PLC應用基礎課題三105任務1三相異步電動機連續運行控制任務2三相異步電動機正反轉控制任務3兩臺電動機順序啟動控制任務4順序相連的傳送帶控制任務5星-三角啟動電動機可逆運行控制任務6燈光閃爍電路控制106任務1

三相異步電動機連續運行控制107學習目標1.熟悉觸點串聯指令、并聯指令、置位與復位指令的作用，并能正確使用。2.熟悉常閉觸點提供的輸入信號的處理方法。3.能利用觸點串聯指令、并聯指令、置位與復位指令編寫“啟-保-停”梯形圖程序，應用于三相異步電動機連續運行控制。108任務引入如圖所示是三相異步電動機連續運行控制線路，KM為交流接觸器，SB1為啟動按鈕，SB2為停止按鈕，KH為過載保護用熱繼電器。當合上電源開關QF、按下SB1時，KM線圈通電吸合，KM主觸點閉合，電動機開始運行，同時KM的輔助常開觸點閉合而使KM線圈保持吸合，實現了電動機的連續運行，直到按下停止按鈕SB2。109三相異步電動機連續運行控制線路a）主電路b）控制電路c）時序圖110本任務的主要內容是研究用PLC實現如圖所示線路的控制要求。為了用PLC實現如圖所示線路的控制要求，PLC需要3個輸入器件和1個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。111任務分析

輸入/輸出地址分配表根據輸入/輸出地址分配表，繪制PLC控制電路圖。當所用按鈕和熱繼電器的觸點類型不同或接法不同時，設計出的梯形圖也是不同的。這里用四種方案來分析。1.方案一PLC控制系統中輸入器件的觸點類型沿用繼電器控制系統中的觸點類型，即啟動按鈕SB1在繼電器控制系統中使用常開觸點，在PLC控制系統中仍使用常開觸點；停止按鈕SB2和過載保護用熱繼電器KH原來使用常閉觸點，在PLC控制系統中仍使用常閉觸點。1122.方案二PLC控制系統中的輸入觸點全部采用常開觸點，即啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2和過載保護用熱繼電器KH全部接入常開觸點。3.方案三PLC控制系統中啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2接入常開觸點，過載保護用熱繼電器KH接入常閉觸點。1134.方案四有時為了減少PLC的輸入觸點，將過載保護用熱繼電器KH的常閉觸點接在輸出端，此時輸入/輸出地址分配表見下表。114

輸入/輸出地址分配表一、指令1.觸點串聯指令（1）與指令（AND）AND是單個常開觸點串聯連接指令，完成邏輯“與”運算。（2）與非指令（ANI）ANI是單個常閉觸點串聯連接指令，完成邏輯“與非”運算。相關知識115（3）上升沿與指令（ANDP）ANDP是上升沿檢測串聯連接指令，觸點的中間用一個向上的箭頭表示上升沿，受該類觸點驅動的線圈只在觸點的上升沿接通一個掃描周期，如圖所示。上升沿與指令的使用a）梯形圖與指令表b）時序圖116（4）下降沿與指令（ANDF）ANDF是下降沿檢測串聯連接指令，觸點的中間用一個向下的箭頭表示下降沿，受該類觸點驅動的線圈只在觸點的下降沿接通一個掃描周期，如圖所示。下降沿與指令的使用a）梯形圖與指令表b）時序圖117（5）觸點串聯指令的使用說明1）觸點串聯指令是單個觸點串聯連接的指令，串聯次數沒有限制，可反復使用。2）觸點串聯指令的目標元件為輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時器T、計數器C、狀態繼電器S和D□.b。1182.觸點并聯指令（1）或指令（OR）OR是單個常開觸點并聯連接指令，實現邏輯“或”運算。（2）或非指令（ORI）ORI是單個常閉觸點并聯連接指令，實現邏輯“或非”運算。（3）上升沿或指令（ORP）ORP是上升沿檢測并聯連接指令，觸點的中間用一個向上的箭頭表示上升沿，受該類觸點驅動的線圈只在觸點的上升沿接通一個掃描周期。119（4）下降沿或指令（ORF）ORF是下降沿檢測并聯連接指令，觸點的中間用一個向下的箭頭表示下降沿，受該類觸點驅動的線圈只在觸點的下降沿接通一個掃描周期，如圖所示。下降沿或指令的使用a）梯形圖與指令表b）時序圖120（5）觸點并聯指令的使用說明1）觸點并聯指令是單個觸點并聯連接的指令，并聯次數沒有限制，可反復使用。2）觸點并聯指令的目標元件為輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時器T、計數器C、狀態繼電器S和D□.b。1213.置位與復位指令（1）置位指令（SET）該指令使被操作的目標元件置位并保持。（2）復位指令（RST）該指令使被操作的目標元件復位并保持。置位與復位指令的使用如圖所示。122置位與復位指令的使用a）梯形圖與指令表b）時序圖（3）置位與復位指令的使用說明1）置位指令的目標元件為Y、M、S和D□.b，復位指令的目標元件為位元件（Y、M、T、C、S、D□.b）和字元件（T、C、D、R、V、Z）。復位指令常被用來對D、Z和V的內容清零，也可用來復位積算定時器和計數器。2）對于同一目標元件，置位與復位指令可多次使用，順序也可隨意，但最后執行者有效。123二、常閉觸點提供的輸入信號的處理品比較上述任務實現方案可知，將SB1（啟動按鈕）、SB2（停止按鈕）和KH（過載保護用熱繼電器）的常開觸點接到PLC的輸入端，如圖a所示，梯形圖中的觸點類型與繼電器控制系統中的觸點類型完全一致，使得梯形圖很容易理解。如果SB2（停止按鈕）和KH（過載保護用熱繼電器）使用常閉觸點，那么，梯形圖中對應觸點的常開/常閉類型應與繼電器控制系統中的觸點類型相反，容易造成理解困難。所以，除非輸入信號只能由常閉觸點提供，否則應盡量使用常開觸點。在實際使用中，熱繼電器的輸入觸點用常閉觸點。124用PLC實現三相異步電動機連續運行控制方案一a）PLC控制電路圖b）梯形圖c）指令表125任務2三相異步電動機正反轉控制126學習目標1.熟悉回路塊串聯指令、并聯指令和棧存儲器指令的作用，并能正確使用。2.熟悉梯形圖優化方法。3.能利用所學指令編寫起互鎖作用的梯形圖程序，應用于三相異步電動機正反轉控制。127任務引入如圖所示為三相異步電動機正反轉控制線路，KM1為電動機正向運行交流接觸器，KM2為電動機反向運行交流接觸器，SB1為正向啟動按鈕，SB3為反向啟動按鈕，SB2為停止按鈕，KH為過載保護用熱繼電器。當按下SB1時，KM1線圈通電吸合，KM1主觸點閉合，電動機開始正向運行，同時KM1的輔助常開觸點閉合，使KM1線圈保持吸合，實現了電動機的正向連續運行，直到按下停止按鈕SB2；反之，當按下SB3時，KM2線圈通電吸合，KM2主觸點閉合，電動機開始反向運行，同時KM2的輔助常開觸點閉合，使KM2線圈保持吸合，實現了電動機的反向連續運行，直到按下停止按鈕SB2。KM1、KM2線圈互鎖，確保不同時通電。本任務的主要內容是研究用PLC實現三相異步電動機的正反轉控制。128

三相異步電動機正反轉控制線路a）主電路b）控制電路c）正向運行時序圖d）反向運行時序圖129為了將上圖b中的控制電路用PLC來實現，PLC需要4個輸入器件、2個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。130任務分析輸入/輸出地址分配表1.根據輸入/輸出地址分配表，繪制PLC控制電路圖，如圖a所示。PLC控制系統中按鈕的輸入觸點全部采用常開觸點，熱繼電器輸入觸點采用常閉觸點，由此設計的梯形圖和指令表如圖b所示。131用PLC實現三相異步電動機正反轉控制a）PLC控制電路圖b）梯形圖和指令表2.設計梯形圖時，除了按照繼電器控制電路并適當調整觸點順序繪制梯形圖外，還可以對梯形圖進行優化，方法是分離交織在一起的邏輯電路。132用PLC實現三相異步電動機正反轉控制的優化設計a）分離后的控制邏輯b）優化后的梯形圖和指令表c）PLC控制電路圖一、指令1.回路塊串聯、并聯指令（1）塊或指令（ORB）ORB是兩個或兩個以上的觸點串聯回路結構之間的并聯連接指令。ORB的使用說明如下。1）幾個串聯回路塊并聯連接時，每個串聯回路塊的開始處應用LD、LDI、LDP或LDF。相關知識1332）多個回路塊并聯連接時，如對每個回路塊都使用ORB，則并聯回路塊數量沒有限制。3）ORB也可以連續使用，如圖所示，但這種程序寫法不推薦使用，LD或LDI的使用次數不得超過8次。134連續使用ORB（2）塊與指令（ANB）ANB是兩個或兩個以上的觸點并聯回路結構之間的串聯連接指令，如圖所示，X000、X001是并聯回路塊，X002~X006也是并聯回路塊，將這兩個并聯回路塊串聯，所以在指令表中使用了ANB。135并聯回路塊串聯連接ANB的使用說明如下。1）并聯回路塊串聯連接時，并聯回路塊的開始處應用LD、LDI、LDP或LDF。2）多個并聯回路塊串聯時，ANB的使用次數不受限制，也可連續使用ANB，但與ORB相同，LD或LDI的使用次數不得超過8次。1362.棧存儲器指令FX系列PLC中有11個存儲單元，如圖a所示，它們采用先進后出的數據存取方式，專門用來存儲程序運算的中間結果，稱為棧存儲器。137棧存儲器a）存儲單元b）多重輸出程序結構的梯形圖與指令表138（1）進棧指令（MPS）MPS將運算結果送入棧存儲器的第一段，同時將先前送入的數據依次移到棧的下一段。MPS用于分支的開始處。（2）讀棧指令（MRD）MRD將棧存儲器的第一段數據（最后進棧的數據）讀出且該數據繼續保存在棧存儲器的第一段，棧內的數據不發生移動。MRD用于分支的中間段。（3）出棧指令（MPP）MPP將棧存儲器的第一段數據（最后進棧的數據）讀出且該數據從棧中消失，同時將棧中其他數據依次上移。MPP用于分支的結束處。（4）棧存儲器指令的使用說明1）棧存儲器指令沒有目標元件。2）MPS和MPP必須配對使用。3）由于棧存儲單元只有11個，所以棧最多為11層。139二、梯形圖優化在梯形圖中，觸點回路塊繪制在梯形圖的左側，線圈繪制在梯形圖的右側。為使程序簡潔易讀，還可以對程序進行優化。（1）在串聯程序中，單個觸點應放在觸點回路塊的右側。（2）在并聯程序中，單個觸點應放在觸點回路塊的下面。（3）在有線圈的并聯程序中，將單個線圈放在上面。140任務3兩臺電動機順序啟動控制141學習目標1.熟悉定時器的常用類型和作用。2.能利用通電延時定時器實現斷電延時。3.能利用所學指令和定時器編寫通電延時和斷電延時的梯形圖程序，應用于兩臺電動機順序啟動控制。142任務引入在實際工作中，經常需要兩臺或多臺電動機順序啟動，如圖所示。按下啟動按鈕SB1后，第一臺電動機M1啟動，5s后第二臺電動機M2啟動，完成相關工作后按下停止按鈕SB2，兩臺電動機同時停止。本任務的主要內容是研究用PLC實現兩臺電動機的順序啟動控制。143兩臺電動機順序啟動控制線路a）主電路b）控制電路c）時序圖144由時序圖可知，SB1和SB2分別是電動機M1的啟動和停止按鈕，SB2同時也是電動機M2的停止按鈕，但M2的啟動是由時間繼電器KT控制的，KT是通電延時繼電器，在用PLC控制時，可用定時器來完成相應的功能。為了將這個控制關系用PLC實現，PLC需要4個輸入器件、2個輸出器件和1個定時器，輸入/輸出地址分配表見下表。145任務分析146

輸入/輸出地址分配表根據輸入/輸出地址分配表，繪制PLC控制電路圖，如圖a所示。PLC控制系統中的按鈕全部采用常開觸點，熱繼電器全部采用常閉觸點，由此設計的梯形圖如圖b所示。147用PLC控制兩臺電動機順序啟動控制a）PLC控制電路圖b）梯形圖c）指令表一、通用定時器1.100ms通用定時器（T0~T199）100ms通用定時器共200點，其中T192~T199為子程序和中斷程序專用定時器。這類定時器用于對100ms時鐘脈沖進行累積計數。2.10ms通用定時器（T200~T245）10ms通用定時器共46點。這類定時器用于對10ms時鐘脈沖進行累積計數，設定值范圍為1~32767，所以其定時范圍為0.01~327.67s。相關知識1483.1ms通用定時器（T256~T511）1ms通用定時器共256點。這類定時器用于對1ms時鐘脈沖進行累積計數，設定值范圍也為1~32767，所以其定時范圍為0.001~32.767s。如圖所示為通用定時器的內部結構示意圖。通用定時器的特點是不具備斷電保持功能，即當外接驅動信號斷開或停電時定時器復位。

通用定時器的內部結構示意圖149二、積算定時器1.1ms積算定時器（T246~T249）1ms積算定時器共4點，這類定時器用于對1ms時鐘脈沖進行累積計數，設定值范圍為0.001~32.767s。2.100ms積算定時器（T250~T255）100ms積算定時器共6點，這類定時器用于對100ms時鐘脈沖進行累積計數，設定值范圍為0.1~3276.7s。150如圖所示為積算定時器的內部結構示意圖。積算定時器具備斷電保持功能，在定時過程中如果斷電或定時器線圈斷開，積算定時器將保持當前的計數值（當前值），通電或定時器線圈接通后繼續累積，即其當前值具有保持功能，只有將積算定時器復位，當前值才變為0。積算定時器的內部結構示意圖151三、利用通電延時定時器實現斷電延時FX3U

系列PLC定時器是通電延時定時器，如果需要使用斷電延時定時器，可用如圖所示的程序。152利用通電延時定時器實現斷電延時a）梯形圖b）指令表c）時序圖任務4順序相連的傳送帶控制153學習目標1.熟悉輔助繼電器的常見類型和作用。2.掌握避免雙線圈輸出的方法。3.能利用所學指令和編程元件編寫需暫存中間狀態的梯形圖程序，應用于順序相連的傳送帶控制。154任務引入如圖所示為某車間兩條順序相連的傳送帶的工作原理示意圖和時序圖。為了避免運送的物料在2號傳送帶上堆積，按下啟動按鈕后，2號傳送帶開始運行，5s后1號傳送帶自動啟動。而停機時，則是1號傳送帶先停止，10s后2號傳送帶才停止。本任務的主要內容是研究用PLC實現順序相連的傳送帶控制。155兩條順序相連的傳送帶a）工作原理示意圖b）時序圖?156由上圖b所示的時序圖可知，SB1是2號傳送帶的啟動按鈕，1號傳送帶在2號傳送帶啟動5s后自行啟動，SB2是1號傳送帶的停止按鈕，1號傳送帶停止10s后2號傳送帶自行停止。為了將這個控制關系用PLC實現，PLC需要2個輸入器件（采用過載保護用的熱繼電器不占用輸入點）、2個輸出器件和2個定時器，輸入/輸出地址分配表見下表。157任務分析158輸入/輸出地址分配表根據輸入/輸出地址分配表，繪制PLC控制電路圖，如圖a所示。PLC控制系統中的輸入器件全部采用常開觸點，如簡單地按照功能動作過程設計出圖b所示的梯形圖

。159用PLC控制兩條順序相連的傳送帶1a）PLC控制電路圖b）錯誤的梯形圖一、啟動按下啟動按鈕SB1，X0接通（梯形圖中X000常開觸點閉合），驅動M0和定時器T0的線圈接通（0行）；M0接通后，其常開觸點閉合（19行），驅動Y001動作，繼電器Y1外接的接觸器KM2通電，2號傳送帶開始運行；另外，T0接通延時5s后，其常開觸點閉合（7行），驅動Y000動作，繼電器Y0外接的接觸器KM1通電，1號傳送帶運行，執行了兩條傳送帶的順序啟動程序。T0（11行）的常開觸點閉合，M1線圈得電自鎖，T0的常閉觸點斷開，T1定時器不工作，為斷電延時做準備。160用PLC控制兩條順序相連的傳送帶2a）梯形圖b）時序圖161二、停止按下停止按鈕SB2，X1接通，梯形圖中X001的常閉觸點斷開（0行、7行），使M0和Y000斷開，繼電器Y0外接的KM1線圈斷開，1號傳送帶停止運行；另外，由于T0斷電，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合（11行），定時器T1通電，10s后，M1斷開（11行），使Y001斷電（19行），繼電器Y1外接的KM2線圈斷開，2號傳送帶停止運行，執行了兩條傳送帶順序停止的程序。162一、通用輔助繼電器（M0~M499）FX3U

系列PLC共有500點通用輔助繼電器。在PLC運行時，如果電源突然斷電，則通用輔助繼電器的全部線圈均斷開。當電源再次接通時，除了因外部輸入信號而變為接通的線圈以外，其余的仍將保持斷開狀態，它們沒有斷電保持功能。通用輔助繼電器常在邏輯運算中實現輔助運算、狀態暫存、移位等功能，上圖中的M0、M1就起到狀態暫存的作用。根據需要可通過程序設定，將M0~M499變為斷電保持輔助繼電器。相關知識163二、斷電保持輔助繼電器（M500~M7679）FX3U

系列PLC有M500~M7679共7180點斷電保持輔助繼電器。與通用輔助繼電器不同的是，斷電保持輔助繼電器具有斷電保持功能，即能記憶電源中斷瞬間的狀態，并在重新通電后再現其狀態。斷電保持輔助繼電器之所以能在電源斷電時保持其原有的狀態，是因為電源中斷時它們用PLC內置的鋰電池供電，以保持自身映像寄存器中的內容。根據需要，M500~M1023共524點可由軟件將其設定為通用輔助繼電器，而M1024~M7679共6656點只能作斷電保持輔助繼電器。164三、特殊輔助繼電器1.觸點型特殊輔助繼電器觸點型特殊輔助繼電器的線圈由PLC自動驅動，用戶只可使用其觸點。2.線圈型特殊輔助繼電器線圈型特殊輔助繼電器由用戶程序驅動線圈后，PLC執行特定的動作。165任務5星-三角啟動電動機可逆運行控制166學習目標1.熟悉主控指令和主控復位指令的作用，并能正確使用。2.能利用主控指令和主控復位指令編寫有公共串聯觸點的梯形圖程序，應用于星-三角啟動電動機可逆運行控制。167任務引入三相定子繞組作三角形聯結的三相籠型異步電動機，正常運行時均可采用星-三角啟動的方法，以達到限制啟動電流的目的。電動機啟動時，定子繞組先星形聯結降壓啟動，待轉速上升到接近額定轉速時，改為三角形聯結，電動機進入全壓運行狀態。星-三角啟動電動機可逆運行控制線路如圖所示。控制要求如下。168星-三角啟動電動機可逆運行控制線路a）主電路b）PLC控制電路169按下正向啟動按鈕SB1，電動機以星-三角方式正向啟動，星形聯結運行30s后轉換為三角形聯結運行。按下停止按鈕SB3，電動機停止運行。按下反向啟動按鈕SB2，電動機以星-三角方式反向啟動，星形聯結運行30s后轉換為三角形聯結運行。按下停止按鈕SB3，電動機停止運行。本任務的主要內容是研究用PLC實現星-三角啟動電動機可逆運行控制。170為了將上述控制關系用PLC實現，PLC需要3個輸入器件、4個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。171任務分析輸入/輸出地址分配表根據輸入/輸出地址分配表，繪制PLC控制電路圖，如圖b所示，由此設計的梯形圖如圖a所示。當按下SB1時，X0接通，驅動Y0、Y2動作，電動機M作正向星形降壓啟動，30s后，Y2斷開，Y3接通，電動機M轉入三角形全壓運行。同理可分析反向運行。梯形圖中的常閉觸點Y000、Y001和Y002、Y003分別起接觸器互鎖作用。如圖a所示的梯形圖的設計采用了堆棧指令，也可以用主控指令實現，如圖b所示。172星-三角啟動電動機可逆運行控制梯形圖a）用堆棧指令實現的梯形圖b）用主控指令實現的梯形圖c）主控指令運行時的梯形圖173一、主控指令（MC）MC用于公共串聯觸點的連接。執行MC后，左母線移到MC觸點的后面。二、主控復位指令（MCR）MCR是MC的復位指令，即利用MCR恢復原左母線的位置。MC、MCR的使用如圖所示，利用“MCN0M100”實現左母線右移，其中N0表示嵌套等級，在無嵌套結構中N0的使用次數無限制；利用“MCRN0”恢復原左母線的位置。如果X000斷開，則會跳過MC、MCR之間的指令向下執行。相關知識174MC、MCR的使用175三、主控指令和主控復位指令的使用說明1.MC、MCR的目標元件為Y和M，但不能用特殊輔助繼電器。2.主控觸點在梯形圖中與一般觸點垂直。3.MC的輸入觸點斷開時，在MC和MCR之間的積算定時器和計數器、用復位/置位指令驅動的元件保持其之前的狀態不變，非積算定時器和計數器、用OUT驅動的元件將復位。4.在一個主控指令區內若再使用MC稱為嵌套。176任務6燈光閃爍電路控制177學習目標1.熟悉微分指令、取反指令、空操作指令和結束指令的作用，并能正確使用。2.熟悉計數器的常見類型和工作原理。3.能利用所學指令編寫梯形圖程序，應用于燈光閃爍電路控制。178任務引入在控制系統中常常涉及時間控制問題，燈光閃爍電路本質上都是時間控制電路，常用的有脈沖發生器、振蕩電路、分頻電路、電子鐘等。本任務的主要內容是研究用PLC實現燈光閃爍電路控制。179一、脈沖發生器FX3U

系列的特殊輔助繼電器M8011~M8014能分別產生10ms、100ms、1s和1min的時鐘脈沖。180任務分析脈沖發生器a）梯形圖b）時序圖二、振蕩電路設計一個振蕩電路，要求其波形如圖所示。X0端外接的是帶自鎖的按鈕，Y0端的指示燈會產生亮3s、滅2s的閃爍效果，所以該電路也稱為閃爍電路。為了實現這一功能，設置T0為2s定時器，T1為3s定時器，設計的PLC控制電路圖、梯形圖、指令表與時序圖如圖所示。181振蕩電路波形

振蕩電路設計a）PLC控制電路圖b）梯形圖及指令表c）時序圖182三、分頻電路用PLC可以實現對輸入信號的任意分頻，如圖所示是二分頻電路，要分頻的脈沖信號加在X0端，Y0端輸出分頻后的脈沖信號。183二分頻電路a）梯形圖b）指令表c）時序圖開始執行程序時，M8002接通一個掃描周期，確保Y000的初始狀態為斷開狀態。當X0端第一個脈沖信號到來時，M100接通一個掃描周期，驅動Y000兩條支路中的1號支路接通，2號支路斷開，Y000接通。第一個脈沖到來一個掃描周期后，M100斷開，驅動Y000兩條支路中的2號支路接通，1號支路斷開，Y000繼續保持接通。當X0端第二個脈沖信號到來時，M100又接通一個掃描周期，驅動Y000的兩條支路都斷開，Y000斷開。第二個脈沖到來一個掃描周期后，M100斷開，Y000繼續保持斷開，直到第三個脈沖到來。所以X0端每送入2個脈沖，Y0端產生1個脈沖，實現了分頻。184四、電子鐘如圖所示為電子鐘電路，M8013是PLC內部的秒時鐘脈沖，C0、C1、C2分別是秒、分、時計數器，M8013每來一個秒時鐘脈沖，秒計數器C0當前值加1，一直加到60，達到1min，C0的常開觸點閉合，使C1分計數器計數，C1當前值加1，同時C0當前值清零。同理可分析C1、C2的作用。185186電子鐘電路a）梯形圖b）指令表c）時序圖一、指令1.微分指令（PLS/PLF）上升沿微分指令PLS在輸入信號上升沿產生一個掃描周期的脈沖輸出。下降沿微分指令PLF在輸入信號下降沿產生一個掃描周期的脈沖輸出。PLS和PLF只能用于輸出繼電器和輔助繼電器（不包括特殊輔助繼電器）。下圖中的M0僅在X000的常開觸點由斷開變為接通（即X000的上升沿）時的一個掃描周期內為ON，M1僅在X000的常開觸點由接通變為斷開（即X000的下降沿）時的一個掃描周期內為ON。相關知識187188

微分指令的使用a）梯形圖b）指令表c）時序圖當PLC從RUN狀態轉到STOP狀態，然后又由STOP狀態進入RUN狀態時，其輸入信號仍然為ON，PLSM0指令將輸出一個脈沖。然而，如果用電池后備（鎖存）的輔助繼電器代替M0，PLS在這種情況下不會輸出脈沖。PLS、PLF的使用說明如下。（1）PLS、PLF的目標元件為Y和M。（2）使用PLS時，僅在驅動輸入為ON后的一個掃描周期內目標元件為ON，如上圖c所示，M0僅在X000的常開觸點由斷開到接通時的一個掃描周期內為ON；PLF利用輸入信號的下降沿驅動，其他與PLS相同。1892.取反、空操作和結束指令（1）取反指令（INV）取反指令在梯形圖中用一條與水平線成45°的短斜線表示，它將執行該指令之前的運算結果取反。取反指令的使用190（2）空操作指令（NOP）NOP為空操作指令，使該步序做空操作。將用戶程序全部清除后，用戶存儲器中的全部指令為空操作指令。（3）結束指令（END）END為結束指令，將強制結束當前的掃描執行過程。若不寫結束指令，將從用戶程序存儲器的第一步執行到最后一步；若將結束指令放在程序結束處，則只執行第一步至END之間的程序。使用結束指令可以縮短掃描周期。在調試程序時，可以將結束指令插在各段程序之后，從第一段開始分段調試，調試完成后必須刪去程序中間的結束指令，這種方法對程序的查錯也很有用處。191二、計數器1.16位加計數器（C0~C199）16位加計數器共200點，其中C0~C99共100點為通用型，C100~C199共100點為斷電保持型（即斷電后能保持當前值，待通電后繼續計數）。這類計數器為遞加計數，應用前先為其設置某一設定值，當輸入信號（上升沿）個數累加到設定值時，計數器動作，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開。計數器的設定值范圍為1~32767，設定值除了用常數K設定外，還可間接通過指定數據寄存器D設定。1922.32位加/減計數器（C200~C234）32位加/減計數器共35點，其中C200~C219（共20點）為通用型，C220~C234（共15點）為斷電保持型。這類計數器與16位加計數器相比，除位數不同外，還在于其能通過控制實現加/減雙向計數，設定值范圍為-214783648~+214783647。C200~C234是加計數還是減計數，分別由特殊輔助繼電器M8200~M8234設定，對應的特殊輔助繼電器被置為ON時為減計數，被置為OFF時為加計數。與16位加計數器相同，32位加/減計數器也可直接用常數K或間接用數據寄存器D的內容作為設定值。在間接設定時，要用相鄰編號的兩個數據寄存器。193如圖所示，X012用來控制M8200，X012閉合時為減計數方式，否則為加計數方式。19432位加/減計數器順序功能圖課題四195196任務1運料小車控制任務2按鈕式人行道交通燈控制任務3自動門控制任務4液體混合裝置控制任務5沖床機械手運動控制任務6十字路口交通燈控制任務7用凸輪實現旋轉工作臺控制任務8組合鉆床控制任務9大小球分選系統控制任務1

運料小車控制197學習目標1.熟悉經驗設計法與順序控制設計法。2.熟悉順序功能圖的組成和繪制注意事項。3.熟悉順序功能圖中轉換實現的基本規則。4.掌握由順序功能圖繪制梯形圖（“啟-保-停”程序結構）。5.能利用順序功能圖編寫梯形圖程序，應用于運料小車控制。198任務引入自動化生產線上經常使用運料小車，其示意圖如圖所示。貨物通過運料小車M從A地運到B地，在B地卸料后，小車M再從B地返回A地。本任務用PLC來控制運料小車的工作，編程采用單序列順序功能圖實現。假設初始階段小車停在左限位開關SQ2處，按下啟動按鈕X0，Y2變為ON，打開儲料斗的閘門，開始裝料，同時用定時器T0定時，10s后關閉儲料斗的閘門，Y0變為ON，小車開始右行，碰到右限位開關SQ1后停下來卸料，Y3為ON，同時用定時器T1定時，8s后停止卸料，Y1變為ON，小車開始左行，碰到左限位開關SQ2后返回初始狀態，停止運行。199

運料小車示意圖200為了用PLC來實現任務要求，PLC需要3個輸入器件、4個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。201任務分析

輸入/輸出地址分配表根據控制要求，繪制運料小車控制時序圖，如圖所示。根據Y000~Y003ON/OFF狀態的變化，運料小車的一個工作周期分為裝料、右行、卸料和左行4步，再加上等待裝料的初始步，一共有5步。各限位開關、按鈕和定時器提供的信號是各步之間的轉換條件，由此繪制運料小車單周期工作方式順序功能圖，如圖所示，設計出的運料小車單周期工作方式梯形圖（“啟-保-停”程序方法）如圖所示。202運料小車控制時序圖203

運料小車單周期工作方式順序功能圖運料小車單周期工作方式梯形圖（“啟-保-停”程序方法）204一、經驗設計法與順序控制設計法

經驗設計法沒有一套固定的步驟可循，具有很大的試探性和隨意性。在設計復雜系統的梯形圖時，若用大量的中間單元來完成記憶、聯鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，這些因素又往往交織在一起，分析起來非常困難。此外，修改某一局部電路時，可能對系統的其他部分產生意想不到的影響，往往花費很長時間卻得不到滿意的結果。所以用經驗設計法設計出的梯形圖不易閱讀，系統維修和改進也較困難。相關知識205順序控制設計法是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受，有經驗的工程師使用順序控制設計法也會提高設計效率，程序調試、修改和閱讀也更方便。所謂順序控制，就是按照生產工藝預先規定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，生產過程的各個執行機構自動有序地進行操作。使用順序控制設計法時，首先根據系統的工藝過程繪制順序功能圖，然后根據順序功能圖繪制梯形圖。206二、順序功能圖的組成和繪制注意事項1.順序功能圖的組成（1）步順序控制設計法最基本的思想是將系統的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步，可以用編程元件（M和S）來代表各步。步是根據輸出量的狀態變化來劃分的，在任何一步之內，各輸出量的ON/OFF狀態不變，但是，相鄰兩步輸出量總的狀態是不同的，步的這種劃分方法使代表各步的編程元件的狀態與各輸出量的狀態之間的邏輯關系更清晰。2071）初始步。與系統的初始狀態相對應的步稱為初始步，初始狀態一般是系統等待啟動命令的相對靜止的狀態。初始步用雙線方框表示，每一個順序功能圖至少應有一個初始步。2）活動步。當系統正處于某一步所在的階段時，該步處于活動狀態，稱為活動步。步處于活動狀態時，相應的動作被執行；步處于不活動狀態時，相應的非存儲型動作被停止。208（2）動作一個控制系統可以劃分為被控系統和施控系統。對于被控系統，在某一步中要完成某些動作；對于施控系統，在某一步中則要向被控系統發出某些命令。209一個步有多個動作的兩種繪制方法a）方法1

b）方法2（3）有向連線在繪制順序功能圖時，將代表各步的方框按它們成為活動步的先后次序排列，并用有向連線將它們連接起來。步的活動狀態習慣的進展方向是從上到下或從左到右，這兩個方向有向連線上的箭頭可以省略。如果不是上述的方向，應在有向連線上用箭頭注明進展方向。（4）轉換轉換用垂直于有向連線的短畫線來表示，轉換將相鄰兩步分隔開。步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成的，并與控制過程的發展相對應。210（5）轉換條件轉換條件是與轉換相關的邏輯命題，可以用文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注在表示轉換的短畫線旁邊，使用最多的是布爾代數表達式。轉換條件的標注如圖所示。轉換條件的標注2112.繪制順序功能圖的注意事項（1）兩個步之間必須用一個轉換隔開，兩個步絕對不能直接相連。（2）兩個轉換之間必須用一個步隔開，兩個轉換不能直接相連。（3）順序功能圖中的初始步一般對應于系統等待啟動的初始狀態，這一步可能沒有輸出處于ON狀態，因此，初學者很容易遺漏這一步。初始步是必不可少的，一方面該步與它的相鄰步相比，輸出變量的狀態各不相同；另一方面如果沒有該步，則無法表示初始狀態，系統也無法返回停止狀態。212（4）自動控制系統應能多次重復執行同一工藝過程，因此，在順序功能圖中一般應有由步和有向連線組成的閉環，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應從最后一步返回初始步。（5）在順序功能圖中，只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。（6）順序功能圖是用來描述自動工作過程的，如果系統有自動、手動兩種工作方式，還應在系統由手動工作方式進入自動工作方式時，用一個適當的信號將初始步置為活動步。213三、順序功能圖中轉換實現的基本規則1.轉換實現的條件在順序功能圖中，步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成的，轉換的實現必須同時滿足以下兩個條件。（1）該轉換所有的前級步都是活動步。（2）相應的轉換條件得到滿足。2.轉換實現后的操作轉換實現后應完成以下兩個操作。（1）使所有由有向連線與相應轉換符號相連的后續步都變為活動步。（2）使所有由有向連線與相應轉換符號相連的前級步都變為不活動步。214四、由順序功能圖繪制梯形圖（“啟-保-停”程序結構）“啟-保-停”程序結構僅使用與觸點和線圈有關的指令，任何一種PLC的指令系統都有這一類指令，因此，這是一種通用的編程方法，可以用于任意型號的PLC。1.步的處理用輔助繼電器M代表步，當某一步為活動步時，對應的輔助繼電器為ON，某一轉換實現時，該轉換的后續步變為活動步，前級步變為不活動步。由于很多轉換條件都是短信號，即它存在的時間比它激活后續步為活動步的時間短，因此，應使用有記憶（或稱保持）功能的程序結構來控制代表步的輔助繼電器。215如圖所示，步M1、M2和M3是順序功能圖中順序相連的3步，X001是步M2之前的轉換條件。設計“啟-保-停”程序的關鍵是找出它的啟動條件和停止條件。轉換實現的條件是它的前級步為活動步，并且滿足相應的轉換條件，所以步M2變為活動步的條件是它的前級步M1為活動步，且轉換條件X001=1。在“啟-保-停”程序中，應將前級步M1和轉換條件X001對應的常開觸點串聯，作為控制M2的啟動條件。216

用“啟-保-停”程序結構控制步當M2和X002均為ON時，步M3變為活動步，這時步M2應變為不活動步。因此，可以將M3=1作為使輔助繼電器M2變為OFF的條件，即將后續步M3的常閉觸點作為“啟-保-停”程序的停止條件。上圖所示的梯形圖可以用邏輯代數式表示為根據上述的編程方法和順序功能圖，很容易繪制梯形圖。順序功能圖中有多少步，梯形圖中就有多少個驅動步的“啟-保-停”程序結構。2172.輸出的處理（1）某一輸出量僅在某一步中為ON，可以將它們的線圈分別與對應步的輔助繼電器的線圈并聯。（2）某一輸出繼電器在幾步中都為ON，應將代表各有關步的輔助繼電器的常開觸點并聯后，驅動該輸出繼電器的線圈。218任務2按鈕式人行道交通燈控制219學習目標1.熟悉順序功能圖的基本結構。2.掌握用“啟-保-停”程序結構實現并行序列的編程方法。3.能利用順序功能圖編寫梯形圖程序，應用于按鈕式人行道交通燈控制。220任務引入在道路交通管理中常會使用按鈕式人行道交通燈，其示意圖如圖所示。正常情況下，汽車通行，即Y3綠燈亮，Y5紅燈亮；若行人想過馬路，需要按下按鈕。按下按鈕SB1（或SB2）后，主干道交通燈將完成綠（5s）→綠閃（3s）→黃（3s）→紅（20s）的變化。當主干道紅燈亮時，人行道從紅燈亮轉為綠燈亮，15s以后，人行道綠燈開始閃爍，閃爍5s后轉入主干道綠燈亮，人行道紅燈亮。221按鈕式人行道交通燈示意圖222本任務利用PLC控制按鈕式人行道交通燈，用并行序列的順序功能圖編程。為了用PLC來實現任務要求，PLC需要2個輸入器件、5個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。223任務分析

輸入/輸出地址分配表224

輸入/輸出地址分配表由提出的任務繪制按鈕式人行道交通燈控制時序圖，如圖所示。在按鈕式人行道上，主干道與人行道的交通燈是并行工作的，主干道允許通行時，人行道是禁止通行的，反之亦然。主干道交通燈的一個工作周期分為4步，分別為綠燈亮、綠燈閃爍、黃燈亮和紅燈亮，用M1~M4表示。人行道交通燈的一個工作周期分為3步，分別為紅燈亮、綠燈亮、綠燈閃，用M5~M7表示。再加上初始步M0，一共由8步構成。各按鈕和定時器提供的信號是各步之間的轉換條件，由此繪制此任務的順序功能圖，如圖所示，用“啟-保-停”程序結構設計出的按鈕式人行道交通燈控制梯形圖如圖所示。225226按鈕式人行道交通燈控制時序圖227

按鈕式人行道交通燈控制順序功能圖228用“啟-保-停”程序結構設計出的按鈕式人行道交通燈控制梯形圖一、順序功能圖的基本結構1.單序列單序列由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅有一個轉換，每一個轉換的后面只有一個步，如圖a所示。相關知識229230順序功能圖的三種基本結構a）單序列b）并行序列c）選擇序列2.并行序列當轉換的實現導致幾個序列同時激活時，這些序列稱為并行序列，并行序列的開始稱為分支。3.選擇序列選擇序列的開始稱為分支，如上圖c所示，轉換符號只能標在水平連線之下。231二、用“啟-保-停”程序結構實現并行序列的編程方法1.并行序列分支的編程方法并行序列中各單序列的第一步應同時變為活動步。對控制這些步的“啟-保-停”程序使用同樣的啟動條件，就可以實現這一要求。2.并行序列合并的編程方法下圖中，步M0之前有一個并行序列的合并，該轉換實現的條件是所有的前級步（即步M4和M7）都是活動步且轉換條件T4滿足。232233

按鈕式人行道交通燈控制順序功能圖任務3自動門控制234學習目標1.掌握用“啟-保-停”程序結構實現的選擇序列的編程方法。2.掌握僅有兩步的閉環的處理方法。3.能利用順序功能圖編寫梯形圖程序，應用于自動門控制。235任務引入許多公共場所都采用自動門，其控制示意圖如圖所示。當人靠近自動門時，紅外感應器X0為ON，Y0驅動電動機高速開門；當門碰到開門減速開關X1時，Y1驅動電動機變為低速開門；當門碰到開門極限開關X2時，電動機停止轉動，開始延時，若0.5s內紅外感應器檢測為無人，則Y2驅動電動機高速關門；當門碰到關門減速開關X3時，Y3驅動電動機低速關門；當門碰到關門極限開關X4時，電動機停止轉動。在關門期間，若紅外感應器檢測到有人則停止關門，延時0.5s后自動轉換為高速開門。236兩臺電動機順序啟動控制線路a）主電路b）控制電路c）時序圖237本任務利用PLC控制自動門，用選擇序列的順序功能圖編程。為了用PLC來實現自動門控制，PLC需要5個輸入器件、4個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。238任務分析輸入/輸出地址分配表如圖a所示是自動門控制系統在關門期間無人進出情況下的時序圖，如圖b所示是自動門控制系統在高速關門期間有人進出情況下的時序圖。從時序圖可以看到，自動門在關門時會有兩種選擇：關門期間無人進出時繼續完成關門動作；如果關門期間有人進出，則暫停關門動作，開門讓人進出后再關門。因此，要設計選擇序列的順序功能圖，如圖所示，由此設計的自動門控制系統梯形圖如圖所示。239240自動門控制系統時序圖a）關門期間無人進出情況下的時序圖b）高速關門期間有人進出情況下的時序圖241自動門控制系統順序功能圖（選擇序列）242自動門控制系統梯形圖一、用“啟-保-停”程序結構實現的選擇序列的編程方法1.選擇序列分支的編程方法如果某一步的后面有一個由

N

條分支組成的選擇序列，該步可能轉換到不同的分支，應將這

N

個后續步對應的輔助繼電器的常閉觸點與該步的線圈串聯，作為結束該步的條件。相關知識2432.選擇序列合并的編程方法對于選擇序列的合并，如果某一步之前有

N

個轉換（即有

N

條分支在該步之前合并后進入該步），則代表該步的輔助繼電器的啟動條件由

N

條支路并聯而成，各支路由前級步對應的輔助繼電器的常開觸點與相應轉換條件對應的觸點或塊串聯而成。244二、僅有兩步的閉環的處理1.以轉換條件作為停止條件將下圖b中M2的常閉觸點用轉換條件X003的常閉觸點代替即可，如圖c所示。如果轉換條件較復雜，要將對應的轉換條件整個取反才可以作為停止條件。245由兩步組成的小閉環a）順序功能圖b）錯誤的梯形圖c）正確的梯形圖2.在小閉環中增設步如圖a所示，在小閉環中增設M10步就可以解決這一問題，這一步沒有操作，它后面的轉換條件“=1”相當于邏輯代數中的常數1，即表示轉換條件總是滿足的，只要進入步M10，將馬上轉換到步M2。下圖b是根據下圖a繪制的部分梯形圖。246在小閉環中增設步a）順序功能圖b）部分梯形圖任務4液體混合裝置控制247學習目標1.掌握順序控制設計法中停止的處理方法。2.能利用順序功能圖編寫梯形圖程序，應用于液體混合裝置控制。248任務引入如圖所示為某液體混合裝置示意圖，上限位、下限位和中限位液位傳感器開關在被液體淹沒時為ON，反之為OFF。閥YV1、YV2和YV3為電磁閥，線圈通電時打開，線圈斷電時關閉。初始狀態下容器是空的，各閥門均關閉，各傳感器開關均為OFF。按下啟動按鈕后，打開閥YV1，液體A流入容器，中限位傳感器開關變為ON時，關閉閥YV1，打開閥YV2，液體B流入容器。當液面到達上限位時，關閉閥YV2，電動機M開始運行，攪動液體，60s后停止攪動，打開閥YV3，放出混合液。當液面降至下限位之后再過5s，容器排空，關閉閥YV3，打開閥YV1，開始下一周期的操作。按下停止按鈕，在當前工作周期的操作結束后，液體混合裝置才停止工作（停在初始狀態）。249某液體混合裝置示意圖250本任務利用PLC控制液體混合裝置，用順序功能圖編程。為了用PLC來實現任務要求，PLC需要5個輸入器件、4個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。251任務分析

輸入/輸出地址分配表根據輸入/輸出地址分配表繪制PLC控制電路圖，如圖a所示，由提出的任務繪制時序圖，如圖b所示。液體混合裝置的工作周期劃分為6步，除了初始步之外，還包括液體A流入容器、液體B流入容器、攪動液體、放出混合液和容器排空這5步。用M0表示初始步，分別用M1~M5表示液體A流入容器、液體B流入容器、攪動液體、放出混合液和容器放空，用各限位傳感器開關、按鈕和定時器提供的信號表示各步之間的轉換條件。繪制液體混合裝置控制順序功能圖（選擇序列）如圖所示，用“啟-保-停”程序結構設計的液體混合裝置控制梯形圖如圖所示。252液體混合裝置PLC控制電路圖和時序圖a）PLC控制電路圖b）時序圖253液體混合裝置PLC控制電路圖和時序圖a）PLC控制電路圖b）時序圖254液體混合裝置控制順序功能圖（選擇序列）255用“啟-保-停”程序結構設計的液體混合裝置控制梯形圖256在任務要求中，停止按鈕的按下并不是按順序進行的，在任何時候都可能按下停止按鈕，而且不管什么時候按下停止按鈕，都要等到當前工作周期結束后才能響應。所以停止按鈕的操作無法在順序功能圖中直接反映出來，但可以用M10間接表示，如上圖所示。每一個工作周期結束后，再根據M10的狀態決定進入下一周期還是返回初始狀態。由如上圖所示的液體混合裝置控制梯形圖可以看出，M10由X003、X004控制，按下啟動按鈕，M10變為ON狀態并保持，按下停止按鈕，M10變為OFF狀態，但是系統不會馬上返回初始步，因為M10只是在步M5之后起作用。相關知識257任務5沖床機械手運動控制258學習目標1.熟悉存儲型命令和非存儲型命令。2.熟悉命令或動作的修飾詞。3.能利用順序功能圖編寫梯形圖程序，應用于沖床機械手的運動控制。259任務引入在機械加工過程中經常使用沖床，某沖床機械手的運動示意圖如圖所示。初始狀態時機械手在最左邊，X4為ON；沖頭在最上面，X3為ON；機械手松開時，Y0為OFF。按下啟動按鈕，Y0變為ON，工件被夾緊并保持，2s后Y1被置位，機械手右行，直到碰到X1，以后將順序完成以下動作：沖頭下行、沖頭上行、機械手左行、機械手松開、延時1s后系統返回初始狀態。260某沖床機械手的運動示意圖261本任務利用PLC控制沖床機械手的運動，用順序功能圖編程。為了用PLC來完成任務，PLC需要5個輸入器件、5個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。262任務分析輸入/輸出地址分配表根據輸入/輸出地址分配表繪制沖床機械手PLC控制電路圖，如圖所示。由提出的任務要求繪制沖床機械手運動控制時序圖，如圖所示。從時序圖可以發現，工件在整個工作周期中都處于夾緊狀態，直到完成沖壓后才松開工件，這種動作命令稱為存儲型命令。沖床機械手的運動周期劃分為7步，分別為初始步、工件夾緊、機械手右行、沖頭下行、沖頭上行、機械手左行和工件松開，用M0~M6表示。各限位開關、按鈕和定時器提供的信號是各步之間的轉換條件。由此繪制沖床機械手運動控制順序功能圖如圖所示，用“啟-保-停”程序結構設計的沖床機械手運動控制梯形圖如圖所示。263沖床機械手PLC控制電路圖

264沖床機械手運動控制時序圖沖床機械手運動控制順序功能圖265

用“啟-保-停”程序結構設計的沖床機械手運動控制梯形圖266一、存儲型命令和非存儲型命令在順序功能圖中，說明命令的語句時應清楚地表明該命令是存儲型的還是非存儲型的。如上圖所示，步M1的命令Y000就是存儲型命令，當步M1為活動步時Y000置位，該步為不活動步時Y000繼續置位，除非在其他步中用復位指令將Y000復位（步M6）。同理，步M6中的命令Y000也是存儲型命令，當步M6為活動步時Y000復位，該步為不活動步時Y000繼續復位，除非在其他步中用置位指令將Y000置位（步M1）。相關知識267二、命令或動作的修飾詞在順序功能圖中，說明存儲型命令時可在命令或動作的前面加修飾詞。命令或動作的修飾詞說明見下表，使用動作的修飾詞可以在一步中完成不同的動作。修飾詞允許在不增加邏輯的情況下控制動作。268命令或動作的修飾詞說明任務6十字路口交通燈控制269學習目標1.掌握以轉換為中心的梯形圖的編程方法。2.能利用順序功能圖編寫梯形圖程序，應用于十字路口交通燈控制。270任務引入某十字路口交通燈示意圖如圖所示，每一方向的車道都有4個交通燈：左轉綠燈、直行綠燈、黃燈和紅燈，每一方向的人行道都有2個交通燈：綠燈和紅燈。當按下啟動按鈕時，東西方向車道、人行道通行，南北方向車道、人行道禁止通行，東西方向車道的直行綠燈亮，汽車直行，20s后直行綠燈閃爍3s，隨后黃燈亮3s，接著車道的左轉綠燈亮，汽車左轉，20s后左轉綠燈閃爍3s，隨后黃燈亮3s，紅燈亮。當東西方向車道直行綠燈亮和閃爍時，東西方向人行道的綠燈也處于亮和閃爍的狀態。東西方向車道、人行道禁止通行后，轉入南北方向車道、人行道通行，順序與東西方向相同。271某十字路口交通燈示意圖272本任務利用PLC控制十字路口交通燈，用順序功能圖編程。為了用PLC來完成任務，PLC需要1個輸入器件、12個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。273任務分析

輸入/輸出地址分配表根據輸入/輸出地址分配表繪制十字路口交通燈PLC控制電路圖，如圖所示。由提出的任務繪制十字路口交通燈控制時序圖，如圖所示。把十字路口交通燈分為四個并行的分支，分別為東西方向車道、東西方向人行道、南北方向車道和南北方向人行道。每個方向的車道都有直行、直行閃爍、黃燈、左轉、左轉閃爍、黃燈和紅燈7步，東西方向的人行道有綠燈、綠燈閃爍和紅燈3步，南北方向的人行道有紅燈、綠燈、綠燈閃爍和紅燈4步，再加上初始步和虛設步，一共有23步，由此繪制十字路口交通燈控制順序功能圖，如圖所示。用“啟-保-停”程序結構設計的梯形圖如圖所示。除了用“啟-保-停”程序結構設計梯形圖外，還可以用以轉換為中心的方法設計梯形圖，如圖所示。274十字路口交通燈PLC控制電路圖275

十字路口交通燈控制時序圖276十字路口交通燈控制順序功能圖277

用“啟-保-停”程序結構設計的梯形圖278

用“啟-保-停”程序結構設計的梯形圖279用以轉換為中心的方法設計的梯形圖280用以轉換為中心的方法設計的梯形圖281一、步的處理如圖所示為以轉換為中心的編程方法。實現圖中X001對應的轉換需要同時滿足兩個條件，即該轉換的前級步是活動步（M1=1）和轉換條件滿足（X001=1）。在梯形圖中，可以用M1和X001的常開觸點組成的串聯結構來表示上述條件。該串聯結構接通，即兩個條件同時滿足時，此時應完成兩個操作，即將該轉換的后續步變為活動步（用SET將M2置位）和將該轉換的前級步變為不活動步（用RST將M1復位），這種編程方法與轉換實現的基本規則之間有著嚴格的對應關系，用它編制復雜的順序功能圖的梯形圖時，更能顯示出其優越性。相關知識282以轉換為中心的編程方法a）順序功能圖b）梯形圖283在以轉換為中心的編程方法中，用該轉換所有前級步對應的輔助繼電器的常開觸點與轉換對應的觸點或塊串聯，作為使所有后續步對應的輔助繼電器置位（使用SET）和使所有前級步對應的輔助繼電器復位（使用RST）的條件。在任何情況下，代表步的輔助繼電器的控制程序都可以用這一原則來設計，每一個轉換對應一個這樣的控制置位和復位的回路塊，有多少個轉換就有多少個這樣的回路塊。在以轉換為中心的編程方法中，單序列和選擇序列每一轉換的前級步都只有一個，轉換的后續步也都只有一步，所以單序列和選擇序列步的處理方法相同。284二、輸出使用以轉換為中心的編程方法時，不能將輸出繼電器的線圈與SET和RST并聯。下圖中，前級步和轉換條件對應的串聯回路塊接通的時間十分短（只有一個掃描周期），轉換條件滿足后前級步馬上被復位，在下一個掃描周期控制置位、復位的串聯回路塊被斷開，而輸出繼電器的線圈至少應在某一步對應的全部時間內被接通，因此，應根據順序功能圖，用代表步的輔助繼電器的常開觸點或它們的并聯回路塊來驅動輸出繼電器的線圈。285用以轉換為中心的方法設計的梯形圖286用以轉換為中心的方法設計的梯形圖287任務7用凸輪實現旋轉工作臺控制288學習目標1.了解狀態繼電器的相關知識。2.熟悉步進順控指令及其使用注意事項。3.能根據工藝要求繪制用狀態繼電器表示步的單序列順序功能圖，并改繪為梯形圖，應用于用凸輪實現的旋轉工作臺控制。289任務引入在機械加工時，很多場合都會用到旋轉工作臺，下圖中，旋轉工作臺用凸輪和限位開關來實現其運動控制。在初始狀態時，左限位開關X3為ON，按下啟動按鈕，電動機驅動工作臺沿順時針方向正轉，凸輪轉到右限位開關X4所在位置時暫停5s，之后工作臺反轉，凸輪回到左限位開關X3所在的初始位置時停止轉動，系統回到初始狀態。290用凸輪和限位開關實現的旋轉工作臺運動控制291本任務利用PLC控制旋轉工作臺運動，用順序功能圖編程。為了用PLC來完成任務，PLC需要3個輸入器件、2個輸出器件，輸入/輸出地址分配表見下表。292任務分析

輸入/輸出地址分配表根據輸入/輸出地址分配表繪制旋轉工作臺PLC控制電路圖，如圖所示，由提出的任務繪制旋轉工作臺控制時序圖，如圖所示。旋轉工作臺的工作周期劃分為4步，除了初始步外，還包括正轉步、暫停步和反轉步，可以用M0~M3表示。先繪制順序功能圖，再用“啟-保-停”程序結構或以轉換為中心的方法設計梯形圖，上述內容可以自行完成。下面用S0表示初始步，分別用S20~S22表示正轉步、暫停步和反轉步，仍然用各限位開關、按鈕和定時器提供的信號表示各步之間的轉換條件，由此繪制順序功能圖如圖a所示，用步進順控指令設計出梯形圖如圖b所示，指令表如圖c所示。293294旋轉工作臺PLC控制電路圖旋轉工作臺控制時序圖295旋轉工作臺控制順序功能圖、梯形圖和指令表a）順序功能圖b）梯形圖c）指令表一、狀態繼電器狀態繼電器（S）用來記錄系統運行中的狀態，是編制順序控制程序的重要編程元件，它與步進順控指令STL配合使用。本任務的整個工作周期分為4步，如上圖a所示，每一步都用一個狀態繼電器（S0、S20、S21、S22）記錄。每個狀態繼電器都有各自的置位和復位信號，并有各自要執行的操作（驅動Y000、T0、Y001）。從啟動開始，隨著狀態動作的轉移，下一狀態動作時上一狀態自動返回原狀態。這樣使每一步的工作互不干擾，不必考慮不同步之間元件的互鎖，使設計清晰、簡潔。相關知識296狀態繼電器有5種類型：初始狀態繼電器S0~S9共10點，回零狀態繼電器S10~S19共10點，通用狀態繼電器S20~S499共480點，具有斷電保持功能的狀態繼電器S500~S899共400點，供報警用的狀態繼電器（可用作外部故障診斷輸出）S900~S999共100點。狀態繼電器的使用注意事項如下。（1）狀態繼電器與輔助繼電器一樣，有無數的常開和常閉觸點。（2）狀態繼電器不與步進順控指令STL配合使用時，可與輔助繼電器M同樣使用。（3）FX3U

系列PLC可通過程序設定將S0~S499設置為具有斷電保持功能的狀態繼電器。297二、步進順控指令步進順控指令也稱步進梯形圖指令（STL），FX系列PLC還有一條使STL復位的指令RET。STL可以生成流程與順序功能圖非常接近的程序。順序功能圖中的每一步對應一小段程序，每一步與其他步是完全隔離開的。298用FX系列PLC的狀態繼電器編制順序控制程序時，一般應與STL一起使用。S0~S9用于初始步，S10~S19用于自動返回原點。使用STL的狀態繼電器的常開觸點稱為STL觸點，從下圖中可以看出順序功能圖與梯形圖之間的對應關系。STL觸點驅動的回路塊具有3個功能：對負載的驅動處理、指定轉換條件和指定轉換目標。299STL的使用a）順序功能圖b）梯形圖c