第5章顺序控制梯形图的编程

PLC顺序控制中编制梯形图的四种方式可（编程）控制器（PLC）外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计，编制梯形图是最常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法，继电器（控制电路）移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述（控制系统）的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。

这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准(GB6988.6-86)。

有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位（寄存器）编程方式和置位复位编程方式。

本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。

例如:某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时，若（传感器）X400（检测）到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4s后快退Y431到上接近开关X402，就回到了原位。

功能表图见图1:图1功能表图2使用起保停电路的编程方式起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。

这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。

如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。

图2起保停电路实现顺序控制3使用步进梯形指令的编程方式步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器S才能提供STL触点，否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。

第五章梯形图程序设计方法由于PLC所有控制功能都是以程序的形式来实现的，因此程序设计对PLC 的应用是很重要的。

PLC的应用主要包括开关量控制和模拟量控制2类。

本章仅介绍开关量控制程序的设计方法。

不同类型的控制问题所采用的设计方法不尽相同，主要的梯形图程序设计方法有：(1)逻辑设计法：对控制任务进行逻辑分析和综合，将控制电路中元器件的通断状态看作以触点通断状态为逻辑变量的逻辑函数，并进行化简，利用PLC 的逻辑指令即可得到控制程序的设计方法。

这种方法主要用于组合逻辑问题的程序设计。

(2)时序图设计法：当PLC各输出信号按照固定的时间间隔发生先后变化时，可以根据输出信号的时间先后关系来设计程序的一种方法。

(3)经验设计法：要求设计者透彻理解PLC各种指令的功能，凭着对各种典型控制环节和基本单元电路的设计经验，选择各种指令并进行修改和完善相应程序的方法。

(4)顺序控制设计法：当控制要求满足一定的先后顺序时，可以将系统的l 个工作周期划分为若干个顺序相连的步，每个步对应一种操作状态，并分析清楚相邻步的转换条件，进而绘制功能图，再按一定的规则转化为梯形图程序的设计方法。

这种方法主要用于解决顺序控制问题，包括单一顺序、选择顺序和并发顺序控制问题。

(5)继电器控制电路图转换设计法：在继电器控制电路图的基础上，经过选择相应指令和合理转换后，就能设计出符合要求的控制程序的方法。

在介绍以上程序设计方法的基础上，还将以实例来介绍具有多种工作方式的系统的控制程序设计思路。

5.1 逻辑设计法当控制对象是开关量且按照它们之间的逻辑关系来实现控制时，可用逻辑设计法来设计控制程序。

逻辑设计法就是根据输入量、输出量及其他变量之间的逻辑关系来设计程序的一种方法。

下面以1个简单的控制为例介绍这种编程方法。

例1 某系统中有4台通风机，设计1个监视系统，监视通风机的运转。

要求如下：4台通风机中有3台及以上开机时，绿灯常亮；只有2台开机时，绿灯以5Hz的频率闪烁；只有1台开机时，红灯以5Hz的频率闪烁；4台全部停机时，红灯常亮。

《机电传动与控制》PLC顺序控制梯形图的编程实验
一、实验目的和要求
1.掌握顺序控制设计法
2.熟悉SFC设计、转换及仿真调试操作
二、实验内容和原理
1.分析控制要求、设计SFC及梯形图程序
2.程序下载及调试
三、主要仪器设备
编程计算机、S7-1200PLC、下载线（网线）
四、操作方法与实验步骤
1.按照实验要求设计程序
2.输入程序并完成调试
基本控制要求：设计启动机械手工件转运控制系统
按下启动按钮，机械手手爪下移-吸盘工作吸附工件-机械手手爪上移-机械手右转-机械手手臂伸出-机械手手爪下移-吸盘释放工件-机械手手爪上移-机械手手臂缩回-机械手左转，完成一个工作周。

如没有按过停止按钮，系统继续进行下一周期的操作。

按下停止按钮，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。

拓展控制要求：奇数个工件放到机械手正前方；偶数个工件放到侧方。

请按控制要求绘制PLC接线图，设计SFC、PLC程序并完成下载调试。

五、实验数据记录和处理
1.I/O分配表
2.PLC接线图
3.SFC
4.PLC梯形图程序
六、实验结果与分析（程序监控图片，选择各步活动时照片共三张）
七、讨论和心得。

第五章顺序控制梯形图的编程方法根据系统的顺序功能图设计梯形图的方法，称为顺序控制梯形图的编程方法。

编程方法:1、使用STL指令的编程方法2、使用起保停电路的编程方法3、以转换为中心的编程方法较复杂的控制系统的梯形图的典型结构。

CJ：条件跳转FEND：主程序结束5.1 使用STL指令的编程方法5.1.1 STL指令STL指令：步进开始指令，与母线直接相连，表示步进顺控开始。

RET指令：步进结束指令，表示步进顺控结束，用于状态流程结束返回主程序。

STL的操作元件为状态继电器S0～S899；RET无操作元件。

STL指令使编程者可以生成流程和工作与顺序功能图非常接近的程序。

指令使用说明(1) 每个状态继电器具有三种功能：驱动相关负载、指定转移条件和转移目标。

(2) STL触点与母线相连接，使用该指令后，相当于母线右移到STL触点右侧，并延续到下一条STL 指令或者出现RET指令为止。

同时该指令使得新的状态置位，原状态复位。

(3) 与STL指令相连接的起始触点必须使用取、取反指令编程。

(4) STL触点和继电器的触点功能类似。

在STL 触点接通时，该状态下的程序执行；STL触点断开时，一个扫描周期后该状态下的程序不再执行，直接跳转到下一个状态。

(5) STL和RET是一对指令，在多个STL指令后必须加上RET指令，表示该次步进顺控过程结束，并且后移母线返回到主程序母线。

(6) 在步进顺控程序中使用定时器时，不同状态内可以重复使用同一编号的定时器，但相邻状态不可以使用。

(7) 在中断程序和子程序中，不能使用STL、RET 指令。

而在STL指令中尽量不使用跳转指令。

(8) 停电保持状态继电器采用内部电池保持其动作状态，应用于动作过程中突然停电而再次通电时需继续原来运行的场合。

(9) RET指令可以多次使用。

使用STL指令时，GX Developer软件的表现方法。

5.1.2 单序列的编程方法控制要求：按了起动按钮X000后，应先开引风机，延时5s后再开鼓风机。