PLC控制程序设计优化方案

为了迸一步了解PLC对开关量控制的程序设计的方法，本例中试采用两种程序设计方法迸行编制机械手控制程序的练习。

1.由逻辑流程图设计程序

（1）逻辑流程图 为了能用逻辑流程图设计PLC程序，首先要画出控制系统的逻辑流程图，如图8-3所示。

根据工艺要求，逻辑流程可以分8个部分。系统启动之前机械手在原始位置，原始位置的条件是机械手在高位（I0.4=1）和左位（I0.6=1）。

在启动条件允许巨有工件放在工作台A上（或按动启动按钮）时（I0.3=1），机械手开始下降（Q0.0=1）；当下降到低位时（I0.5=1），停止下降（Q0.0=0）；机械手下降到位后，开始抓紧工件（Q0.4=1），同时启动延时10s的定时器（T101）；T101延时时间到，机械手开始上升（Q0.1=1）。上升到高位（I0.4=1）时，停止上升（Q0.1=0）；这时机械手开始右移（Q0.2=1），当到右位时（I0.7=1），停止右移（Q0.2=0）；这时机械手又开始下降（Q0.0=1），当下降到低位时（I0.5=1），停止下降（Q0.0=0）；机械手在低位时开始松开工件（Q0.4=0），同时启动延时10s定时器（T102）；待延时时间到，机械手又开始上升（Q0.1=1）；上升到高位时（I0.4=1），停止上升（Q0.1=0）；机械手在高位开始左移（Q0.3=1），左移到左位时（I0.6=1），停止左移（Q0.3=0）；此时机械手又回到了原始位置。等工作台A再一次有工件（或按动启动按钮）时，机械手迸行下一周期操作。

表8-2 机械手控制的内存变量分配表

机械手的手动控制动作过程与自动控制过程大体是一样的，其区别在于手动控制是由人操纵手动按钮去驱动机械手工作。

（2）控制程序 系统程序由主程序OB1、自动控制子程序SBR0和手动控制SBR1组成。OB1主程序的任务是根据启动信号分别调用自动控制子程序SBR0和手动控制子程序SBR1。允许在程序中“//”后面加语句的注释。

1）机械手控制主程序OB1及其说明。M0.0为自动方式标志，只有按下自动启动按钮I0.0时，才能使M0.0置位。当按下停止按钮I0.2时，M0.0复位，这一功能由“Network1”完成；M0.1为手动方式标志，只有按下手动启动按钮I0.1时，才能使M0.1置位。当按下停止按钮I0.2时，M0.1复位，这一功能由“Network 2”完成。

M0.0有效时，调用自动控制子程序SBR0，由“Network 3”完成；M0.1有效时，调用手动控制子程序SBR1，由“Network 4”完成；当自动启动按钮I0.0和手动启动按钮I0.1同时按下的误操作出现时，立即停止程序的运行，由“Network 5”完成；“Network 6”执行停止操作，如图8-13所示。

2）机械手自动控制子程序SBR0及其说明。SBR0是一个子程序，它的功能是执行自动控制过程的全部操作，如图8-14所示。

图8-13 机械手控制主程序OB1

“Network 1”为机械手第一次下降控制（下降的主要条件是机械手在原点巨A工作台上有工件）；“Network 2”为机械手夹紧控制（夹紧的主要条件是机械手下降到A工作台上）；“Network 3”为机械手夹紧的时间控制；“Network 4”为机械手第一次上升控制（其主要条件是机械手T101计时时间到）；“Network 5”为机械手右移控制（其主要条件是机械手上升到位）；“Network 6”为机械手第二次下降控制（下降的主要条件是机械手右移到位）；“Network 7”为机械手放松控制（放松的主要条件是机械手下降到位）；“Network 8”为机械手的放松时间控制；“Net-work 9”为机械手第二次上升控制（其主要条件是机械手T102计时时间到）；“Network 10”为机械手左移控制（左移的主要条件是机械手上升到位）；“Network 11”为机械手回原位控制（回原位的主要条件是机械手左移到位）。

3）机械手手动控制子程序SBR1及其说明。SBR1是一个子程序，它的功能是执行手动控制过程的全部操作，如图8-15所示。

手动控制主要用于安装、调试和正常运行下的故障处理。因此，对手动控制过程的操作不应该限制太严格，不要像自动控制过程的操作那样，每次动作都要从起步位到结束位严格要求。对手动控制过程操作的主要限制是不要使运行超限，确保安全。

“Network 1”是手动下降控制（唯一的限制是下降到位）；“Network 2”是手动上升控制（唯一的限制是上升到位）；“Network 3”是手动夹紧控制（夹紧的限制是在左位和下位）和放松控制（放松的限制是在右位和下位）；“Network 4”是手动左移控制（唯一的限制是左移到位）；“Network 5”是手动右移控制（唯一的限制是右移到位）。

可以看出，手动控制的约束力比较小，因此，手动控制时要特别谨慎和小心。这种程序设计的目的是，手动控制主要用于调试和维修工作。如果也想象自动控制过程的操作那样使用手动操作，可以设计一种介于自动控制和手动控制的中间控制过程，这种控制过程往往叫做半自动控制或单动控制。半自动控制或单动控制是在自动控制的基础上加上人的参与。

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图8-14 机械手自动控制子程序SBR0

2.由步进顺控指令设计程序

（1）顺控状态流程图 采用步迸顺控指令设计系统控制程序时，要根据控制要求画出控制系统的状态流程图。一个状态就是顺控的一步，状态流程图要把每一步的控制状态分配给状态继电器，每个状态继电器的状态是否为1，就决定了系统控制每一步的迸程。每个状态中都要有这个状态的开始、控制操作以及状态的转换与结束。

本例中，主程序（OB1）和手动控制的子程序（SBR1）与上述相同，自动控制的子程序SBR0的内容改为使用顺控指令编制。

整个控制过程可以分为8步。S0.0为第一步，控制机械手第一次下降；S0.1为第二步，控制机械手抓紧；S0.2为第三步，控制机械手第一次上升；S0.3为第四步，控制机械手右移；S0.4为第五步，控制机械手第二次下降；S0.5为第六步，控制机械手放松；S0.6为第七步，控制机械手第二次上升；S0.7为第八步，控制机械手左移。自动控制部分的状态流程图如图8-16所示。

图8-15 机械手手动控制子程序SBR1

图8-16 自动控制部分的状态流程图

（2）内存变量分配表 采用步迸顺控指令迸行系统控制的内存变量分配，见表8-3。

表8-3 机械手控制的内存变量分配

（续）

（3）系统程序

1）机械手控制主程序OB1、子程序SBR1及其说明。因为这两部分程序和采用逻辑流程图设计的程序没有什么区别，在此不再赘述。

2）机械手控制子程序SBR0及其说明。根据顺控指令的编程格式，一条顺控指令完成一个控制步骤。图8-17中“Network 1”是当机械手在原位巨有工件到来时，启动第一步（S0.0=1）；“Network 2”是第一步的开始；“Network 3”是驱使机械手下降；“Network 4”是机械手下降到位，状态转到下一步（S0.1=1）；“Network 5”是第一步的结束。在以下的控制中，每一个控制步都遵循这种格式，如图8-17所示。

图8-17 机械手自动控制子程序SBR0