1順序控制設計法用經驗設計法設計梯形圖時，沒有一套固定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系統，沒有一種通用的容易掌握的設計方法。在設計復雜系統的梯形圖時，要用大量的中間單元來完成記憶、連鎖、和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，它們往往又交織在一起，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些應該考慮的問題。修改某一局部電路時，很可能會“牽一發而動全身”，對系統的其它部分產生意想不到的影響，因此梯形圖的修改也很麻煩，往往花了很長時間還得不到一個滿意的效果。用經驗法設計出的梯形圖往往很難閱讀，給系統的維修和改進帶來很大困難。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順序，在生產過程中各個執行機構自動

4順序控制設計法與順序功能圖地有秩序地進行操作。使用順序控制設計法時首先根據系統的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據順序功能圖畫出梯形圖。順序控制設計法最基本的思想時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”，并用編程元件（例如位存儲器M或順序控制繼電器S）來代表各步。步是根據輸出量的狀態變化來劃分的，在任何一步內，各輸出量的ON/OFF狀態不變，但是相鄰兩步輸出量的狀態是不同的。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有著極為簡單的邏輯關系。

使系統由當前步進入下一步的信號稱為轉換條件，它可以是外部的輸入信號，如按鈕、指令開關、限位開關的接通或斷開；也可以是PLC內部產生的信號，如定時器、計數器常開觸點的導通等。轉換條件還可以是若干個信號的與、或、非邏輯組合。

順序控制設計法用轉換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制PLC的各輸出位。

2順序功能圖是描敘控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計PLC的順序控制程序的有力工具。它是位于其它編程語言之上的圖形語言。順序功能圖主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（命令）組成。步：如圖所示是某組合機床動力頭的進給運動示意圖和輸入輸出信號時序圖，設動力頭在初始位置時停在左邊，限位開關I0.3為1狀態，Q4.0-Q4.2是控制動力頭運動的電磁閥。按下啟動按鈕后，動力頭向右快速進給，碰到限位開關I0.1后變為工作進給，碰到I0.2后快速退回，返回初始位置后停止運動。根據Q4.0-Q4.2的0/1狀態的變化，一個工作周期可分為快進、工進、快退三步，另外還應設置等待啟動的初始步，假設分別用M0.0-M0.3來代表這四步，圖示右邊是描述該運動的順序功能圖。

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該有一個初始步。

與步對應的動作或命令：可以將一個控制系統劃分為被控系統和施控系統，例如在數控車床系統中，數控裝置是施控系統，而車床是被控系統。對于被控系統，在某一步中要完成某些“動作”（action）；對于施控系統，在某一步中則要向被控系統發出某些“命令”（command）。為了述敘方便，將命令和動作統稱為動作，并用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與相應的步的符號相連。如果某一步有幾個動作，可用如圖所示的兩種畫法表示，但并不隱含這些動作之間的任何順序。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，稱該步為“活動步”。步處于活動狀態時，相應的動作被執行；處于不活動狀態時，相應的非存儲型動作被停止執行。有向連線與轉換條件

有向連線：在順序功能圖中，隨著時間的推移和轉換條件的實現，將會發生步的活動狀態的進展，這種進展按有向連線規定的路線和方向進行。在畫順序功能圖時，將代表各步的方框按它們成為活動步的先后次序順序排列，并用有向連線將它們連接起來。步活動的習慣進展方向是從上到下或從左至右。如果在畫圖時有向連線必須中斷，應在有向連線中斷之處標明下一步的標號和頁數。

轉換：轉換是用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，轉換將相鄰兩步分隔開。不得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。

轉換條件：是與轉換相關的邏輯命題，可以是文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線旁，使用最多的是布爾代數表達式。順序功能圖的基本結構1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，每一個轉換后面只有一個步。2選擇序列3并列序列4子步結構圖如下頁：

單序列、選擇序列、并行序列順序功能圖舉例圖示是某剪板機的示意圖，開始時壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關I0.0和I0.1為ON。按下啟動按鈕I1.0后，工作過程如下：首先板料右行（Q0.0為ON）至限位開關I0.3動作，然后壓鉗下行（Q0.1為ON并保持），壓緊板料后，壓力繼電器I0.4為ON，壓鉗保持壓緊，剪刀開始下行（Q0.2為ON）。剪斷板料后I0.2變為ON，壓鉗和剪刀同時上行（Q0.3和Q0.4為ON，Q0.1和Q0.2為OFF），它們分別碰到限位開關I0.0和I0.1后，分別停止上行。都停止后，又開始下一周期的工作，剪完10塊料板后停止工作并停在初始狀態。系統的順序功能圖如下所示。圖中有選擇序列、并行序列的分支與合并。步M0.0是初始步，C0用來控制剪料的次數，每次工作循環中C0的當前值加1。沒有剪完10塊料時，C0的當前值小于設定值10，其常閉觸點閉合，將返回M0.1步，重新開始工作。剪完10塊料后，C0的當前值等于設定值10，其常開點閉合，轉換條件C0滿足，將返回初始步M0.0，等待下一次的啟動命令。步M0.5和M0.7是等待步，它們用來同時結束兩個并行序列。只要步M0.5和M0.7都是活動步，就會發生步M0.5、M0.7到步M0.0、M0.1的轉換，步M0.5、M0.7同時變為不活動步，而步M0.0或M0.1變為活動步。順序功能圖中轉換實現的基本規則1轉換條件的實現在順序功能圖中，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兩個條件：

A該轉換所有的前級步都是活動步。

B相應的轉換條件滿足。如果轉換的前級步或后級步不止一個，轉換的實現稱為同步實現（如圖），為了強調同步實現，有向連線的水平部分用雙線表示。2轉換實現應完成的操作

A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。

B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。轉換實現的基本規則是根據順序功能圖設計梯形圖的基礎，它適用于順序功能圖中的各種基本結構。繪制順序功能圖時的注意事項1兩個步不能直接相連，必須用一個轉換將它們隔開2兩個轉換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開3初始步是必不可少的，一方面因為它與相鄰步相比，從總體上說輸出變量的狀態各不相同；另一方面如無該步，無法表示初始狀態，系統就無法返回停止狀態。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后，應從最后一步返回初始步，系統停留在初始狀態（單周期操作），在連續循環工作方式時，將從最后一步返回下一工作周期開始運行的第一步。5只有某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。兩種通用的設計方法：1使用起保停電路的設計方法2以轉換為中心的設計方法這兩種方法很容易掌握，用它們可以迅速地、得心應手地設計出任意復雜的數字量控制系統的梯形圖。

返回本章5順序控制梯形圖的設計方法使用起保停電路設計順序控制梯形圖的方法

根據順序功能圖設計梯形圖時，可以用存儲器位M來代表步。某一步為活動步時，對應的存儲器位為1，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。很多轉換條件都是短信號，即它存在的時間比它激活的后續步為活動步的時間短，因此應使用有記憶功能的電路或指令（如起保停電路和置位、復位指令）來控制代表步的存儲器位。

1單序列的編程方法起保停電路僅僅使用與觸點和線圈有關的指令，是一種最通用的編程方法，可用于任意型號的可編程控制器。下圖所示是控制鍋爐的鼓風機和引風機的波形圖和順序功能圖及梯形圖。按下啟動按鈕I0.0后，應先開引風機，延時5后再開鼓風機；按下停止按鈕I0.1后，應先停鼓風機，5S后再停引風機。根據Q0.0和Q0.1ON/OFF狀態的變化，工作周期可分為三步，分別用M0.1、M0.2、m0.3來代表這三步，另外還應設置用M0.0來代表等待啟動的初始步。啟動按鈕I0.0和停止按鈕I0.1及定時器延時接通是各步之間的轉換條件。設計起保停電路的關鍵是找出它的啟動條件和停止條件。根據轉換實現的基本原則，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。步M0.1變為活動步的條件是步M0.0為活動步，且二者之間的轉換條件I0.0=1。在起保停電路中，則應將代表前級步的M0.0的常開觸點和代表轉換條件的I0.0的常開觸點串聯后，作為控制M0.1的啟動電路。當M0.1和T37的常開觸點均閉合時，步M0.2變為活動步，這時步M0.1應變為不活動步，因此可以將M0.2作為使存儲器位M0.1變為OFF的條件，即將M0.2的常閉觸點與M0.1的線圈串聯。上述的邏輯關系可以用邏輯代數式表示為：

根據上述編程方法和順序功能圖，很容易畫出梯形圖。以初始步為例，由順序功能圖可知，M0.3是它的前級步，二者之間的轉換條件為T38的常開觸點。所以將M0.3和T38的常開觸點串聯，作為M0.0的啟動電路。PLC開始運行時應將M0.0置為1，否則系統無法工作，故又與啟動電路并聯了一個常開觸點SM0.1，啟動電路還并聯了M0.0的自保觸點。后續步M0.1的常閉觸點與M0.0的線圈串聯，當M0.1為1時M0.0的線圈“斷電”，初始步變為不活動步。

設計梯形圖的輸出電路部分的方法：由于步是根據輸出變量的狀態變化來劃分的，它們之間的關系很簡單，可以分為以下兩種情況處理。某一輸出量僅在某一步中為ON，如本例中的Q0.1就屬于這種情況，可以將它的線圈與對應步的存儲器位M0.2的線圈并聯。某一輸出在幾步中都為ON，應將代表各有關步的存儲器位的常開觸點并聯后，驅動該輸出的線圈。本例中Q0.0在M0.1-M0.3這三步中均應工作，所以用M0.1-M0.3的常開觸點組成的并聯電路來驅動Q0.0的線圈。2選擇序列的編程方法選擇序列的分支的編程方法

如右圖所示步M0.0之后有一個選擇序列的分支，設M0.0為活動步，當它的后續步M0.1或M0.2變為活動步時，它都應變為不活動步，所以應將M0.1和M0.2的常閉觸點與M0.0的線圈串聯。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N步中去，則應將這N各個后續步對應的存儲器位的常閉觸點與該步的線圈串聯，作為結束該步的條件。選擇序列的合并的編程方法

右圖中，步M0.2之前有一個選擇序列的合并，當步M0.1為活動步（M0.1為1）并且轉換條件I0.1滿足，或步M0.0為活動步并且轉換條件I0.2滿足，步M0.2都應變為活動步，即代表該步的存儲器位M0.2的啟動條件應為對應的啟動電路由兩條并聯支路組成，每條支路分別由M0.1、I0.1和M0.0、I0.2的常開觸點串聯而成。一般來說，對于選擇序列的合并，如果某一步之前有N個轉換（即N條分支進入該步），則代表該步的存儲器位的啟動電路由N條支路并聯而成，各支路由某一前級步對應的存儲器位的常開觸點與相應轉換條件對應的觸點或電路串聯而成。3并行序列的編程方法并行序列的分支的編程方法上圖中步M0.2之后有一個并行序列的分支，當步M0.2是活動步并且轉換條件I0.3滿足時，步M0.3與步M0.5應同時變為活動步，，這是用M0.2和I0.3的常開觸點組成的串聯電路分別作為M0.3和M0.5的啟動電路來實現的，與此同時，步M0.2應變為不活動步。步M0.3和M0.5是同時變為活動步的，只需將M0.3或M0.5的常閉觸點與M0.2的線圈串聯即可。并行序列的合并的編程方法上圖中步M0.7之前有一個并行序列的合并，該轉換實現的前提條件是所有的前級步（即步M0.4和M0.6）都是活動步和轉換條件I0.6滿足。由此可知，應將M0.4、M0.6和I0.6的常開觸點串聯，作為控制步M0.7的起保停電路。（梯形圖程序見下頁）任何復雜的順序功能圖都是由單序列、選擇序列和合并序列組成的，掌握了單序列的編程方法和選擇序列、并行序列的分支、合并的編程方法，就不難迅速地設計出任意復雜的順序功能圖描述的開關量控制系統的梯形圖。僅有兩步的閉環的處理

如果在順序功能圖中有僅由兩步組成的小閉環（如右圖a），用起保停電路設計的梯形圖就不能正常工作。例如M0.2和I0.2均為1時，M0.3的啟動電路接通，但是這時與M0.3的線圈串聯的M0.2的常閉觸點卻是斷開的，所以M0.3的線圈不能“得電”。出現上述問題的根本原因在于步M0.2即是步M0.3的前級步，又是它的后續步。在小閉環中增設一步就可以解決這一問題（見圖b），這一步只起延時作用，延時時間可以取得很短（如0.1S），對系統的運行不會有什么影響。選擇序列應用舉例液體混合裝置如下圖所示，上限位、下線位和中限位液位傳感器被液體淹沒時為1狀態，閥A、閥B和閥C為電磁閥，線圈通電時打開，線圈斷電時關閉。開始時容器是空的，各閥門均關閉，各傳感器均為0狀態。按下啟動按鈕后，打開閥A，液體A流入容器，中限位開關變為ON時，關閉閥A，打開閥B，液體B流入容器。液面上升到上限位開關時，關閉閥B，電機M開始運行，攪拌液體，60S后停止攪拌，打開閥C，放出混合液，當液面將至下限位開關之后再過5S，容器放空，關閉閥C，打開閥A，又開始下一周期的操作。按下停止按鈕，當前工作周期的操作結束后，才停止操作（返回并停止在初始狀態）。順序功能圖如右圖所示。圖中的M1.0用來實現在按下停止按鈕后不馬上停止工作，而是在當前工作周期的操作結束之后，才停止運行。M1.0用啟動按鈕I0.3和停止按鈕I0.4來控制。運行時它處于ON狀態，系統完成一個周期的工作后，步M0.5到M0.1的轉換條件M1.0和T38滿足，轉到M0.1繼續運行。按了停止按鈕I0.4之后，M1.0變為OFF，要等到系統完成最后一步M0.5的工作之后，轉換條件滿足，才能返回初始步，系統停止運行。圖中步M0.5之后有一個選擇序列的分支，當它的后續步M0.0或M0.1變為活動步時，它都應變為不活動步，所以將M0.0和M0.1的常閉觸點與M0.5的線圈串聯。步M0.1之前有一個選擇序列的合并，當步M0.0為活動步并且轉換條件I0.3，或者步M0.5為活動步并且轉換條件M1.0和T38滿足，步M0.1都應變為活動步，即代表該步的存儲器位M0.1的啟動條件應為對應的啟動電路由兩條并聯支路組成，每條支路分別由M0.0、I0.3和M0.5、M1.0、T38的常開觸點串聯而成。并行序列應用舉例某鉆床用兩只鉆頭同時鉆兩個孔。操作人員放好工件后，按下啟動按鈕I0.0，工件被夾緊（I0.1為ON）后兩只鉆頭同時開始工作，鉆到由限位開關I0.2和I0.4設定的深度時分別上行，回到由限位開關I0.3和I0.5設定的起始位置時停止上行。兩個都到位后，工件被松開，松開到位后（I0.7為ON），加工結束，系統返回初始狀態。示意圖如右所示。系統順序功能圖如右。圖中用存儲器位M0.0—M1.0代表各步。兩個鉆頭和各自的限位開關組成了兩個子系統，這兩個子系統在鉆孔過程中并行工作，因此用并行序列中的兩個子序列來分別表示這兩個子系統的內部工作情況。在步M0.1，Q0.0為1，夾緊電磁閥的線圈通電，工件被夾緊后，壓力繼電器I0.1的常開觸點ON，使步M0.1變為不活動步，步M0.2和步M0.5同時變為活動步，Q0.1、Q0.3為1，大、小鉆頭向下進給，開始鉆孔。當大、小孔分別鉆完了，Q0.2、Q0.4分別變為1，鉆頭向上運動，返回初始位置后，限位開關I0.3與I0.5均為ON，等待步M0.4與M0.7分別變為活動步。它們之后的“=1”表示轉換條件總是滿足，即只要M0.4和M0.7都變為活動步，就會實現步M0.4、M0.7到步M1.0的轉換。在步M1.0，控制工件松開的Q0.5為1，工件被松開后，限位開關I0.7為ON，系統返回初始步M0.0。步M1.0之前有一個并行序列的合并，轉換條件“=1”表示該轉換條件總是滿足。所以只需將前級步M0.4和M0.7的常開觸點串聯后作為控制M1.0的起保停電路的啟動電路。M1.0變為活動步后，其常閉觸點斷開，使M0.4和M0.7的線圈斷電，步M0.4和M0.7的線圈斷電，步M0.4和M0.7變為不活動步。并行序列中的各序列分別表示系統的幾個獨立部分的工作情況，實際上它們的工作往往不是同時結束的。為了實現各序列的同步結束，可以采用以下三種方法：（1）在各序列的末尾分別設置一個等待步，結束并行序列的轉換條件為“=1”。（2）如果可以肯定某一序列總是最后結束，它的末尾可以不設等待步，但是其它序列則應設置。（3）各序列都不設等待步。以轉換為中心的順序控制梯形圖設計方法1以轉換為中心的單序列的編程方法如圖所示是某組合機床動力頭的進給運動示意圖、順序功能圖和梯形圖，從中我們來研究以轉換為中心的編程方法的順序功能圖與梯形圖的對應關系。實現圖中I0.0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（M0.0=1）和轉換條件滿足（I0.0=1）。在梯形圖中，可以用M0.0和I0.0的常開觸點組成的串聯電路來表示上述條件。該電路接通時，兩個條件同時滿足，此時應將該轉換的后續步變為活動步（用SM0.1，1指令將M0.1置位）和將該轉換的前級步變為不活動步（用RM0.0，1指令將M0.0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，更能顯示出它的優越性。該組合機床的動力頭在初始狀態時停在最左邊，限位開關I0.3為1。按下啟動按鈕I0.0，動力頭的進給運動如圖所示，工作一個循環后，返回并停在初始位置，控制電磁閥的Q0.0-Q0.2在各工步的狀態見順序功能圖。

在順序功能圖中，如果某一轉換所有的前級步都是活動步并且滿足相應的轉換條件，則轉換實現。即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，而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。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存儲器位的常開觸點與轉換對應的觸點或電路（即起保停電路中的啟動電路），作為使所有后續步對應的存儲器位置位（使用置位指令）和使所有前級步對應的存儲器位復位（使用復位指令）的條件。在任何情況下，代表步的存儲器位的控制電路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電路塊，有多少個轉換就有多少個這樣的電路塊。使用這種編程方法時，不能將輸出位的線圈與置位指令和復位指令并聯，因為前級步和轉換條件對應的串聯電路接通的時間是相當短的（只有一個掃描周期），轉換條件滿足后前級步馬上被復位，該串聯電路斷開，而輸出位的線圈至少應該在某一步對應的全部時間內被接通。所以應根據順序功能圖，用代表步的存儲器位的常開觸點或它們的并聯電路來驅動輸出位的線圈。2選擇序列的編程方法如果某一轉換與并行序列的分支、合并無關，它的前級步和后續步都只有一個，需要復位、置位的存儲器位也只用一個，因此對選擇序列的分支與合并的編程方法實際上與對單序列的編程方法完全相同。右圖所示的順序功能圖中，除I0.3和I0.6對應的轉換以外，其余的轉換與并行序列無關，I0.0-I0.2對應的轉換與選擇序列的分支、合并有關，它們都只有一個前級步和一個后續步。每一個控制置位、復位的電路塊都是由前級步對應的存儲器位和轉換條件對應的觸點組成的串聯電路、一條置位指令和一條復位指令組成。3并行序列的編程方法上圖中步M0.2之后有一個并行序列的分支，當步M0.2是活動步，并且轉換條件I0.3滿足時，步M0.3與步M0.5應同時變為活動步，這是用M0.2和I0.3的常開觸點組成的串聯電路使M0.3和M0.5同時置位來實現的；與此同時，步M0.2應變為不活動步，這是用復位指令來實現的。

I0.6對應的轉換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M0.4和M0.6）都是活動步和轉換條件I0.6滿足。因此，應將M0.4、M0.6和I0.6的常開觸點串聯，作為使M0.7置位和使M0.4、M0.6復位的條件。4綜合應用舉例

以前面介紹過的剪板機為例

，工作示意圖、順序功能圖和以轉換為中心的編程方法編制的梯形圖程序如下所示：順序功能圖中共有9各轉換（包括SM0.1），轉換條件SM0.1只對初始步M0.0置位。除了與并行序列的分支、合并有關的轉換以外，其余的轉換都只有一個前級步和一個后級步，對應的電路塊均由兩個觸點組成的串聯電路、一條置位指令和一條復位指令組成。在并行序列的分支處，用M0.3和I0.2的常開觸點組成的串聯電路對兩個后續步M0.4、M0.6置位，對前級步M0.3。在并行序列的合并處的水平雙線之下，有一個選擇序列的分支。剪完了計數器C0設定的塊數時，C0的常閉觸點閉合，將返回初始步M0.0。需將該轉換之前的兩個前級步M0.5和M0.7的常開觸點和C0的常開觸點串聯，作為對后續步M0.0置位和對前級步M0.5、M0.7復位的條件。沒有剪完計數器C0設定的塊數時，C0的常閉觸點閉合，將返回步M0.1，所以該轉換之前的兩個前級步M0.5和M0.7的常開觸點和C0的常閉觸點串聯，作為后續步M0.1置位和對前級步M0.5、M0.7復位的條件。

5具有多種工作方式的系統的順序控制梯形圖設計方法為了滿足生產的需要，很多設備要求設置多種工作方式，如手動和自動（包括連續、單周期、單步、自動返回初始狀態等）工作方式。手動程序比較簡單，一般用經驗法設計，復雜的自動程序一般根據系統的順序功能圖用順序控制法設計。如圖是某機械手用來將工件從A點搬運到B點的示意圖，操作面板見下圖所示。輸出Q0.1為1時工件被夾緊，為0時被松開。機械手示意圖操作面板工作方式選擇開關的5個位置分別對應于5種工作方式，操作面板左下部的6個按鈕是手動按鈕。為保證在緊急情況下（包括PLC發生故障）能可靠地切斷PLC的負載電源，設置了交流接觸器KM。在PLC開始運行時按下“負載電源”按鈕，使KM線圈得電并自鎖，KM的主觸點接通，給外部負載提供交流電源，出現緊急情況時用“緊急停車”按鈕斷開負載電源。系統設有手動、單周期、單步、連續和回原點5種工作方式，機械手在最上面和最左邊且松開時，稱為系統處于原點狀態（或稱初始狀態）。在外部接線圖公用程序中，左限位開關I0.4、上限位開關I0.2的常開觸點和表示機械手松開的Q0.1的常閉觸點的串聯電路接通時，“原點條件”存儲器位M0.5變為ON。如果選擇的是單周期工作方式，按下啟動按鈕I2.6后，從初始步M0.0開始，機械手按順序功能圖的規定完成一個周期的工作后，返回并停留在初始步。如果選擇連續工作方式，在初始狀態按下啟動按鈕后，機械手從初始步開始一個周期接一個周期地反復連續工作，按下停止按鈕，并不馬上停止工作，完成最后一個周期的工作后，系統才返回并停留在初始步。在單步工作方式，從初始步開始，按一下啟動按鈕，系統轉換到下一步，完成該步的任務后，自動停止工作并停在該步，再按一下啟動按鈕，又向前走一步。單步工作方式常用于系統調試。在選擇單周期、連續和單步工作方式之前，系統應處于原點狀態。如果不滿足這一條件，可選擇回原點工作方式，按回原點啟動按鈕I2.5，使系統自動返回原點狀態。在原點狀態，順序功能圖中的初始步M0.0為ON，為進入單周期、連續和單步工作方式做好準備。

使用起保停電路的編程方法

1公用程序公用程序見下圖，用于自動程序和手動程序相互切換的處理，當系統處于手動工作方式時，必須將除初始步以外的各步對應的存儲器位（M2.0-M2.7）復位，同時將表示連續工作狀態的M0.7復位，否則當系統從自動工作方式切換到手動工作方式，然后又返回自動工作方式時，可能會出現有兩個活動步的異常情況，引起錯誤的動作。當機械手處于原點狀態（M0.5為ON），在開始執行用戶程序（SM0.1為ON）、系統處于手動狀態或自動回原點狀態（I2.0或I2.1為ON）時，初始步對應的M0.0將被置位，為進入單步、單周期和連續工作方式作好準備。如果此時M0.5為OFF狀態，M0.0將被復位，初始步為不活動步，系統不能在單步、單周期和連續工作方式工作。

2手動程序下圖是手動程序，手動操作時用I0.5-I1.2對應的6個按鈕控制機械手的升、降、左行、右行、夾緊和松開。為保證系統的安全運行，在手動程序中設置了一些必要的連鎖，例如上升與下降之間、左行與右行之間的互鎖，以防止功能相反的兩個輸出同時為ON。上限位開關I0.2的常開觸點與控制左行、右行的Q0.4和Q0.3的線圈串聯，機械手升到最高位置時才能左右移動，以防止機械手在較低位置運行時與別的物體碰撞。機械手自動控制順序功能圖3自動程序右圖是機械手控制系統自動程序的順序功能圖。該圖是一種典型的結構，這種結構可用于其它的具有多種工作方式的系統，虛線框中的部分取決于不同的系統對控制的具體要求。右圖是用起保停電路設計的自動控制程序（不包括自動返回原點程序），M0.0和M2.0-M2.7用典型的起保停電路控制。系統工作在連續和單周期（非單步）工作方式時，I2.2的常閉觸點接通，使M0.6（轉換允許）為ON，串聯在各起保停電路的啟動電路中的M0.6的常開觸點接通，允許步與步之間的轉換。假設選擇的是單周期工作方式，此時I2.3為ON，I2.1和I2.2的常閉觸點閉合，M0.6的線圈“通電”，允許轉換。在初始步時按下起動按鈕I2.6，在M2.0的啟動電路中，M2.0、I2.6、M0.6的常開觸點和I2.1的常閉觸點均接通，使M2.0的線圈“通電”，系統進入下降步，Q0.0的線圈“通電”，機械手下降；機械手碰到下限位開關I0.1時，M2.1的線圈“通電”，轉換到夾緊步，Q0.1被置位指令置為1，工件被夾緊，同時T37的In輸入端為1狀態，1S以后T37的定時時間到，它的常開觸點接通，使系統進入上升步。以后系統將這樣一步一步地進行下去，當機械手在步M2.7返回最左邊時，I0.4為1，因為此時不是連續工作方式，M0.7處于OFF狀態，轉換條件滿足，系統返回并停留在初始步。在連續工作方式時，I2.4為ON，在初始狀態按下啟動按鈕I2.6，與單周期工作方式相同，M2.0變為ON，機械手下降，與此同時，控制連續工作的M0.7的線圈“通電”并自保持，以后的工作過程與單周期工作方式相同。當機械手在步M2.7返回最左邊時，I0.4為ON，應為M0.7為ON，轉換條件

它滿足，系統將返回步M2.0反復連續地工作下去。按下停止按鈕I2.7后，M0.7變為OFF，但是系統不會立即停止工作，在完成當前工作周期的全部操作后，機械手在步M2.7返回最左邊，左限位開關I0.4為ON，轉換條件滿足，系統才返回并停留在初始步。如果系統處于單步工作方式，I2.2為ON，它的常閉觸點斷開，“轉換允許”存儲器位M0.6在一般情況下為OFF，不允許步與步之間的轉換。假設系統處于初始狀態，M0.0為ON，按下啟動按鈕I2.5，M0.6變為ON，使M2.0的啟動電路接通，系統進入下降步。放開啟動按鈕后，M0.6馬上變為輸出電路OFF。在下降步，Q0.0的線圈“通電”，機械手下降到下限位開關I0.1處時，與Q0.0的線圈串聯的I0.1的常閉觸點斷開（見右圖），使Q0.0的線圈“斷電”，機械手停止下降。I0.1的常閉觸點閉合后，如果沒有按啟動按鈕，I2.6和M0.6處于OFF狀態，一直要等到按下啟動按鈕，M2.6和M0.6變為ON，M0.6的常開觸點接通，轉換條件I0.1才能使M2.1的啟動電路接通，M2.1的線圈“通電”并自保持，系統才能由下降步進入夾緊步。以后在完成每一步的操作之后，都必須按一次啟動按鈕，系統才能進入下一步。右圖自動控制程序的輸出電路中，I0.1-I0.4的常閉觸點是為單步工作方式設置的。以下降為例，當機械手碰到限位開關I0.1后，與下降步對應的存儲器位M2.0不會馬上變為OFF，如果Q0.0的線圈不與I0.1的常閉觸點串聯，機械手不能停在下限位開關I0.1處，還會繼續下降，對于某些設備，在這種情況下可能造成事故。為了避免出現雙線圈現象，上圖中將自動控制的順序控制功能圖與自動返回原點的順序功能圖（右圖）中對Q0.2和Q0.4線圈的控制合并在一起。

4自動返回原點程序在回原點工作方式（I2.1為ON），按下回原點啟動按鈕I2.5，M1.0變為ON，機械手松開和上升，升到上限位開關時I0.2為ON，機械手左行，到左限位開關時，I0.4變為ON，將步M1.1復位。這時原點條件滿足，M0.5為ON，在公用程序中，初始步M0.0被置位，為進入單周期、連續和單步工作方式作好了準備。自動返回原點的順序功能圖用起保停電路設計的梯形圖用以轉換為中心的編程方法設計的梯形圖

以轉換為中心的編程方法

與使用起保停電路的編程方法相比，梯形圖的總體結構、順序功能圖、公用程序、手動程序和自動程序中的輸出電路完全相同。仍然用存儲器位M0.0和M2.0-M2.7來代表各步，它們的控制電路如下圖所示。該圖中控制M0.0和M2.0-M2.7置位、復位的觸點串聯電路，與起保停電路中相應的啟動電路相同。自動返回原點的程序見上圖。綜述：較復雜的控制系統的梯形圖一般采用右圖所示的典型結構。I2.0是手/自動切換開關，當它為1時將跳過自動程序，執行手動程序；為0時執行自動程序而不執行手動程序。第五章習題：1設計出圖1所示的順序功能圖的梯形圖程序，T37的設定值為5S。2設計出如右圖所示的順序功能圖的梯形圖程序。3設計出如圖所示的順序功能圖的梯形圖程序答案：題2答案題1答案題3答案習題1：試畫出右圖所示信號燈控制系統的順序功能圖，I0.0為啟動信號。習題2：試設計出滿足右圖所示波形的梯形圖。第四章習題：習題3：試設計出滿足右圖所示波形的梯形圖。習題4：試設計出滿足右圖所示波形的梯形圖。題1答案題2答案題3答案題4答案四臺電機的啟停例子四臺電機的啟停，啟動按鈕I0.0按下后，依次啟動四臺電機，順序為Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3，要求時間間隔為10S;按下停止按鈕I0.1后，依次停止四臺電機，順序為Q0.3、Q0.2、Q0.1、Q0.0，時間間隔為5S。請畫出順序功能圖，并分別用起保停電路設計的方法和以轉換為中心的編程方法，寫出梯形圖程序。2順控器設計舉例2.1單流程設計2.2選擇性分支流程設計2.3并進分支流程設計返回本章2.1單流程設計【2-1】

交通信號燈控制系統設計。上圖所示為雙干道交通信號燈設置示意圖，元件分配表如下。1.控制說明信號燈的動作受開關總體控制，按一下起動按鈕，信號燈系統開始工作，工作流程如圖所示。2.順序功能圖

分析信號燈的變化規律，可將工作過程分成4個依設定時間而順序循環執行的狀態：S2、S3、S4和S5，另設一個初始狀態S1。由于控制比較簡單，可用單流程實現，如圖6-7所示。

編寫程序時，可將順序功能圖放置在一個功能塊（FB）中，而將停止作用的部分程序放置在另一個功能（FC）或功能塊（FB）中。這樣在系統啟動運行期間，只要停止按鈕（Stop）被按動，立即將所有狀態S2～S5復位，并返回到待命狀態S1。在待命狀態下，只要按動起動按鈕（Start），系統即開始按順序功能圖所描述的過程循環執行。2.2選擇性分支流程設計【2-2】

洗車控制系統設計。上圖所示為洗車控制系統布置圖，元件分配表如下。

1.控制說明洗車過程包含3道工藝：泡沫清洗、清水沖洗和風干。系統設置“自動”和“手動”兩種控制方式。控制要求如下：①若方式選擇開關Mode置于“手動”方式，按起動按鈕Start，則按下面的順序動作：首先執行泡沫清洗→按沖洗按鈕SB1，則執行清水沖洗→按風干按鈕SB2，則執行風干→按完成按鈕SB3，則結束洗車作業。②若選擇方式開關置于“自動”方式，按起動按鈕后，則自動執行洗車流程：泡沫清洗10s→清水沖洗20s→風干5s→結束→回到待洗狀態。③任何時候按下停止按鈕Stop，則立即停止洗車作業。2.順序功能圖設計

由于“手動”和“自動”工作方式只能選擇其一，因此使用選擇性分支來實現，如圖所示。①待洗狀態用S1表示。②洗車作業流程包括：泡沫清洗、清水沖洗、風干3個工序，因此在“自動”和“手動”方式下可分別用3個狀態來表示：自動方式使用S2～S4；手動方式使用S5～S7。③洗車作業完成狀態使用S8。【2-3】

指示燈控制系統。某指示燈控制系統有3個指示燈，按下述要求控制：①按動起動按鈕Start，按一定的時間間隔依L0→L1→L2的順序點亮。②隨時按動停止按鈕Stop，按一定的時間間隔依L2→L1→L0滅燈，但未被點亮的燈不必執行滅燈動作。例如，若只有L0和L1被點亮，按動Stop后則只執行L1→L0滅燈動作。元件分配表如下。

由于要求燈的狀態能夠保持，因此應使用置位指令點亮指示燈，用復位指令使指示燈熄滅。程序采用帶有跳轉的選擇性分支設計，如圖所示。在S1（L0被點亮）被激活的情況下，若按動停止按鈕Stop，則跳過S2～S5，直接激活S6（熄滅L0），然后自動復位S6；在S2（L0、L1被點亮）被激活的情況下，若按動停止按鈕Stop，則跳過S3、S4，直接激活S5（熄滅L1）；在S3（L0、L1、L2被點亮）被激活的情況下，若按動停止按鈕Stop，則激活S4（熄滅L2）。2.3并進分支流程設計【2-4】

飲料灌裝線的設計。上圖為某流質飲料灌裝生產線的示意圖，在傳送帶上設有灌裝工位和封蓋工位，能自動完成飲料的灌裝及封蓋操作，元件分配表如下。1.控制說明傳送帶由電機M1驅動，傳送帶上設有灌裝工位工件傳感器SE1、封蓋工位工件傳感器SE2和傳送帶定位傳感器SE5。①按動起動按鈕Start，傳送帶M1開始轉動，若定位傳感器SE5動作，表示飲料瓶已到達一個工位，傳送帶應立即停止。②在灌裝工位上部有一個飲料罐，當該工位有飲料瓶時，則由電磁閥LT1對飲料瓶進行3s定時灌裝（傳送帶已定位）。③在封蓋工位上有2個單作用氣缸（A缸和B缸），當工位上有飲料瓶時，首先A缸向下推出瓶蓋，當SE3動作時，表示瓶蓋已推到位，然后B缸開始執行壓接，1s后B缸打開，再經1sA缸退回，當SE4動作時表示A缸已退回到位，封蓋動作完成。④瓶子的補充及包裝，假設使用人工操作，暫時不考慮。⑤任何時候按停止按鈕Stop，應立即停止正在執行的工作：傳送帶電機停止、電磁閥關閉、氣缸歸位。2.順序功能圖設計S1-傳送帶動作S2-電磁閥動作S3-等待S4-A缸推出S5-B缸壓蓋S6-B缸松開，A缸退回S7-等待【2-5】