1、FX系列PLC编程及应用(廖常初)第5章2 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。3 4常闭触点提供的输入信号的处理 PLC外接SB2的常闭触点，未停止按钮SB2时，其常闭触点闭合，X1为ON，梯形图中X1的常开触点闭合。在梯形图中应将X1的常开触点与Y0的线圈串联。按下停止按钮SB2，其常闭触点断开，X1变为OFF，梯形图中X1的常开触点断开，Y0的线圈断电，实现了停机操作。5.1.2 经验设计法经验设计法 1基本方法 在一些典型电路的基础上，根据
2、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。2控制小车往返次数的程序设计 小车开始时停在最左边，按下右行起动按钮，小车开始右行，以后小车在两个限位开关之间往返运行。往返3次后小车停在最左边。4 为了控制往返的次数，用右限位开关X3给计数器C0提供计数脉冲。小车前两次往返时，C0的当前值小于设定值3，与Y0线圈串联的C0的常闭触点闭合，不影响左限位开关X4自动起动小车右行。小车第3次右行到达右限位开关X3时，C0的当前值等于设定值。小车左行到达最左边时，X4的常闭触点断开，使Y1的线圈断电，小车停止左行。因为C0的常闭触点断开，X4的常开触点不能起动小车右行，使小车停在左限位开关处。下
3、一次用X0起动小车右行时，C0被复位，其常闭触点闭合，使Y0的线圈通电，小车开始右行。565.2 5.2 根据继电器电路图设计梯形图根据继电器电路图设计梯形图5.2.1 5.2.1 基本方法基本方法 将PLC想象为继电器控制系统中的控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“线路图”，输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”。将继电器电路图转换为功能相同的PLC外部接线图和梯形图的步骤如下：1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。2）确定PLC的输入信号和输出负载，以及与它们对应的输入
4、继电器和输出继电器的软元件号，画出PLC的外部接线图。3）确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器和定时器的软元件号。4）根据上述的对应关系画出梯形图。图5-7是某铣床的继电器控制电路图。7895.2.2 注意事项注意事项（1）设计梯形图的基本原则 设计梯形图时，应力求电路结构清晰，易于理解。编程时即使多用一些辅助软元件和触点不会增加硬件成本。（2）分离交织在一起的电路。（3）中间单元的设置，例如图5-9中的M0和M1。（4）复杂电路的等效，以线圈为单位画出等效的梯形图电路。（5）尽量减少PLC的输入信号和输出信号，将SB2和SB3的常开触点并联，接在X1输入端子上
5、。在梯形图中，X1的常闭触点与SB2和SB3常闭触点的串联电路相对应。（6）如果在继电器电路中有接触器之间的互锁电路，除了梯形图中的软件互锁，PLC的输出回路也应采用相同的互锁电路。例如KM1和KM2之间的硬件互锁。（7）梯形图电路的优化设计，见图3-63。串联电路中单个触点应放在右边，并联电路中单个触点应放在下面。（8）在梯形图中定时器线圈两端并联M的线圈，后者的触点相当于时间继电器的瞬动触点。（9）PLC只能驱动额定电压AC 220V的负载。105.3 顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图 所谓顺序控制，就是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
6、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。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。顺序功能图是IEC 61131标准中PLC位居首位的编程语言。5.3.1 步与动作步与动作 1步 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。运料矿车开始时停在最右边，装料8s，左行到最左边停下卸料。10s后右行。到最右边停止运行。根据各输出量状态的变化，一个工作期间分为4步，分别用M1M4来代表它们，另外还设置了一个等待起动的初始步M0。用矩形方框表示步。2初始步 与系
7、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。1112 3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”，该步的动作被执行；处于不活动状态时，该步的非存储型动作停止执行。4与步对应的动作或命令 在每一步中要完成某些动作，可以用图5-11中的两种画法来表示多个动作。图5-10中的Y10 Y13为非存储型动作，在步M2为活动步时，Y12为ON；步M为不活动步时，Y12为OFF。存储型的动作可以用表5-1中的S和R来表示。图5-27中的Y2在连续的5步S20S24中都应为ON，在Y2开始为ON的第一步S20的动作框内，用指令“S Y2”表示将
8、Y2置位。该步变为不活动步后，Y2继续保持ON状态。在Y2为ON的最后一步S24的下一步S0的动作框内，用指令“R Y2”表示将Y2复位，复位后Y2变为OFF状态。图5-10中的T0在步M1为活动步时定时，T0的线圈通电。T0相当于步M1的一个非存储型动作，所以将T0放在步M1的动作框内。135.3.2 有向连线与转换条件有向连线与转换条件 1有向连线 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
9、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 使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件。图5-10中的转换条件T0对应于T0延时接通的常开触点。转换条件X0和 分别表示当输入信号X0为ON和OFF时转换实现。转换条件X0和X0分别表示在X0的上升沿和下降沿时转换实现。145.3.3 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。2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。一般只允许同时选择一个
10、序列。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。15 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。4复杂的顺序功能图举例 开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关X0和X1为ON。按下起动按钮X10，首先板料右行至限位
11、开关X3动作，然后压钳下行，压紧板料后，压力继电器X4为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行。剪断板料后，X2变为ON，压钳和剪刀同时上行，它们分别碰到限位开关X0和X1后，分别停止上行，都停止后，又开始下一周期的工作，剪完5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M6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M1，重新开始下一周期的工作。剪完5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。步M5和步M7是等待步，它们用来同时结束两个子序列。1617 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
12、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 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 经验设计法试图用输入信号X直接控制输出信号Y，由于不同的系统的输出量X与输入量Y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。18 顺序控制设计法则是用输入量X控制代表各步的编程元件（例如M），再用
13、它们控制输出量Y。步是根据输出量Y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辅助继电器M的控制电路的设计方法都是通用的，并且很容易掌握。5.3 使用使用STL指令的编程方法指令的编程方法5.3.1 控制程序的典型结构控制程序的典型结构 手动程序用于使系统进入自动控制要求的初始状态，或用于出现硬件故障的情况。STL指令不能用于子程序，一般采用图5-17所示的跳转结构。X20为OFF时跳过自动程序，执行手动程序；为ON时跳过手动程序，执行自动程序。195.3.2 STL指令指令 STL是步进梯形指令，RET是使STL指令复位的指令。状态（S）与STL指令一起使用。STL触点一般是
14、与左侧母线相连的常开触点，当某一步为活动步时，对应的STL触点接通，该步的负载线圈被驱动。当该步后面的转换条件满足时，后续步对应的状态被SET指令或OUT指令置位，后续步变为活动步。与原活动步对应的状态被系统程序自动复位，原活动步对应的STL触点断开。图5-18的画法来自编程手册，图5-19中来自编程软件，其中的STL指令实际上是控制它下面的STL区的逻辑条件，对应于图5-18中的STL触点。在下一条STL指令或RET指令出现时，当前的STL区结束。如果使用了IST指令，系统的初始步应使用初始状态S0S9，S10S19用于自动返回原点。5.3.3 单序列的编程方法单序列的编程方法 1程序结构
15、用状态S0、S20S23代表图5-10中控制运料矿车的顺序功能图中的步。20 2公用程序与手动程序 图5-21的第一块电路是公用程序，在手动方式（X20为OFF）和首次扫描时，将顺序功能图中的非初始步对应的状态S20S23批量复位，然后将初始步S0置位，将所有的输出继电器复位。上述操作主要是防止由自动方式切换到手动方式，然后又返回自动方式时，可能会出现同时有多个活动步的异常情况。如果开机时没有将S0置位，S0为OFF，初始步为不活动步，即使满足转换条件，也不能转换到步S20。21 跳转指令“CJ P1”的指针P1在图5-22中。图5-21的右边为手动程序。用手动按钮X4X7分别独立控制装料、左
16、行、卸料和右行。每对功能相反的输出继电器用对方的常闭触点实现互锁。3自动程序 图5-22左边第2行和第3行的电路等效于S0的STL触点和X1、X3的常开触点组成的串联电路将S20置位。在初始步时小车如果在装料处，按下起动按钮X3，上述3个触点同时闭合，转换实现的两个条件同时满足，置位指令“SET S20”使后续步S20变为活动步，同时系统程序自动地将前级步S0复位为不活动步。S20的STL触点闭合后，Y11和T0的线圈通电，开始装料和定时。定时时间到时，转换条件T0满足，下一步的状态S21被指令“SET S21”置位，同时前级步的状态S20被系统程序自动复位，系统将这样一步一步地工作下去。22
17、23 在最后一步矿车返回限位开关X1所在的位置时，S0的线圈通电，系统返回并停止在初始步。最后一个STL区结束时，一定要使用RET指令，否则系统将不能正常工作。4使用STL指令应注意的问题 1）与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令，下一条STL指令的出现意味着当前STL程序区的结束和新的STL程序区的开始。RET指令意味着整个STL程序区的结束。2）STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等软元件的线圈和应用指令。3）不同的STL触点可以分别驱动同一个软元件的一个线圈。4）为了避免不能同时接通的两个输出同时动作，应在PLC外部设置由常闭触点组成的硬件互锁电路。同一个定时器
18、的线圈可以在不同的步使用，但是同一个定时器不要用于相邻的两步。5）OUT指令与SET指令均可以用于步的活动状态的转换。SET指令一般用于驱动状态的软元件号比当前步的状态的软元件号大的STL步。在STL区内的OUT指令（也可以使用SET指令）用于顺序功能图中的闭环和跳步（见图5-23图5-25）。24 6）STL指令不能与主控指令一起使用，不能在循环结构中、子程序和中断程序中使用STL指令。STL程序块中可以使用最多4级嵌套的FOR-NEXT指令，建议不要在STL程序中使用跳步指令。7）并行序列或选择序列中的支路数不能超过8条，总的支路数不能超过16条。8）在转换条件电路中，不能使用ANB、OR
19、B、MPS、MRD和MPP指令。255.3.4 选择序列的编程方法选择序列的编程方法 复杂的控制系统的顺序功能图由单序列、选择序列和并行序列组成，对选择序列和并行序列编程的关键在于对它们的分支与合并的处理。1运输带控制系统的控制要求 3条运输带顺序相连，为了避免物料在下面的运输带上堆积，按下起动按钮，3号运输带开始运行，5s后2号运输带自动起动，再过5s后1号运输带自动起动。按了停止按钮，先停1号运输带，5s后停2号运输带，再过5s停3号运输带。Y2在步S20S24中都应为ON，为了简化顺序功能图和梯形图，在步S20将Y2置为ON，在初始步S0中将Y2复位为OFF。Y1在S21S23这3步都应
20、为ON，在步S21将Y1置为ON，在步S24将它复位为OFF。在起动过程中如果发现异常情况，按下停止按钮X1后，将已起动的运输带停车，仍采用后起动的运输带先停车的原则。在步S21已经起动了两条运输带，按下停止按钮X1，跳转到步S24，将后起动的Y1复位，5s后回到初始步，将先启动的Y2复位。在步S20只起动了3号运输带，此时按停止按钮返回初始步S0，将Y2复位。262728 3选择序列的合并的编程方法 步S24之前有一个选择序列的合并，当S21为活动步，且转换条件X1得到满足，或者步S23为活动步，且转换条件T2得到满足，步S24都应变为活动步，同时系统程序将步S21或步S23复位为不活动步。
21、在梯形图中，由S21和S23的STL指令开始的电路块中均有转换目标S24，对它们的后续步S24的置位是用SET指令实现的。5.3.5 并行序列的编程方法并行序列的编程方法 双面镗孔的左右两个动力滑台在初始位置时，限位开关X4和X7为ON，按下起动按钮X0，工件被夹紧，压力继电器X1变为ON，步S21和S25同时变为活动步，左、右动力滑台同时快速进给。两侧的加工均完成后，两侧的动力滑台退回原位，限位开关X4与X7均动作，系统进入松开步S29。工件被松开后，返回初始步S0。并行序列中的两个子序列分别用来表示左、右侧滑台的进给运动，它们应同时开始工作和同时结束。为了保证各子序列同时结束，在各子序列的
22、末尾分别增设一个等待步。如果两个子序列分别进入步S24和S28，表示两侧滑台的快速退回均已结束，应转换到步S29。转换条件“=1”表示应无条件转换。293031 步S20之后有一个并行序列的分支，当S20是活动步，并且转换条件X1满足时，步S21与步S25应同时变为活动步，这是用S20的STL触点（对应于指令“STL S20”）和X1的常开触点组成的串联电路使S21和S25同时置位来实现的；与此同时，系统程序将步S20变为不活动步。步S29之前有一个并行序列的合并，该转换实现的条件是所有的前级步都是活动步，因为转换条件为“=1”，即不需要转换条件，只需将S24和S28的STL触点串联（对应于两
23、条连续的STL指令），作为使S29置位的条件。一个并行序列的序列数不能超过8个，即连续的STL指令不能超过8条。STL指令的优点：1）对前级步的状态的复位是由系统程序完成的，用STL指令设计的程序最短。2）选择序列的分支对应的转换电路很容易设计。3）一般同时只有一个STL触点闭合，CPU不执行处于断开状态的STL触点驱动的电路块的指令，使用STL指令可以显著地缩短用户程序的执行时间。4）设计大型复杂系统的输出电路时只需注意某一步有哪些输出继电器被驱动，不必考虑同一输出继电器是否在别的步也被驱动。325.5 使用置位复位指令的编程方法使用置位复位指令的编程方法5.5.1 单序列的编程方法单序列的
24、编程方法 实现图5-53中X1对应的转换需要同时满足两个条件，即该转换的前级步是活动步（M1为ON）和转换条件满足（X1为ON）。在梯形图中，用M1和X1的常开触点组成的串联电路来表示上述条件。该电路接通时，两个条件同时满足，用指令“SET M2”将该转换的后续步M2置位为活动步，和用指令“RST M1”将该转换的前级步M1复位为不活动步。33 2步的控制程序的设计方法 在顺序功能图中，如果某一转换所有的前级步都是活动步，并且相应的转换条件满足，则转换实现。即该转换所有的后续步都变为活动步，该转换所有的前级步都变为不活动步。该转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路组成的
25、串联电路接通时，转换实现的两个条件同时满足。此时用SET指令使所有后续步对应的辅助继电器置位，用RST指令使所有前级步对应的辅助继电器复位。每一个转换对应一个这样的控制置位和复位的电路块。图5-59中转换的上面是并行序列的合并，转换的下面是并行序列的分支，该转换实现的条件是所有的前级步都是活动步和转换条件 满足。所以将M13、M17、X5的常开触点和X7的常闭触点组成的串并联电路，作为使M22、M26置位和使M13、M17复位的条件。34 1控制要求 细长孔钻削到一定深度后，刀具应退出工件，排出孔中的金属屑。图5-54的右上角是加工过程的示意图，X1X4是控制加工过程的限位开关。在初始位置按下
26、起动按钮X0，钻头开始工进，钻到限位开关X2处时钻头快速退出，回到X1处时改为快速进给，在X3处改为工进，钻到X4处时快速退出，返回X1处松开夹紧装置，加工过程结束。转换条件X2的前级步为M1，后续步为M2，在梯形图中，用M1和X2的常开触点组成的串联电路，来控制对后续步M2的置位和对前级步M1的复位。开机时的第一个扫描周期M8002为ON，用它的常开触点将初始步M0置位为ON，为转换到步M1做好准备。3输出电路的设计方法 1）Y3仅在步M3为ON，因此用M3的常开触点控制Y3的线圈。2）Y1在步M1和M4中都应为ON，所以将M1和M4的常开触点并联后，来控制Y1的线圈。3）夹紧电磁阀在步M1
27、M5均为ON，在步M1将Y5置位，在初始步将Y5复位。35365.4.2 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剪板机控制系统 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、置位的辅助继电器也只有一个，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。每一个控制置位、复位的电路块都由一个前级步对应的辅助继电器和转换条件对应的触点组成的串联电路、一条SET指令和一条RST指令组成。步M3之后有一个并行序列的分支，当步M3为活动步，限位开关X2动作，将发生步M3到步M4和步M6的转换。因此用M3和X2的常开触点组成的串连电路，将两
28、个后续步对应的M4和M6置位，同时将前级步对应的软元件M3复位。37 步M5和M7是等待步，它们用来同时结束两个并行序列。压钳和剪刀均上行到位后，限位开关X0和X1均动作，步M5和M7都变为活动步。如果未剪完5块料，C0的常闭触点闭合，转换条件 满足，步M5和M7将会变为不活动步，而步M1变为活动步。在并行序列的合并处，用前级步M5和M7的常开触点和转换条件C0的常闭触点组成的串联电路，对后续步对应的软元件M1置位，并对两个前级步对应的软元件M5和M7复位。如果步M5和M7都变为活动步，并且剪完了5块料，C0的常开触点闭合，转换条件C0满足，将会返回初始步。用前级步M5、M7的常开触点和转换条
29、件C0的常开触点组成的串联电路，对后续步对应的软元件M0置位，并对两个前级步对应的软元件M5和M7复位。38图5-56 剪板机控制系统的梯形图39 2交通灯控制系统 进入RUN模式时，M8002将初始步M0置为ON。按下起动按钮X0，步M1和步M5同时变为活动步，车道红灯和人行道绿灯亮。车道交通灯和人行道交通灯是同时工作的，所以用并行序列来表示它们的工作情况。按下停止按钮X1，在顺序功能图中一个工作周期最后的状态结束后，返回初始状态，所有的灯熄灭。为了实现在最后一步M8返回初始状态，在梯形图中，按下起动按钮X0，M10变为ON并保持。按下停止按钮X1，M10变为OFF，在步M8之后返回初始步。
30、交通灯的闪动是用周期为1s的时钟脉冲M8013的触点实现的。当步M0为活动步，并且转换条件X0为ON时，步M1和M5同时变为活动步。在梯形图中，用M0和X0的常开触点组成的串联电路，来控制对M1和M5的同时置位，以及对前级步M0的复位。并行序列合并处的转换有两个前级步M4和M7，当它们均为活动步并且转换条件满足时,将实现并行序列的合并。定时器T5的定时时间到时，将转换到步M8。在梯形图中，用M4、M7和T5的常开触点组成的串联电路将M8置位，使后续步变为活动步；同时用RST指令将M4和M7复位，使两个前级步变为不活动步。4041图5-58 人行横道交通灯控制的梯形图425.6 具有多种工作方式
31、的系统的编程方法具有多种工作方式的系统的编程方法5.6.1 机械手的工作方式机械手的工作方式 1控制要求与硬件配置 机械手用来将工件从A点搬运到B点，Y4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。43 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。2）在单周期工作方式的初始状态按下起动按钮X16，从初始步M0开始，按图5-66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
32、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。如果不满足这一条件，在回原点工作方式按起动按钮X16，可使系统自动返回原点状态。44455.6.2 使用置位复位指令的编程方法使用置位复位指令的编程方法 1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5-63）。同时只能选择一种工作方式。公用程序是无条件
33、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。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。2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。X1、X3的常开触点和Y4的常闭触点组成的串联电路接通时，“原点条件”M5为ON。在开始执行用户程序（M8002为ON）、系统工作在手动方式或自动回原点方式（X10或X11为ON）时，当机械手处于原点状态（M5为ON），初始步对应的M0将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式作好准备。如果此时M5为OFF状态，M0将被复位，初始步为不活动步，系统不能在单步、单周期和连续
34、工作方式工作。46 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（X10或X11为ON），将图5-43的顺序功能图中M20M27复位，否则返回自动工作方式时，可能会出现同时有两个活动步的异常情况。2）同样的原因，退出自动回原点方式时，回原点开关X11的常闭触点闭合。此时将图5-68自动回原点的顺序功能图中的辅助继电器M10M15复位。3）非连续工作方式时，X14的常闭触点闭合，将连续标志位M7复位，禁止连续工作。47 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X1X4的常闭触点限制机械手移动的范围。2）设置上升与下降
35、之间、左行与右行之间的互锁。3）上限位开关X3的常开触点与控制左、右行的Y3、Y2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X1或X2为ON时，才允许进行松开工件、上升和下降的操作。485.6.3 自动程序自动程序 图5-66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”M7和“转换允许”标志M6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X12的常闭触点接通，转换允许标志M6的常开触点接通，允许步与
36、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X16，连续标志M7的线圈“通电”并自保持。左边第3块电路的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X4时，转换到“夹紧”步M21，T1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。图5-6649图5-67 自动程序50 在“左行”步M27返回最左边时，左限位开关X1变为ON，因为“连续”标志位M7为ON，转换条件M7X1满足，系统将返回“A点降”步M20，反复连续地工作下去。按下停止按钮X17，M7变为OFF，完成当前工作周期的全部操作后，在步M27机械手返回最左边，左限
37、位开关X1变为ON，左边的转换条件满足，系统才返回并停留在初始步。在单周期工作方式的步M27返回最左边时，左限位开关X1为ON，因为连续标志M7为OFF，左边的转换条件满足，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X12的常闭触点断开，“转换允许”标志M6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X16，M6在一个扫描周期为ON，转换到“A点降”步M20，机械手下降。在起动按钮上升沿之后，M6变为OFF。机械手碰到下限位开关X4时，下限位开关X4的常闭触点断开，使下降阀Y1的线圈“断电”，机械手停止下降。5
38、1 此时图5-67左边第4个网络的下限位开关X4的常开触点闭合，如果没有按起动按钮，转换允许标志M6处于OFF，不会转换到下一步。一直要等到按下起动按钮，M6为ON，才能转换到夹紧步。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。3输出电路 4个限位开关X1X4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X2后，“右行步”M23不会马上变为OFF，如果右行电磁阀Y2的线圈不与右限位开关X2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。4自动返回原点程序 在回原点工作方式，回原点开关X11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
39、3种情况分别进行处理。（1）夹紧装置松开 夹紧装置松开时Y4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X16，进入“B点升”步M14。如果机械手已经在最上面，上限位开关X3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在公用程序中被置位，可以认为步M0是“左行”步M15的后续步。52 （2）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X16，机械手应进入“B点降”步M12，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
40、关X4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）处于夹紧状态，机械手不在最右边 按下起动按钮X16，进入“A点升”步M10，机械手上升、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X3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”。53545.6.3 使用置位复位指令编程的仿真实验使用置位复位指令编程的仿真实验 打开例程“机械手控制1”，启动仿真软件，生成X窗口、Y窗口和M窗口。1手动程序的调试 令X10为ON，进入手动工作方式。根据手动程序，逐个检查各输出继电器的控制电路的
41、功能是否正常。最后令X1和X3为ON，Y4为OFF，原点条件M5和初始步M0应为ON，然后切换到自动模式。2单周期工作方式 在初始步M0为活动步，原点条件M5为ON时，切换到单周期方式。两次双击X16，模拟起动按钮的操作，观察是否能按顺序功能图的要求工作。应根据表5-2的要求，在有关步将某些输入继电器复位为OFF。例如机械手右行离开了左限位开关X1，应将X1复位为OFF。55 3连续工作方式 在初始步为ON时切换到连续工作方式。按照与单周期方式相同的方法进行调试，观察在左行步M27时X1为ON，是否能返回下降步M20。两次双击停止按钮X17，观察连续标志M7是否变为OFF，从左行步M27是否能
42、返回初始步M0。4单步工作方式 在初始步为ON时切换到单步工作方式。两次双击起动按钮X16，观察是否能从初始步M0转换到下降步M20。在下降步令下限位开关X4为ON，两次双击起动按钮X16，观察是否能转换到夹紧步M21。观察在每一步的转换条件满足时，是否都需要按起动按钮X16才能转换到下一步，直到回到初始步。5回原点工作方式 在手动方式设置3种初始状态，然后切换到回原点工作方式。按下起动按钮X16，启动回原点操作，观察是否能按图5-68运行，最后使初始步对应的M0变为ON。56 6公用程序的调试 在自动程序运行时切换到手动模式，检查除初始步M0之外，其余各步对应的辅助继电器M20M27是否都被
43、复位。在回原点方式时切换到非回原点方式，检查回原点方式各步对应的辅助继电器M10M15是否被复位。在连续方式切换到非连续方式，检查连续标志M7是否被复位。5.6.4 使用使用STL指令的编程方法指令的编程方法 STL指令不能用于子程序，主程序实际上分为从第0步开始的初始化程序、指令“STL S0”开始的手动程序、指令“STL S1”开始的回原点程序和指令“STL S2”开始的自动程序。1公用程序 图5-70的前3块电路为公用程序。从自动工作方式切换到手动或自动回原点工作方式时，将自动程序的顺序功能图中的S20S27复位。退出自动回原点工作方式时，将自动回原点的顺序功能图中的S10S15复位。5
44、7 2初始化程序 状态初始化指令IST与STL指令一起使用，专门用来简化具有多种工作方式的控制系统的程序设计。IST指令的目标操作数S20和S27用来指定在自动操作中用到的最低和最高的状态的软元件号。图5-70中IST指令的源操作数为M30，它实际上指定了M30M37具有以下意义：M30（X10）：手动M31（X11）：回原点M32（X12）：单步运行M33（X13）：单周期运行（半自动）M34（X14）：连续运行（全自动）M35（X16）：回原点起动M36（X16）：自动操作起动M37（X17）：停止可以用仿真软件观察下列特殊辅助继电器的功能：M8040：为ON时禁止所有的状态转换；M804
45、1：实际上是连续标志 M8042：按下起动按钮时的脉冲输出；M8043：回原点完成；M8044：原点条件满足M8045：禁止所有输出复位；M8046：至少有一个状态为ONM8047：为ON时当前活动步对应的状态的软元件号存放在D8040D8047中。5859 4手动程序用S0控制，与图5-65中的程序基本上相同。5自动程序：使用IST指令后，工作方式的切换是系统程序自动完成的。60图5-72 自动程序61 6自动返回原点程序 自动返回原点的顺序功能图中的步应使用S10S19。原点条件满足时，M8044（原点条件）为ON。自动返回原点的操作结束后，用SET指令将M8043（回原点完成）置为ON，并用RST指令将回原点顺序功能图中的最后一步S16复位。62图5-73 自动回原点程序
