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第一章第一章 概述概述1.1 可可编程序控制器的工作原理程序控制器的工作原理1.2 可可编程序控制器的分程序控制器的分类1.3 PLC的的编程程语言概述言概述第二章第二章 日本三菱公司日本三菱公司FX2N系列系列PLC2.1 FX2N系列系列PLC的的编程元件程元件2.2 FX系列系列PLC的基本的基本逻辑指令指令2.3 基本基本逻辑指令的指令的编程程规则与技巧与技巧第三章第三章 编程方法程方法3.1 可可编程控制器最常用程控制器最常用编程程环节3.2 梯形梯形图的的经验设计法法3.3 顺序控制序控制设计法法 可编程序控制器 （Programmable Controller）1985年1月国际电工委员会（IEC）对PLC的定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程序控制器的特点 PLC的特点：1、编程方法简单易学；2、硬件配套齐全、用户使用方便；3、通用性强、适应性强；4、可靠性高、抗干扰能力强；5、系统的设计、安装、调试工作量小；6、维修工作量小、维护方便；7、体积小、能耗低。配套配套齐全，功能完善，通用性全，功能完善，通用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合，要改变控制功能只需改变程序即可，具有较强的通用性。现代PLC除了逻辑处理功能外，大多具有数据处理能力，可用于各种数字控制领域。近年来，随着PLC多种智能模块的出现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC控制等各种工业控制中。加上PLC通讯能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。可可编程序控制器的基本程序控制器的基本结构构 PLC专为工工业场合合设计，采采用用了了典典型型的的计算算机机结构构，主主要要是是由由CPU模模块、输入入模模块、输出出模模块、编程器、程器、电源源组成。成。1.1 可编程序控制器的工作原理一、一、PLC控制系控制系统的等效的等效电路路 继电器器 功率放大、功率放大、电气隔离、气隔离、逻辑运运算算二、二、可可编程序控制器的工作原理程序控制器的工作原理两种基本工作状两种基本工作状态：运行（运行（RUN）停止（停止（STOP）扫描工作方式描工作方式 1、内部、内部处理理 2、通、通讯服服务 3、输入入处理理 4、程序、程序执行行 5、输出出处理理内部处理通讯服务输入处理程序执行输出处理RUNSTOP 当当PLC方方式式开开关关置置于于RUN（运运行行）时时，执执行行所所有有阶阶段段；当当方方式式开开关关置置于于STOP（停停止止）时时，不不执执行行后后3个个阶阶段段，此此时时可可进进行行通通信信处处理理，如如对对PLC联联机机或或离离线线编编程。程。可可编程控制器的工作原理程控制器的工作原理PLC的工作原理的工作原理（M100）（Y430)输出刷新阶段 用户程序执行阶段 输入采样阶段 输入端子输入映象寄存器元件映象寄存器输出锁存器输出端子扫描周期X4读出(Y430)写入读出程序执行原理图程序执行原理图三、三、扫描周期描周期 典型值为：典型值为：1 1-100-100msms PLC在在RUN工作状工作状态时，执行一次行一次内部内部处理、通理、通讯服服务、输入入处理、程序理、程序执行、行、输出出处理理的的扫描操作所需的描操作所需的时间称称为扫描周期。描周期。四、四、输入入/输出滞后出滞后时间 （系统响应时间系统响应时间）PLC的的外部外部输入信号入信号发生生变化的化的时刻至刻至它控制的它控制的 有关有关外部外部输出信号出信号发生生变化的化的时刻之刻之间的的时间间隔。隔。组成成：输入入电路路滤波波时间、输出模出模块的的滞后滞后时间和因和因扫描工作方式描工作方式产生的生的滞后滞后时间。1.2 可编程序控制器的分类 PLC从硬件从硬件结构上可分构上可分为 整体式、模块式和整体式、模块式和叠装式叠装式。整体式可整体式可编程序控制器程序控制器模模块式可式可编程序控制器程序控制器叠装式可叠装式可编程序控制器程序控制器1、整体式可编程序控制器 整体式整体式 （单元式元式/箱体式）箱体式）体体积小、价格低小、价格低 适用于适用于小型机小型机 有多种有多种I/O点数的基本点数的基本单元和元和扩展展单元元 基本单元包含：基本单元包含：CPU模模块、输入模入模块、输出出模模块、编程器、程器、电源源 扩展单元只有：扩展单元只有：输入模入模块、输出模出模块、电源源 2 2、模块式可编程序控制器模块式可编程序控制器由框架和模由框架和模块组成成自由自由组合、运用灵活、合、运用灵活、维护方便方便 适用于大型机适用于大型机3 3、叠装式可编程序控制器叠装式可编程序控制器 吸收整体式、模吸收整体式、模块式式优点点 从规模上从规模上按按PLCPLC的输入输出点数可分为小型、中型和大型。的输入输出点数可分为小型、中型和大型。CPU模块模块输入输入模块模块输出输出模块模块D/A转换转换A/D转换转换 通通讯讯 电电源源1.3 PLC的编程语言概述 一、一、PLC编程程语言的国言的国际标准准IEC1994年年5月公布了月公布了PLC标准（准（IEC61131）IEC611311：通用信息；通用信息；IEC611312：设备与与测试要求；要求；IEC611313：编程程语言；言；IEC611314：用用户指南；指南；IEC611315：通通讯。二、二、编程程语言言 1、顺序功能序功能图（Sequential function chart）2、梯形、梯形图（Ladder diagram）3、指令表、指令表（Instruction list）4、功能、功能块图（Function block diagram）5、结构文本（高构文本（高级语言）言）（Structured text）顺序功能图（SFC）梯形图（LD）梯形梯形图与与继电器控制系器控制系统的的电路路图很相似很相似，一般，一般有有线圈、常开触点、圈、常开触点、常常闭触点，触点，还有其有其他功能他功能块。梯形。梯形图称称为电路或程序，路或程序，设计梯形梯形图叫叫编程。程。梯形梯形图主要特点主要特点 1、编程元件沿用程元件沿用继电器控制系器控制系统中的概念和定中的概念和定义 编程元件：程元件：X、Y、M、T、C等等 2、采用公共母、采用公共母线结构构，能流只能从左到右。，能流只能从左到右。线圈（或圈（或输出）只能与右母出）只能与右母线相相连 3、逻辑解算关系解算关系：从上到下，从左到右，前面解算：从上到下，从左到右，前面解算的的结果，可果，可马上被后面的上被后面的逻辑解算所利用。解算所利用。4、各、各编程元件的常开程元件的常开/常常闭触点可触点可无限次无限次使用使用 返回本章首页返回本章首页功能块图（FBD）类似似数字数字逻辑电路路的的编程程语言，即用言，即用类似与似与门、或、或门的方框来表不的方框来表不逻辑运算运算关系等。关系等。指令表（指令表（IL）由若干条指令组成的程由若干条指令组成的程序叫做指令表程序。序叫做指令表程序。LD X0OR Y0ANI X1OUT Y0结构文本Pascal ,Basic,c 等等高高级编程程语言言结构文本是构文本是为IEC 1131-3标准准创建一建一种种专用高用高级编程程语言言。用用结构文本有两个构文本有两个优点：点：能能实现复复杂的数学运算，的数学运算，非常非常简洁和和紧凑。凑。第二章第二章 日本三菱公司日本三菱公司FX2N系列系列PLC 一、一、FX2N系列系列PLC型号名称的含型号名称的含义 FX系列型号名称的含系列型号名称的含义三菱公司三菱公司PLC型号（小型机）型号（小型机）FX2N16 M R单元功能输出类型总I/O点数系列名R：继电器 S：可控硅 T：晶体管M：基本单元 E：扩展单元 EX：扩展输入单元EY：扩展输出单元 F1、F2、FX0、FX0S、FX0N、FX2、FX2N、FX2C、FX2N24MR FX2N36MR FX2N48MR FX2N64MR FX2N80MR FX2N128MR2.1 FX2N系列系列PLC的的编程元件程元件一、一、编程元件的名称程元件的名称 由数字和字母表示由数字和字母表示 分别表示元件的类型和地址分别表示元件的类型和地址号号注：注：1、输入入/输出元件的地址号均出元件的地址号均 按按八八进制制编号（号（07）2、输入入/输出以外的元件地址号全出以外的元件地址号全 按按十十进制制编号（号（09）二、二、输入入继电器与器与输出出继电器器 1、输入入继电器（器（X）PLC接收外部接收外部输入的开关量信号入的开关量信号的窗口，在的窗口，在梯形梯形图中可以外接常开触中可以外接常开触 点或常点或常闭触点，也可以触点，也可以接多个触点接多个触点组成的串并成的串并联电路。路。在梯形在梯形图中可以中可以多次使用多次使用输入入继电器的常器的常开触点和常开触点和常闭触触 点。点。八八进制制编号号 184点点带扩展展 X0X7、X10X17、X20X27、X30X3、X260X267 其触点使用次数不受限制其触点使用次数不受限制2、输出出继电器（器（Y）PLC向向外部外部负载发送信号送信号的窗口的窗口 将将PLC输出信号出信号传送送输出模出模块，再由后者，再由后者驱动负载 八八进制制编号号 184点点带扩展展 Y0Y7、Y10Y17、Y20Y27、Y30Y3、Y260Y267 其其触点触点使用次数不受限制，但使用次数不受限制，但线圈圈只能使用一次。只能使用一次。注：注：总I/O点数不能超点数不能超过256点，点，带扩展展单元元时，其地址，其地址号与基本号与基本单元地址号元地址号连续（顺序序编号）。号）。输入和输出继电器三、三、辅助助继电器（器（M）用用软件件实现，不能接收外部的，不能接收外部的输入信号，不能入信号，不能直接直接对外外输出信号去直接出信号去直接驱动负载，（相当于（相当于继电器控制系器控制系统中的中的中中间继电器器）作用：作用：转换、存、存储运算运算结果果1、通用、通用辅助助继电器（器（M）M0M499 500点点可用可用软件件设定定为断断电保持保持辅助助继电器器2、停、停电保持保持辅助助继电器（器（M）M500M3071 2572点点 电源中断源中断时，中断瞬，中断瞬时的状的状态，可在，可在重新通重新通电后的第一个后的第一个扫描周期再描周期再现其状其状态。M500M1023可用可用软件件设定定为非断非断电保持保持辅助助继电器。器。M500X000M500X000M500X001X000M500断电断电扫描周期扫描周期3 3、特殊、特殊辅助助继电器（器（MM）M8000M8255 256 M8000M8255 256点点 用来表示用来表示PLCPLC的某些状的某些状态、提供、提供时钟脉冲、脉冲、标志（如志（如进位、借位位、借位标志）、志）、设定定PLCPLC的运行方式，的运行方式，或者用于步或者用于步时顺控、禁止中断、控、禁止中断、设定定计数器是加数器是加计数或是减数或是减计数等。数等。a、触点利用型、触点利用型特殊特殊辅助助继电器器b、线圈圈驱动型型特殊特殊辅助助继电器器 a、触点利用型、触点利用型特殊特殊辅助助继电器器 线圈由圈由PLC自自动驱动，用，用户只可利用其触只可利用其触点点 M8000：运行（：运行（RUN）监控（运行期控（运行期间接通）接通）M8002：初始化脉冲（：初始化脉冲（仅在运行瞬在运行瞬间接通）；接通）；M8005：锂电池欠池欠压；M8011：10ms时钟；M8012：100ms时钟；M8013：1s时钟；M8014：1min时钟；b、线圈圈驱动型型特殊特殊辅助助继电器器 用用户驱动线圈后，圈后，PLC作特定作特定动作作 M8030：使使BATT LED（锂电池欠池欠压指示灯）熄指示灯）熄灭；M8033：PLC停止停止时输出保持（出保持（M8033线圈通圈通电时，PLC由由RUN进入入STOP状状态时，映像寄器与数据寄，映像寄器与数据寄存器中的内容保持不存器中的内容保持不变。）；）；M8034：禁止全部禁止全部输出；出；M8039：定定时扫描；描；四、四、状状态元件（元件（S）用于用于编制制顺序控制程序序控制程序的一种的一种编程元件，一般与程元件，一般与步步进梯形指令梯形指令STL一起使用。一起使用。通用状通用状态（S0S499）没有断）没有断电保持功能，但保持功能，但可用程序可用程序设定有断定有断电保持功能。保持功能。可作可作M使用使用 初始状初始状态：S0S9 10点点 回零：回零：S10S19 10点点 通用：通用：S20S499 480点点 保持：保持：S500S899 400点点报警器：警器：S900S999 100点点 通用通用 500点点五、五、定定时器（器（T）T0T255 包括包括设定定值寄存器寄存器、当前当前值寄存器寄存器和一个用和一个用来来储存其存其输出触点状出触点状态的映像寄存器的映像寄存器。分分为通用定通用定时器（器（T0T245）和和 积算定算定时器器(T246T255)。1、通用定、通用定时器（器（T0T245）1）100ms定定时器器 T0T199 200点点 设定定值：0.13276.7sT192T199为了程序和中断服了程序和中断服务程序程序专用的定用的定时器器 2）10ms定定时器器 T200T245 46点点 设定定值：0.01327.67s 2、积算定算定时器（器（T246T255）1）1ms积算定算定时器器 T246T249 4点点 设定定值：0.00132.767s 2）100ms积算定算定时器器 T250T255 6点点 设定定值：0.13276.7s 3、定、定时器的定器的定时精度精度 定定时器的最大器的最大误差差约为+T0（T0为扫描周描周期）和期）和-（为定定时器的最小定器的最小定时单位如位如 1ms、10ms等等）定定时器器六、六、计数器（数器（C）C0C255分分为内部内部计数器数器和和高速高速计数器数器。内部内部计数器数器对PLC的内部信号的内部信号X、Y、M、S等等计数，数，1、内部、内部计数器数器1）16bit加加计数器数器 计数范数范围：132767通用：通用：C0C99 100点点 停停电保持：保持：C100C199 100点点 2）32bit加加/减减计数器数器 计数范数范围：-2，147，483，648+2，147，483，647 通用：通用：C200C219 20点点 停停电保持：保持：C220C234 15点点 其其计数方式由特殊数方式由特殊辅助助继电器器M8200 M8234设定，定，对应特殊特殊辅助助继电器器为ON时，为减减计数；反之数；反之为加加计数数。2、高速高速计数器数器 C235C255 21点点a、1相无启相无启动/复位复位输入端的高速入端的高速计数器数器 C235C240 b、1相相带启启动/复位复位输入端的高速入端的高速计数器数器 C241C245c、1相双相双计数数输入（加入（加/减脉冲减脉冲输入）高速入）高速计数器数器 C246C250d、两、两相相（A-B相型）双向相型）双向计数数输入高速入高速计数器数器 C251C255七、七、数据寄存器（数据寄存器（D）在模在模拟量量检测与控制以及位置控制等与控制以及位置控制等场合用来合用来储存数存数据和参数据和参数，数据寄存器，数据寄存器为16位位，两个合并可存放，两个合并可存放32位位数据数据。1、通用数据寄存器、通用数据寄存器 D0D199 200点点M8033为ON他他们有断有断电保持功能，反之无断保持功能，反之无断电保持功能保持功能 2、断断电保持数据寄存器保持数据寄存器 200D7999 7800点点D200D511有断有断电保持功能，利用外部保持功能，利用外部设备的参数的参数设定，定，可改可改变其与通用数据寄存器的分配。其与通用数据寄存器的分配。D490D509供通信用。供通信用。D512D7999的断的断电保持功能不能用保持功能不能用软件改件改变，可用，可用RST和和ZRST指令清除内容。指令清除内容。以以500点点为单位，可将位，可将D1000D7999设为文件寄存器文件寄存器 3、特殊数据寄存器特殊数据寄存器 D8000D8255 256点点 特殊数据寄存器特殊数据寄存器D8000D8255用来用来监控控PLC的运行的运行状状态，如，如电池池电压、扫描描时间等等。4、变址寄存器址寄存器（V/Z）16bit数据寄存器数据寄存器 V0V7、Z0Z7变址寄存器址寄存器V 0V7和和Z0Z7的内容用来改的内容用来改变编程程元件的元件号。元件的元件号。八、八、指指针（P/I）包括包括分支指分支指针P0P127和和15点中断用指点中断用指针。1、分支指令用指、分支指令用指针（P0P127：128点）点）用来指示用来指示跳跳转指令（指令（CJ）的跳步目的跳步目标和和子程序子程序调用用指令（指令（CALL）调用的了程序的入口地址，用的了程序的入口地址，执行到子程行到子程序中的序中的SRET时返回主程序。返回主程序。FX1S：P0P63，FX1N、FX2N、FX2NC：P0P127 2、中断用指、中断用指针（I0 I8 ：15点）点）中断用指中断用指针用来指明用来指明某一中断源的中某一中断源的中断程序入口断程序入口标号号，执行到行到IRET指令指令时返回主程返回主程序。序。1）输入中断入中断 用来接收特定的用来接收特定的输入地址号的入地址号的输入信入信号号，立即，立即执行相行相应的中断服的中断服务程序。程序。2）定）定时器中断器中断 使使PLC以指定的周期定以指定的周期定时执行中行中断子程序断子程序，定，定时循循环处理某些任理某些任务，处理的理的时间不受不受PLC扫描周期的限制。描周期的限制。3）计数器中断数器中断 用于用于PLC内置的高速内置的高速计数器，根据数器，根据高速高速计数器的数器的计数当前数当前值与与计数数设定定值的关系来确定是否的关系来确定是否执行相行相应的中断服的中断服务子程序子程序。九、九、常数（常数（K/H）K：十：十进制制 H：十：十六六进制制2.2 FX系列PLC的基本逻辑指令一、一、LD、LDI、OUTLD(Load)：常开触点与母常开触点与母线连接的指令接的指令LDI(Load Inverse)：常常闭触点与母触点与母线连接的指令接的指令OUT(Out)：驱动线圈的圈的输出指令出指令X Y M T C SY M T C S二、二、AND、ADIAND(And):常开触点串常开触点串联连接指令接指令ANI(And Inverse):常常闭触点串触点串联连接指令接指令X Y M T C S三、三、OR、ORIOR(Or):常开触点并常开触点并联连接指令接指令ORI(Or Inverse):常常闭触点并触点并联连接指令接指令X Y M T C S四、四、LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF LDP、ANDP、ORP用来作用来作上升沿上升沿检测的触点指令，的触点指令，仅在指定位元件的上升沿在指定位元件的上升沿(由由OFF ON变化化)时接通一接通一个个扫描周期。描周期。LDF、ANDF和和ORF是用来作是用来作下降沿下降沿检测的触的触点指令，点指令，仅在指定位元件的下降沿在指定位元件的下降沿(由由ONOFF变化化)时接接通一个通一个扫描周期。描周期。X Y M T C S五、五、ORBORB(Or Block)：串串联电路路块的并的并联连接指令。接指令。注：指令后不注：指令后不带元件元件六、六、ANBANB(And Block)：并并联电路路块的串的串联连接指令。接指令。注：指令后不注：指令后不带元件元件七、七、MPS、MRD、MPPMPS(Push)：进栈，MRD(Read)：读栈，MPP(Pop)：出出栈注：用于多重输出注：用于多重输出 FX系列有系列有11个栈存储器个栈存储器八、八、MC、MCRMC(Master Contr01)：主控指令，主控指令，或公共触点或公共触点串串联连接指令接指令MCR(Master Control Reset)：主控复位指令，主控复位指令，MC指令的复位指令指令的复位指令。Y M九、九、INVINV(Inverse):指令将指令将执行行该指令之前的运算指令之前的运算结果取反果取反（运算（运算结果如果如为“0”将它将它变为“1”，运算，运算结果果“1”将它将它变为“0”)。十、十、PLS、PLFPLS（Pulse）:上升沿微分上升沿微分输出指令出指令PLF:下降沿微分下降沿微分输出指令出指令PLS与与PLF指令只能用于指令只能用于输出出继电器和器和辅助助继电器器。Y M十一、十一、SET、RSTSET：置位指令，使操作保持的指令。置位指令，使操作保持的指令。RST：复位指令，使操作保持复位的指令。复位指令，使操作保持复位的指令。SET、RST指令的功能与数字指令的功能与数字电路中路中R-S触触发器的功能相似，器的功能相似，SET与与RST指令之指令之间可可以插入以插入别的程序。如果它的程序。如果它们之之间没有没有别的程序，的程序，最后的指令有效。最后的指令有效。Y MSY M T C SD V Z十二、十二、NOP、ENDNOP（Non processing）:空操作指令空操作指令 空操作指令使空操作指令使该步序作空操作。可步序作空操作。可编程序控制器的程序控制器的编程器一般都有指令的插入和程器一般都有指令的插入和删除功能，在程序中除功能，在程序中实际上很少上很少使用使用NOP指令。指令。执行完清除用行完清除用户存存储器的操作后，用器的操作后，用户存存储器的内容全部器的内容全部变为空操作指令。空操作指令。END(End)：结束指令，表示程序束指令，表示程序结束。束。若不写若不写END指令，将从用指令，将从用户程序存程序存储器的第一步器的第一步执行行到最后一步；将到最后一步；将END指令放在程序指令放在程序结束束处，只，只执行第一步至行第一步至END这一步之一步之间的程序，使用的程序，使用END指令可以指令可以缩短短扫描周期。描周期。在在调试程序程序时可以将可以将END指令插在各段程序之后，从第指令插在各段程序之后，从第一段开始分段一段开始分段调试，调试好以后再好以后再顺序序删去程序中去程序中间的的END指令，指令，这种方法种方法对程序的程序的查错也很有用也很有用处。2.3 基本基本逻辑指令的指令的编程程规则与技巧与技巧一、梯形一、梯形图的主要特点的主要特点PLC梯形梯形图中的某些中的某些编程元件沿用了程元件沿用了继电器器这一名称。一名称。但不是真但不是真实的的继电器。器。梯梯 形形图两两侧的垂直公共的垂直公共线称称为公共母公共母线，能流只能，能流只能从左到右。从左到右。梯形梯形图的的逻辑运算：根据梯形运算：根据梯形图各触点的状各触点的状态和和逻辑关系，求出与关系，求出与图中各中各线圈圈对应的的编程元件的程元件的ON/OFF状状态，逻辑运算是从左到右，从上到下运算是从左到右，从上到下进行的。行的。梯形梯形图中各中各编程元件的常开触点和常程元件的常开触点和常闭触点可以无限触点可以无限多次的使用。多次的使用。二、二、编程程规则与技巧与技巧1、双、双线圈圈输出出 在同一程序中，同一元件的在同一程序中，同一元件的线圈使用了圈使用了两次或多次，称两次或多次，称为双双线圈圈输出出。前面的前面的输出无效，最后依次的出无效，最后依次的输出才有效出才有效X002M007Y1X002Y1M007Y1无效有效2、程序的、程序的优化化设计设计并并联电路路时，应将将单个触点的支路放在个触点的支路放在下面下面；设计串串联电路路时，应将将单个触点的支路放在个触点的支路放在右面右面；输出出线圈圈应放在放在最右最右边；线圈并圈并联电路中，路中，应将将单个个线圈放在上面圈放在上面。第三章第三章 编程方法程方法3.1 可可编程控制器最常用程控制器最常用编程程环节梯形梯形图的基本的基本电路路:起起动、保持和停止、保持和停止电路路三相异步三相异步电动机正反机正反转控制控制电路路定定时器、器、计数器数器应用程序用程序常常闭触点触点输入信号的入信号的处理理起起动、保持和停止、保持和停止电路路三相异步三相异步电动机正反机正反转控制控制电路路定定时器、器、计数器数器应用程序用程序定定时范范围的的扩展展闪烁电路路延延时接通接通/断开断开电路路定定时范范围的的扩展展FX系列的定系列的定时器最器最长时时间为32676.7s.设定定时器器T0和和C0的的设定定值分分别为KT和和KC，对于于100ms定定时器，器，总的定的定时时间为：T=0.1 KT KC闪烁电路路延延时接通接通/断开断开电路路常常闭触点触点输入信号的入信号的处理理3.2梯形梯形图的的经验设计法法在一些典型在一些典型电路的基路的基础上，根据被控上，根据被控对象象对控控制系制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形的具体要求，不断地修改和完善梯形图。用用经验法法设计存在的存在的问题:1、设计方法很方法很难掌握，掌握，设计周期周期长。2、装置交付使用后、装置交付使用后维修困修困难。3.3顺序控制序控制设计法法 顺序控制，是按照生产工艺预先规定的顺序，顺序控制，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地有秩序顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。地进行操作。顺序控制设计法又称步进控制设计法。顺序控制设计法又称步进控制设计法。顺序控制设计法最基本的思路顺序控制设计法最基本的思路 顺序控制设计法的本质顺序控制设计法的本质 顺序功能图顺序功能图 一、一、一、一、顺顺序控制序控制序控制序控制设计设计法的基本思想：法的基本思想：法的基本思想：法的基本思想：将系将系将系将系统统的一个工作周期划分的一个工作周期划分的一个工作周期划分的一个工作周期划分为为若干个若干个若干个若干个顺顺序相序相序相序相连连的的的的阶阶段，段，段，段，这这些些些些阶阶段称段称段称段称为为步（步（步（步（STEPSTEP），并用），并用），并用），并用编编程元件（程元件（程元件（程元件（MM、S S）来代表各步。）来代表各步。）来代表各步。）来代表各步。步是根据步是根据步是根据步是根据输输出量的状出量的状出量的状出量的状态变态变化来化来化来化来划分的，在任一步内，各划分的，在任一步内，各划分的，在任一步内，各划分的，在任一步内，各输输出量的出量的出量的出量的ON/OFFON/OFF状状状状态态不不不不变变，但相，但相，但相，但相邻邻两步两步两步两步输输出出出出量量量量总总的状的状的状的状态态是不同的。是不同的。是不同的。是不同的。二、二、顺序控制序控制设计法的本法的本质 经验设计法法试图用用输入信号入信号X直接控制直接控制输出信号出信号Y。顺序控制序控制设计法法是用是用输入量入量X控制代表控制代表各步的各步的编程元件，再用它程元件，再用它们控制控制输出量出量Y。步步是根据是根据输出量出量Y的状的状态划分的。划分的。三、顺序功能图 概述概述 顺序功能序功能图又叫状又叫状态转移移图或功能表或功能表图它它是是描描述述控控制制系系统的的控控制制过程程、功功能能和和特特性性的的一一种种图形形，也也是是设计可可编程程序序控控制制器器的的顺序序控控制程序的有力工具。制程序的有力工具。在在TE公公司司研研制制的的Grafcet基基础上上，1978年年法法国国公公布布用用于于工工业过程程文文件件编制制的的法法国国标准准AFCET，1979年年法法国国公公布布了了功功能能图的的国家国家标准准GRAFCET。1987年年IEC公公布布了了用用于于所所有有控控制制系系统的的通通用用标准准IEC848，即即“控控制制系系统功功能能图准准备标准准”。1986年年我我国国颁布布了了顺序序功功能能图的的国国家家标准准GB 6988.6-86。1994年年公公布布的的IEC1131中中，顺序序功功能能图被确定被确定为位居首位的位居首位的编程程语言。言。顺序序功功能能图的的组成成：步步、有有向向连线、转换、转换条件和条件和动作（或命令）。作（或命令）。（一）步（一）步 1、步步系系统工作的不同工作的不同阶段段用矩形方框表示步用矩形方框表示步，方框中用数字或代表，方框中用数字或代表该步步的的编程元件的元件号作程元件的元件号作为步的步的编号。号。步步 2、初始步初始步系系统初始状初始状态对应的步的步是系是系统等待起等待起动命令的相命令的相对静止的状静止的状态。用用双双线方框表示初始步方框表示初始步，每一个，每一个顺序功能序功能图至少至少应该有一个初始步。有一个初始步。3、活活动步步系系统正在正在执行的步行的步当系当系统正正处于某一步所在的于某一步所在的阶段段时，叫做，叫做该步步处于活于活动状状态，称，称该步步为“活活动步步”。步步处于活于活动状状态时，相，相应的的动作被作被执行；行；处于不于不活活动状状态时，相，相应的非存的非存储型型动作被停止作被停止执行。行。4、非活非活动步步系系统已已经执行和将要行和将要执行的步行的步动作动作4、与步、与步对应的的动作或命令作或命令动作或命令作或命令系系统在某一步在某一步发出的命令或出的命令或动作作施控系施控系统发出出“命令命令”；被控系；被控系统完成完成“动作作”。（二）有向（二）有向连线与与转换条件条件1、有向有向连线表示活表示活动步步执行的行的顺序序步的活步的活动状状态的的进展，按照有向展，按照有向连线规定的路定的路线和方向和方向进行。行。习惯方向：方向：从上到下，从左至右（可省略箭从上到下，从左至右（可省略箭头）2、转换活活动步的推步的推进称称为转换 用有向用有向连线上与有向上与有向连线垂直的垂直的短划短划线来表示，来表示，转换将相将相邻两步分隔开。两步分隔开。步的活步的活动状状态的的进展，由展，由转换的的实现来完成。来完成。3、转换条件条件实现转换所必所必须满足的条件足的条件是与是与转换相关的相关的逻辑命命题，转换条件可以用条件可以用文文字字语言、布言、布尔代数表达式或代数表达式或图形符号形符号标注在表注在表示示转换的短的短线的旁的旁边。四、四、顺序功能序功能图的基本的基本结构构1、单序列序列顺序功能序功能图的基本的基本结构构2、选择序列序列顺序功能序功能图的基本的基本结构构3、并行序列、并行序列4、子步、子步五、五、顺序功能序功能图中中转换实现的基本的基本规则1、转换实现条件条件（两个）（两个）1）该转换所有的所有的前前级步都是活步都是活动步步。2）相）相应的的转换条件得到条件得到满足足。2、转换实现应完成的操作完成的操作1）使所有由有向）使所有由有向连线与相与相应转换符号相符号相连的的后后续步都步都变为活活动步。步。2）使所有由有向）使所有由有向连线与相与相应转换符号相符号相连的的前前级步都步都变为不活不活动步。步。六、绘制顺序功能图时的注意事项1、两个步两个步绝对不能直接相不能直接相连，必，必须用一个用一个转换将将它它们隔开。隔开。2、两个两个转换也不能直接相也不能直接相连，必，必须用步将它用步将它们隔隔开。开。3、顺序功能序功能图中的中的初始步一般初始步一般对应于系于系统等待起等待起动的初始状的初始状态，这一步是必不可少的。一步是必不可少的。4、顺序功能序功能图应有由步和有向有由步和有向连线组成的成的闭环。5、在、在单序列中，只有当某一步的前序列中，只有当某一步的前级步是活步是活动步步时，该步才有可能步才有可能变成活成活动步。步。必必须用初始化用初始化脉冲的常开触点作脉冲的常开触点作为转换条件，条件，将初始步将初始步预置置为活活动步。步。七、七、顺序功能序功能图语言言某些厂家某些厂家PLC允允许直接用直接用顺序功能序功能图语言言编写用写用户程序程序.-组合合逻辑用梯形用梯形图,顺序序逻辑用用顺序功能序功能图.中小型中小型PLC通常将其作通常将其作为一种工具一种工具,根据根据系系统控制情况控制情况,画出画出顺序功能序功能图,再画出再画出梯形梯形图程序程序.使用使用STL指令的指令的编程方式程方式为便于将便于将顺序功能序功能图转换为梯形梯形图，用代表各步的，用代表各步的编程程元件号作元件号作为步的代号。在步的代号。在STL指令指令编程中，用程中，用PLC状状态编程元件程元件S代表各步。代表各步。FX2N系列系列PLC的状的状态S0S9用于初始用于初始步，步，S10S19用于返回原点，用于返回原点，S20S499是通用状是通用状态，S500S899有断有断电保持功能，保持功能，S900S999用于用于报警。警。STL指令的特点指令的特点单序列的序列的编程方式程方式选择序列的序列的编程方式程方式并行序列的并行序列的编程方式程方式STL指令的特点指令的特点1STL指令的特点指令的特点2STL触点只能使用一次（除了在并行序列的合并电路，触点只能使用一次（除了在并行序列的合并电路，否则只能使用与左侧母线相连的一般常开触点。）否则只能使用与左侧母线相连的一般常开触点。）当某一步为活动步时，相应的当某一步为活动步时，相应的STL触点接通，该步的负触点接通，该步的负载被接通。载被接通。与与STL触点相连的触点应使用触点相连的触点应使用LD或或LDI指令指令(最后结束时最后结束时要用要用RET指令指令)STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y.M.S.T由于由于CPU只执行活动步对应的电路块，使用只执行活动步对应的电路块，使用STL指令允指令允许双线圈输出，即同一编程元件的一个线圈可用不同的许双线圈输出，即同一编程元件的一个线圈可用不同的STL触点驱动。触点驱动。STL触点驱动电路中不能用触点驱动电路中不能用MC或或MCI指令。指令。在中断和子程序中，不能使用在中断和子程序中，不能使用STL指令。指令。单序列的序列的编程方式程方式小车的初始位置为最小车的初始位置为最左端，左端，X0为为ON选择、并行序列的、并行序列的编程方式程方式选择、并行序列的、并行序列的分支的分支的编程方式程方式选择、并行序列的、并行序列的合并合并编程方式程方式