在逻辑设计法中最为常用的是功能表图设计法用的是功能表图设计法(又称顺序控制设计法又称顺序控制设计法)。在工业控制领域中，顺序控制的应用很广，尤其在机在工业控制领域中，顺序控制的应用很广，尤其在机械行业，几乎无一例外地利用顺序控制来实现加工的自械行业，几乎无一例外地利用顺序控制来实现加工的自动循环。前章的机械手就是顺序控制。可编程序控制器动循环。前章的机械手就是顺序控制。可编程序控制器的设计者们继承了顺序控制的思想，为顺序控制程序的的设计者们继承了顺序控制的思想，为顺序控制程序的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法成为当前PLCPLC程序设计的主要方法。程序设计的主要方法。这种设计方法很容易被初学者接受，程序的调试、修这种设计方法很容易被初学者接受，程序的调试、修改和阅读也很容易，并且大大缩短了设计周期，提高了改和阅读也很容易，并且大大缩短了设计周期，提高了设计效率。设计效率。一、功能表图设计法的基本步骤及内容一、功能表图设计法的基本步骤及内容一、功能表图设计法的基本步骤及内容一、功能表图设计法的基本步骤及内容 1.1.步的划分步的划分 分析被控对象的工作过程及控制要求，将系统的工作分析被控对象的工作过程及控制要求，将系统的工作功能表图绘制程序设计举例过程划分成若干阶段，这些阶段称为过程划分成若干阶段，这些阶段称为“步步”。步是根据。步是根据PLCPLC输出量的状态划分的，只要系统的输出量状态发输出量的状态划分的，只要系统的输出量状态发生变化，系统就从原来的步进入新的步。如图生变化，系统就从原来的步进入新的步。如图8-1a8-1a所所示，某液压动力滑台的整个工作过程可划分为四步，示，某液压动力滑台的整个工作过程可划分为四步，即即:0:0步步A A、B B、C C均不输出；均不输出；1 1步步A A、B B输出；输出；2 2步步B B、C C输输出；出；3 3步步C C输出。在每一步内输出。在每一步内PLCPLC各输出量状态均保持各输出量状态均保持不变。不变。步也可根据被控对象工作状态的变化来划分，但被步也可根据被控对象工作状态的变化来划分，但被控对象的状态变化应该是由控对象的状态变化应该是由PLCPLC输出状态变化引起的。输出状态变化引起的。如图如图8-1b8-1b所示，初始状态是停在原位不动，当得到起所示，初始状态是停在原位不动，当得到起动信号后开始快进，快进到加工位置转为工进，到达动信号后开始快进，快进到加工位置转为工进，到达终点加工结束又转为快退，快退到原位停止，又回到终点加工结束又转为快退，快退到原位停止，又回到初始状态。因此，液压滑台的整个工作过程可以划分初始状态。因此，液压滑台的整个工作过程可以划分为停止为停止(原位原位)、快进、工进、快退四步。但这些状态的、快进、工进、快退四步。但这些状态的功能表图绘制程序设计举例改变都必须是由改变都必须是由PLCPLC输出量的变化输出量的变化引起的，否则就不引起的，否则就不能这样划分。例如：能这样划分。例如：若从快进转为工进若从快进转为工进与与PLCPLC输出无关，输出无关，那么快进、工进只那么快进、工进只能算一步。能算一步。总之，步的划分应以总之，步的划分应以 PLC PLC输出量状态的变化来划分，输出量状态的变化来划分，因为我们是为了设计因为我们是为了设计PLCPLC控制的程序，所以控制的程序，所以PLCPLC输出输出状态没有变化时，就不存在程序的变化。状态没有变化时，就不存在程序的变化。功能表图绘制程序设计举例 2.2.转换条件的确定转换条件的确定 确定各相邻步之间的转换条件是顺序控制设计法确定各相邻步之间的转换条件是顺序控制设计法的重要步骤之一。转换条件是使系统从当前步进入下的重要步骤之一。转换条件是使系统从当前步进入下一步的条件。常见的转换条件有按钮、行程开关、定一步的条件。常见的转换条件有按钮、行程开关、定时器和计数器触点的动作时器和计数器触点的动作(通通/断断)等。等。如图如图8-1b8-1b所示，滑台由停止所示，滑台由停止(原位原位)转为快进，其转转为快进，其转换条件是按下起动按钮换条件是按下起动按钮SB1SB1（即（即SB1SB1的常开触点接通的常开触点接通)；由快进转为工进的转换条件是行程开关；由快进转为工进的转换条件是行程开关SQ2SQ2动作；动作；由工进转为快进的转换条件是终点行程开关由工进转为快进的转换条件是终点行程开关SQ3SQ3动作；动作；由快退转为停止由快退转为停止(原位原位)的转换条件是原位行程开关的转换条件是原位行程开关SQ1SQ1动作。转换条件也可以是若干个信号的逻辑动作。转换条件也可以是若干个信号的逻辑(与、与、或、非或、非)组合。如：组合。如：AlA2AlA2、B1B1B2B2。功能表图绘制程序设计举例 3.3.功能表图的绘制功能表图的绘制 根据以上分析画出描述系统工作过程的功能表图。根据以上分析画出描述系统工作过程的功能表图。4.4.梯形图的编制梯形图的编制 根据功能表图，采用某种编程方式设计出梯形图程序。根据功能表图，采用某种编程方式设计出梯形图程序。二、功能表图的绘制二、功能表图的绘制二、功能表图的绘制二、功能表图的绘制 1.1.功能表图概述功能表图概述 功能表图又称流程图。它是描述控制系统的控制过程、功能表图又称流程图。它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。功能表图并不涉及所描述的控功能和特性的一种图形。功能表图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言。功能表图制功能的具体技术，是一种通用的技术语言。功能表图也可用于不同专业的人员进行技术交流。也可用于不同专业的人员进行技术交流。在顺序控制设计法中，功能表图的绘制是最为关键的在顺序控制设计法中，功能表图的绘制是最为关键的一个环节。各个一个环节。各个PLCPLC厂家都开发了相应的功能表图。我厂家都开发了相应的功能表图。我国于国于19861986年也颁布了功能表图的国家标准年也颁布了功能表图的国家标准(GB6988.6(GB6988.686)86)。功能表图绘制程序设计举例 2.2.功能表图的组成要素功能表图的组成要素 图图8-28-2所示为功能表图所示为功能表图的一般形式。它主要由步、的一般形式。它主要由步、转换、转换条件、有向连转换、转换条件、有向连线和动作等要素组成。线和动作等要素组成。(1)(1)步与动作步与动作 前面已介绍前面已介绍过，用顺序控制设计法设过，用顺序控制设计法设计计PLCPLC程序时，应根据系程序时，应根据系统输出状态的变化，将系统输出状态的变化，将系统的工作过程划分成若干统的工作过程划分成若干个状态不变的阶段，这些个状态不变的阶段，这些阶段称为阶段称为“步步”。步在功能。步在功能表图中用矩形框表示。如，表图中用矩形框表示。如，框内的数字是该步的框内的数字是该步的功能表图绘制程序设计举例编号。如图编号。如图8-28-2所示各步的编号为所示各步的编号为n-1n-1、n n、n+1n+1。编程。编程时一般用时一般用PLCPLC内部软继电器来代表各步，因此经常直内部软继电器来代表各步，因此经常直接用相应的内部软继电器编号作为步的编号，如接用相应的内部软继电器编号作为步的编号，如M200M200。当系统正工作于某一步时，该步处于活动状。当系统正工作于某一步时，该步处于活动状态，称为态，称为“活动步活动步”。控制过程刚开始阶段的活动步与。控制过程刚开始阶段的活动步与系统初始状态相对应，称为系统初始状态相对应，称为“初始步初始步”。在功能表图中。在功能表图中初始步用双线框表示，每个功能表图至少应该有一个初始步用双线框表示，每个功能表图至少应该有一个初始步。初始步。所谓所谓“动作动作”是指某步是指某步活动时，活动时，PLCPLC向被控系向被控系统发出的命令，或被控统发出的命令，或被控系统应该执行的动作。系统应该执行的动作。动作用矩形框中的文字动作用矩形框中的文字或符号表示，该矩形框或符号表示，该矩形框功能表图绘制程序设计举例应与相应步的矩形框相连接。如果某一步有几个动应与相应步的矩形框相连接。如果某一步有几个动作，可以用图作，可以用图8-38-3中的两种画法来表示，但并不隐含中的两种画法来表示，但并不隐含这些动作之间的任何顺序。这些动作之间的任何顺序。当步处于活动状态时，相应的动作被执行。但应当步处于活动状态时，相应的动作被执行。但应注意表明动作是保持型还是非保持型的。保持型的注意表明动作是保持型还是非保持型的。保持型的动作是指该步活动时执行该动作，当该步变为不活动作是指该步活动时执行该动作，当该步变为不活动后继续执行该动作。非保持型动作是指该步活动动后继续执行该动作。非保持型动作是指该步活动时执行，当该步变为不活动时动作也停止执行。一时执行，当该步变为不活动时动作也停止执行。一般保持型的动作在功能表图中应该用文字或助记符般保持型的动作在功能表图中应该用文字或助记符标注，而非保持型动作不要标注。标注，而非保持型动作不要标注。(2)(2)有向连线、转换和转换条件如图有向连线、转换和转换条件如图8-28-2所示，所示，步与步之间用有向连线连接，并且用转换将步分隔步与步之间用有向连线连接，并且用转换将步分隔开。步的活动状态进展是按有向连线规定的路线进开。步的活动状态进展是按有向连线规定的路线进功能表图绘制程序设计举例行。有向连线上无箭头标注时，其进展方向是从上行。有向连线上无箭头标注时，其进展方向是从上到下、从左到右。如果不是上述方向，应在有向连到下、从左到右。如果不是上述方向，应在有向连线上用箭头注明方向。步的活动状态进展是由转换线上用箭头注明方向。步的活动状态进展是由转换来完成。转换是用与有向连线垂直的短划线来表示。来完成。转换是用与有向连线垂直的短划线来表示。步与步之间不允许直接相连，必须有转换隔开，而步与步之间不允许直接相连，必须有转换隔开，而转换与转换之间也同样不能直接相连，必须有步隔转换与转换之间也同样不能直接相连，必须有步隔开。转换条件是与转换相关的逻辑命题。转换条件开。转换条件是与转换相关的逻辑命题。转换条件可以用文字语言、布代数表达式或图形符号标注在可以用文字语言、布代数表达式或图形符号标注在表示转换的短划线旁边。表示转换的短划线旁边。转换条件转换条件X X和和X X非，分别表示当二进制逻辑信号非，分别表示当二进制逻辑信号X X为为“1”“1”和和“0”“0”状态时条件成立；转换条件状态时条件成立；转换条件XX和和XX分别分别表示的是，当表示的是，当X X从从“0”(“0”(断开断开)到到“l”(“l”(接通接通)和从和从“1”“1”到到“0”“0”状态时条件成立。状态时条件成立。功能表图绘制程序设计举例 3.3.功能表图中转换的实现功能表图中转换的实现 步与步之间实现转换应同时具备两个条件：一是前级步与步之间实现转换应同时具备两个条件：一是前级步必须是步必须是“活动步活动步”；二是对应的转换条件成立。；二是对应的转换条件成立。当同时具备以上两个条件时，才能实现步的转换。即当同时具备以上两个条件时，才能实现步的转换。即所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动，而所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都动，而所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动。例如图变为不活动。例如图8-28-2中中n n步为活动步的情况下转换条步为活动步的情况下转换条件件c c成立，则转换实现，即，成立，则转换实现，即，n+1n+1步变为活动，而步变为活动，而n n步变步变为不活动。如果转换的前级步或后续步不止一个，则同为不活动。如果转换的前级步或后续步不止一个，则同步实现转换。步实现转换。4.4.功能表图的基本结构功能表图的基本结构 根据步与步之间转换的不同情况，功能表图有以下几根据步与步之间转换的不同情况，功能表图有以下几种不同的基本结构形式。种不同的基本结构形式。功能表图绘制程序设计举例 (1)(1)单序列结构单序列结构 功能表图的单序列结构形式最为简功能表图的单序列结构形式最为简单，它由一系列按顺序排列、相继激活的步组成。每一单，它由一系列按顺序排列、相继激活的步组成。每一步的后面只有一个转换，每一个转换后面只有一步，如步的后面只有一个转换，每一个转换后面只有一步，如图图8-28-2所示。所示。(2)(2)选择序列结构选择序列结构 选选择序列有开始和结束之分。择序列有开始和结束之分。选择序列的开始称为分支，选择序列的开始称为分支，选择序列的结束称为合并。选择序列的结束称为合并。选择序列的分支是指一个选择序列的分支是指一个前级步后面紧接着有若干前级步后面紧接着有若干个后续步可供选择，各分个后续步可供选择，各分支都有各自的转换条件。支都有各自的转换条件。分支中表示转换的短划线分支中表示转换的短划线只能标在水平线之下。只能标在水平线之下。功能表图绘制程序设计举例 图图8-4a8-4a所示为选择序列的分支。假设步所示为选择序列的分支。假设步4 4为活动步，为活动步，如果转换条件如果转换条件a a成立，则步成立，则步4 4向步向步5 5转换；如果转换条转换；如果转换条件件b b成立，则步成立，则步4 4向步向步7 7转换；如果转换条件转换；如果转换条件c c成立，成立，则步则步4 4 向步向步9 9转换。分支中一般同时只允许选择其中转换。分支中一般同时只允许选择其中一个序列。一个序列。选择序列的合并是指几个选择分支合并到一个公选择序列的合并是指几个选择分支合并到一个公共序列上。各分支也都有各自的转换条件，转换条共序列上。各分支也都有各自的转换条件，转换条件只能标在水平线之上。件只能标在水平线之上。图图8-4b8-4b所示为选择序列的合并。如果步所示为选择序列的合并。如果步6 6为活动步，为活动步，转换条件转换条件d d成立，则由步成立，则由步6 6向步向步1111转换；如果步转换；如果步8 8为活为活动步，且转换条件动步，且转换条件e e成立，则步成立，则步8 8向步向步1111转换；如果转换；如果步步1010为活动步，且转换条件为活动步，且转换条件f f成立，则步成立，则步1010向步向步1111转转换。换。功能表图绘制程序设计举例 (3)(3)并列序列结构并列序列结构并列序列也有开始与并列序列也有开始与结束之分。并列序列结束之分。并列序列的开始也称为分支，的开始也称为分支，并列序列的结束也称并列序列的结束也称为合并。如图为合并。如图8-5a8-5a所所示为并列序列的分示为并列序列的分支。它是指当转换实现后将同时使多个后续步激活。支。它是指当转换实现后将同时使多个后续步激活。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。如为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。如果步果步3 3为活动步，且转换条件为活动步，且转换条件e e也成立，则也成立，则4 4、6 6、8 8三三步同时变成活动步，而步步同时变成活动步，而步3 3变为不活动。应当注意，当变为不活动。应当注意，当步步4 4、6 6、8 8被同时激活后，每一序列接下来的转换将是被同时激活后，每一序列接下来的转换将是独立的。图独立的。图8-5b8-5b所示为并列序列的合并。当直接在双所示为并列序列的合并。当直接在双线上的所有前级步线上的所有前级步5 5、7 7、9 9都为活动步时，且转换条件都为活动步时，且转换条件d d成立，才能使转换实现。成立，才能使转换实现。功能表图绘制程序设计举例 (4)(4)子步结构在绘制复杂子步结构在绘制复杂控制系统功能表图时，为了使控制系统功能表图时，为了使总体设计时容易抓住系统的主总体设计时容易抓住系统的主要矛盾，能更简洁地表示系统要矛盾，能更简洁地表示系统的整体功能和全貌，通常采用的整体功能和全貌，通常采用“子步子步”的结构形式，可避免一的结构形式，可避免一开始就陷入某些细节中。开始就陷入某些细节中。所谓子步的结构是指在功能表图中，某一步包含着一所谓子步的结构是指在功能表图中，某一步包含着一系列子步和转换。图系列子步和转换。图8-68-6的功能表图中步的功能表图中步5 5包含了包含了5.15.1、5.25.2、5.35.3、5.45.4四个子步。四个子步。这些子步序列通常表示整个系这些子步序列通常表示整个系统中的一个完整子功能，类似于计算机编程中的子程序。统中的一个完整子功能，类似于计算机编程中的子程序。因此，设计时只要先画出简单的描述整个系统的总功能因此，设计时只要先画出简单的描述整个系统的总功能表图，然后再进一步画出更详细的子功能表图。子步中表图，然后再进一步画出更详细的子功能表图。子步中可以包含更详细的子步。可以包含更详细的子步。功能表图绘制程序设计举例 (5)(5)跳步、重复和跳步、重复和循环序列循环序列 除以上单除以上单序列、选择序列、并序列、选择序列、并行序列和子步四种基行序列和子步四种基本结构外，在实际系本结构外，在实际系统中经常使用跳步、统中经常使用跳步、重复和循环序列等特重复和循环序列等特殊序列。这些序列实殊序列。这些序列实际上都是选择序列的际上都是选择序列的特殊形式。特殊形式。功能表图绘制程序设计举例 图图8-7a8-7a所示为跳步序列。当步所示为跳步序列。当步3 3为活动步时，为活动步时，如果转换条件如果转换条件e e成立，则跳过步成立，则跳过步4 4和步和步5 5直接进入直接进入步步6 6。图图8-7b8-7b所示为重复序列。当步所示为重复序列。当步6 6为活动步时，为活动步时，如果转换条件如果转换条件d d不成立而条件不成立而条件e e成立，则重新返回成立，则重新返回步步5 5，重复执行步，重复执行步5 5和步和步6 6。直到转换条件。直到转换条件d d成立，成立，重复结束，转入步重复结束，转入步7 7。8-7c 8-7c所示为循环序列。即在序列结束后，用重所示为循环序列。即在序列结束后，用重复的办法直接返回初始步复的办法直接返回初始步0 0，形成系统的循环。，形成系统的循环。在实际控制系统中，功能表图中往往不是单一在实际控制系统中，功能表图中往往不是单一地含有上述某一种序列，而经常是上述各种序列地含有上述某一种序列，而经常是上述各种序列结构的组合。结构的组合。功能表图绘制程序设计举例 5.5.举例举例 组合机床液压动力组合机床液压动力滑台的自动工作过程，滑台的自动工作过程，可划分为如图可划分为如图8-8a8-8a所示所示的原位、快进、工进、的原位、快进、工进、快退四步，且各步之间快退四步，且各步之间转换条件也已确定。每转换条件也已确定。每一步要执行的动作如图一步要执行的动作如图8-8b8-8b所示的液压元件动所示的液压元件动作表，作表，YV1YV1、YV2YV2、YV3YV3为液压电磁阀。为液压电磁阀。功能表图绘制程序设计举例 图图8-98-9所示为液压动力滑台自所示为液压动力滑台自动工作过程的功能表图。原位动工作过程的功能表图。原位为步为步0(0(初始步初始步)、快进为步、快进为步1 1、工进为步工进为步2 2、快退为步、快退为步3 3。图。图8-98-9只是描述了液压动力滑台自动只是描述了液压动力滑台自动循环的工作过程，而实际的液循环的工作过程，而实际的液压动力滑台除实现自动循环工压动力滑台除实现自动循环工作外，还要实现滑台的快进、作外，还要实现滑台的快进、快退点动等调整工作。假设我快退点动等调整工作。假设我们用转换开关们用转换开关SASA来选择自动和来选择自动和点动两种工作方式，点动两种工作方式，SB2SB2为点为点动前进按钮动前进按钮,SB3,SB3为点动后退按钮，液压动力滑台系统的为点动后退按钮，液压动力滑台系统的功能表图则如图功能表图则如图8-108-10所示。为了使液压动力滑台只有在所示。为了使液压动力滑台只有在原位时才可以开始自动工作，采用了原位时才可以开始自动工作，采用了SASA与与SQ1SQ1相与作为相与作为功能表图绘制程序设计举例进入自动工作的转进入自动工作的转换条件。当处于自换条件。当处于自动工作的步动工作的步l(l(原位原位)时，在按时，在按SB1SB1之前之前如果又重新选择点如果又重新选择点动应能返回到点动动应能返回到点动工作的步工作的步5 5，所以，所以在步在步1 1后加后加SASA用以用以返回点动状态返回点动状态5 5。同理，当处于点动同理，当处于点动工作的步工作的步5 5，也应，也应功能表图绘制程序设计举例能返回自动工作方式，所以在步能返回自动工作方式，所以在步1 1之后又加之后又加SASA用以返回自动状态用以返回自动状态1 1。点动前进和后退的结束直。点动前进和后退的结束直接采用点动前进和后退按钮控制。当接采用点动前进和后退按钮控制。当SASA的状态的状态没有发生变化时，点动结束仍回到点动状态没有发生变化时，点动结束仍回到点动状态5 5。从图从图8-98-9和和8-108-10所示的两个功能表图中发现，初所示的两个功能表图中发现，初始步是由循环最后一步完成后激活。但是，在始步是由循环最后一步完成后激活。但是，在刚开始工作时初始步又是怎样被激活呢刚开始工作时初始步又是怎样被激活呢?通常采通常采用的办法是在开始时加一个短信号，专门激活用的办法是在开始时加一个短信号，专门激活初始步。这种初始激活信号只在开始阶段出现，初始步。这种初始激活信号只在开始阶段出现，且只能出现一次，一旦建立了工作循环，它不且只能出现一次，一旦建立了工作循环，它不能干扰系统的正常运行。能干扰系统的正常运行。功能表图绘制程序设计举例第八章第八章 功能表图法设计功能表图法设计PLC程序程序第二节程序设计举例第二节程序设计举例第二节程序设计举例第二节程序设计举例第二节程序设计举例 一、根据功能表图编制梯形图一、根据功能表图编制梯形图一、根据功能表图编制梯形图一、根据功能表图编制梯形图 下面将重点介绍根据绘制的功能表图来设计下面将重点介绍根据绘制的功能表图来设计PLCPLC梯形图程序的方法，即编程方式。通过前面已分析过梯形图程序的方法，即编程方式。通过前面已分析过的液压动力滑台的例子，分别介绍使用四种不同指令的液压动力滑台的例子，分别介绍使用四种不同指令的编程方式，并加以比较。的编程方式，并加以比较。组合机床液压动力滑台自动工作循环时的功能表组合机床液压动力滑台自动工作循环时的功能表图如图图如图8-98-9所示。这种功能表图对任何型号的所示。这种功能表图对任何型号的PLCPLC都都是通用的，它并未涉及具体技术问题，只是对系统自是通用的，它并未涉及具体技术问题，只是对系统自动循环工作过程作了全面的描述。因此，要将它变成动循环工作过程作了全面的描述。因此，要将它变成具体的梯形图程序，需要与某种具体型号的具体的梯形图程序，需要与某种具体型号的PLCPLC有机有机地联系起来。地联系起来。功能表图绘制程序设计举例 液压动力滑台的起动按钮液压动力滑台的起动按钮SB1SB1、行程开关、行程开关SQ1SQ1、SQ2SQ2、SQ3SQ3、电磁阀、电磁阀YV1YV1、YV2YV2、YV3YV3分别与分别与PLCPLC的的I IOO点的对应关系如表点的对应关系如表6-l6-l所示。所示。表表6-l 液压动力滑台输入液压动力滑台输入/输出设备与输出设备与PLC的的I/O口对应关系口对应关系输输入入设设备备SB1SB1SQ1SQ1SQ2SQ2SQ3SQ3输输出出设设备备YV1YV1YV2YV2YV3YV3PLC PLC INPUTINPUTX400X400X403X403X401X401X402X402PLC OUTPLC OUTY430Y430Y431Y431Y432Y432 1.1.使用通用逻辑指令的编程方式使用通用逻辑指令的编程方式 所谓通用逻辑指令是指所谓通用逻辑指令是指PLCPLC最基本的与触点和线圈最基本的与触点和线圈有关的指令，如有关的指令，如LDLD、ANDAND、OROR、OUTOUT等。各种型号等。各种型号的的PLCPLC都有这一类指令，所以这种编程方式适用于各都有这一类指令，所以这种编程方式适用于各种型号种型号PLCPLC。功能表图绘制程序设计举例 编程时先用辅助继电编程时先用辅助继电器来代表各步。下面我器来代表各步。下面我们用辅助继电器们用辅助继电器M200-M200-M203M203来代表液压动力滑来代表液压动力滑台的原位台的原位-快退四步。快退四步。因此，可将图因此，可将图8-98-9功能表功能表图写成如图图写成如图8-118-11所示的所示的形式形式(在实际应用中，经在实际应用中，经常是直接画出这种形式常是直接画出这种形式的功能表图的功能表图)。图中用特。图中用特殊继电器殊继电器M71M71作为初始作为初始起动信号。起动信号。功能表图绘制程序设计举例 根据图根据图8-118-11的功的功能表图，采用通用能表图，采用通用逻辑指令和典型的逻辑指令和典型的起动、保持、停止起动、保持、停止电路，分别画出控电路，分别画出控制制M200-M203M200-M203激激活活(得电得电)的电路，的电路，然后再用然后再用M200-M200-M203M203来控制输出来控制输出的动作，很容易得的动作，很容易得出如图出如图8-128-12所示的所示的梯形图程序。梯形图程序。功能表图绘制程序设计举例 为了保证前级步为活动步且转换条件成立时，才能为了保证前级步为活动步且转换条件成立时，才能进行步的转换，总是将代表前级步的辅助继电器的常进行步的转换，总是将代表前级步的辅助继电器的常开触点与转换条件对应的触点串联，作为代表后续步开触点与转换条件对应的触点串联，作为代表后续步的辅助继电器线圈得电的辅助继电器线圈得电(激活激活)的条件。当后续步被激活的条件。当后续步被激活(由不活动步变为活动步由不活动步变为活动步)，应将前级步变为不活动步，应将前级步变为不活动步，所以用代表后续步的辅助继电器常闭触点串在前级步所以用代表后续步的辅助继电器常闭触点串在前级步的电路中。如：梯形图中将的电路中。如：梯形图中将M203M203的常开触点和转换条的常开触点和转换条件件X403X403的常开触点串联作为的常开触点串联作为M200M200的得电条件，同时的得电条件，同时M201M201常闭触点串入常闭触点串入M200M200线圈的得电回路，保证线圈的得电回路，保证M201M201得电时得电时M200M200断电。另外，断电。另外，PLCPLC刚开始运行时应将初始刚开始运行时应将初始步步M200M200激活，否则系统无法工作，所以将激活，否则系统无法工作，所以将PLCPLC的特殊的特殊继电器继电器M71M71常开触点与激活常开触点与激活M200M200的条件并联。为了保的条件并联。为了保证活动状态能持续到下一步活动为止，还加上证活动状态能持续到下一步活动为止，还加上M200M200的的自锁触点。自锁触点。功能表图绘制程序设计举例 梯形图的后半部分是输出电路。由于输出梯形图的后半部分是输出电路。由于输出Y430Y430在在M201M201和和M202M202两步中都接通，为避免双线圈输出，将两步中都接通，为避免双线圈输出，将M201M201和和M202M202的常开触点并联去控制的常开触点并联去控制Y430Y430；而；而Y431Y431、Y432Y432分别只在分别只在M203M203、M202M202活动时才接通，所以用活动时才接通，所以用M203M203和和M202M202常开触点分别作为常开触点分别作为Y431Y431和和Y432Y432线圈得电线圈得电的条件，也可将的条件，也可将Y431Y431、Y432Y432的线圈分别与的线圈分别与M203M203、M202M202的线圈直接并联。的线圈直接并联。使用通用逻辑指令的编程方式应注意以下问题：使用通用逻辑指令的编程方式应注意以下问题：（1 1）不允许出现双线圈输出现象。如果某输出继电）不允许出现双线圈输出现象。如果某输出继电器在几步中都被接通，只能用相应步的辅助继电器常开器在几步中都被接通，只能用相应步的辅助继电器常开触点的并联电路来驱动输出继电器的线圈。触点的并联电路来驱动输出继电器的线圈。（2 2）如果在功能表图中含有仅由两步组成的小闭环如果在功能表图中含有仅由两步组成的小闭环(如图如图8-13a8-13a所示所示)，则相应的辅助继电器将无法接通。，则相应的辅助继电器将无法接通。如在图如在图8-13a8-13a功能表图写出的功能表图写出的M203M203线圈电路（如图线圈电路（如图功能表图绘制程序设计举例所示增设步所示增设步M210M210，这一步起过渡作用，延时时间可以，这一步起过渡作用，延时时间可以取得很短，对系统的运行不会有什么影响。取得很短，对系统的运行不会有什么影响。8-13b8-13b所示）中，所示）中，当当M202M202活动且活动且X402X402接通时，接通时，M203M203本来应该接本来应该接通通,但此时与其串联但此时与其串联的的M202M202的常闭触的常闭触点却是断开的，所点却是断开的，所以以M203M203无法接通。无法接通。要解决这个问题必要解决这个问题必须在小闭环中增设须在小闭环中增设一步。如图一步。如图8-13c8-13c功能表图绘制程序设计举例2.2.使用置位、复位指令的使用置位、复位指令的编程方式编程方式 每种型号的每种型号的PLCPLC都有置都有置位、复位指令或相同功能位、复位指令或相同功能的编程元件。的编程元件。PLCPLC的这种的这种功能正满足顺序控制中总功能正满足顺序控制中总是前级步停止（复位），是前级步停止（复位），后续步活动（置位）的特后续步活动（置位）的特点。同样用辅助继电器点。同样用辅助继电器M200M200M203M203来代表原位来代表原位至快退四步，根据图至快退四步，根据图8-118-11液压动力滑台的功能表图，液压动力滑台的功能表图，用用R/SR/S指令可编制出如图指令可编制出如图8-8-1414所示的梯形图程序。所示的梯形图程序。功能表图绘制程序设计举例 图中，当前级步为活动步时且转换条件成立，图中，当前级步为活动步时且转换条件成立，则将代表后续步的辅助继电器置位变成活动步，则将代表后续步的辅助继电器置位变成活动步，而将代表前级步的辅助继电器复位，变成不活动。而将代表前级步的辅助继电器复位，变成不活动。所以我们将代表前级步辅助继电器的常开触点和所以我们将代表前级步辅助继电器的常开触点和对应的转换条件串联作为后续步置位（激活对应的转换条件串联作为后续步置位（激活)的的条件，同时也作为将前级步复位条件，同时也作为将前级步复位(变为不活动变为不活动)的的条件。如图中用条件。如图中用M200M200常开触点与常开触点与X400X400常开触点常开触点串联作为串联作为M201M201置位和置位和M200M200复位的条件。每一个复位的条件。每一个转换都对应这样一个控制置位转换都对应这样一个控制置位(S)(S)和复位和复位(R)(R)的电的电路块。有多少个转换就有多少个这样的电路块。路块。有多少个转换就有多少个这样的电路块。这种编程方法特别有规律，不容易遗漏和出错，这种编程方法特别有规律，不容易遗漏和出错，适用于复杂的功能表图的梯形图设计。适用于复杂的功能表图的梯形图设计。功能表图绘制程序设计举例 图图8-158-15所示，对于所示，对于并行序列的分支，需并行序列的分支，需要置位的辅助继电器要置位的辅助继电器不止一个；而对于并不止一个；而对于并行序列的合并，应该行序列的合并，应该用所有前级步对应的用所有前级步对应的辅助继电器常开触点辅助继电器常开触点与对应的转换条件串与对应的转换条件串联作为后续步置位和联作为后续步置位和前级步复位的条件，前级步复位的条件，而且被复位的辅助继而且被复位的辅助继电器电器(前级步前级步)个数与并个数与并行序列的分支数相同。行序列的分支数相同。功能表图绘制程序设计举例 3.3.使用移位寄存器使用移位寄存器的编程方式的编程方式 单序列功能表图中单序列功能表图中的各步总是顺序地接的各步总是顺序地接通和断开，并且同时通和断开，并且同时只能有一步是活动步。只能有一步是活动步。因此，经常采用移位因此，经常采用移位寄存器的功能来实现寄存器的功能来实现这种控制。这种控制。图图8-168-16所示为使用所示为使用移位寄存器编程的液移位寄存器编程的液压动力滑台的梯形图。压动力滑台的梯形图。梯形图中用移位寄存梯形图中用移位寄存功能表图绘制程序设计举例器的前器的前4 4位位M200M200M203M203代表原位至快退四步。移位寄代表原位至快退四步。移位寄存器的移位输入端由若干串联电路并联而成，每条串存器的移位输入端由若干串联电路并联而成，每条串联电路由某一步联电路由某一步(除最后一步外除最后一步外)的辅助继电器常开触点的辅助继电器常开触点和对应的转换条件组成。和对应的转换条件组成。PLCPLC刚开始运行时，刚开始运行时，M201M201M203M203均处于断开状态，移位寄存器数据输入端的三个均处于断开状态，移位寄存器数据输入端的三个常闭触点均闭合，初始步常闭触点均闭合，初始步M200(M200(得电得电)被激活。按下起被激活。按下起动按钮动按钮SB1(X400)SB1(X400)，移位输入电路第一行的，移位输入电路第一行的M200M200和和X400X400常开触点均闭合，使常开触点均闭合，使M200M200的的“1”“1”状态移到状态移到M201M201，M201M201被激活。此时数据输入端的被激活。此时数据输入端的M201M201常闭触点断开，常闭触点断开，M200M200断电；断电；M201M201的常开触点使输出的常开触点使输出Y430Y430接通接通,动力滑动力滑台快进。同理，各转换条件台快进。同理，各转换条件SQ2(X401)SQ2(X401)、SQ3(X402)SQ3(X402)、SQ1SQ1（X403)X403)接通产生的移位脉冲使接通产生的移位脉冲使“1”“1”状态向状态向M202M202、M203M203移动，并返回移动，并返回M200M200。功能表图绘制程序设计举例在整个循环的后三步在整个循环的后三步(M20l(M20l、M202M202、M203)M203)中接在中接在移位寄存器数据输入端的常闭触点总有一个是断开的。移位寄存器数据输入端的常闭触点总有一个是断开的。因此，当因此，当M201M201M203M203的某一步活动时，的某一步活动时，M200M200一直一直断开，直到断开，直到 X403 X403接通产生第接通产生第4 4个移位脉冲，使个移位脉冲，使“l”“l”状状态移入态移入M204M204，M204M204常开触点使移位寄存器复位常开触点使移位寄存器复位(M200(M200M217M217断开断开)，则，则M201M201M203M203的常闭触点又的常闭触点又使使M200M200得电，系统返回初始步。得电，系统返回初始步。从最后一步返回初始步时，可以不将移位寄存器复从最后一步返回初始步时，可以不将移位寄存器复位，即可去掉复位输人的位，即可去掉复位输人的M204M204常开触点。因为当常开触点。因为当M203“1”M203“1”状态移入状态移入M204M204时，数据输入端的时，数据输入端的M201M201M203M203常闭触点均为接通，使常闭触点均为接通，使M200M200得电，也能返回初得电，也能返回初始步。虽然始步。虽然M204“1”M204“1”状态还会往后移，但系统没有使状态还会往后移，但系统没有使用用M204M204M217M217，因此对系统工作无任何影响。，因此对系统工作无任何影响。功能表图绘制程序设计举例4.4.使用步进指令的编程方式使用步进指令的编程方式F1F1系列的系列的PLCPLC为顺序控制控制系统设计了专用的步为顺序控制控制系统设计了专用的步进指令（也叫步进梯形指令），共两条。下面通过实进指令（也叫步进梯形指令），共两条。下面通过实例，来说明步进指令的用法和功能。使用步进指令编例，来说明步进指令的用法和功能。使用步进指令编功能表图绘制程序设计举例程时，首先用状程时，首先用状态继电器代表功态继电器代表功能表各步（步进能表各步（步进指令只对状态器指令只对状态器有效），则功能有效），则功能表图如图表图如图8-178-17所所示。每一步都具示。每一步都具有三种功能：负有三种功能：负载的驱动处理、载的驱动处理、指定转换条件和指定转换条件和指定转换目标。指定转换目标。据此，可绘制出据此，可绘制出图图8-188-18所示的功所示的功能表图和梯形图。能表图和梯形图。功能表图绘制程序设计举例 在顺序控制中在顺序控制中的功能表图往往的功能表图往往都包含选择序列、都包含选择序列、并列序列等结构并列序列等结构形式。形式。（1 1）选择序）选择序列分支与合并的列分支与合并的步进编程图步进编程图8-8-1919为选择序列的为选择序列的功能表图及步进功能表图及步进梯形图。梯形图。X402X402和和X405X405为选择为选择条件。状态器条件。状态器S603S603或或S605S605置置功能表图绘制程序设计举例位时，位时，S602S602将自动复位。如果是将自动复位。如果是S603S603置位，执行置位，执行S603S603起始的步进过程；如果是起始的步进过程；如果是S605S605置位，执行置位，执行S605S605起始的步起始的步进过程。状态寄存器进过程。状态寄存器S607S607由由S604S604或或S606S606及相应转换条及相应转换条件进行置位。件进行置位。（2 2）并列序列分支与合并的步进编程如图）并列序列分支与合并的步进编程如图8-20a8-20a所所示为并列序列步进过程的功能表图。当示为并列序列步进过程的功能表图。当X401X401接通接通,S604,S604和和S606S606同时置位，同时置位，S603S603自动复位；当自动复位；当S605S605和和S607S607都活都活动且动且X404X404接通，接通，S610S610才被置位，并且才被置位，并且S605S605和和S607S607都将都将自动复位。自动复位。用步进指令编制的梯形图如图用步进指令编制的梯形图如图8-20b8-20b所示。图中连续两所示。图中连续两次使用次使用STLSTL指令指令(步进触点步进触点STL S605STL S605与与STL S607STL S607串联串联)，但要注意连续使用的次数不能超过但要注意连续使用的次数不能超过8 8次，也就是说采用步次，也就是说采用步进指令编程时，并列序列的支路不能超过进指令编程时，并列序列的支路不能超过8 8个。另外，在个。另外，在梯形图中步进触点梯形图中步进触点STL S605STL S605和和STL S607STL S607都出现两次，都出现两次，这是并列序列中的特殊情况，否则无法编程。这是并列序列中的特殊情况，否则无法编程。功能表图绘制程序设计举例功能表图绘制程序设计举例二、功能表图法设计梯形图时几种方式的比较二、功能表图法设计梯形图时几种方式的比较二、功能表图法设计梯形图时几种方式的比较二、功能表图法设计梯形图时几种方式的比较一般情况下，使用专用顺序控制编程元件或指令的编一般情况下，使用专用顺序控制编程元件或指令的编程方式程方式(如：使用步进指令的编程方式如：使用步进指令的编程方式)，较为简单、方，较为简单、方便，编制的程序较短，应优先采用。对于没有专用顺序便，编制的程序较短，应优先采用。对于没有专用顺序控制编程元件或指令的控制编程元件或指令的PLCPLC，可采用其它几种编程方式。，可采用其它几种编程方式。使用通用逻辑指令的编程方式可以用于任何型号的使用通用逻辑指令的编程方式可以用于任何型号的PLCPLC，但编制的程序较长；使用，但编制的程序较长；使用S S、R R指令编制的程序相指令编制的程序相对较短；使用移位寄存器的编程方式时，步的顺序接通对较短；使用移位寄存器的编程方式时，步的顺序接通/断开是用移位功能实现的，这部分程序较简单，宜用于断开是用移位功能实现的，这部分程序较简单，宜用于系统的功能表图为单序列结构、步数多的场合，但在编系统的功能表图为单序列结构、步数多的场合，但在编程时应注意不同型号程时应注意不同型号PLCPLC移位寄存器功能的差别。移位寄存器功能的差别。应注意的是除步进指令外，在遇到选择性序列和并列应注意的是除步进指令外，在遇到选择性序列和并列序列的功能表图时，使用其它几种方法时如何设计梯形序列的功能表图时，使用其它几种方法时如何设计梯形图。图。功能表图绘制程序设计举例第八章第八章 功能表图法设计功能表图法设计PLC程序程序习 题习习习习 题题题题 8-1 8-1 用移位寄存器设计一个用移位寄存器设计一个4 4位环形双向移动的彩灯位环形双向移动的彩灯控制器。四个彩灯由控制器。四个彩灯由Y430Y430Y433Y433控制，彩灯的移动方控制，彩灯的移动方向用向用X400X400控制，移动脉冲周期为控制，移动脉冲周期为0.8s0.8s。移位寄存器的初。移位寄存器的初始状态用程序设定。始状态用程序设定。8-2 8-2 用用PLCPLC设计一个抢答器，可用于四只比赛队伍进设计一个抢答器，可用于四只比赛队伍进行抢答。四只抢答按钮为行抢答。四只抢答按钮为X400X400X403X403、复为按钮为、复为按钮为X404X404，指示灯用，指示灯用Y430Y430Y433Y433控制。控制。8-3 8-3 一送料小车由三相笼型异步电动机拖动，电机正一送料小车由三相笼型异步电动机拖动，电机正转时小车前进、反转时后退。小车从原位起动后，第一转时小车前进、反转时后退。小车从原位起动后，第一次将材料送至甲地，然后返回原位重新装料，再前进乙次将材料送至甲地，然后返回原位重新装料，再前进乙地（越过甲地）卸料，不断重复将材料送至甲地和乙地。地（越过甲地）卸料，不断重复将材料送至甲地和乙地。试分别用经验设计法和功能表图法设计其梯形图程序。试分别用经验设计法和功能表图法设计其梯形图程序。功能表图绘制程序设计举例写在最后写在最后成功的基成功的基础在于好的学在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits45谢谢聆听 学习就是为了达到一定目的而努力去干,是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
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