第6章顺序控制梯形图的编程方法
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PLC顺序控制梯形图的四种方式
PLC顺序控制设计法编制梯形图的四种方式季汉棋江苏省盐城市中等专业学校 224005摘要：本文通过一个实例,归纳总结了顺序控制设计法四种编程方式的思路和特点,并对它们进行了比较。
关键词：PLC,梯形图,顺序控制,起保停电路,步进梯形指令,移位寄存器,置位复位指令。
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，4秒后快退Y431到上接近开关X402,就回到了原位。
功能表图见图1。
一、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PL C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。
第六章 SFC编程方法
M2.4 Q4.0
M2.1 Q4.1
1S
M2.0
I0.1 M2.1 T0 M2.2 I0.2 M2.3 I0.3 M2.4 I0.1 M2.5 T1 M2.6 I0.2 M2.7 M0.7· I0.4 单周期
S
Q4.1 T0
夹紧 S5T# 10S 松开 K10 上升
S T0 Q4.2
M2.5
R
Q4.1 T1
T0
M2.3 Q0.3
左行
2) 选择序列的编程方式
M0.0
M20.0 Q0.0 I0.0 M0.1 I0.1 Q0.1 M0.2 I0.3
选择序列的分支编程方式
I0.2
Q0.2
选择序列的合并编程方式
M0.3
Q0.3 I0.4
3) 并行序列的编程方式
M0.4
Q0.4 I0.5
M0.6 I0.6 M0.7
1S
Q4.0 S T0 Q4.2 Q4.3 Q4.0 Q4.1
1S
Q4.4
M0.7· I0.4 连续
III.
自动程序
M0.5· (M8002+I2.0+I2.1)
M0.0 I2.6· I2.1 I2.6 启动 M0.7 I2.4 连续 I2.7停止 M0.7 连续 转换 允许
I2.6 启动 Q4.0
I0.3 Q0.0 I0.0 液体A
I0.1 高限位
M0.2
I0.1
Q0.1
液体B
I0.0 中限位
M0.3 T0
Q0.2
T0
搅拌
I0.2 下限位
M0.4 I0.2 电机 Q0.2 M0.5
Q0.3
放液体
Q0.3
西门子S7-200 SMART PLC原理及应用教程课件第六章
3)动力头快进到工进位置时，输入信号I0.1有效；指令“SCRT SO.2"对应的状态继电器 SO.2的状态由“0”变为“1”，操作系统使状态继电器SO.1的状态由“1”变为“0”，快进活动步 变为静止步，状态继电器SO.1对应的SCR段程序不再被执行。系统从快进步转换到T进步，
输出信号QO.O变为OFF，QO．1变为ON，动力头工进。 4)动力头工进到位后，输入信号10.2有效；指令“SCRTSO.3"对应的状态继电器SO.3的状
5)动力头快退返回原位后，输入信号IO．O有效；指令“SCRT SO.O’’对应的状态继电器 SO．O的状态由“0”变为“1”，操作系统使状态继电器SO.4的状态由“1”变为“0”，动力头快 退步由活动步变为静止步，状态继电器SO．4对应的S（、R段程序不再被执行，输出信号
Q0.2变为OFF，动力头停止运行。系统从快退步转换到初始步，在原位等待起动信号。
表6-1 S7-200 PLC顺序控制指令
第三节 顺序控制的梯形图编程方法
使用S7-200 Smart系列PLC顺序流程指令需要注意以下几点。 1）顺序控制指令仅对状态继电器S有效，S也具有一般继电器的功能，对它还 可使用与其他继电器一样的指令。 2）SCR段程序（LSCR至SCRE之间的程序）能否执行，取决于该段程序对应的 态器S是否被置位。另外，当前程序SCRE（结束）与下一个程序LSCR（开始） 之间程序不影响下一个SCR程序的执行。 3）同一个状态器S不能用在不同的程序中，如主程序中用了S0.2，在子程序 中不能再使用它。 4）SCR段程序中不能使用跳转指令JMP和LBL，即不允许使用跳转指令跳人、 到ISCR程序或在SCR程序内部跳转。 5）SCR段程序中不能使用FOR.NEXT和END指令。 6）在使用SCRT指令实现程序转移后，前SCR段程序变为非活动步程序，该程 序的元件会自动复位，如果希望转移后某元件能继续输出，可对该元件使用 置位或复位指令在非活动步程序中，PLC通电常ON触点SMO.O也处于断开状 态。
第6章S7-200PLC顺序控制程序设计方法.
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第6章 S7-200PLC顺序控制程序设计方法
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Байду номын сангаас
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第6章 S7-200PLC顺序控制程序设计方法
初始步
转移条件
工作步
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第6章 S7-200PLC顺序控制程序设计方法
三个电机顺序启停 的控制程序
手动启动按钮i00泵p1接触器q001号容器满i01泵p2接触器q011号容器空i02泵p3接触器q022号容器满i03泵p4接触器q032号容器空i04泵p5接触器q043号容器满i05泵p6接触器q053号容器空i06加热器接触器q064号容器满i07搅拌器接触器q074号容器空i10温度传感器i1109
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第6章 S7-200PLC顺序控制程序设计方法
6.1.2 步（状态）与动作
顺序控制设计法的最基本思想：
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，并用编程元件来代表各步。步是根据输出量的状态来划 分的，在任何一步之内，各输出量的ON/OFF状态不变，但相邻两 步输出量总的状态是不同的。步的划分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。
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控 制顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各输出。
步用方框表示，并用辅助存储器的编号作为步的顺序编号。
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第6章 S7-200PLC顺序控制程序设计方法
图5-11 波形图
第六章 PLC控制程序的设计
（2）使所有由有向线段与相应转换符号相连的 前级步都变成不活动步。
3．设计顺序功能图时应该注意的问题 （1）两个步之间必须有转换条件。如果没有， 则应该将这两步合为一步处理。
（2）两个转换不能直接相连，必须用一个步将 它们分隔开。
（3）从生产实际考虑，顺序功能图必须设置初 始步。
（4）顺序功能图应该是一个或两个由方框和有 向线段组成的闭环，也就是说在顺序功能图中不能
4．动作（或命令） 可以将一个控制系统划分为被控系统和施控系 统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作” （action）。对于施控系统，在某一步则要向被控系 统发出某些“命令”（command）。
为了叙述方便，将命令或动作统称为动作，它 实质是指步对应的工作内容。动作用矩形框或中括 号上方的文字或符号表示，该中括号与相应的步的 矩形框通过短线相连。
有“到此为止”的死胡同。
（5）要想能够正确地按顺序运行顺序功能图程 序，必须用适当的方式将初始步置为活动步。一般
用特殊存储器SM0.1的动合触点作为转换条件，将初 始步置为活动步。
（6）在个人计算机上使用支持SFC的编程软件 进行编程时，顺序功能图可以自动生成梯形图或指
令表。
三、顺序功能图设计法与经验设计法的比较
10．电动机“顺序启动，逆序停车”控制系统设计
（1）控制要求 现有三台电动机M1、M2、M3，要求启动顺序 为：先启动M1，经过8s后启动M2，再经过9s后启动 M3；停车时要求：先停M3，经过9s后再停M2，再 经8s后停M1。
（2）分析控制过程 根据上述控制要求的描述，本程序需要设置四 个定时器，此处选用T50～T53。 T50计时起点为启动信ห้องสมุดไป่ตู้I0.0 T52计时起点为停止信号I0.1。 T53计时时间到后，复位两个辅助继电器，辅助 继电器的OFF会使T50～T53的位为OFF，致使 Q0.0～Q0.2全部OFF。
3．设计顺序功能图时应该注意的问题 （1）两个步之间必须有转换条件。如果没有， 则应该将这两步合为一步处理。
（2）两个转换不能直接相连，必须用一个步将 它们分隔开。
（3）从生产实际考虑，顺序功能图必须设置初 始步。
（4）顺序功能图应该是一个或两个由方框和有 向线段组成的闭环，也就是说在顺序功能图中不能
4．动作（或命令） 可以将一个控制系统划分为被控系统和施控系 统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作” （action）。对于施控系统，在某一步则要向被控系 统发出某些“命令”（command）。
为了叙述方便，将命令或动作统称为动作，它 实质是指步对应的工作内容。动作用矩形框或中括 号上方的文字或符号表示，该中括号与相应的步的 矩形框通过短线相连。
有“到此为止”的死胡同。
（5）要想能够正确地按顺序运行顺序功能图程 序，必须用适当的方式将初始步置为活动步。一般
用特殊存储器SM0.1的动合触点作为转换条件，将初 始步置为活动步。
（6）在个人计算机上使用支持SFC的编程软件 进行编程时，顺序功能图可以自动生成梯形图或指
令表。
三、顺序功能图设计法与经验设计法的比较
10．电动机“顺序启动，逆序停车”控制系统设计
（1）控制要求 现有三台电动机M1、M2、M3，要求启动顺序 为：先启动M1，经过8s后启动M2，再经过9s后启动 M3；停车时要求：先停M3，经过9s后再停M2，再 经8s后停M1。
（2）分析控制过程 根据上述控制要求的描述，本程序需要设置四 个定时器，此处选用T50～T53。 T50计时起点为启动信ห้องสมุดไป่ตู้I0.0 T52计时起点为停止信号I0.1。 T53计时时间到后，复位两个辅助继电器，辅助 继电器的OFF会使T50～T53的位为OFF，致使 Q0.0～Q0.2全部OFF。
第六章顺序控制法及顺序功能图
使用置位复位指令的顺序控制梯形图编程方法以转换为中心的编程方法中将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路串联该串联电路即为起保停电路中的起动电路用它作为使所有后续步对应的存储指令和使所有前级步对应的存储器复位用r指令条件
第六章 顺序控制法及顺序功能图
第一节 顺序控制编程的初步认识 起保停电路的设计方法 以转换为中心的设计方法
四、 顺序功能图的基本结构 1.单序列 由一系列的相继激活的步组 成，每一步的后面仅有一个转换， 每一个转换的后面只有一个步。
图6-6 a)单序列
分支
转换条件， 在水平线 内侧
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。 选择序列的结束称为合并，转换符号 只能标在水平连线之上。 一般只允许同时选择一个序列。 分支
1、单序列编程 某工作台旋转运动的示意图6-8所示。工作台在初始状态时停在 限位开关I0.1处，I0.1为1状态。按下起动按钮I0.0，工作台正转， 旋转到限位开关I0.2处改为反转，返回到限位开关I0.1处又改为正 转，旋转到限位开关I0.3处又改为反转，回到初始点时停止工作。
2、 选择序列与并行序列的编程方法 、 2-17
合并
3.并行序列 转换条件，在 并行序列的开始称为分支，转换 水平线外侧 符号只能标在水平连线之上。 并行序列的结束称为合并，转换 符号只能标在水平连线之下。 当转换条件实现，几个序列同时 合并 激活，当几个序列最后步都处于 激活状态，且转移条件实现，转 入合并。 图6-6c)并行序列
循环结构用于一个顺序过程的多次 或往复执行。功能图画法如图补 所 或往复执行。功能图画法如图补8-6所 示，这种结构可看作是选择性分支 结构的一种特殊情况。 结构的一种特殊情况。
第六章 顺序控制法及顺序功能图
第一节 顺序控制编程的初步认识 起保停电路的设计方法 以转换为中心的设计方法
四、 顺序功能图的基本结构 1.单序列 由一系列的相继激活的步组 成，每一步的后面仅有一个转换， 每一个转换的后面只有一个步。
图6-6 a)单序列
分支
转换条件， 在水平线 内侧
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。 选择序列的结束称为合并，转换符号 只能标在水平连线之上。 一般只允许同时选择一个序列。 分支
1、单序列编程 某工作台旋转运动的示意图6-8所示。工作台在初始状态时停在 限位开关I0.1处，I0.1为1状态。按下起动按钮I0.0，工作台正转， 旋转到限位开关I0.2处改为反转，返回到限位开关I0.1处又改为正 转，旋转到限位开关I0.3处又改为反转，回到初始点时停止工作。
2、 选择序列与并行序列的编程方法 、 2-17
合并
3.并行序列 转换条件，在 并行序列的开始称为分支，转换 水平线外侧 符号只能标在水平连线之上。 并行序列的结束称为合并，转换 符号只能标在水平连线之下。 当转换条件实现，几个序列同时 合并 激活，当几个序列最后步都处于 激活状态，且转移条件实现，转 入合并。 图6-6c)并行序列
循环结构用于一个顺序过程的多次 或往复执行。功能图画法如图补 所 或往复执行。功能图画法如图补8-6所 示，这种结构可看作是选择性分支 结构的一种特殊情况。 结构的一种特殊情况。
电气控制与PLC应用技术(中国电力出版,崔继仁)PPT 第6章 顺序控制指令
PLC的输入/输出地址分配如表所示。
输入/输出地址分配 编程元件 元件地址 10.0 数字量输入 DC24V 10.1 Q0.0 数字量输出 DC24V Q0.1 Q0.2 符号 Start Stop KM1 KM2 KM3 传感器/执行器 常开按钮 常开按钮 接触器，“1”有效 接触器，“1”有效 接触器，“1”有效 说明 启动按钮 停止按钮 控制电机M1 控制电机M2 控制电机M3
人 行 道 交 通 灯 时 序
车道时序
Q0.2
Q0.1
Q0.0
Q0.2
I0.0 I0.1
人行道时序
30s
10s
5s
20s
5s
5s
Q0.3
Q0.4
Q0.3
功能图
自助行人过街信号灯的设计 控制要求： （1）初始状态，车道绿灯亮，人 行道红灯亮； （2）若没有按下过街按钮，车道 绿灯以50秒为周期连续常亮； （3）若有人按下过街按钮，车道 绿灯保持最后一个50秒周期常亮， 周期结束后，车道红灯亮，人行道 绿灯亮，人行道绿灯保持25秒后， 车道绿灯亮，人行道红灯亮。
I0.0
M1 5s M2 10s M3
S0.1
S0.3
S0.5
I0.1
M3 10s M2 5s M1
S0.6
S0.7
S1.0
图6-9 电动机顺序启动/逆序停止控制示意图
该控制系统的功能图如图6-10所示。
图6-10 电动机顺序启动/逆序停止顺序功能图
第三节
顺序控制指令应用举例
当I0.0=1或I0.1=1时， 车道Q0.2=1保持，人 行道Q0.3=1保持； 30s后， Q0.2=0,Q0.1=1； 10s后， Q0.1=0,Q0.0=1； 5s后， Q0.3=0,Q0.4=1； 20s后， 绿灯闪烁（Q0.4=0、 1交替）； 5s后， Q0.2=1,Q0.3=1
PLC顺序控制中编制梯形图的四种方式
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6章 顺序控制梯形图的编程方式
■
1-6
PLC原理及应用 原理及应用
3、转换条件： 进入初始步的条件：M8002=1；T2=1。 进入初始步的条件：M8002=1；T2=1。 进入4秒步的条件：X0=1。 进入4秒步的条件：X0=1。 进入6秒步的条件：T0=1。 进入6秒步的条件：T0=1。 进入5秒步的条件：T1=1。 进入5秒步的条件：T1=1。 特别注意初始步的激活问题：用M8002的常开触点 特别注意初始步的激活问题：用M8002的常开触点 将初始步的编程元件置位。 4、各步的动作： 初始步的动作：Y0。 初始步的动作：Y0。 4秒步的动作：Y0、T0。 秒步的动作：Y0、T0。 6秒步的动作：Y1、T1。 秒步的动作：Y1、T1。 5秒步的动作：Y1、Y2、T2。 秒步的动作：Y1、Y2、T2。 二、根据分析画出时序图（见图6 所示） 二、根据分析画出时序图（见图6-2所示） 根据分析画出时序图
■
1-17
PLC原理及应用 原理及应用
三、跳步与循环次数的控制
S0
X04
相当 选择 分支
1、跳步(如图6-7所示) 、跳步(如图6 所示) 1）当S0处于活动状态，且X04=1时，将跳 处于活动状态， 04= 过S1步，由步S0进展到S2。称为正向跳步。 由步S 进展到S 称为正向跳步 正向跳步。 2）当S4处于活动状态，且X05=1时，将从 S4处于活动状态 处于活动状态， X05=1时 步S4返回到步S3。称为逆向跳步。 S4返回到步 。称为逆向跳步 返回到步S3 逆向跳步。 显然，跳步属于选择序列的一种特殊情况。 显然，跳步属于选择序列的一种特殊情况。 2、循环次数的控制 在设计梯形图时，经常遇到一些需要多次 重复的操作，此时可借助高级语言循环语句的 思想来设计顺序功能图和梯形图。逆向跳步
1-6
PLC原理及应用 原理及应用
3、转换条件： 进入初始步的条件：M8002=1；T2=1。 进入初始步的条件：M8002=1；T2=1。 进入4秒步的条件：X0=1。 进入4秒步的条件：X0=1。 进入6秒步的条件：T0=1。 进入6秒步的条件：T0=1。 进入5秒步的条件：T1=1。 进入5秒步的条件：T1=1。 特别注意初始步的激活问题：用M8002的常开触点 特别注意初始步的激活问题：用M8002的常开触点 将初始步的编程元件置位。 4、各步的动作： 初始步的动作：Y0。 初始步的动作：Y0。 4秒步的动作：Y0、T0。 秒步的动作：Y0、T0。 6秒步的动作：Y1、T1。 秒步的动作：Y1、T1。 5秒步的动作：Y1、Y2、T2。 秒步的动作：Y1、Y2、T2。 二、根据分析画出时序图（见图6 所示） 二、根据分析画出时序图（见图6-2所示） 根据分析画出时序图
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PLC原理及应用 原理及应用
三、跳步与循环次数的控制
S0
X04
相当 选择 分支
1、跳步(如图6-7所示) 、跳步(如图6 所示) 1）当S0处于活动状态，且X04=1时，将跳 处于活动状态， 04= 过S1步，由步S0进展到S2。称为正向跳步。 由步S 进展到S 称为正向跳步 正向跳步。 2）当S4处于活动状态，且X05=1时，将从 S4处于活动状态 处于活动状态， X05=1时 步S4返回到步S3。称为逆向跳步。 S4返回到步 。称为逆向跳步 返回到步S3 逆向跳步。 显然，跳步属于选择序列的一种特殊情况。 显然，跳步属于选择序列的一种特殊情况。 2、循环次数的控制 在设计梯形图时，经常遇到一些需要多次 重复的操作，此时可借助高级语言循环语句的 思想来设计顺序功能图和梯形图。逆向跳步
《机电传动与控制》PLC顺序控制梯形图的编程实验
《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。
PLC顺序控制设计法编制梯形图的几种方式
意性 ， 尤其在设计复 杂系统的梯形 图时， 分析起来十分 困难 ， 很容 易遗 漏一些应该考 虑 的问题 。而顺序控 制法是按 照生产工 艺预 先规定 的顺序进行 Ｐ Ｃ程序 设计 ， 章可循 ， 常容 易掌握。文章 以西 门子公 司的 ｓ ．０ Ｌ 有 非 ７２ ０系列 Ｐ Ｃ Ｌ
为 例 ， 明实 现 顺 序 控 制 设 计 法 的 四种 梯 形 图编 程 方 式 。 说
２ １ 年 ２月 ０１ 第 １卷第 １ １ 期
廊坊 师范学院学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｇａ ｇＴ ａｈ ｒ ｏ ｅ ｅ Ｎ ｔｒ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｆｎ ｅｃ ｅｓ Ｕ ｇ （ ａｕ ｎ ｃ ｎ ｅＥ ｉ ｏ ） Ｌ Ｃ ｌ ｅ ｉ
ｇ ａ ｍｉ ｒｍ ｎｇ ｍｅｔ ｄ． ｈｏ
【 ｅ ｏｄ】 ｓｑ ｅｃ ｏ ｔ ｌ ｅｈ ｄ ｓ ｕ ｎｉ ｎ ｔ ｎｃ ａｔｌ ｄｒ ａｒｍ Ｋ ｙｗ ｒｓ ｅｕ ｎｅ ｎｒ ｔｏ ；ｅ ｅ ｔ ｆ ｃ ｏ ｈｒ； ｄ ｅ ｇａ ｃ ｏｍ ｑ ｌ ａ ｕ ｉ ａ ｉ ｄ
［ 中图分类号 ］Ｔ ｌ Ｈｌ ２
［ 文献标识码 ］Ａ
［ 文章编 号］１７ ６４—３ ２ （０ １０ —０ ３ —０ ２９ ２ １ ） １ ０ ３ ３
１ 引 言
可 编程 控制 器 Ｐ Ｃ外 部接 线 简单 方 便 ， 的控 Ｌ 它 制 主要是 程 序 的设 计 ， 梯形 图是最 常用 的编程语 言 ， 编程 方法 一 般有 经验 设计 法 、 逻辑 设计 法 、 电器 控 继 制 电路移 植 法和顺 序 控制 设计 法 。其 中顺 序控 制 设
代替各 步 。它 采用 一种 被称 为 “ 顺序 功 能 图” 的图形 化语 言来 进 行 Ｐ Ｃ程 序 的组 织 和 设 计 。顺 序 功 能 Ｌ 图是描 述控 制 系统 的 控 制 过 程 、 能 和 特 性 的 一 种 功
梯形图的顺序控制设计法
设计梯形图
根据控制流程图，设计梯形图，明确各元件的输入、输出信 号以及相互之间的关系。
考虑安全保护措施，确保系统在异常情况下能够安全停车。
编写控制程序
根据梯形图和控制逻辑，编写控制程 序，实现控制功能。
测试程序功能，确保程序能够正确执 行控制逻辑。
调试和测试
在实际设备上进行调试和测试，观察控制效果是否达到预期。
03
在实际应用中，需要不断总结经验，完善设计规范和标准，提高设计 的质量和可靠性。
04
同时，也需要加强相关领域的研究和创新，推动顺序控制设计法的理 论和实践不断发展。
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梯形图的顺序控制设计法
• 引言 • 梯形图设计法概述 • 梯形图设计法的实现步骤 • 梯形图设计法的应用实例 • 总结与展望
01
引言
目的和背景
1
顺序控制系统在工业自动化领域中具有广泛应用， 如化工、电力、制药等。
2
顺序控制系统的设计是实现自动化生产的关键环 节，而梯形图作为顺序控制的一种图形表示方法， 具有直观、易懂的特点。
05
总结与展望
总结
梯形图作为顺序控制设计法的一种， 具有直观、易读、易维护等优点，广 泛应用于自动化控制领域。
梯形图的设计过程中，需要遵循一定 的设计原则和规范，如模块化设计、 信息隐藏、高内聚低耦合等，以保证 设计的合理性和可靠性。
顺序控制设计法是一种基于流程顺序 进行设计的思想，通过将整个流程分 解为一系列顺序执行的任务，实现流 程的自动化控制。
03
梯形图设计法的实现步骤
确定控制任务和控制参数
确定控制任务
明确控制系统的目标，如温度、压力 、流量等。
确定控制参数
(完整版)PLC顺序控制梯形图的编程方式汇总
X2 起动
M201
Y0
X0
M202
Y0
Y1 X0
M203
Y1
X1
M8002 M200 X2
M201 X0
M202 X0 X1
M203 T2
SET M200 SET M201 RST M200
SET M202 RST M201
SET M203 RST M202 PLS M100 SET M200 RST M203
补充：状态转移图
一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶 段称为状态。状态与状态之间由转换条件分 隔，相邻的状态具有不同的动作，当相邻两 状态之间的转换条件得到满足时，相邻状态 就实现转换，即上面的动作结束下面的动作 开始，描述这一状态转换过程的图就称为状 态转移图
状态器软器件S是构成状态转移图的基本元素， 共有1000点
用传送带传送长物体的控制 图如图所示。为了减少传送 带的运行时间，采用分段传 送方式。A、B为两条传送带， GK1、GK2为两个光电开关， 工作过程如下：按一下起动 按钮，A开始运行，B不运行； 当长物体前端靠近GK1时， A、B都运行；当长物体后端 离开GK1时，B运行，A不运 行；当长物体后端离开GK2 时，A、B都不运行。
SET M200
6.3.6各种编程方式的比较 1 编程方式的通用性 2 不同编程方式设计的程序长度比较 3 电路结构及其他方面的比较 STL指令的优点
6---4 具有多种工作方式的系统的编程方式
连续 （全自动循环运行)
自动
单周期 (间断周期运行） 单步 （自动运行试车）
手动
（1）调试 （2）自动参数的测定 （3）自动运行时突发情况的状态调整 （4）非标准操作
T1 T1
第六章步进指令
状态转移图和步进顺控图表达的都是同一个程序 ， 它的优点 是可以让编程者每次只考虑一个状态 ， 而不用考虑其他的状态 ， 使编程更容易。 另外 ， 状态的顺序可自由选择 ， 不一定非按 S 编号的顺序选用 。
注： ① ST L 电路不能用 M C 指令 。 ② M PS指令也不能紧接着 ST L 触点后使用 。
通过分析得出选择性分支定义：从 多个分支流程中选择某一个单支流 程 ， 称之为选择性分支。
例1：三台电机的循环启停运转控制 要求：
三台电机接于Y001、Y002、Y003。要求它们相 隔5s启动，各运行10s停止。并循环。
Y001
Y002
Y003
5S
5S
5S
5S
X001
C0
C1
C2
C3
二、选择分支与汇合流程
小结：可用步进顺序图，程序指令表和状态转移 图三种方法进行编程。若用状态转移图编程时必 须首先进行初始状态编程，然后进行选择性分支 与汇合、并行分支/汇合等电路的编写，下面进行 具体讲解。
二、 初始状态编程
初始状态编程例如图4-10 所示。在状态转移图起始位置的状态即是初 始状态 ， S 0 ～ S 9 可用作初始状态。
动画
一、单流程结构程序
所谓单流程结构，就是由一系列相继执行的工 步组成的单条流程。其特点是:
①每一工步的后面只能有一个转移的条件， 且转向仅有一个工步。
②状态不必按顺序编号，其它流程的状态也 可以作为状态转移的条件。
案例： 如下图 所示机械手的工作 ， 是将工件从 A 点向 B 点移送， 以此
为例说明状态转移图设计编程。 例中 ，上升桙下降、左行/右行等分别使用了双螺线管的电磁阀
汇合转移。 这是为了自动生成 SFC 画面而追加的规则。 注意 ： 分支、汇合的转移处理程序中 ， 不能用 M PS 、 M R D 、 M PP 、 A
注： ① ST L 电路不能用 M C 指令 。 ② M PS指令也不能紧接着 ST L 触点后使用 。
通过分析得出选择性分支定义：从 多个分支流程中选择某一个单支流 程 ， 称之为选择性分支。
例1：三台电机的循环启停运转控制 要求：
三台电机接于Y001、Y002、Y003。要求它们相 隔5s启动，各运行10s停止。并循环。
Y001
Y002
Y003
5S
5S
5S
5S
X001
C0
C1
C2
C3
二、选择分支与汇合流程
小结：可用步进顺序图，程序指令表和状态转移 图三种方法进行编程。若用状态转移图编程时必 须首先进行初始状态编程，然后进行选择性分支 与汇合、并行分支/汇合等电路的编写，下面进行 具体讲解。
二、 初始状态编程
初始状态编程例如图4-10 所示。在状态转移图起始位置的状态即是初 始状态 ， S 0 ～ S 9 可用作初始状态。
动画
一、单流程结构程序
所谓单流程结构，就是由一系列相继执行的工 步组成的单条流程。其特点是:
①每一工步的后面只能有一个转移的条件， 且转向仅有一个工步。
②状态不必按顺序编号，其它流程的状态也 可以作为状态转移的条件。
案例： 如下图 所示机械手的工作 ， 是将工件从 A 点向 B 点移送， 以此
为例说明状态转移图设计编程。 例中 ，上升桙下降、左行/右行等分别使用了双螺线管的电磁阀
汇合转移。 这是为了自动生成 SFC 画面而追加的规则。 注意 ： 分支、汇合的转移处理程序中 ， 不能用 M PS 、 M R D 、 M PP 、 A
第6章_S7-200顺序逻辑控指令及应用
称
开关 东西向绿灯 东西向黄灯 东西向红灯 南北向绿灯 南北向黄灯 南北向红灯
代 码 输入信号 SA 输出信号 HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 HL6
地址编号 I0.0 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
22
顺序功能图的编程步骤: （2）PLC端子接线
23
（3）编制控制系统的功能图
9
6.1.3 功能图的构成规则
（1）状态与状态不能直接相连，必须用转移分开； （2）转移与转移不能直接相连，必须用状态分开； （3）状态与转移、转移与状态之间的连线采用有向线段， 画功能图的顺序一般是从上向下或从左到右，正常顺序 时可以省略箭头，否则必须加箭头。 （4）一个功能图至少应有一个初始状态。如果没有初始步， 无法表示初始状态，系统也无法返回等待其动作的停止 状态。 （5）功能图一般来说是由状态和有向线段组成的闭环，即 在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步返 回到初始步，系统停在初始状态，在连续循环工作方式 时，应从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。
单流程结构的功能图
15
单流程结构举例1
例6-1：三台电动机MA1、MA2、MA3 按启动按钮后,MA1立即启动，随后MA2、MA3按时间 顺序自动启动。 停止时，按停止按钮，MA3立即停止，随后MA2、 MA1按时间顺序自动停止。 顺序功能图的编程步骤: ①分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出 点，选择PLC型号并分配I/O 地址 ②PLC端子接线 ③编制控制系统的顺序功能图 ④将顺序功能图转化成梯形图或语句表
(a)
转移条件
转移条件
(b)
8
6.1.2 功能图的基本概念(续)
送料小车往复运动的功能图 运货小车的工作过程: 循环开始时,小车处于两电机之间,按 下启动按钮SF1,接触器QA1得电,左电 机MA1启动;小车此时处在中间位置处 开始向左快速运行,行至BG1处,行程开 关BG1动作,QA1失电,QA2得电,小车向 左慢速运行;当到达BG2处时,BG2动 作,QA2失电,小车静止,此时定时器T43 开始通电延时,同时给小车装货,1分钟装 货结束,QA3得电,小车开始向右快速运 行;当碰到行程开关BG3时,QA3断电,同 时QA4得电,小车开始向右慢速运行;当 到达BG4时,小车静止,QA4断电，此时 定时器T44开始延时,同时给小车卸货,1 分钟后,定时器T44动作,小车开始向左 快速运行,如此周而复始。
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状态继电器S
1）S0S9 2）S10S19 3）S20S499
用于初始步 用于返回原点 是通用状态
顺序功能图
梯形图
指令表
STL触点驱动的电路块具有三个功能： 驱动负载
指定转换条件
指定转换目标。
STL触点：
STL指令的状态继电器S的常开触点称为STL触点，是“胖”触 点
STL指令相当于LD指令
STL指令的特点：
顺序功能图
初始步 右行 左行 右行 左行
小车运动控制
顺序控制梯形图
按起动 右行 左行 右行
左行
指令表程序
M8002为初始化脉冲，使S0=ON，为以后作准备 返回初始步应用SET或OUT指令使S0=ON
3、选择序列的编程
只有一个分支工作
选择分支 分支合并
分支时，转换条件不同，目标不同 合并时，转换条件不同，目标相同
6.1 使用STL指令的编程方式
1、STL指令
许多PLC厂家有专门用于编制顺序控制程序的指令和编程元件 STL指令叫步进梯形指令（Step Ladder Instruction)，有两条：
STL指令及使STL指令复位的RET指令
利用STL指令和RET指令可以很方便地设计出顺序控制梯形图 程序
与STL指令相配的目标元件是S（状态继电器） 而且STL只能用S作目标元件，S专为STL设置的
3、并行序列的编程
分支： 写成两行，都用M3、X4驱动 断M3可用M4或M6 合并： 前步与条件串，驱动M8
选择序列的编程
都可断M0
选择分支 两行
并行序列的编程
同时前级步变为不活动步
转换一般用按钮，都是短信号，要用起保停电路使M自保
1、单序列的编程
起保停电路仅使用线圈和触点有关的指令，各种PLC都有这 类指令，因此这是一种通用的编程方法。
小车初始位置在左边
例如：小车运动控制
1）按下起动按钮X0，小车右行
2）小车碰到X2，停3S
3）3S到，左行
4）碰到X1，停止运动
顺序功能图
1）用并行序列，人行道状态和 车行道状态同时进行
2）S0进入下一步后已断，Y2、 Y3都断了，因此在进入并行序 列时还要继续驱动
3）要保证缓冲余地，人行道与 车行道有同时红灯5S的过程
4）人行道绿灯闪烁时，驱动Y4 为亮0.5S，不驱动Y4为灭0.5S
并行序列中，在车行道转换过 程中，S30一直是活动步，为 红灯；在人行道转换过程中， S23一直是活动步，为红灯。
第6章 顺序控制梯形图的编程方法
6.1 使用STL指令的编程方法 6.2 使用起保停电路的编程方法 6.3 以转换为中心的编程方法 6.4 仿STL的编程方法
顺序控制梯形图的编程方式:
梯形图的编程方式是指根据顺序功能图设计出梯形图的方法
顺序功能图
某种编程方法
设计出梯形图
设计方法:
1）使用STL指令的编程方式 2）使用通用指令的编程方式 3）以转换为中心的编程方式 4）仿STL指令的编程方式。
车道绿灯 人道红灯
并行序列开始 车道绿灯
人道绿灯 绿灯灭0.5S 绿灯亮0.5S
车道黄灯 车道红灯
人道红灯
人道红灯
并行序列合并
计数5次到用RST对C0清0；并行序列两个活动步；开始两条SET，合并触点串联
6.2 使用起保停电路的编程方式
用辅助继电器M来代表步
某步为活动步，相应的M=ON
某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，
1）只在一处出现的输出，可直接与M并联 2）某一输出多处为ON，可合并写成并联
2、选择序列的编程
选择分支 分支合并
并行分支 并行合并
分支： M0、X0满足启动M1 M0、X2满足启动M2，写成两行 用M1、M2都可断M0，串 合并： M1、X1满足驱动M3 M2、X3满足也驱动M3，或的关 系，并，写在一起（支路并）
4、并行序列的编程
各分支同时工作
并行分支 并行合并
分支：条件满足，同时置位分支的触点 合并：分支的触点与条件串联，置位合并触点
顺序功能图
选择序列的编程
选择分支 支路并联
选择合并 目标相同
并行序列的编程
并行合并 触点串联
并行分支 同时置位
串联STL触点不能超过8个，即并行序列中的分支不能超过8个 STL触点一般在梯形图中只能使用一次，并行序列例外，在并 行合并时又出现了一次。
小车运动， 能直接驱动负载
通式：
活动步Mi的起保停梯形图
1）前步Mi-1为活动步及转换条件Xi满足 2）则Mi变为活动步，并自保 3）下一步Mi+1变为活动步时，断本步Mi成为不活动步
也可以用Xi+1来断Mi这一步，但转换条件是多个时就复杂了
输出处理：
1）与STL触点相连的触点用LD或LDI指令。 最后一个STL要用RET，使LD点返回左侧母线
2）STL指令可以直接驱动负载，也可通过别的触点驱动 3）STL指令允许双线圈输出，相邻两步同时ON一个扫描周期 4）后继步断开前级步 当前S得电，为活动步，原活动步复位，STL断开；用SET指令 使后续步变为活动步，本步变为不活动步，一般只有一个活动步。
STL指令直接驱动负载 通过别的触点驱动负载
2、单序列的编程
例：小车运动控制
小车在一个周期内的运动由四段组成： 1）原点，X0=ON，系统处于初始状态 2 ）按起动按钮X3，小车右行 3 ）到X2，小车左行 4 ）到X0，小车右行 5 ）到X1，小车左行，回到原点
一个循环走四步，完了又回到初始步， 要再按起动按钮X3，进入下一个循环
5、人行横道交通灯顺序控制
车行道交通灯： Y0——红灯 Y1——黄灯 Y2——绿灯
人行横道灯： Y3——红灯 Y4——绿灯
人行横道两边各设一按钮X0、X1
无论在那边都可以随时按下人行横道按钮X0、X1，准备过人
人行横道交通灯顺序控制
要过人时，人按下X0、X1，车、人通行规则： 1）无人过时，车道绿灯（Y2=ON），人行道红灯（Y3=ON） 2）有人按下X0或X1，准备过人，车准备停 车道绿灯30S后转黄灯10S，转红灯5S后 使人行道转绿灯 3）按下X0或X1后，人行道红灯，等到车行道转红灯5S后 人行道变为绿灯，过人 人行道绿灯15S后，人行道绿灯闪烁 4）闪烁 绿灯亮0.5S，灭0.5S，闪烁5次，共5S 5）5S闪烁时间到 人行道红灯，再5S后返回到初始状态 车行道绿灯，y2=ON；人行道红灯y3=ON
1）S0S9 2）S10S19 3）S20S499
用于初始步 用于返回原点 是通用状态
顺序功能图
梯形图
指令表
STL触点驱动的电路块具有三个功能： 驱动负载
指定转换条件
指定转换目标。
STL触点：
STL指令的状态继电器S的常开触点称为STL触点，是“胖”触 点
STL指令相当于LD指令
STL指令的特点：
顺序功能图
初始步 右行 左行 右行 左行
小车运动控制
顺序控制梯形图
按起动 右行 左行 右行
左行
指令表程序
M8002为初始化脉冲，使S0=ON，为以后作准备 返回初始步应用SET或OUT指令使S0=ON
3、选择序列的编程
只有一个分支工作
选择分支 分支合并
分支时，转换条件不同，目标不同 合并时，转换条件不同，目标相同
6.1 使用STL指令的编程方式
1、STL指令
许多PLC厂家有专门用于编制顺序控制程序的指令和编程元件 STL指令叫步进梯形指令（Step Ladder Instruction)，有两条：
STL指令及使STL指令复位的RET指令
利用STL指令和RET指令可以很方便地设计出顺序控制梯形图 程序
与STL指令相配的目标元件是S（状态继电器） 而且STL只能用S作目标元件，S专为STL设置的
3、并行序列的编程
分支： 写成两行，都用M3、X4驱动 断M3可用M4或M6 合并： 前步与条件串，驱动M8
选择序列的编程
都可断M0
选择分支 两行
并行序列的编程
同时前级步变为不活动步
转换一般用按钮，都是短信号，要用起保停电路使M自保
1、单序列的编程
起保停电路仅使用线圈和触点有关的指令，各种PLC都有这 类指令，因此这是一种通用的编程方法。
小车初始位置在左边
例如：小车运动控制
1）按下起动按钮X0，小车右行
2）小车碰到X2，停3S
3）3S到，左行
4）碰到X1，停止运动
顺序功能图
1）用并行序列，人行道状态和 车行道状态同时进行
2）S0进入下一步后已断，Y2、 Y3都断了，因此在进入并行序 列时还要继续驱动
3）要保证缓冲余地，人行道与 车行道有同时红灯5S的过程
4）人行道绿灯闪烁时，驱动Y4 为亮0.5S，不驱动Y4为灭0.5S
并行序列中，在车行道转换过 程中，S30一直是活动步，为 红灯；在人行道转换过程中， S23一直是活动步，为红灯。
第6章 顺序控制梯形图的编程方法
6.1 使用STL指令的编程方法 6.2 使用起保停电路的编程方法 6.3 以转换为中心的编程方法 6.4 仿STL的编程方法
顺序控制梯形图的编程方式:
梯形图的编程方式是指根据顺序功能图设计出梯形图的方法
顺序功能图
某种编程方法
设计出梯形图
设计方法:
1）使用STL指令的编程方式 2）使用通用指令的编程方式 3）以转换为中心的编程方式 4）仿STL指令的编程方式。
车道绿灯 人道红灯
并行序列开始 车道绿灯
人道绿灯 绿灯灭0.5S 绿灯亮0.5S
车道黄灯 车道红灯
人道红灯
人道红灯
并行序列合并
计数5次到用RST对C0清0；并行序列两个活动步；开始两条SET，合并触点串联
6.2 使用起保停电路的编程方式
用辅助继电器M来代表步
某步为活动步，相应的M=ON
某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，
1）只在一处出现的输出，可直接与M并联 2）某一输出多处为ON，可合并写成并联
2、选择序列的编程
选择分支 分支合并
并行分支 并行合并
分支： M0、X0满足启动M1 M0、X2满足启动M2，写成两行 用M1、M2都可断M0，串 合并： M1、X1满足驱动M3 M2、X3满足也驱动M3，或的关 系，并，写在一起（支路并）
4、并行序列的编程
各分支同时工作
并行分支 并行合并
分支：条件满足，同时置位分支的触点 合并：分支的触点与条件串联，置位合并触点
顺序功能图
选择序列的编程
选择分支 支路并联
选择合并 目标相同
并行序列的编程
并行合并 触点串联
并行分支 同时置位
串联STL触点不能超过8个，即并行序列中的分支不能超过8个 STL触点一般在梯形图中只能使用一次，并行序列例外，在并 行合并时又出现了一次。
小车运动， 能直接驱动负载
通式：
活动步Mi的起保停梯形图
1）前步Mi-1为活动步及转换条件Xi满足 2）则Mi变为活动步，并自保 3）下一步Mi+1变为活动步时，断本步Mi成为不活动步
也可以用Xi+1来断Mi这一步，但转换条件是多个时就复杂了
输出处理：
1）与STL触点相连的触点用LD或LDI指令。 最后一个STL要用RET，使LD点返回左侧母线
2）STL指令可以直接驱动负载，也可通过别的触点驱动 3）STL指令允许双线圈输出，相邻两步同时ON一个扫描周期 4）后继步断开前级步 当前S得电，为活动步，原活动步复位，STL断开；用SET指令 使后续步变为活动步，本步变为不活动步，一般只有一个活动步。
STL指令直接驱动负载 通过别的触点驱动负载
2、单序列的编程
例：小车运动控制
小车在一个周期内的运动由四段组成： 1）原点，X0=ON，系统处于初始状态 2 ）按起动按钮X3，小车右行 3 ）到X2，小车左行 4 ）到X0，小车右行 5 ）到X1，小车左行，回到原点
一个循环走四步，完了又回到初始步， 要再按起动按钮X3，进入下一个循环
5、人行横道交通灯顺序控制
车行道交通灯： Y0——红灯 Y1——黄灯 Y2——绿灯
人行横道灯： Y3——红灯 Y4——绿灯
人行横道两边各设一按钮X0、X1
无论在那边都可以随时按下人行横道按钮X0、X1，准备过人
人行横道交通灯顺序控制
要过人时，人按下X0、X1，车、人通行规则： 1）无人过时，车道绿灯（Y2=ON），人行道红灯（Y3=ON） 2）有人按下X0或X1，准备过人，车准备停 车道绿灯30S后转黄灯10S，转红灯5S后 使人行道转绿灯 3）按下X0或X1后，人行道红灯，等到车行道转红灯5S后 人行道变为绿灯，过人 人行道绿灯15S后，人行道绿灯闪烁 4）闪烁 绿灯亮0.5S，灭0.5S，闪烁5次，共5S 5）5S闪烁时间到 人行道红灯，再5S后返回到初始状态 车行道绿灯，y2=ON；人行道红灯y3=ON