（3）轉換條件轉換條件是與轉換相關的邏輯條件，轉換條件可以用文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。轉換條件a和a，分別表示轉換信號“ON”或“OFF”時條件成立；轉換條件a↑和a↓，分別表示轉換信號從“OFF”變成“ON”和從“ON”變成“OFF”時條件成立。
（三）功能圖的類型
功能圖從結構上來分，可以分為單序列結構、選擇序列結構、並行序列結構、跳轉序列結構和循環序列結構五種。
1.單序列結構
單序列結構由一係列按順序排列、依次有效的狀態組成，每一狀態的後麵隻有一個轉換，每個轉換的後麵也隻有一個狀態步，後一步成為活動步時，前一步變為靜步。
ST1、ST2、ST3就是每一步的轉換條件；每個步後隻有一個步，沒有分支；快進、工進、快退、原位分別是每一步的動作。
2.選擇序列結構
選擇序列的開始稱為分支，各分支不能同時執行。在某一時刻隻允許選擇一個序列。若選擇轉向某個分支，其它分支的首步不能成為活動步。轉換符號隻能標在水平連線之下。如果步1是活動的，並且轉換條件a=1，則發生由步1→步2的進展；如果步1是活動的，並且b=1，則發生由步1→步4的進展。選擇序列的結束稱為合並，不論哪個分支的最後一步成為活動步，當轉換條件滿足時都要轉向合並步。如果步5是活動步，並且轉換條件h=1，則發生由步5→步8的進展；如果步7是活動步，並且i=1，則發生由步7→步8的進展。
3.並行序列結構
並行序列的開始也稱為分支，為區別選擇序列的功能圖，用雙線來表示並行序列分支的開始。轉換條件放在雙線之上。當轉換條件的實現導致幾個序列同時激活時，這些序列稱為並行序列。當步1是活動步，並且轉換條件a=2、3、4這三步同時變為活動步，同時步1變為不活動步。為了強調轉換的同步實現，水平連線用雙線表示。步2、3、4被同時激活後，每個序列中活動步的進展將是獨立的。在表示同步的水平雙線之上，隻允許有一個轉換符號。
並行序列的結束稱為合並，用雙線表示並行序列的合並，轉換條件放在雙線之下。
4.跳轉序列結構
當步1為活動步時，如果滿足轉換條件a=1，則按順序執行；如果此時轉換條件d=1滿足，則序列跳過2、3、4步，直接激活5步。從原理上看，跳轉序列可看作選擇序列的一個特例。
5.循環序列結構
循環序列結構用於描述某一段程序的多次重複執行，可以分為部分循環結構和完整循環結構。
（四）功能圖的組成規則及說明
（1）SFC中的“步”隻是控製係統在控製過程中的一個穩定狀態，而與步相關的動作或命令才是輸出。該輸出可以是係統輸出繼電器的動作，也可以是內部輔助繼電器的聯鎖動作。
(2)功能圖中初始步是必不可少的，它一般對應於係統等待啟動的初始狀態。這一步可能沒有什麼動作執行，因此很容易遺漏這一步。如果沒有該步，無法表示初始狀態，係統也無法返回停止狀態。
（3)SFC中的兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉換將它們隔開。兩個轉換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。
（4）SFC中的步與步之間的轉換條件可以是單信號，也可以是多個信號的邏輯組合表達式。
（5)隻有當某一步所有的前級步都是活動步時，該步才有可能變成活動步。如果用無斷電保持功能的編程器件代表各步，則PLC開始進入RUN方式時各步均處於“0”狀態，因此必須要有初始化信號，將初始步預置為活動步，否則功能圖中永遠不會出現活動步，係統將無法工作。
（6）自動控製係統中如果重複執行同一工藝過程，一般應由步和有向線段組成閉合電路。
（五）功能圖轉換成梯形圖的三種編程方式
SFC提供了一種詳細描述係統功能和特性及控製過程，但是大多數廠家生產的PLC執行的操作程序還隻是梯形圖或語句表，還不能直接執行SFC圖（但個別廠家如三菱公司的PLC就提供可接收SFC的專用STL指令的編程方式），因此必須將SFC轉換成梯形圖。將功能圖轉換成梯形圖，有各種方法，但大多數用基本指令的編程方式、通用指令的編程方式和置位複位指令的編程方式三種方式。
1.使用基本指令的編程方式
使用基本指令實現SFC的梯形圖。一般用中間繼電器或工作繼電器的位代表步，每個步設置一個控製位，當某步的控製位為ON時，該步成為活動步(激活下一步的條件之一)，代表該步狀態的內部輔助繼電器得電並自鎖，同時與該步對應的程序開始執行；當某一狀態轉換條件滿足時(激活下一步的條件之二)，則下一步的控製位為ON，而上一步的控製位變為OFF，上一步對應的程序停止執行。顯然，隻要在順序上相鄰的控製位之間進行聯鎖，就可以實現這種步進控製。
這種編程方式具有“模板”規律，直接采用“套公式”的方法，就能得到用戶程序。它僅僅使用與觸點和線圈有關的指令，任何一種PLC的指令係統都有這一類指令，所以稱為使用基本指令或通用指令的編程方式，可以適用於任意型號的PLC。
【例7-5】將某機床動力頭控製過程的SFC圖用基本指令轉換成梯形圖。
這是一個某機床動力頭控製過程的具有複合結構的功能圖，將其轉化成梯形圖的步驟如下：
（1）初始步W0.00的梯形圖步W0.00是兩個分支的合並步。步W0.00成為活動步的條件是：初始化脈衝(A200.11)為ON,或步W0.08為活動步且0.06為ON；W0.00成為不活動步的條件是：W0.01和步W0.04同時成為活動步。根據上述分析，找出上一步狀態的標誌位（W0.08的常開觸點）和本步轉換條件（0.06的常開觸點）串聯，再與初始化轉換條件（A200.11—上電第一個循環脈衝）相“或”，然後再“或”本步狀態標誌自鎖（觸點W0.00），之後再與下一步狀態標誌位（W0.01）的常閉觸點、本部狀態標誌線圈（W0.00）串聯，就構成了初始步W0.00。
(2)步W0.01的梯形圖步W0.01是單序列結構的首步。步W0.01成為活動步的條件是：步W0.01活動且條件0.01為ON；W0.01成為不活動步的條件是：步W0.02成為活動步。同樣，找出上一步狀態的標誌位（W0.00的常開觸點）和本步轉換條件（0.01的常開觸點）串聯，加上本步狀態自鎖觸點（W0.01）相“或”，之後再“與”下一位狀態標誌位（W0.02）的常閉觸點、本部狀態標誌線圈（W0.01）串聯，就構成了初始步W0.01。
(3)步W0.04的梯形圖步W0.04是選擇序列的開始步。 該步後續是兩個選擇分支。步W0.04的梯形圖與步W0.01相似，但其在下一步狀態標誌位的位置上要有W0.05與W0.07的常閉觸點及線圈W0.04相串聯，這是因為在選擇結構中，無論選擇哪一個分支，W0.04都要成為不活動步。
(4)步W0.05和步W0.07的梯形圖步W0.05成為活動步的條件是：上一步狀態的標誌步W0.04成為活動步，且條件TIM0001為ON；步W0.05成為不活動步的條件是：步W0.06或步W0.07成為活動步，這是選擇結構特有的互鎖。這就需要把W0.06與步W0.07的常閉觸點及步W0.05的線圈串聯。
(5)步W0.06的梯形圖步W0.06是選擇序列分支的合並步。步W0.06成為活動步的條件是：上一步狀態的標誌步W0.05為活動步且條件0.02為ON，或W0.07為活動步且條件0.03為ON，這兩個條件之間是“或”的關係。當W0.08成為活動步時，步W0.06成為不活動步，所以步W0.08的常閉觸點要與步W0.06的線圈串聯。
(6)步W0.08的梯形圖步W0.08是選擇並行序列結構的合並步。步W0.08成為活動步的條件是：步W0.03和步W0.06都是活動步，且條件0.05為ON。當W0.00成為活動步時，步W0.08成為不活動步，所以步W0.00的常閉觸點要與步W0.08的線圈串聯。
(7)各步對應動作動作或命令是各步為活動期間執行的，隻要取各步繼電器的常開觸點作為動作的每一步梯形圖或命令的執行條件即可。如輸出繼電器1.00為ON的條件為W0.00為ON，故將輸出線圈與執行條件串聯即可。
2.用置位複位指令的編程方式
置位（SET）、複位（RSET）指令對於順序控製是非常有效和靈活的指令，使用SET、RSET指令實現SFC編寫梯形圖的模板結構。
以步W0.05為例。步W0.05為活動步時必須同時滿足三個條件：其一，前一級步為活動步（W0.04=1）；其二，滿足轉換條件（T0001=1）；其三，W0.06與步W0.07 是不活動步。所以，用W0.04（本狀態標誌）和T0001（狀態轉出條件）的常開觸點串聯以及步W0.06與步W0.07的常閉觸點串聯組成電路表達上述條件。這三個條件同時滿足時，該電路接通，此時應完成兩個操作：將當前步變成活動步（用SET指令將W0.05置位）和將前級步W0.04變為不活動步（用RSET指令將W0.04複位）。顯然，SET/RSET指令的獨特功能減少了通用指令的自鎖部分，使程序條理清晰。
這種編程方式與轉換實現的基本規則之間有嚴格的對應關係，用該方法編製複雜的功能圖的梯形圖時更能顯示它的優勢。使用該方法時要注意的是：不能將輸出繼電器線圈與SET、RSET指令並聯。前級步和轉換條件對應的串聯電路接通的時間是相當短的，轉換條件滿足後，前級步馬上被複位，該串聯電路被斷開，而輸出繼電器線圈至少應該在某一活動步的全部時間內接通，故將輸出線圈與其執行條件串聯放在程序最後。
3.使用步進指令的編程方式
CJ1係列的步進指令SNXT(009)、STEP(008)是用於對各步設置斷點並執行步進程序的。由帶名義控製位的SNXT開始執行步進，使用STEP來定義一個步的起始。當執行完上一步、啟動下一步之前，將上一步使用的所有的繼電器都為OFF，定時器都複位，計數器、移位寄存器及KEEP中使用的繼電器都保持其狀態。
使用步進指令實現SFC編寫梯形圖的模板結構。其基本功能有兩個：一是使本狀態中應該有輸出的繼電器得電，驅動負載；二是當狀態轉移條件成立時，轉移到下一個狀態，並複位上一狀態。
采用步進指令編寫程序，對不同的結構有不同的程序編寫形式，這裏對三種不同序列結構分別進行介紹。
（1）單序列結構，使用步進指令編寫的梯形圖。當係統上電後，執行指令SNXT,則初始步01被啟動執行；當0.00由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W10.02，則由W10.02為控製位的步02被啟動執行，並停止執行步01和複位01使用的定時器及數據區；當0.01由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W10.03，則由W10.03為控製位的步03被啟動執行，並停止執行步02和複位02使用的定時器及數據區；當0.02由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W20.00（W20.00是程序中沒有用到位，稱為虛位，無意義）和STEP(008),並停止執行步前麵的所有步和複位步使用的定時器及數據區，步程序全部結束。
（2）並行序列結構，當0.01由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W0.00 和SNXT W0.02，則步W0.00 和W0.02被啟動執行。接著，當0.02由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W0.01，並停止執行W0.00；STEP W0.01使得步W0.01控製的程序運行，即1.01輸出。此時即使0.04由OFF→ON，也不能執行SNXT W0.04，因為其前提條件是W0.03 為ON。當0.03由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W0.03，並停止執行W0.02；STEP W0.03使得步W0.01控製的程序運行，即1.03輸出。當0.04由OFF→ON→OFF時，執行合並步SNXT W0.04和複位02使用的定時器及數據區。當0.05由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W100.00（W100.00是程序中沒有用到位，稱為虛位，無意義）和STEP(008),並停止執行步前麵的所有步和複位數據區，步程序全部結束。
（3）選擇序列結構，當0.00和0.04形成輸入互鎖，而其中一個由OFF→ON→OFF時，另一個對應分支無法執行。如當0.00由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W0.01 和STEP W0.01,1.01輸出；則左邊分支選擇執行並一直向下執行。接著，當0.01由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W0.02，並停止執行W0.01；STEP W0.02使得步W0.02控製的程序運行，即1.02輸出。此時，當0.03由OFF→ON，就能執行合並步SNXT W0.05，並停止執行W0.04；在右邊分支中有詳細的過程。當W0.04 為活動步，0.06由OFF→ON時，也能執行合並步SNXT W0.05，並停止執行W0.02。當0.07由OFF→ON→OFF時，執行指令SNXT W50.00（W50.00是程序中沒有用到位，稱為虛位，無意義）和STEP(008),並停止執行步前麵的所有步和複位數據區，步程序全部結束。注意，在編譯程序時，會出現程序警告提示，因為W0.05線圈出現三次，是重複輸出，但並不影響程序執行。
（六）功能圖法步進編程的基本步驟及編程方法小結
通過以上例子，我們已經詳細了解了功能圖步進編程方法，下麵將運用功能圖步進法編寫用戶程序過程中的具體設計步驟、編程注意事項以及幾種編程方法做一小結。
1.用功能圖法進行步進編程的基本步驟
（1）根據控製要求將控製過程分成若幹個工作步；明確每個工作步的功能，弄清步的轉換是單向進行（單列序列）還是多向進行（選擇或並行序列）；必要時可畫一個工作流程圖，它有助於理順整個控製過程的進程。
（2）確定各步的轉換條件（可能是多個信號的“與”、“或”等邏輯組合），為每個步設置控製位。
（3）確定所需輸入和輸出點，選擇PLC機型，做出I/O分配表。
（4）在前兩步的基礎上，畫出功能圖。
（5）根據功能圖畫梯形圖。
（6）添加某些特殊要求的程序。
2.步進程序編程需注意的問題
編寫步進程序時需注意如下問題：
（1）各步的控製位最好使用同一個通道的若幹連續位。
（2）步程序段內不能使用以下幾個指令：END、IL/ILC、JMP/JME和中斷控製指令。
（3）當SNXT(009)B執行時，將結束前一步（B-1）的執行，並複位前一步使用的定時器和數據區。此時前一步使用的定時器和數據區的狀態如下：CIO、W、DM/EM為OFF，定時器複位，移位寄存器、計數器及KEEP、SET/RSET等指令的輸出位保持。
（4）各步的控製位使用H、A區，則具有掉電保護功能。
（5）各步必須以前一步的結束及清除為啟動條件，即不能先啟動中間步。而在下一步開始執行後，若前一步的執行條件再次滿足，前一步可再次啟動。如果不希望前一步再次啟動，應采取相應措施。
（6）各步的執行條件是脈衝信號，所以，PLC上電即執行的步可以采用內部標誌位A200.11（第一次循環脈衝信號P_First_Gycle）來啟動該步。
（7）需要在該步有無條件輸出的位，可以采用內部標誌位CF113(P_On 常通標誌信號)作控製條件位。
3.三種編程方式的比較
通過上述對同一個功能圖采用三種不同的方法編寫梯形圖程序，我們可以得出各種方法的優缺點：
（1）采用基本指令編寫程序，其指令少，而且是幾條基本指令，大家熟悉，易於掌握；而且各步的輸出可集中放在程序後麵，條理清晰。可是編程時要考慮自鎖、互鎖問題，梯形圖相對複雜，程序占用步數較多，使得掃描周期較長。
（2）用置位/複位指令編寫程序，除了具備基本指令編寫程序的優點外，還有梯形圖簡潔、思路清晰、動作可靠、相對簡單、占用程序步數少等優點，是PLC常用的一種編程方式。
（3）用步進指令編寫程序是順序功能圖對應的一種專用指令，與每一步相關的動作和命令就在此步後麵，步與步的轉換、轉換條件的作用都非常明確的表達在梯形圖上，程序占用步數相對少一些。缺點是對於“分支”、“合並”的處理方式有些複雜，程序在編譯過程中有告警提示，容易給人出錯的感覺。
究竟選擇那種方法編程，主要根據個人的習慣，沒有統一標準，讀者可以嚐試與比較。
（七）順序功能圖法設計實例
【例7-6】某機床動力頭控製係統設計。
動作過程如下：動力頭停在原位(ST3)；按一下啟動按鈕後，動力頭快進（快速前進）；當動力頭到達ST1位置後，動力頭由快進改為工進（慢速前進）；當動力頭繼續前進到達ST2位置後，動力頭快速退回；當動力頭退回原位後重複上述動作。行程開關ST1～ ST3都是自動複位往返式開關。動力頭前進由電磁閥YV1、YV2控製，快進時，電磁閥YV1、YV2都通電；工進時，隻有電磁閥YV2通電。動力頭後退時，電磁閥YV3通電。動力頭停止時所有的電磁閥斷電。
(1)I/O分配表動力頭控製所需的輸入為係統的啟動按鈕和三個行程開關，輸出為三個電磁閥。
（2）功能圖
(3)編寫梯形圖程序 動力頭控製係統功能圖屬於完整性循環係列結構。在梯形圖程序中，A200.11為OMRON CJ係列PLC的全局符號變量，PLC上電它便輸出一個“ON”信號，又叫做P_First_Cycle（第一次循環脈衝）信號。
【例7-7】傳送帶控製係統設計。
對於長度較長的物體（如木材、鋼材等）常用傳送帶傳送。其中GK1、GK2為光電檢測開關。
（1）係統控製要求為減少皮帶機運行時間,常采用兩個皮帶機分段工作，工作過程如下：
① 按一下啟動按鈕SB2，皮帶機A運行，B停止；
② 當物體前端接近GK1時，A與B都運行；
③ 當物體後端離開GK1時， B 運行，A停止；
④ 當物體後端離開GK2時， A與B都停止，進入下一次循環。
（2）I/O分配表根據係統控製要求，輸入為係統的啟動按鈕和兩個光電開關，輸出為帶動皮帶運行的電動機的接觸器。選用CJ1G-H型PLC,得到I/O表。
（3）功能圖
（4）編寫梯形圖程序 傳送帶控製係統功能圖也是完整性循環係列結構。在梯形圖程序中，對物體離開GK2這一轉換條件，使用下降沿微分DIFD指令來實現。
【例7-8】大小鐵球分類傳送控製係統設計。
它可以完成下降、上升、左行、右行、鐵球吸引和釋放等動作。機械臂運動分為左右和上下移動，電動機M驅動機械臂左右移動，機械臂上下移動由氣動閥實現，鐵球吸引由電磁鐵完成，上限位和下限位分別由行程開關SQ3和SQ2控製，左限位行程開關為SQ1，SQ4和SQ5分別為小球右限位和大球右限位開關。
（1）控製要求
① 該設備完成大小球分類分揀裝箱，即大鐵球裝入大容器，小鐵球裝入小容器。
② 當機械臂下降到未達低限時，行程開關SQ2處於斷開位置，機械手上的電磁鐵吸引大球；當機械臂下降到達下限位處，行程開關SQ2閉合，機械手上的電磁鐵吸引小球。
③ 鐵球在傳送過程中，電磁鐵不允許釋放；隻有待機械臂到達收集鐵球容器位置並下降至低位時，電磁鐵才允許釋放。
（2）I/O分配表 該係統輸入由三個位置（上、下、左）開關，大、小球位開關和啟動按鈕組成；輸出有三類信號，一類為帶動皮帶左右運行的電動機的接觸器，另一類為帶動機械臂完成上升和下降任務的氣動閥的接觸器，還有一類為吸引鐵球的電磁鐵接觸器和表明機械臂在原位的指示燈。故輸入為六點，輸出為六點。選用CJ1G-H型PLC,得到I/O表。
（3）功能圖 根據工藝分析， 圖中采用了選擇性分支方式設計。小鐵球為一分支，大鐵球為一分支，兩支聯鎖。一個分支為當YA1得電下降，機械臂下降到達下限位處，行程開關SQ2閉合，則吸球電磁鐵動作吸引的是小鐵球；另一分支是當機械臂下降未到達壓下限位處，行程開關SQ2 未閉合，而下降計時器T0計時到，則吸球電磁鐵動作吸引的是大鐵球。然後，機械臂上升、左移並回原點。
（4）編寫梯形圖程序由前所述，對於選擇性分支的功能圖，可以有三種方式編程。本例中因為要將大球和小球分開，每一次機械臂吸球時大球或小球具有不確定性，因此采用選擇性分支方式設計。小鐵球為一分支，大鐵球為一分支，兩支聯鎖。
第六節具有多種控製方式的係統綜合設計
上麵講述了單循環控製程序的實用設計方法。在實際生產過程中，PLC應用往往比較複雜。為了滿足生產需要，很多工業設備都需要設置多種不同的工作方式，常見的有：全自動、半自動、單步、手動等幾種方式，其中前三種可歸屬於自動方式。全自動方式指的是啟動後連續地、周期性的運行一個過程；半自動指的是啟動一次隻運行一個周期；單步工作指的是啟動一次隻能運行一個工步；手動方式指的是點動控製，按下按鈕運行，釋放按鈕停止。
本節通過一個實例詳細分析和設計這類係統。
【例7-9】送料小車自動控製係統設計。
（一）工藝流程分析
送料小車自動運行的工作循環為：循環過程開始時，小車處於最左端，此時，裝料電磁閥得電，延時15s；裝料結束，小車開始向右快行；碰到限位開關ST2後，小車變為慢行；碰到ST4時，小車停止，卸料電磁閥得電，卸料開始，延時10s；卸料結束後，小車向左快行；碰到限位開關ST1，小車慢行；碰到ST3，小車又停，裝料開始……如此周而複始。
（二）控製要求
（1）送料小車運行要求有四種工作方式，用工作方式選擇開關的四個位置分別來對應。當選擇半自動（單周期）工作方式時，按下啟動按鈕，小車應完成裝料→右快行→右慢行→卸料→左快行→左慢行這一係列動作，然後停在裝料處；當選擇全自動（連續）方式時，按下啟動按鈕，送料小車連續地執行上述動作；單步工作為從初始步開始，按一下啟動按鈕，係統按流程執行一步動作，然後停止在該步，再按一下啟動按鈕，係統再執行下一步；而操作麵板上的右行、左行、裝料、卸料四個手動按鈕，用於手動控製方式，即四個動作中的某一個單獨動作。
（2）根據生產要求，接通PLC的電源後，係統進入初始狀態，用選擇開關選擇所需的工作方式。在執行全自動、半自動、單步方式前，應選擇手動方式，使卸完料的小車返回裝料處（即原位置），左行限位開關ST3應閉合，表示在原始狀態。
（三）硬件設計
1. I/O分配表
本係統中係統啟、停按鈕，四個手動控製按鈕，行程開關，以及工作方式選擇開關都是係統的輸入量；小車左右行是通過正反轉接觸器KM3、KM2、KM5帶動電機實現的，裝料、卸料是通過電磁閥YC1、YC2得電實現的。故輸出量有五個,輸入量有十四個。
2. PLC接線圖
左邊為輸入模塊，輸入模塊的型號為CJ1G-CPU22型ID211。當轉換開關SA打到A“A0”位置時，PLC無輸入，使係統輸入定義為全自動狀態；當轉換開關SA打到“A3”位置時，係統輸入定義為半自動狀態；當轉換開關SA處於“A2”位置時，係統輸入定義為單步執行狀態。
右邊為輸出模塊，輸出模塊的型號為CJ1G-CPU22型OC211。考慮到PLC輸出驅動負載的能力較小，用中間繼電器過渡。中間繼電器KA1、KA2分別驅動電磁閥YC1、YC2，KA3～KA5分別驅動接觸器KM3～KM5。
（四）程序設計
1.畫出狀態表和功能圖
（1）作出狀態流程圖由前邊的工藝流程知：整個運行過程分為裝料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六個狀態。這六個狀態可以看作為六個工步，根據工藝流程和轉換條件可以畫出狀態流程圖，通過狀態流程圖可以確定每一工步的狀態轉換條件。從裝料到右快行的狀態轉換條件，是延時繼電器KT1延時時間到所發出的信號；從右快行到右慢行的狀態轉換條件，是行程開關ST2受壓；以後各狀態的轉換條件依次是：ST4受壓，KT2延時時間到，ST1受壓，ST3受壓。一般說來，轉換條件的信號取自於外界開關動作、傳感器輸出或PLC內部的繼電器觸點動作。
（2)列出狀態(動作周期)表用PLC中的六個輔助繼電器20.00～20.05，分別作為相應六個狀態裝料到左慢行的狀態標誌，列出狀態表7-17。表中，在“輸出”欄中的“+”表示繼電器線圈得電，在“狀態轉出條件”欄中的“+”表示該觸點閉合。
（3)畫出功能圖由狀態表畫出功能圖更為簡單、直觀。在狀態表中,用PLC內的輔助繼電器20.00～20.05，分別作為裝料～左慢行六個狀態的標誌，並利用已分配的輸入、輸出點地址，就可畫出該小車送料全自動過程的功能圖。
2.確定梯形圖程序結構
將係統程序按工作方式和完成的功能分成若幹段程序結構，包括手動程序段、自動程序段、組合輸出公共程序段等。用分支指令或跳轉指令將各程序段分開。用工作方式選擇信號作為分支的條件。
梯形圖中使用分支指令將各段程序分開，使得它們不會同時執行。選擇“手動”方式，則0.10為“ON”，此時，PLC執行完公用程序後，通過分支指令“IL”，轉到手動程序段，執行“手動”程序；若0.10為“OFF”,則執行完公用程序後，通過分支指令“IL”， 執行“自動”程序段。程序中0.12為停止按鈕，當0.12為“ON”時，所有輸出都複位。
3.分段編寫梯形圖程序
（1)自動/半自動程序段 自動與半自動是通過一個轉換開關0.08的常閉觸點與工作循環的最後一步標誌20.05相串聯實現的。
當旋轉開關SA處於“A0”位置時，在梯形圖中，常閉觸點0.08、0.09均處於閉合狀態，線圈20.12得電；常開觸點0.11是啟動按鈕對應的輸入繼電器常開觸點，當小車處在裝料位置時，觸點0.03閉合，按一下啟動按鈕，此時該梯形圖處於全自動狀態。當旋轉開關SA處於“A3”位置時，常閉觸點0.08斷開(常閉觸點0.08 為OFF狀態), 則每個循環都以小車回到裝料處告停；當第二次循環開始時，需再按一下啟動按鈕0.11，才重新進入循環係統做下一次循環，此時梯形圖處於半自動狀態。
當旋轉開關SA處於“A2”位置時，常閉觸點0.08斷開，常開觸點0.09閉合，線圈20.12不得電，虛線框內的觸點20.12均斷開。於是會產生這樣一種情況：當小車在裝料位置（常開觸點0.03閉合），按一下啟動按鈕，常開觸點0.11閉合，線圈20.12得電，觸點20.12閉合，第二階梯圖接通，線圈20.00得電，並自鎖，使循環處於裝料狀態；但由於啟動按鈕在閉合後隨即斷開，使線圈20.12失電，那麼當裝料計時時間到，觸點T0001閉合，由於20.12處於斷開狀態，20.00不會自動轉換到狀態20.01。其餘各狀態的轉換也同樣，這種狀態被稱為單步執行狀態。
（2)手動程序段當旋轉開關SA打到“A1”位置時，係統處於手動狀態。四個按鈕分別對各負載實行點動操作。為了保證係統的安全運行，設置了一些必要的互鎖、聯鎖。如由左行、右行輸出繼電器的常閉觸點組成的互鎖，以及限位開關ST3（0.03）、ST4（0.04）對裝料、卸料的聯鎖。
（3)組合輸出程序段前邊的程序段僅實現了用內部輔助繼電器將小車運行的控製過程的邏輯關係。最後要將這些自動程序段和手動程序中相應的輔助繼電器觸點的組合輸出驅動，組成組合輸出程序段。
4.程序綜合與調試
一個完整實用的梯形圖已基本編製完畢，但是，還可再修改，使功能更完善。
如當小車不在裝料位置，能否直接讓係統進入自動方式運行。這裏可考慮設計一個初始化程序，在每次全自動運行前，先讓小車完成向右快行、右慢行、卸料，然後返回裝料處等一係列初始化動作，使操作人員更方便。編製程序後，即可通過編程器鍵入用戶程序，進行模擬運行，並進入調試階段。
（五）小結
本章詳細的介紹了CJ1係列PLC控製係統設計方法，包括硬件設計步驟、軟件設計方法，即時序圖設計法、邏輯設計法、經驗設計法、順序控製設計法。通過典型實例分析，根據控製對象的工藝流程要求不同，給出了相應的設計方法和詳細的設計步驟，並對各種方法進行了歸納和總結，分析比較其適用範圍。尤其重點介紹了順序控製過程的設計方法及功能圖法的講解，這是因為在工廠實際運用中大多數控製對象為順序控製過程。希望讀者能夠正確的掌握這些例子，靈活運用。
思考題與習題
1.用時序圖法設計PLC控製係統。
有四台電機，M1、M2、M3、M4，順序啟動，反順序停止。啟動時的順序為M1→M2→M3→M4，時間間隔分別為3s、4s、5s；停止時的順序為M4→M3→M2→M1，時間間隔分別為5s、4s、3s。為維修方便，每台電機可單獨啟動，單獨停止。試畫出時序圖、I/O分配表以及梯形圖。
2.用順序控製法對彩燈控製進行設計，要求如下：
① 紅燈亮1s，之後紅燈滅；綠燈亮2s，之後綠燈滅；黃燈亮3s。
② 停1s之後，三燈全亮，3s後全滅。
③ 停1s後，步驟①、②循環五次。
④ 之後紅綠燈閃爍，亮1s、滅1s；紅燈亮時綠燈滅，紅燈滅時綠燈亮，閃爍10次。
⑤ 1s之後，綠黃燈閃爍，過程與④相同。
⑥ 停2s之後，再返回①，循環五次。
要求選擇PLC機型，做出I/O分配表、畫出功能圖、編寫出梯形圖程序。
3.用順序控製法對電鍍生產線的PLC控製進行設計。
該生產線由電鍍槽、回收槽、清水槽、行車線、升降吊鉤、行程開關等組成。A為原位，工件放於此處。工件與吊鉤掛好之後，使吊鉤上升。上升到頂，碰行程開關SQ2，上升停止；行車右行，碰SQ3，吊鉤下降；到最低位碰SQ1，工件停於電鍍槽中，電鍍300s；吊鉤上升，碰SQ2，停30s讓鍍液滴下。之後，右行到SQ4，吊鉤下降，碰SQ1，在回收槽中停40s；吊鉤上升，碰SQ2，停20s。之後，右行到SQ5，吊鉤下降，碰SQ1，在清水槽中停30s；吊鉤上升，碰SQ2，停20s。之後，右行，碰SQ6，吊鉤下降，碰SQ1，將已鍍工件放在B處，運走。然後吊鉤上升，碰SQ2，行車左行，退回最左邊碰SQ7，吊鉤下降，回到A位置。然後再掛工件進行第二次循環工作。
4.用經驗設計法編程某球磨機的梯形圖。
某球磨機的工作流程為：進料到一定高度（由時間控製，10s），開始轉動，正轉2s，反轉3s，共轉動100s，停5s。如此反複五次。之後卸料（由時間控製，20s），停止。再按啟動按鈕，又能重複上述過程。要求有啟動、故障停止按鈕。畫出I/O分配表及梯形圖。
（提示：本題是一種定時器和計數器的綜合應用問題。這類問題一般用一個定時器T0控製進料時間，用T1、T2控製正反轉時間，用T3控製轉動100s時間，而用T5控製每次正反轉間歇5s時間；用計數器C0計算循環次數；輸出繼電器有四個，分別為：正反轉控製和進料閥、卸料閥控製。）