顺序控制梯形图的设计方法课件.ppt

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1、Date:2023/1/30 Page:1 1 1顺序控制设计法顺序控制设计法 用经验设计法设计梯形图时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，用经验设计法设计梯形图时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的容易具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的容易掌握的设计方法。在设计复杂系统的梯形图时，要用大量的中间单元来完掌握的设计方法。在设计复杂系统的梯形图时，要用大量的中间单元来完成记忆、连锁、和互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交成记忆、连锁、和互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分析起

2、来非常困难，并且很容易遗漏一些应该考虑的问题。修织在一起，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些应该考虑的问题。修改某一局部电路时，很可能会改某一局部电路时，很可能会“牵一发而动全身牵一发而动全身”，对系统的其它部分产，对系统的其它部分产生意想不到的影响，因此梯形图的修改也很麻烦，往往花了很长时间还得生意想不到的影响，因此梯形图的修改也很麻烦，往往花了很长时间还得不到一个满意的效果。用经验法设计出的梯形图往往很难阅读，给系统的不到一个满意的效果。用经验法设计出的梯形图往往很难阅读，给系统的维修和改进带来很大困难。维修和改进带来很大困难。所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信所

3、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，根据内部状态和时间顺序，在生产过程中各个执行机构自动号的作用下，根据内部状态和时间顺序，在生产过程中各个执行机构自动 4 4 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Date:2023/1/30 Page:2 地有秩序地进行操作。使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺过地有秩序地进行操作。使用顺序控制设计法时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。程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。顺序控制设计法顺序控制设计法最基本的思想最基本的思想时将系统的一个工作周期划分为若时将系统

4、的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为干个顺序相连的阶段，这些阶段称为“步步”，并用，并用编程元件（例如位编程元件（例如位存储器存储器M或顺序控制继电器或顺序控制继电器S）来代表各步）来代表各步。步是根据输出量的状态。步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步内，各输出量的变化来划分的，在任何一步内，各输出量的ON/OFF状态不变，但是状态不变，但是相邻两步输出量的状态是不同的。步的这种划分方法使代表各步的编相邻两步输出量的状态是不同的。步的这种划分方法使代表各步的编程元件的状态与各输出量的状态之间有着极为简单的逻辑关系。程元件的状态与各输出量的状态之间有着极为简单的逻辑关系

5、。使系统由当前步进入下一步的信号称为使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件转换条件，它可以是外部，它可以是外部的输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通或断开；也可以是的输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通或断开；也可以是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器常开触点的导通等。转换条内部产生的信号，如定时器、计数器常开触点的导通等。转换条件还可以是若干个信号的与、或、非逻辑组合。件还可以是若干个信号的与、或、非逻辑组合。顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件，让它们的顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制

6、状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各的各输出位输出位。2顺序功能图顺序功能图 是描叙控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设是描叙控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计计PLC的顺序控制程序的有力工具。它是位于其它编程语言之上的图的顺序控制程序的有力工具。它是位于其它编程语言之上的图形语言。形语言。Date:2023/1/30 Page:3顺序功能图主要由顺序功能图主要由步、有向连线、转换、步、有向连线、转换、转换条件和动作转换条件和动作（命令）组成。（命令）组成。步：如图所示是某组合机床动力步：如图所示是某组合机床动力 头的进给运动示意图和输入输

7、出信号时头的进给运动示意图和输入输出信号时 序图，设动力头在初始位置时停在左边，序图，设动力头在初始位置时停在左边，限位开关限位开关I0.3为为1状态，状态，Q4.0-Q4.2是控是控制动力头运动的电磁阀。按下启动按钮制动力头运动的电磁阀。按下启动按钮后，动力头向右快速进给，碰到限位开后，动力头向右快速进给，碰到限位开关关I0.1后变为工作进给，碰到后变为工作进给，碰到I0.2后快后快速退回，返回初始位置后停止运动。速退回，返回初始位置后停止运动。根据根据Q4.0-Q4.2的的0/1状态的变化，一个状态的变化，一个工作周期可分为快进、工进、快退三步，工作周期可分为快进、工进、快退三步，另外还应

8、设置等待启动的初始步，假设另外还应设置等待启动的初始步，假设分别用分别用M0.0-M0.3来代表这四步，图示来代表这四步，图示右边是描述该运动的顺序功能图。右边是描述该运动的顺序功能图。Date:2023/1/30 Page:4Date:2023/1/30 Page:5 初始步初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般是：与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个系统等待启动命令的相对静止的状态。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。顺序功能图至少应该有一个初始步。与步对应的动作或命令

9、与步对应的动作或命令：可以将一个控制系统划分为被控系统和施控：可以将一个控制系统划分为被控系统和施控系统，例如在数控车床系统中，数控装置是施控系统，而车床是被控系系统，例如在数控车床系统中，数控装置是施控系统，而车床是被控系统。对于被控系统，在某一步中要完成某些统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作动作”（action）；对于）；对于施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令命令”（command）。）。为了述叙方便，将命令和动作统称为动作，并用矩形框中的文字或符号为了述叙方便，将命令和动作统称为动作，并用矩形框中的文字或符号表示，该矩形框

10、应与相应的步的符号相连。表示，该矩形框应与相应的步的符号相连。如果某一步有几个动作，可用如图所示的两种画法表示，但并不隐含如果某一步有几个动作，可用如图所示的两种画法表示，但并不隐含这些动作之间的任何顺序。这些动作之间的任何顺序。活动步：当系统正处于某一步所在的阶段时，活动步：当系统正处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步为该步处于活动状态，称该步为“活动步活动步”。步处于。步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状活动状态时，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被停止执行。态时，相应的非存储型动作被停止执行。Date:2023/1/30 Page:6有向连线

11、与转换条件有向连线与转换条件 有向连线有向连线：在顺序功能图中，随着时间的推移和转换条件的实现，：在顺序功能图中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生步的活动状态的进展，这种进展按有向连线规定的路线和方将会发生步的活动状态的进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。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向进行。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。步活动的习惯进先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。步活动的习惯进展方向是从上到下或从左至右。如果在画图时有向连线必须中断，应展方向是从上到下或从左至右。如果在

12、画图时有向连线必须中断，应在有向连线中断之处标明下一步的标号和页数。在有向连线中断之处标明下一步的标号和页数。转换转换：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。不得活动状态的进展是由转换的实现来完成的，换将相邻两步分隔开。不得活动状态的进展是由转换的实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。并与控制过程的发展相对应。转换条件转换条件：是与转换相关的逻辑命题，：是与转换相关的逻辑命题，可以是文字语言、布尔代数表达式或图形可以是文字语言、布尔代数表达式或图形 符号标注在表示转换的短线旁，使用最多符号标注在表示转换的短线

13、旁，使用最多 的是布尔代数表达式。的是布尔代数表达式。Date:2023/1/30 Page:7顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构1 单序列单序列 由一系列相继激活的步组成，每一步的后面由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅有一个转换，每一个转换后面只有一个步。仅有一个转换，每一个转换后面只有一个步。2 选择序列选择序列3 并列序列并列序列4 子步子步 结构图如下页：结构图如下页：Date:2023/1/30 Page:8单序列、选择序列、并行序列单序列、选择序列、并行序列Date:2023/1/30 Page:9顺序功能图举例顺序功能图举例图示是某剪板机的示意图，开始时压钳和剪刀图示

14、是某剪板机的示意图，开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关在上限位置，限位开关I0.0和和I0.1为为ON。按下启。按下启动按钮动按钮I1.0后，工作过程如下：首先板料右行后，工作过程如下：首先板料右行（Q0.0为为ON）至限位开关）至限位开关I0.3动作，然后压钳动作，然后压钳下行（下行（Q0.1为为ON并保持），压紧板料后，压力并保持），压紧板料后，压力继电器继电器I0.4为为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下，压钳保持压紧，剪刀开始下行（行（Q0.2为为ON）。剪断板料后）。剪断板料后I0.2变为变为ON，压，压钳和剪刀同时上行（钳和剪刀同时上行（Q0.3和和Q0.4为为ON，Q0.1和和Q0

15、.2为为OFF），它们分别碰到限位开关），它们分别碰到限位开关I0.0和和I0.1后，分别停止上行。都停止后，又开始下一后，分别停止上行。都停止后，又开始下一周期的工作，剪完周期的工作，剪完10块料板后停止工作并停在块料板后停止工作并停在初始状态。系统的顺序功能图如下所示。图中初始状态。系统的顺序功能图如下所示。图中有选择序列、并行序列的分支与合并。步有选择序列、并行序列的分支与合并。步M0.0是初始步，是初始步，C0用来控制剪料的次数，每次工作用来控制剪料的次数，每次工作循环中循环中C0的当前值加的当前值加1。没有剪完。没有剪完10块料时，块料时，C0的当前值小于设定值的当前值小于设定值10

16、，其常闭触点闭，其常闭触点闭Date:2023/1/30 Page:10合，将返回合，将返回M0.1步，重新开始工步，重新开始工作。剪完作。剪完10块料后，块料后，C0的当前值的当前值等于设定值等于设定值10，其常开点闭合，转，其常开点闭合，转换条件换条件C0满足，将返回初始步满足，将返回初始步M0.0，等待下一次的启动命令。，等待下一次的启动命令。步步M0.5和和M0.7是等待步，它们用是等待步，它们用来同时结束两个并行序列。只要步来同时结束两个并行序列。只要步M0.5和和M0.7都是活动步，就会发都是活动步，就会发生步生步M0.5、M0.7到步到步M0.0、M0.1的转换，步的转换，步M0

17、.5、M0.7同时变为同时变为不活动步，而步不活动步，而步M0.0或或M0.1变为变为活动步。活动步。Date:2023/1/30 Page:11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转换条件的实现转换条件的实现 在顺序功能图中，步的活动状态的进在顺序功能图中，步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的。转换的展是由转换的实现来完成的。转换的实现必须同时满足两个条件：实现必须同时满足两个条件：A该转换所有的前级步都是活动步。该转换所有的前级步都是活动步。B相应的转换条件满足。相应的转换条件满足。如果转换的前级步或后级步不止一个，如果转换的前级步或后级步不止一个，转换的实现

18、称为同步实现（如图），转换的实现称为同步实现（如图），为了强调同步实现，有向连线的水平为了强调同步实现，有向连线的水平部分用双线表示。部分用双线表示。2转换实现应完成的操作转换实现应完成的操作 A使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。B使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。转换实现的基本规则是根据顺序功能图设计梯形图的基础，它转换实现的基本规则是根据顺序功能图设计梯形图的基础，它适用于顺序功能图中的各种基本结构适用于顺序功能图中的各种基本结构。

19、Date:2023/1/30 Page:12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1两个步不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开两个步不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开2两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开3初始步是必不可少的，一方面因为它与相邻步相比，从总体上说输出变初始步是必不可少的，一方面因为它与相邻步相比，从总体上说输出变量的状态各不相同；另一方面如无该步，无法表示初始状态，系统就量的状态各不相同；另一方面如无该步，无法表示初始状态，系统就无法返回停止状态。无法返回停止状态。4自动控制系统应能多次重复执行同一工艺

20、过程，因此在顺序功能图中一自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作后，应从最后一步返回初始步，系统停留在初始状态（单周期操作作后，应从最后一步返回初始步，系统停留在初始状态（单周期操作），在连续循环工作方式时，将从最后一步返回下一工作周期开始运行），在连续循环工作方式时，将从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。的第一步。5只有某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。只有某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。Date:2023

21、/1/30 Page:13两种通用的设计方法：两种通用的设计方法：1 1使用起保停电路的设计方法使用起保停电路的设计方法2 2以转换为中心的设计方法以转换为中心的设计方法 这两种方法很容易掌握，用它们可以迅速地、这两种方法很容易掌握，用它们可以迅速地、得心应手地设计出任意复杂的数字量控制系统的得心应手地设计出任意复杂的数字量控制系统的梯形图梯形图。返回本章返回本章5 5 顺序控制梯形图的设计方法顺序控制梯形图的设计方法Date:2023/1/30 Page:14使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法 根据顺序功能图设计梯形图时，可以用存储器位根据顺序功能图

22、设计梯形图时，可以用存储器位M来代表步。来代表步。某一步为活动步时，对应的存储器位为某一步为活动步时，对应的存储器位为1，某一转换实现时，该转换，某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，前级步变为不活动步。很多转换条件都是短信的后续步变为活动步，前级步变为不活动步。很多转换条件都是短信号，即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短，因此应使号，即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短，因此应使用有记忆功能的电路或指令（如起保停电路和置位、复位指令）来控用有记忆功能的电路或指令（如起保停电路和置位、复位指令）来控制代表步的存储器位。制代表步的存储器位。1单序列的编程方法单序列的编程方

23、法 起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，是一种最通用的起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，是一种最通用的编程方法，可用于任意型号的可编程控制器。下图所示是控制锅炉的编程方法，可用于任意型号的可编程控制器。下图所示是控制锅炉的鼓风机和引风机的波形图和顺序功能图及梯形图。按下启动按钮鼓风机和引风机的波形图和顺序功能图及梯形图。按下启动按钮I0.0后，应先开引风机，延时后，应先开引风机，延时5后再开鼓风机；按下停止按钮后再开鼓风机；按下停止按钮I0.1后，应先后，应先停鼓风机，停鼓风机，5S后再停引风机。后再停引风机。根据根据Q0.0和和Q0.1ON/OFF状态的变化，工作周期可分为三步

24、，分状态的变化，工作周期可分为三步，分别用别用M0.1、M0.2、m0.3来代表这三步，另外还应设置用来代表这三步，另外还应设置用M0.0来代表来代表等待启动的初始步。启动按钮等待启动的初始步。启动按钮I0.0和停止按钮和停止按钮I0.1及定时器延时接通是及定时器延时接通是Date:2023/1/30 Page:15Date:2023/1/30 Page:16各步之间的转换条件。各步之间的转换条件。设计起保停电路的关键是找出它的启动条件和停止条件。根据转换设计起保停电路的关键是找出它的启动条件和停止条件。根据转换实现的基本原则，转换实现的条件是它的前级步为活动步并且满足相应实现的基本原则，转换

25、实现的条件是它的前级步为活动步并且满足相应的转换条件。步的转换条件。步M0.1变为活动步的条件是步变为活动步的条件是步M0.0为活动步，且二者之间为活动步，且二者之间的转换条件的转换条件I0.0=1。在起保停电路中，则应将代表前级步的。在起保停电路中，则应将代表前级步的M0.0的常开的常开触点和代表转换条件的触点和代表转换条件的I0.0的常开触点串联后，作为控制的常开触点串联后，作为控制M0.1的启动电路。的启动电路。当当M0.1和和T37的常开触点均闭合时，步的常开触点均闭合时，步M0.2变为活动步，这时步变为活动步，这时步M0.1应变为不活动步，因此可以将应变为不活动步，因此可以将M0.2

26、作为使存储器位作为使存储器位M0.1变为变为OFF的的条件，即将条件，即将M0.2的常闭触点与的常闭触点与M0.1的线圈串联。上述的逻辑关系可以用的线圈串联。上述的逻辑关系可以用逻辑代数式表示为：逻辑代数式表示为：根据上述编程方法和顺序功能图，很容易画出梯形图。以初始步根据上述编程方法和顺序功能图，很容易画出梯形图。以初始步为例，由顺序功能图可知，为例，由顺序功能图可知，M0.3是它的前级步，二者之间的转换条件是它的前级步，二者之间的转换条件为为T38的常开触点。所以将的常开触点。所以将M0.3和和T38的常开触点串联，作为的常开触点串联，作为M0.0的的启动电路。启动电路。PLC开始运行时应

27、将开始运行时应将M0.0置为置为1，否则系统无法工作，故，否则系统无法工作，故Date:2023/1/30 Page:17又与启动电路并联了一个常开触点又与启动电路并联了一个常开触点SM0.1，启动电路还并联了，启动电路还并联了M0.0的自保的自保触点。后续步触点。后续步M0.1的常闭触点与的常闭触点与M0.0的线圈串联，当的线圈串联，当M0.1为为1时时M0.0的线的线圈圈“断电断电”，初始步变为不活动步。，初始步变为不活动步。设计梯形图的输出电路部分的方法设计梯形图的输出电路部分的方法：由于步是根据输出变量的状态变：由于步是根据输出变量的状态变化来划分的，它们之间的关系很简单，可以分为以下

28、两种情况处理。化来划分的，它们之间的关系很简单，可以分为以下两种情况处理。某一输出量仅在某一步中为某一输出量仅在某一步中为ON，如本例中的，如本例中的Q0.1就属于这种情况，就属于这种情况，可以将它的线圈与对应步的存储器位可以将它的线圈与对应步的存储器位M0.2的线圈并联。的线圈并联。某一输出在几步中都为某一输出在几步中都为ON，应将代表各有关步的存储器位的常开触，应将代表各有关步的存储器位的常开触点并联后，驱动该输出的线圈。本例中点并联后，驱动该输出的线圈。本例中Q0.0在在M0.1-M0.3这三步中均应工这三步中均应工作，所以用作，所以用M0.1-M0.3的常开触点组成的并联电路来驱动的常

29、开触点组成的并联电路来驱动Q0.0的线圈。的线圈。Date:2023/1/30 Page:182选择序列的编程方法选择序列的编程方法选择序列的分支的编程方法选择序列的分支的编程方法 如右图所示步如右图所示步M0.0之后有一个选之后有一个选择序列的分支，设择序列的分支，设M0.0为活动步，当为活动步，当它的后续步它的后续步M0.1或或M0.2变为活动步时，变为活动步时，它都应变为不活动步，所以应将它都应变为不活动步，所以应将M0.1和和M0.2的常闭触点与的常闭触点与M0.0的线圈串联。的线圈串联。如果某一步的后面有一个由如果某一步的后面有一个由N条分支组条分支组成的选择序列，该步可能转换到不同

30、成的选择序列，该步可能转换到不同的的N步中去，则应将这步中去，则应将这N各个后续步对各个后续步对应的存储器位的常闭触点与该步的线应的存储器位的常闭触点与该步的线圈串联，作为结束该步的条件。圈串联，作为结束该步的条件。选择序列的合并的编程方法选择序列的合并的编程方法 右图中，步右图中，步M0.2之前有一个选择之前有一个选择序列的合并，当步序列的合并，当步M0.1为活动步为活动步（M0.1为为1）并且转换条件）并且转换条件I0.1满足，满足，Date:2023/1/30 Page:19或步或步M0.0为活动步并且转换条件为活动步并且转换条件I0.2满足，步满足，步M0.2都应变为活动步，即代都应变

31、为活动步，即代表该步的存储器位表该步的存储器位M0.2的启动条件应为的启动条件应为对应的启动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由对应的启动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M0.1、I0.1和和M0.0、I0.2的常开触点串联而成。的常开触点串联而成。一般来说，对于选择序列的合并，如果某一步之前有一般来说，对于选择序列的合并，如果某一步之前有N个转换（即个转换（即N条分支进入该步），则代表该步的存储器位的启动电路由条分支进入该步），则代表该步的存储器位的启动电路由N条支路并联而条支路并联而成，各支路由某一前级步对应的存储器位的常开触点与相应转换条件对成，各支路由某一前级步对应的存储器位的

32、常开触点与相应转换条件对应的触点或电路串联而成。应的触点或电路串联而成。3并行序列的编程方法并行序列的编程方法并行序列的分支的编程方法并行序列的分支的编程方法 上图中步上图中步M0.2之后有一个并行序列的分支，当步之后有一个并行序列的分支，当步M0.2是活动步并且是活动步并且转换条件转换条件I0.3满足时，步满足时，步M0.3与步与步M0.5应同时变为活动步，这是用应同时变为活动步，这是用M0.2和和I0.3的常开触点组成的串联电路分别作为的常开触点组成的串联电路分别作为M0.3和和M0.5的启动电路的启动电路来实现的，与此同时，步来实现的，与此同时，步M0.2应变为不活动步。步应变为不活动步

33、。步M0.3和和M0.5是同时变是同时变为活动步的，只需将为活动步的，只需将M0.3或或M0.5的常闭触点与的常闭触点与M0.2的线圈串联即可。的线圈串联即可。Date:2023/1/30 Page:20并行序列的合并的编程方法并行序列的合并的编程方法 上图中步上图中步M0.7之前有一个并行序列的合并，该转换实现的前提条件之前有一个并行序列的合并，该转换实现的前提条件是所有的前级步（即步是所有的前级步（即步M0.4和和M0.6）都是活动步和转换条件）都是活动步和转换条件I0.6满足。满足。由此可知，应将由此可知，应将M0.4、M0.6和和I0.6的常开触点串联，作为控制步的常开触点串联，作为控

34、制步M0.7的的起保停电路。（梯形图程序见下页）起保停电路。（梯形图程序见下页）任何复杂的顺序功能图都是由单序列、选择序列和合并序列组成的，任何复杂的顺序功能图都是由单序列、选择序列和合并序列组成的，掌握了单序列的编程方法和选择序列、并行序列的分支、合并的编程方掌握了单序列的编程方法和选择序列、并行序列的分支、合并的编程方法，就不难迅速地设计出任意复杂的顺序功能图描述的开关量控制系统法，就不难迅速地设计出任意复杂的顺序功能图描述的开关量控制系统的梯形图。的梯形图。仅有两步的闭环的处理仅有两步的闭环的处理 如果在顺序功能图中有仅由两步组成如果在顺序功能图中有仅由两步组成的小闭环（如右图的小闭环（

35、如右图a），用起保停电路），用起保停电路设计的梯形图就不能正常工作。例如设计的梯形图就不能正常工作。例如M0.2和和I0.2均为均为1时，时，M0.3的启动电路的启动电路接通，但是这时与接通，但是这时与M0.3的线圈串联的的线圈串联的M0.2的常闭触点却是断开的，所以的常闭触点却是断开的，所以Date:2023/1/30 Page:21M0.3的线圈不能的线圈不能“得电得电”。出现上。出现上述问题的根本原因在于步述问题的根本原因在于步M0.2即是即是步步M0.3的前级步，又是它的后续步。的前级步，又是它的后续步。在小闭环中增设一步就可以解决这在小闭环中增设一步就可以解决这一问题（见图一问题（见

36、图b），这一步只起延时），这一步只起延时作用，延时时间可以取得很短（如作用，延时时间可以取得很短（如0.1S），对系统的运行不会有什么），对系统的运行不会有什么影响。影响。Date:2023/1/30 Page:22Date:2023/1/30 Page:23选择序列应用举例选择序列应用举例液体混合装置如下图所示，上限位、下线位和中限位液位传感器被液体液体混合装置如下图所示，上限位、下线位和中限位液位传感器被液体淹没时为淹没时为1状态，阀状态，阀A、阀、阀B和阀和阀C为电磁阀，线圈通电时打开，线圈断电为电磁阀，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。开始时容器是空的，各阀门均关闭，各传感器均为时关闭。

37、开始时容器是空的，各阀门均关闭，各传感器均为0状态。按下状态。按下启动按钮后，打开阀启动按钮后，打开阀A，液体，液体A流流入容器，中限位开关变为入容器，中限位开关变为ON时，时，关闭阀关闭阀A，打开阀，打开阀B，液体，液体B流入流入容器。液面上升到上限位开关时，容器。液面上升到上限位开关时，关闭阀关闭阀B，电机，电机M开始运行，搅拌开始运行，搅拌液体，液体，60S后停止搅拌，打开阀后停止搅拌，打开阀C，放出混合液，当液面将至下限，放出混合液，当液面将至下限位开关之后再过位开关之后再过5S，容器放空，容器放空，关闭阀关闭阀C，打开阀，打开阀A，又开始下一，又开始下一周期的操作。按下停止按钮，当周

38、期的操作。按下停止按钮，当前工作周期的操作结束后，才停前工作周期的操作结束后，才停止操作（返回并停止在初始状态）止操作（返回并停止在初始状态）。Date:2023/1/30 Page:24顺序功能图如右图所示。顺序功能图如右图所示。图中的图中的M1.0用来实现在按下停止用来实现在按下停止按钮后不马上停止工作，而是在当前按钮后不马上停止工作，而是在当前工作周期的操作结束之后，才停止运工作周期的操作结束之后，才停止运行。行。M1.0用启动按钮用启动按钮I0.3和停止按钮和停止按钮I0.4来控制。运行时它处于来控制。运行时它处于ON状态，状态，系统完成一个周期的工作后，步系统完成一个周期的工作后，步

39、M0.5到到M0.1的转换条件的转换条件M1.0和和T38满足，满足，转到转到M0.1继续运行。按了停止按钮继续运行。按了停止按钮I0.4之后，之后，M1.0变为变为OFF，要等到系，要等到系统完成最后一步统完成最后一步M0.5的工作之后，转的工作之后，转换条件换条件 满足，满足，才能返回初始步，系统停止运行。图才能返回初始步，系统停止运行。图中步中步M0.5之后有一个选择序列的分支，之后有一个选择序列的分支，当它的后续步当它的后续步M0.0或或M0.1变为活动步变为活动步时，它都应变为不活动步，所以将时，它都应变为不活动步，所以将M0.0和和M0.1的常闭触点与的常闭触点与M0.5的线圈的线

40、圈串联。串联。Date:2023/1/30 Page:25 步步M0.1之前有一个选择序列的合并，之前有一个选择序列的合并，当步当步M0.0为活动步并且转换条件为活动步并且转换条件I0.3，或，或者步者步M0.5为活动步并且转换条件为活动步并且转换条件M1.0和和T38满足，步满足，步M0.1都应变为活动步，即代都应变为活动步，即代表该步的存储器位表该步的存储器位M0.1的启动条件应为的启动条件应为对应的启动电路由两条并联支路组成，对应的启动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由每条支路分别由M0.0、I0.3和和M0.5、M1.0、T38的常开触点串联而成。的常开触点串联而成。Date:20

41、23/1/30 Page:26并行序列应用举例并行序列应用举例 某钻床用两只钻头同时钻两某钻床用两只钻头同时钻两个孔。操作人员放好工件后，按下个孔。操作人员放好工件后，按下启动按钮启动按钮I0.0，工件被夹紧（，工件被夹紧（I0.1为为ON）后两只钻头同时开始工作，）后两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关钻到由限位开关I0.2和和I0.4设定的设定的深度时分别上行，回到由限位开关深度时分别上行，回到由限位开关I0.3和和I0.5设定的起始位置时停止设定的起始位置时停止上行。两个都到位后，工件被松开，上行。两个都到位后，工件被松开，松开到位后（松开到位后（I0.7为为ON），加工），加工结束，系

42、统返回初始状态。示意图结束，系统返回初始状态。示意图如右所示。如右所示。Date:2023/1/30 Page:27系统顺序功能图如右。系统顺序功能图如右。图中用存储器位图中用存储器位M0.0M1.0代表各代表各步。两个钻头和各自的限位开关组成了两步。两个钻头和各自的限位开关组成了两个子系统，这两个子系统在钻孔过程中并个子系统，这两个子系统在钻孔过程中并行工作，因此用并行序列中的两个子序列行工作，因此用并行序列中的两个子序列来分别表示这两个子系统的内部工作情况。来分别表示这两个子系统的内部工作情况。在步在步M0.1，Q0.0为为1，夹紧电磁阀，夹紧电磁阀的线圈通电，工件被夹紧后，压力继电器的线

43、圈通电，工件被夹紧后，压力继电器I0.1的常开触点的常开触点ON，使步，使步M0.1变为不活变为不活动步，步动步，步M0.2和步和步M0.5同时变为活动步，同时变为活动步，Q0.1、Q0.3为为1，大、小钻头向下进给，大、小钻头向下进给，开始钻孔。当大、小孔分别钻完了，开始钻孔。当大、小孔分别钻完了，Q0.2、Q0.4分别变为分别变为1，钻头向上运动，钻头向上运动，返回初始位置后，限位开关返回初始位置后，限位开关I0.3与与I0.5均均为为ON，等待步，等待步M0.4与与M0.7分别变为活动分别变为活动步。它们之后的步。它们之后的“=1”表示转换条件总是表示转换条件总是满足，即只要满足，即只要

44、M0.4和和M0.7都变为都变为Date:2023/1/30 Page:28活动步，就会实现步活动步，就会实现步M0.4、M0.7到步到步M1.0的转的转换。在步换。在步M1.0，控制工件松开的，控制工件松开的Q0.5为为1，工，工件被松开后，限位开关件被松开后，限位开关I0.7为为ON，系统返回初，系统返回初始步始步M0.0。步步M1.0之前有一个并行序列的合并，转换之前有一个并行序列的合并，转换条件条件“=1”表示该转换条件总是满足。所以只表示该转换条件总是满足。所以只需将前级步需将前级步M0.4和和M0.7的常开触点串联后作为的常开触点串联后作为控制控制M1.0的起保停电路的启动电路。的

45、起保停电路的启动电路。M1.0变为变为活动步后，其常闭触点断开，使活动步后，其常闭触点断开，使M0.4和和M0.7的的线圈断电，步线圈断电，步M0.4和和M0.7的线圈断电，步的线圈断电，步M0.4和和M0.7变为不活动步。变为不活动步。并行序列中的各序列分别表示系统的几个并行序列中的各序列分别表示系统的几个独立部分的工作情况，实际上它们的工作往往独立部分的工作情况，实际上它们的工作往往不是同时结束的。为了实现各序列的同步结束，不是同时结束的。为了实现各序列的同步结束，可以采用以下三种方法：可以采用以下三种方法：（1）在各序列的末尾分别设置一个等待步，结）在各序列的末尾分别设置一个等待步，结束

46、并行序列的转换条件为束并行序列的转换条件为“=1”。Date:2023/1/30 Page:29（2）如果可以肯定某一序列总是最后结束，它的末尾可以不设等待步，）如果可以肯定某一序列总是最后结束，它的末尾可以不设等待步，但是其它序列则应设置。但是其它序列则应设置。（3）各序列都不设等待步。）各序列都不设等待步。Date:2023/1/30 Page:30以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法1 以转换为中心的单序列的编程方法以转换为中心的单序列的编程方法 如图所示是某组合机床动力头的进给如图所示是某组合机床动力头的进给运动示意图、顺序功能图和梯形图，从中运动示

47、意图、顺序功能图和梯形图，从中我们来研究以转换为中心的编程方法的顺我们来研究以转换为中心的编程方法的顺序功能图与梯形图的对应关系。序功能图与梯形图的对应关系。实现图中实现图中I0.0对应的转换需要同时满足两个条件，即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（该转换的前级步是活动步（M0.0=1）和转）和转换条件满足（换条件满足（I0.0=1）。在梯形图中，可）。在梯形图中，可以用以用M0.0和和I0.0的常开触点组成的串联电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，两个路来表示上述条件。该电路接通时，两个条件同时满足，此时应将该转换的后续步条件同时满足，此时应将该转

48、换的后续步变为活动步（用变为活动步（用S M0.1，1指令将指令将M0.1置置位）和将该转换的前级步变为不活动步位）和将该转换的前级步变为不活动步（用（用R M0.0，1指令将指令将M0.0复位），这种复位），这种编程方法与转换实现的基本规则之间有着编程方法与转换实现的基本规则之间有着严格的严格的Date:2023/1/30 Page:31对应关系，用它编制复杂的顺序功能图的梯形图对应关系，用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时，更能显示出它的优越性。时，更能显示出它的优越性。该组合机床的动力头在初始状态时停在最左该组合机床的动力头在初始状态时停在最左边，限位开关边，限位开关I0.3为为1。按下启

49、动按钮。按下启动按钮I0.0，动力，动力头的进给运动如图所示，工作一个循环后，返回头的进给运动如图所示，工作一个循环后，返回并停在初始位置，控制电磁阀的并停在初始位置，控制电磁阀的Q0.0-Q0.2在各工在各工步的状态见顺序功能图。步的状态见顺序功能图。在顺序功能图中，如果某一转换所有的前级在顺序功能图中，如果某一转换所有的前级步都是活动步并且满足相应的转换条件，则转换步都是活动步并且满足相应的转换条件，则转换实现。即所有由有向连线与相应转换符号相连的实现。即所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步，而所有由有向连线与相应后续步都变为活动步，而所有由有向连线与相应转换符号相连的前级

50、步都变为不活动步。在以转转换符号相连的前级步都变为不活动步。在以转换为中心的编程方法中，用该转换所有前级步对换为中心的编程方法中，用该转换所有前级步对应的存储器位的常开触点与转换对应的触点或电应的存储器位的常开触点与转换对应的触点或电路（即起保停电路中的启动电路），作为使所有路（即起保停电路中的启动电路），作为使所有后续步对应的存储器位置位（使用置位指令）和后续步对应的存储器位置位（使用置位指令）和使所有前级步对应的存储器位复位（使用复位指使所有前级步对应的存储器位复位（使用复位指令）的条件。令）的条件。在任何情况下，代表步的存储器位在任何情况下，代表步的存储器位Date:2023/1/30