可编程控制器教程：梯形图的设计方法和常用的基本电路

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1、可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT梯形图经验设计法：1 1 1 1 启动、保持和停止电路启动、保持和停止电路启动、保持和停止电路启动、保持和停止电路2 2 2 2 瞬时接通瞬时接通瞬时接通瞬时接通/ / / /延时断开电路延时断开电路延时断开电路延时断开电路 3 3 3 3 延时接通延时接通延时接通延时接通/ / / /延时断开电路延时断开电路延时断开电路延时断开电路 4 4 4 4 分频电路分频电路分频电路分频电路5 5 5 5 闪烁控制电路闪烁控制电路闪烁控制电路闪烁控制电路经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路

2、，在掌握这些典型电路的基经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电路的基础上，充分理解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，础上，充分理解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。 常用基本环节梯形图程序：6 6 6 6 计数器的扩展计数器的扩展计数器的扩展计数器的扩展7 7 7 7 两条运输带的控制程序两条运输带的控制程序两条运输带的控制程序两条运输带的控制程序8 8 8 8 长延时电路长延时电路长延时电路长延时电路9 9 9 9 自动往返的小车的控制程序自动往返的

3、小车的控制程序自动往返的小车的控制程序自动往返的小车的控制程序10 10 10 10 常闭触点输入信号的处理常闭触点输入信号的处理常闭触点输入信号的处理常闭触点输入信号的处理1可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT1.启动、保持和停止电路：I0.0为启动按钮，为启动按钮，I0.1为停止按钮，实现为停止按钮，实现Q0.0的启动、保持和停止。左图是的启动、保持和停止。左图是利用利用Q0.0的动合触点实现自锁保持，而右图是利用置位、复位指令实现自的动合触点实现自锁保持，而右图是利用置位、复位指令实现自锁保持。锁保持。 2可编程控

4、制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT2.瞬时接通/延时断开电路：3可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT3.延时接通/延时断开电路：4可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT4.分频电路：Q0.0的f是I0.1的1/25可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT下面具体分析未按按钮与按下按钮时程序的运行状态下面具体分析未按

5、按钮与按下按钮时程序的运行状态： 1、未按按钮时，扫描从网络、未按按钮时，扫描从网络1的的I0.0开始询问判断：由于此时开始询问判断：由于此时未按按钮，即未按按钮，即 I0.0=0，能流不能通过该支路，即不会产生，能流不能通过该支路，即不会产生I0.0=1的前沿，故判断结果其输出的前沿，故判断结果其输出M0.0=0。网络。网络1询问判断完询问判断完后，进入网络后，进入网络2的询问判断：先判断的询问判断：先判断AC支路，此时支路，此时M0.0的常开的常开触点断开、而触点断开、而Q0.0常闭触点闭合，二者相与的结果常闭触点闭合，二者相与的结果=0，能流不，能流不能通过该支路，接着再判断能通过该支路

6、，接着再判断EG支路，支路，M0.0的常闭触点闭合、的常闭触点闭合、而而Q0.0常开触点断开，二者相与的结果也常开触点断开，二者相与的结果也=0，能流也不能通过，能流也不能通过该支路，故输出线圈该支路，故输出线圈Q0.0=0。接着程序又从网络。接着程序又从网络1的的I0.0开始询开始询问判断。其程序始终保持问判断。其程序始终保持M0.0=0、Q0.0=0状态不变。状态不变。 6可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT2、当第一次按下钮：扫描又从网络、当第一次按下钮：扫描又从网络1开始询问判断开始询问判断I0.0时，因时，因I

7、0.0此时由此时由01 ，故产生上跳前沿（，故产生上跳前沿（P），此支路通导，判断结），此支路通导，判断结果使输出线圈果使输出线圈M0.0=1，进入网络，进入网络2的询问判断：先判断的询问判断：先判断AC支路，支路，此时此时M0.0的常开触点闭合、而的常开触点闭合、而Q0.0常闭触点闭合，二者相与的常闭触点闭合，二者相与的结果结果=1，能流能通过该支路，接着再判断，能流能通过该支路，接着再判断EG支路，支路，M0.0的常的常闭触点断开、闭触点断开、Q0.0常开触点断开，二者相与的结果常开触点断开，二者相与的结果=0，能流也，能流也不能通过该支路，这不能通过该支路，这2个支路为并联，能流仍可流入

8、输出线圈，个支路为并联，能流仍可流入输出线圈，故输出线圈故输出线圈Q0.0=1。接着程序又从网络。接着程序又从网络1开始进行第二次扫描开始进行第二次扫描判断：此时判断：此时I0.0=1，但其由，但其由01的上调过程已结束，即此支路不的上调过程已结束，即此支路不同，判断结果同，判断结果M0.0=0。进入网络。进入网络2的询问判断：先判断的询问判断：先判断AC支路，支路，此时此时M0.0的常开触点断开、而的常开触点断开、而Q0.0常闭触点断开，二者相与的常闭触点断开，二者相与的结果结果=0，再判断，再判断EG支路，支路，M0.0的常闭触点闭合、的常闭触点闭合、Q0.0常开触常开触点闭合，二者相与的

9、结果点闭合，二者相与的结果=1，故判断结果，能流可以通过，故判断结果，能流可以通过EG支路流入线圈，故输出线圈支路流入线圈，故输出线圈Q0.0 =1。以后的各次扫描，。以后的各次扫描，包括按钮抬起，只要没有再次按钮，判断结果与第二次扫描结包括按钮抬起，只要没有再次按钮，判断结果与第二次扫描结果一样，即输出线圈果一样，即输出线圈Q0.0保持保持=1状态。状态。 7可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT3、当第二次按下钮：扫描又从网络、当第二次按下钮：扫描又从网络1开始询问判断开始询问判断I0.0时，因时，因I0.0此时由此时

10、由01 ，故产生上跳前沿（，故产生上跳前沿（P），此支路通导，判断结），此支路通导，判断结果使输出线圈果使输出线圈M0.0=1，进入网络，进入网络2的询问判断：先判断的询问判断：先判断AC支路，支路，此时此时M0.0的常开触点闭合、而的常开触点闭合、而Q0.0常闭触点断开，二者相与的常闭触点断开，二者相与的结果结果=0，能流能通过该支路，接着再判断，能流能通过该支路，接着再判断EG支路，支路，M0.0的常的常闭触点断开、闭触点断开、Q0.0常开触点闭合，二者相与的结果常开触点闭合，二者相与的结果=0，即能流，即能流不能通过这不能通过这2支路，流入线圈，故输出线圈支路，流入线圈，故输出线圈Q0.

11、0=0。接着程序。接着程序又从网络又从网络1开始进行第二次扫描判断：此时开始进行第二次扫描判断：此时I0.0=1，但其由，但其由01的上调过程已结束，即此支路不同，判断结果的上调过程已结束，即此支路不同，判断结果M0.0=0。进入网。进入网络络2的询问判断：先判断的询问判断：先判断AC支路，此时支路，此时M0.0的常开触点断开、的常开触点断开、而而Q0.0常闭触点闭合，二者相与的结果常闭触点闭合，二者相与的结果=0，再判断，再判断EG支路，支路，M0.0的常闭触点闭合、的常闭触点闭合、Q0.0常开触点断开，二者相与的结果常开触点断开，二者相与的结果=0，故判断结果能流不能通过线圈，即，故判断结

12、果能流不能通过线圈，即Q0.0=0。程序回复初始。程序回复初始状态。状态。 8可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT4、当第三次按按钮，其输出同第一次按钮输出。即、当第三次按按钮，其输出同第一次按钮输出。即Q0.0=1，当第四次按按钮，其输出同第二次按钮输出。即当第四次按按钮，其输出同第二次按钮输出。即Q0.0=0。即每。即每按一次按钮，其输出按一次按钮，其输出Q0.0将改变一次输出状态。将改变一次输出状态。 从上述程序分析可见，它与分析电路一样：对一个串联支从上述程序分析可见，它与分析电路一样：对一个串联支路必须每个串联

13、触点皆闭合，此支路通导。对于并联之路，必路必须每个串联触点皆闭合，此支路通导。对于并联之路，必须先一路一路判断各并联支路是否通到，最后再判断输出。只须先一路一路判断各并联支路是否通到，最后再判断输出。只要有一路通导，其输出就导通。这就是逐条分析程序的原则。要有一路通导，其输出就导通。这就是逐条分析程序的原则。9可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT5.闪烁控制电路（振荡器）：I0.0的常开触点接通后，的常开触点接通后，T37开始定时。开始定时。2s后定时时间到，后定时时间到，T37的常开触点接通，的常开触点接通，Q0.0变

14、变为为ON，T38开始定时。开始定时。1s后后T38的定时时间到，它的常闭的定时时间到，它的常闭触点断开，触点断开，T37被复位。被复位。T37的常开触点断开，使的常开触点断开，使Q0.0变变为为OFF，T38被复位。复位后被复位。复位后T38的常闭触点接通，下一扫的常闭触点接通，下一扫描周期描周期T37又开始定时。又开始定时。Q0.0的线圈的线圈“通电通电”和和“断电断电”的时间分别等于的时间分别等于T38和和T37的的计时时间。计时时间。10可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT若输入信号若输入信号I0.1是一个光电脉

15、冲（如是一个光电脉冲（如用来计工件数），从第一个工件产生用来计工件数），从第一个工件产生的光电脉冲，到输出线圈的光电脉冲，到输出线圈Q0.1有输出，有输出，共计数共计数N = 3000030000 = 9108个个工件后，由输出线圈工件后，由输出线圈Q0.1发出信号。发出信号。 计数器串联使用可扩大计时范围计数器串联使用可扩大计时范围 6.计数器的扩展：11可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT 按下起动按钮I0.5，1号运输带开始运行，8s后2号运输带自动起动。按了停止按钮I0.6后，先停2号运输带，8s后停1号运输带。

16、7.两条运输带的控制程序：12可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXITl 使用时钟脉冲的长延时电路使用时钟脉冲的长延时电路 S7-200的定时器最长的定时时间为3276.7s，如果需要更长的定时时间，可以使用计数器来实现长延时。周期为1min的时钟脉冲SM0.4的常开触点为加计数器C3提供计数脉冲。I0.1由OFF变为ON时，解除了对C3的复位，C3开始定时，定时时间为30000min（500h）。8.长延时电路：13可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXI

17、Tl 用计数器扩展定时器的定时范围用计数器扩展定时器的定时范围 I0.2为ON时，T37开始定时，3000s后T37的定时时间到，其常开触点闭合，使C4加1。T37的常闭触点断开，使它自己复位，当前值变为0。下一扫描周期T37的常闭触点接通，又开始定时。设T37和C4的预设值分别为KT和KC，则总的定时时间为： T = 0.1KT KC (s)注意：注意：定时器自复位的电路只能用于100ms的定时器8.长延时电路（续）：14可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT 按下起动按钮SB2或SB3，要求小车在左、右限位开关之间不停

18、地循环往返，直到按下停车按钮SB1。 9.自动往返的小车的控制程序：15可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT 用分开的两个起保停电路来分别控制小车的右行和左行。 将Q0.0和Q0.1的常闭触点分别与对方的线圈串联，称为“互锁”。 通过“按钮联锁”，不按停车按钮就可以改变电机的旋转方向。 在PLC外部设置由KM1和KM2的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路，以确保不会出现因为两个接触器同时动作使三相电源相间短路的故障。 限位开关的常闭触点使小车在极限位置停止运行，限位开关的常开触点使小车反向起动。视频：视频：视频：视频：小车控

19、制的小车控制的小车控制的小车控制的编程与调试编程与调试编程与调试编程与调试16可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT如果将图5-8中FR的触点改为常闭触点，未过载时它是闭合的，I0.5为ON，梯形图中I0.5的常开触点闭合。梯形图中应将I0.5的常开触点与Q0.0或Q0.1的线圈串联。过载时FR的常闭触点断开，I0.5变为OFF，梯形图中I0.5的常开触点断开，使Q0.0或Q0.1的线圈断电，起到了过载保护的作用。 梯形图中I0.5的触点类型与继电器电路中对应的FR的触点类型相反。 10.常闭触点输入信号的处理：17可编程

20、控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT梯形图经验设计法：1 1 1 1 没有固定的方法和步骤可以遵循没有固定的方法和步骤可以遵循没有固定的方法和步骤可以遵循没有固定的方法和步骤可以遵循2 2 2 2 具有很大的试探性和随意性具有很大的试探性和随意性具有很大的试探性和随意性具有很大的试探性和随意性 3 3 3 3 没有一种通用的容易掌握的设计方法没有一种通用的容易掌握的设计方法没有一种通用的容易掌握的设计方法没有一种通用的容易掌握的设计方法 4 4 4 4 设计复杂系统时编程麻烦设计复杂系统时编程麻烦设计复杂系统时编程麻烦设计复杂

21、系统时编程麻烦5 5 5 5 修改麻烦修改麻烦修改麻烦修改麻烦经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电路的基经验设计方法需要设计者掌握大量的典型电路，在掌握这些典型电路的基础上，充分理解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，础上，充分理解实际的控制问题，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。然后用典型电路或修改的典型电路进行拼凑梯形图。 特点：18可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT梯形图的顺序控制设计法：顺序控制：顺序控制：按照生产工艺预先规定的顺

22、序，在各个输入信号的作用下，按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。进行操作。 顺序控制设计法首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序控制设计法首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。顺序功能图画出梯形图。 视频：视频：视频：视频：顺序控制与顺序功能图顺序控制与顺序功能图顺序控制与顺序功能图顺序控制与顺序功能图1 1 1 1 先进的设计方法，容易被初学者接受先进的设计方法，容易被初学者接受先进的设计方法，

23、容易被初学者接受先进的设计方法，容易被初学者接受2 2 2 2 效率高，调试、修改和阅读方便效率高，调试、修改和阅读方便效率高，调试、修改和阅读方便效率高，调试、修改和阅读方便 特点：19可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT5.3.1 步与动作步与动作 1步的基本概念步的基本概念 顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，并用编程元件（例如M）来代表各步。 按下图5-13中的起动按钮I0.0，先开引风机，延时12s后再开鼓风机。按了停机按钮I0.1，先停鼓风机，10s后再

24、停引风机。 根据Q0.0和Q0.1 状态的变化，一个工作期间分为3步，分别用M0.1M0.3来代表它们，另外还设置了一个等待起动的初始步M0.0。用矩形方框表示步。 2初始步初始步 与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始步用双线方框表示，每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。 3活动步活动步 当系统正处于某一步所在的阶段时称该步为“活动步”。步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的非存储型动作停止执行。20可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT程序：程序：程序：程序：鼓风机引风机控制鼓风机引风机控制

25、鼓风机引风机控制鼓风机引风机控制21可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT 图5-14中的动作Q0.0在连续的3步都应为ON，图5-16用动作的修饰词“S” 在它应为ON的第一步M0.1将它置位，用动作的修饰词“R”在它应为ON的最后一步的下一步M0.0，将它复位。Q0.0这种动作是存储性动作。 4与步对应的动作或命令与步对应的动作或命令 可以用图5-15中的两种画法来表示多个动作。 图5-14中的Q0.1为非存储型动作，在步M0.2为活动步时，Q0.1为ON；步M0.2为不活动步时，Q0.1为OFF。 图5-14中的T3

26、7在步M0.1为活动步时定时，T37的IN输入为ON。T37的IN输入相当于步M0.1的一个非存储型动作，所以将T37放在步M0.1的动作框内。 225.3.2 有向连线与转换条件有向连线与转换条件 1有向连线有向连线 在画顺序功能图时，将代表各步的方框按它们成为活动步的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。步的活动状态习惯的进展方向是从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。如果不是上述的方向，则应在有向连线上用箭头注明进展方向。 2转换转换 步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的，用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示转换。 3转换条件转换条件 使系统由当前步进

27、入下一步的信号称为转换条件。图5-14中的转换条件T37对应于T37延时接通的常开触点。 转换条件I0.0和 分别表示当输入信号I0.0为ON和OFF时转换实现。转换条件I0.0和I0.0分别表示在I0.0的上升沿和下降沿时转换实现。235.3.3 顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构 1单序列没有分支与合并单序列没有分支与合并 2选择序列选择序列 选择序列的开始称为分支，转换符号只能标在水平连线之下。 如果步5是活动步，并且转换条件h为ON，则由步5步8。如果步5是活动步，并且k为ON，则由步5步10。 选择序列的结束称为合并，转换符号只允许标在水平连线之上。 如果步9是活动步，并且转换

28、条件j为ON，则由步9步12。如果步11是活动步，并且n为ON，则由步11步12。 3并行序列并行序列 并行序列用来表示系统的几个同时工作的独立部分的工作情况。并行序列的开始称为分支，当步3是活动步，并且转换条件e为ON，从步3转换到步4和步6。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。 并行序列的结束称为合并，步5和步7都处于活动状态，并且转换条件 i 为ON时，从步5 和步7 转换到步10。 24 4复杂的顺序功能图举例复杂的顺序功能图举例 图5-19是某剪板机的示意图，开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关I0.0和I0.1为ON。按下起动按钮I1.0，首先板料右行至限位开关I0.3动作

29、，然后压钳下行，压紧板料后，压力继电器I0.4为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行。剪断板料后，I0.2变为ON，压钳和剪刀同时上行，它们分别碰到限位开关I0.0和I0.1后，分别停止上行，都停止后，又开始下一周期的工作，剪完3块料后停止工作，返回初始步。 用C0来控制剪料的次数，C0的当前值在步M0.7加1。没有剪完3块料时，C0的常闭触点闭合，转换条件 满足，将返回步M0.1，重新开始下一周期的工作。 剪完3块料后，C0的常开触点闭合，转换条件C0满足，将返回初始步M0.0。 步M0.5和步M0.7是等待步，它们用来同时结束两个子序列。25程序：程序：程序：程序：剪板机控制剪板机控制剪板机控

30、制剪板机控制26 5.3.4 顺序功能图中转换实现的基本规则顺序功能图中转换实现的基本规则1转换实现的条件转换实现的条件1) 该转换所有的前级步都是活动步。2) 相应的转换条件得到满足。 2转换实现应完成的操作转换实现应完成的操作1) 使所有的后续步变为活动步。2) 使所有的前级步变为不活动步。3绘制顺序功能图时的注意事项绘制顺序功能图时的注意事项 1) 两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们分隔开。2) 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们分隔开。3) 不要漏掉初始步。4) 在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环。 4顺序控制设计法的本质顺序控制设计法的本质 经验设计法试

31、图用输入信号 I 直接控制输出信号Q，由于不同的系统的输出量Q与输入量 I 之间的关系各不相同，不可能找出一种简单通用的设计方法。 27 顺序控制设计法则是用输入量 I 控制代表各步的编程元件（例如M），再用它们控制输出量Q。步是根据输出量Q的状态划分的，输出电路的设计极为简单。任何复杂系统的代表步的存储器位M的控制电路的设计方法都是通用的，并且很容易掌握。视频：视频：视频：视频：顺序控制与顺序功能图顺序控制与顺序功能图顺序控制与顺序功能图顺序控制与顺序功能图285.4 使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法 一般采用图5-22所示的典型结构，自动方式

32、和手动方式都需要执行的操作放在公用程序中，公用程序还用于自动程序和手动程序相互切换的处理。I2.0是自动/手动切换开关，当它为ON时调用手动程序，为OFF时调用自动程序。5.4.1 单序列的编程方法单序列的编程方法 1步的控制电路的设计 在梯形图中，用编程元件（例如M）代表步，当某步为活动步时，该步对应的编程元件为ON。当该步之后的转换条件满足时，转换条件对应的触点或电路接通。29 将转换条件对应的触点或电路与代表所有前级步的编程元件的常开触点串联，作为与转换实现的两个条件同时满足对应的电路。该电路接通时，将所有后续步对应的存储器位置位，和将所有前级步对应的存储器位复位。 图5-23中的转换条

33、件对应于I0.1的常闭触点和I0.3的常开触点组成的并联电路，两个前级步对应于M1.0和M1.1，所以将M1.0和M1.1的常开触点组成的串联电路与I0.1和I0.3的触点组成的并联电路串联，作为转换实现的两个条件同时满足对应的电路。该电路接通时，将代表前级步的M1.0和M1.1复位，同时将代表后续步的M1.2和M1.3置位。30 图5-25中用SM0.1的常开触点，将初始步M0.0置位为活动步，将非初始步M0.1M0.3复位为不活动步。 初始步M0.0下面的转换条件为I0.0，用M0.0和I0.0的常开触点组成的串联电路来表示转换实现的两个条件。该电路接通时，两个条件同时满足。用置位指令将后

34、续步对应的M0.1置位，用复位指令将前级步对应的M0.0复位。 每一个转换对应一块这样的电路。 2输出电路的设计 Q0.1仅仅在步M0.2为ON，因此用M0.2的常开触点控制Q0.1的线圈。 T37仅在步M0.1为活动步时定时，因此用M0.1的常开触点控制T37。 动作Q0.0在步M0.1M0.3均为ON，将M0.1M0.3的常开触点并联后，来控制Q0.0的线圈。 3程序的调试 应根据顺序功能图而不是梯形图来调试顺序控制程序。用状态表监控包含所有步和动作的MB0和QB0（见图5-26)。此外还可以用状态表监控两个定时器的当前值和IB0。31325.4.2 选择序列与并行序列的编程方法选择序列与

35、并行序列的编程方法 1选择序列的编程方法 如果某一转换与并行序列的分支、合并无关，它的前级步和后续步都只有一个，需要复位、置位的存储器位也只有一个，因此选择序列的分支与合并的编程方法与单序列的编程方法完全相同。 2并行序列的编程方法 图5-27中步M0.2之后有一个并行序列的分支，用M0.2和转换条件I0.3的常开触点组成的串联电路，将后续步对应的M0.3和M0.5同时置位，将前级步对应的M0.2复位。 I0.6对应的转换之前有一个并行序列的合并，用所有的前级步（即步M0.4和M0.6）对应的常开触点，和转换条件I0.6对应的常开触点的串联电路，将后续步对应的M0.0置位，和将前级步对应的M0

36、.4、M0.6复位。 3复杂的顺序功能图的调试方法 调试复杂的顺序控制程序时，应充分考虑各种可能的情况，对其中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。 可以首先调试经过步M0.1、最后返回初始步的流程，然后调试跳过步M0.1、最后返回初始步的流程。 调试时应注意并行序列中各子序列的第1步是否同时变为活动步，各子序列的最后一步是否同时变为不活动步。33图5-27345.4.3 应用举例应用举例 1液体混合控制系统 液位传感器被液体淹没时为ON，电磁阀线圈通电时阀门打开，线圈断电时关闭。初始状态时容器是空的，各阀门均关闭。 按下起动按钮，打开阀A，液体A流入容器。中限位开关变为O

37、N时，关闭阀A，打开阀B，液体B流入容器。液面升到上限位开关时，关闭阀B，电动机开始运行，搅拌液体。50s后停止搅拌，打开阀C，放出混合液。液面降至下限位开关之后再过6s，容器放空，关闭阀C，打开阀A，又开始下一周期的操作。按下停机按钮，当前工作周期的操作结束后，才停止操作，返回并停留在初始状态。 “连续标志”M1.0用起动按钮I0.3和停止按钮I0.4来控制。 步M2.5之后有一个选择序列的分支，放完混合液后，T38的常开触点闭合。未按停止按钮I0.4时，M1.0为ON，此时转换条件M1.0T38为ON。用M2.5的常开触点和转换条件对应的电路串联，作为对后续步M2.1置位和对前级步M2.5

38、复位的条件。 按了停止按钮I0.4之后，M1.0变为OFF。系统完成最后一步M2.5的工作后，转换条件 满足，所以用M2.5的常开触点和转换条件对应的电路串联，作为对后续步M2.0置位和对前级步M2.5复位的条件。 步M2.1之前有一个选择序列的合并，只要正确地编写出每个转换条件对应的置位、复位电路，就会“自然地”实现选择序列的合并。35图5-28 液体混合控制系统的顺序功能图3637 2剪板机控制系统 转换条件SM0.1将初始步M0.0置位，将其余各步对应的M0.1M0.7复位。 在并行序列的分支处，用M0.3和I0.2的常开触点组成的串联电路控制对两个后续步M0.4和M0.6置位，和对前级

39、步M0.3复位。 在并行序列的合并处的水平双线之下，有一个选择序列的分支。剪完了计数器C0设定的块数时，C0的常开触点闭合，将返回初始步M0.0。所以将两个前级步M0.5和M0.7的常开触点和C0的常开触点串联，作为对后续步M0.0置位和对前级步M0.5和M0.7复位的条件。 没有剪完计数器C0设定的块数时，C0的常闭触点闭合，将返回步M0.1，所以将M0.5和M0.7的常开触点和C0的常闭触点串联，作为对后续步M0.1置位和对前级步M0.5和M0.7复位的条件。图5-2938图5-29395.5 使用使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法指令的顺序控制梯形图设计方法5.5.1 顺序控制继电器

40、指令的应用顺序控制继电器指令的应用 1顺序控制继电器指令 顺序控制继电器（SCR ）专门用于编制顺序控制程序。 装载顺序控制继电器指令LSCR S_bit 用来表示一个SCR段的开始。指令中的操作数S_bit是顺序控制继电器的地址，该顺序控制继电器为ON时，执行对应的SCR段中的程序，反之则不执行。 顺序控制继电器结束（SCRE）指令用来表示SCR段的结束。 顺序控制程序被划分为LSCR与SCRE指令之间的若干个SCR段，一个SCR段对应于顺序功能图中的一步。 顺序控制继电器转换指令“SCRT S_bit”的线圈通电时，用S_bit指定的后续步对应的SCR被置位为ON，同时当前活动步对应的SC

41、R被操作系统复位为OFF，当前步变为不活动步。 2单序列的编程方法 图5-30中的小车在初始位置时停在左边，限位开关I0.2为ON。按下起动按钮I0.0，小车右行，碰到右限位开关I0.1停在该处，10s后开始左行，碰到左限位开关I0.2后停止运动。 各SCR段内所有的线圈和指令实际上受到对应的顺序控制继电器的控制。 40图5-30 小车控制的顺序功能图与梯形图41 图4-30中步S0.1为活动步，只执行指令“SCR S0.1”开始的SCR段内的程序，该SCR段内控制Q0.0的SM0.0的常开触点闭合，SCRE线圈通电。此时没有被执行的其他SCR段内的触点、线圈、定时器方框和SCRE指令均为灰色

42、。 5.5.2 选择序列与并行序列的编程方法选择序列与并行序列的编程方法 1选择序列的编程方法 图5-31的S0.0为ON时，它对应的SCR段被执行，此时若转换条件I0.0的常开触点闭合，指令“SCRT S0.1”被执行，从步S0.0转换到步S0.1。如果I0.2的常开触点闭合，指令“SCRT S0.2”被执行，从步S0.0转换到步S0.2。 步S0.3之前有一个选择序列的合并，当步S0.1为活动步（S0.1为ON），并且转换条件I0.1满足，或步S0.2为活动步，并且转换条件I0.3满足，步S0.3都应变为活动步。在步S0.1和步S0.2对应的SCR段中，分别用I0.1和I0.3的常开触点驱

43、动指令“SCRT S0.3”，就能实现选择系列的合并。 2并行序列的编程方法 步S0.3之后有一个并行序列的分支，用S0.3对应的SCR段中I0.4的常开触点同时驱动指令“SCRT S0.4”和“SCRT S0.6”，来将两个后续步同时置位为活动步。同时S0.3被操作系统自动复位。 步S0.0之前有一个并行序列的合并，因为转换条件为1，将S0.5和S0.7的常开触点串联，来控制对S0.0的置位和对S0.5、S0.7的复位。在并行序列的合并处实际上局部地使用了基于置位复位指令的编程方法。 42435.5.3 应用举例应用举例 1选择序列举例 某轮胎内胎硫化机的一个工作周期由初始、合模、反料、硫化

44、、放汽和开模这6步组成。为了解决限位开关I0.1和I0.2的故障率高的问题，在程序中设置了诊断和报警功能。 在合模时用T40定时。正常情况下T40的定时时间还没到就转换到步S0.2，T40不起作用。I0.1出现故障时，T40使系统进入报警步S0.6，Q0.0控制的合模电机断电，Q0.4接通报警装置，操作人员按复位按钮I0.5后解除报警。在开模过程中，用T41来实现保护延时。 Q0.2在步S0.2和步S0.3均应为ON，在SCR程序段之外用S0.2和S0.3的常开触点的并联电路来控制一个Q0.2的线圈。44图5-3445图5-3446 2并行序列应用举例 某专用钻床开始自动运行之前两个钻头在最上

45、面，上限位开关I0.3和I0.5为ON。按下起动按钮I0.0，转换到步S0.1。 工件被夹紧后，压力继电器I0.1的常开触点接通，将转换到步S0.2和步S0.5。用图5-35中S0.1对应的SCR段中I0.1的常开触点同时驱动指令“SCRT S0.2”和“SCRT S0.4”来实现上述转换。与此同时，S0.1被操作系统自动复位，步S0.1变为不活动步。 此后大、小钻头同时钻孔，钻到由限位开关I0.2和I0.4设定的深度时分别上行，回到由限位开关I0.3和I0.5设定的起始位置时分别停止上行。两个都到位后，工件被松开。松开到位后，返回初始步。 等待步S0.4和S0.7之后的“=1”表示转换条件总

46、是满足，只要S0.4和S0.7都是活动步，就会实现步S0.4和步S0.7到步S1.0的转换。所以将S0.4和S0.7的常开触点串联，作为控制S1.0置位和S0.4、S0.7复位的条件。47图5-35485.6 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法5.6.1 系统的硬件结构与工作方式系统的硬件结构与工作方式 1硬件结构 机械手用来将工件从A点搬运到B点，Q0.1为ON时工件被夹紧，为OFF时被松开。交流接触器KM用于在紧急情况下切断PLC的负载电源。49 2工作方式 1）在手动工作方式，用6个按钮独立控制机械手的升、降、左、右行和松开、夹紧

47、。 2）在单周期工作方式的初始状态按下起动按钮I2.6，从初始步M0.0开始，按图5-43中的顺序功能图的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始步。 3）在连续工作方式的初始状态按下起动按钮，从初始步开始，反复连续地工作。按下停止按钮，完成最后一个周期的工作后，返回并停留在初始步。 4）在单步工作方式，从初始步开始，按一下起动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步。再按一下起动按钮，才开始执行下一步的操作。单步工作方式用于系统的调试。 5）机械手在最上面和最左边且夹紧装置松开时，称为系统处于原点状态。进入单周期、连续和单步工作方式之前，系统应处于原点状态。如果不

48、满足这一条件，在回原点工作方式按起动按钮I2.6，可使系统自动返回原点状态。5051 3程序的总体结构 在主程序中用调用子程序的方法来实现不同的工作方式的控制（图5-39）。同时只能选择一种工作方式。公用程序是无条件调用的。 方式选择开关在手动位置时调用手动程序，在回原点位置时调用回原点程序。为了简化程序，将单步、单周期和连续这3种工作方式的程序合并为自动程序。5.6.2 公用程序与手动程序公用程序与手动程序5.6.3 自动程序自动程序 1公用程序 公用程序用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及不同的工作方式之间相互切换的任务。 机械手在最上面和最左边、夹紧装置松开时，左限位开关I0.4、上

49、限位开关I0.2的常开触点和Q0.1的常闭触点组成的串联电路接通，原点条件M0.5为ON。 在开始执行用户程序（SM0.1为ON）、系统处于手动状态或自动回原点状态（I2.0或I2.1为ON）时，如果M0.5为ON（满足原点条件），初始步对应的M0.0将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式做好准备。 如果此时M0.5为OFF，M0.0将被复位，按下起动按钮也不能进入步M2.0，系统不能在单步、单周期和连续工作方式工作。 52 各种工作方式切换的处理： 1）当系统从自动工作方式切换到手动或自动回原点工作方式时，I2.0和I2.1为ON，将图5-43的顺序功能图中M2.0M2.7复位，否则返回

50、自动工作方式时，可能会出现同时有两个活动步的异常情况。 2）退出自动回原点方式时，回原点开关I2.1的常闭触点闭合。此时将图5-45自动回原点的顺序功能图中的存储器位M1.0M1.5复位。 3）非连续工作方式时，I2.4的常闭触点闭合，将连续标志位M0.7复位。53 2手动程序 为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的联锁： 1）用限位开关I0.1I0.4的常闭触点限制机械手移动的范围。 2）设置上升与下降之间、左行与右行之间的互锁。 3）上限位开关I0.2的常开触点与控制左、右行的Q0.4和Q0.3的线圈串联，机械手升到最高位置才能左、右移动。 4）左、右限位开关I0.4或I0.

51、3为ON时，才允许进行松开工件、上升和下降的操作。545.6.3 自动程序自动程序 图5-43顺序功能图最上面的转换条件与公用程序有关。单周期、连续和单步这3种工作方式主要是用“连续标志”M0.7和“转换允许”标志M0.6来区分的。 1单周期与连续的区分 上电后如果原点条件不满足，应进入手动或回原点方式，使原点条件满足，初始步M0.0为ON后切换到自动方式。 系统工作在连续和单周期方式时，单步开关I2.2的常闭触点接通，转换允许标志M0.6为ON，M0.6的常开触点接通，允许步与步之间的正常转换。 在连续工作方式的初始步时如果满足原点条件，按下起动按钮I2.6，连续标志M0.7的线圈“通电”并

52、自保持。左边第3个网络的4个触点全部接通，从初始步转换到“A点降步”，机械手下降。碰到下限位开关I0.1时，转换到“夹紧”步M2.1，T37定时时间到时，转换到“A点升”步，系统将这样一步一步地工作下去。 在“左行”步M2.7返回最左边时，左限位开关I0.4变为ON，因为“连续”标志位M0.7为ON，转换条件M0.7I0.4满足，系统将返回“A点降”步M2.0，反复连续地工作下去。 按下停止按钮I2.7，M0.7变为OFF，完成当前工作周期的全部操作后，在步M2.7机械手返回最左边，左限位开关I0.4变为ON，转换条件 满足，系统才返回并停留在初始步。55图5-44图5-4356 在单周期工作

53、方式的步M2.7返回最左边时，左限位开关I0.4为ON，因为连续标志M0.7为OFF，转换条件 满足，返回初始步。按一次起动按钮，只工作一个周期。 2单步工作方式 在单步工作方式，单步开关I2.2的常闭触点断开，“转换允许”标志M0.6在一般情况下为OFF，不允许步与步之间的转换。设初始步时系统处于原点状态，按下起动按钮I2.6，M0.6在一个扫描周期为ON，转换到“A点降”步M2.0，机械手下降。在起动按钮上升沿之后，M0.6变为OFF。 机械手碰到下限位开关I0.1时，与下降阀Q0.0的线圈串联的下限位开关I0.1的常闭触点断开，使下降阀Q0.0的线圈“断电”，机械手停止下降。 此时图5-

54、44左边第4个网络的下限位开关I0.1的常开触点闭合，如果没有按起动按钮，转换允许标志M0.6处于OFF，不会转换到下一步。一直要等到按下起动按钮，M0.6的常开触点接通，才能使转换条件I0.1（下限位）起作用，转换到夹紧步。完成每一步的操作后，都必须按一次起动按钮，才能转换到下一步。57 3输出电路 4个限位开关I0.1I0.4的常闭触点是为单步工作方式设置的。机械手碰到右限位开关I0.3后，“右行步”M2.3不会马上变为OFF，如果右行电磁阀Q0.3的线圈不与右限位开关I0.3的常闭触点串联，机械手还会继续右行，对于某些设备，可能造成事故。图5-4458 4自动返回原点程序 在回原点工作方

55、式，回原点开关I2.1为ON，调用回原点程序。根据机械手所处的位置和夹紧装置的状态，分为3种情况分别进行处理。 （1）夹紧装置松开 夹紧装置松开时Q0.1为OFF，机械手应上升和左行，直接返回原点位置。按下起动按钮I2.6，进入“B点升”步M1.4。如果机械手已经在最上面，上限位开关I0.2为ON，进入“B点升”步后，马上转换到“左行”步。 自动返回原点的操作结束后，原点条件满足。图5-43中的初始步M0.0在公用程序中被置位，可以认为步M0.0是“左行”步M1.5的后续步。 （2）夹紧装置处于夹紧状态，机械手在最右边 此时应将工件放到B点后再返回原点位置。按下起动按钮I2.6，机械手应进入“

56、B点降”步M1.2，首先执行下降和松开操作，释放工件后，机械手再上升和左行，返回原点位置。如果机械手已经在最下面，下限位开关I0.1为ON，进入“B点降”步后，因为转换条件已经满足，将马上转换到“松开”步。 （3）夹紧装置处于夹紧状态，机械手不在最右边 按下起动按钮I2.6，进入“A点升”步M1.0，机械手首先上升，然后右行、下降和松开工件，将工件放到B点后再上升、左行，返回原点位置。如果机械手已经在最上面，上限位开关I0.2为ON，进入“A点升”步后，因为转换条件已经满足，将马上转换到“右行步”。5960可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXIT1试设计一个抢答器程序电路。主持人提出问题宣布开始后，三个答题人按动按钮，仅仅是最早按的人面前的信号灯亮。一个题目终了时，主持人按动复位按钮，为下一轮抢答作出准备。 2设计一个对两台电机的控制程序。控制要求是：第1台电机运行30s后，第2台电机开始运行并且第一台电机停止运行；当第2台电机运行20s后两台电机同时运行。 61可编程控制器教程可编程控制器教程 梯形图的设计方法和常用的基本电路梯形图的设计方法和常用的基本电路绪论EXITP151: 3,4,5,7,10P151: 3,4,5,7,10 62