一、跳步與循環(huán)

復(fù)雜的控制系統(tǒng)不僅i／o點(diǎn)數(shù)多，功能表圖也相當(dāng)復(fù)雜，除包括前面介紹的功能表圖的基本結(jié)構(gòu)外，還包括跳步與循環(huán)控制，而且系統(tǒng)往往還要求設(shè)置多種工作方式，如手動(dòng)和自動(dòng)（包括連續(xù)、單周期、單步等）工作方式。手動(dòng)程序比較簡(jiǎn)單，一般用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)一般用順序控制設(shè)計(jì)法。

1．跳步

如圖1所示用狀態(tài)器來(lái)代表各步，當(dāng)步s31是活動(dòng)步，并且x5變?yōu)椤?”時(shí)，將跳過(guò)步s32，由步s31進(jìn)展到步s33。這種跳步與s31s32s33等組成的“主序列”中有向連線的方向相同，稱為正向跳步。當(dāng)步s34是活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件時(shí)，將從步s34返回到步s33，這種跳步與“主序列”中有向連線的方向相反，稱為逆向跳步。顯然，跳步屬于選擇序列的一種特殊情況。

圖1含有跳步和循環(huán)的功能表圖

2．循環(huán)

在設(shè)計(jì)梯形圖程序時(shí)，經(jīng)常遇到一些需要多次重復(fù)的操作，如果一次一次地編程，顯然是非常繁瑣的。我們常常采用循環(huán)的方式來(lái)設(shè)計(jì)功能表圖和梯形圖，如圖1所示，假設(shè)要求重復(fù)執(zhí)行10次由步s33和步s34組成的工藝過(guò)程，用c0控制循環(huán)次數(shù)，它的設(shè)定值等于循環(huán)次數(shù)10。每執(zhí)行一次循環(huán)，在步s34中使c0的當(dāng)前值減1，這一操作是將s34的常開(kāi)觸點(diǎn)接在c0的計(jì)數(shù)脈沖輸入端來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)步s34變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)，s34的常開(kāi)觸點(diǎn)由斷開(kāi)變?yōu)榻油?，使c0的當(dāng)前值減1。每次執(zhí)行循環(huán)的最后一步，都根據(jù)c0的當(dāng)前值是否為零來(lái)判別是否應(yīng)結(jié)束循環(huán)，圖中用步s34之后選擇序列的分支來(lái)實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)x4為“1”，如果循環(huán)未結(jié)束，c0的常閉觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換條件滿足并返回步s33；當(dāng)c0的當(dāng)前值減為0，其常開(kāi)觸點(diǎn)接通，轉(zhuǎn)換條件滿足，將由步s34進(jìn)展到步s35。

在循環(huán)程序執(zhí)行之前或執(zhí)行完后，應(yīng)將控制循環(huán)的計(jì)數(shù)器復(fù)位，才能保證下次循環(huán)時(shí)循環(huán)計(jì)數(shù)。復(fù)位操作應(yīng)放在循環(huán)之外，圖1中計(jì)數(shù)器復(fù)位在步s0和步s25顯然比較方便。

二、選擇序列和并行序列的編程

循環(huán)和跳步都屬于選擇序列的特殊情況。對(duì)選擇序列和并行序列編程的關(guān)鍵在于對(duì)它們的分支和合并的處理，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則是設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)梯形圖的基本準(zhǔn)則。與單序列不同的是，在選擇序列和并行序列的分支、合并處，某一步或某一轉(zhuǎn)換可能有幾個(gè)前級(jí)步或幾個(gè)后續(xù)步，在編程時(shí)應(yīng)注意這個(gè)問(wèn)題。

1．選擇序列的編程

（1）使用stl指令的編程

如圖2所示，步s0之后有一個(gè)選擇序列的分支，當(dāng)步s0是活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件x0為“1”時(shí)，將執(zhí)行左邊的序列，如果轉(zhuǎn)換條件x3為“1”狀態(tài)，將執(zhí)行右邊的序列。步s32之前有一個(gè)由兩條支路組成的選擇序列的合并，當(dāng)s31為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件x1得到滿足，或者s33為活動(dòng)步，轉(zhuǎn)換條件x4得到滿足，都將使步s32變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)系統(tǒng)程序使原來(lái)的活動(dòng)步變?yōu)椴换顒?dòng)步。

圖2選擇序列的功能表圖一

如圖3所示為對(duì)圖2采用stl指令編寫(xiě)的梯形圖，對(duì)于選擇序列的分支，步s0之后的轉(zhuǎn)換條件為x0和x3，可能分別進(jìn)展到步s31和s33，所以在s0的stl觸點(diǎn)開(kāi)始的電路塊中，有分別由x0和x3作為置位條件的兩條支路。對(duì)于選擇序列的合并，由s31和s33的stl觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中的轉(zhuǎn)換目標(biāo)均為s32。

圖3選擇序列的梯形圖一

在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，其實(shí)沒(méi)有必要特別留意選擇序列的如何處理，只要正確地確定每一步的轉(zhuǎn)換條件和轉(zhuǎn)換目標(biāo)即可。

（2）使用通用指令的編程

如圖5所示對(duì)圖4功能表圖使用通用指令編寫(xiě)的梯形圖，對(duì)于選擇序列的分支，當(dāng)后續(xù)步m301或m303變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)，都應(yīng)使m300變?yōu)椴换顒?dòng)步，所以應(yīng)將m301和m303的常閉觸點(diǎn)與m300線圈串聯(lián)。對(duì)于選擇序列的合并，當(dāng)步m301為活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件x1滿足，或者步m303為活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件x4滿足，步m302都應(yīng)變?yōu)榛顒?dòng)步，m302的起動(dòng)條件應(yīng)為：，對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電路由兩條并聯(lián)支路組成，每條支路分別由m301、x1和m303、x4的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)而成。

圖4選擇序列功能表圖二

圖5選擇序列的梯形圖二

（3）以轉(zhuǎn)換為中心的編程

如圖6所示是對(duì)圖4采用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法設(shè)計(jì)的梯形圖。用仿stl指令的編程方式來(lái)設(shè)計(jì)選擇序列的梯形圖，請(qǐng)讀者自己編寫(xiě)。

圖6選擇序列的梯形圖三

2．并行序列的編程

（1）使用stl指令的編程

如圖7所示為包含并行序列的功能表圖，由s31、s32和s34、s35組成的兩個(gè)序列是并行工作的，設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)應(yīng)保證這兩個(gè)序列同時(shí)開(kāi)始和同時(shí)結(jié)束，即兩個(gè)序列的第一步s31和s34應(yīng)同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，兩個(gè)序列的最后一步s32和s35應(yīng)同時(shí)變?yōu)椴换顒?dòng)步。并行序列的分支的處理是很簡(jiǎn)單的，當(dāng)步s0是活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件x0＝1，步s31和s34同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，兩個(gè)序列開(kāi)始同時(shí)工作。當(dāng)兩個(gè)前級(jí)步s32和s35均為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件滿足，將實(shí)現(xiàn)并行序列的合并，即轉(zhuǎn)換的后續(xù)步s33變?yōu)榛顒?dòng)步，轉(zhuǎn)換的前級(jí)步s32和s35同時(shí)變?yōu)椴换顒?dòng)步。

圖7并行序列的功能表圖

如圖8所示是對(duì)圖7功能表圖采用stl指令編寫(xiě)的梯形圖。對(duì)于并行序列的分支，當(dāng)s0的stl觸點(diǎn)和x0的常開(kāi)觸點(diǎn)均接通時(shí)，s31和s34被同時(shí)置位，系統(tǒng)程序?qū)⑶凹?jí)步s0變?yōu)椴换顒?dòng)步；對(duì)于并行序列的合并，用s32、s35的stl觸點(diǎn)和x2的常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路使s33置位。在圖8中，s32和s35的stl觸點(diǎn)出現(xiàn)了兩次，如果不涉及并行序列的合并，同一狀態(tài)器的stl觸點(diǎn)只能在梯形圖中使用一次，當(dāng)梯形圖中再次使用該狀態(tài)器時(shí)，只能使用該狀態(tài)器的一般的常開(kāi)觸點(diǎn)和ld指令。另外，fx系列規(guī)定串聯(lián)的stl觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)不能超過(guò)8個(gè)，換句話說(shuō)，一個(gè)并行序列中的序列數(shù)不能超過(guò)8個(gè)。

圖8并行序列的梯形圖

（2）使用通用指令的編程

如圖9所示的功能表圖包含了跳步、循環(huán)、選擇序列和并行序列等基本環(huán)節(jié)。

圖9復(fù)雜的功能表圖

如圖10所示是對(duì)圖9的功能表圖采用通用指令編寫(xiě)的梯形圖。步m301之前有一個(gè)選擇序列的合并，有兩個(gè)前級(jí)步m300和m313，m301的起動(dòng)電路由兩條串聯(lián)支路并聯(lián)而成。m313與m301之間的轉(zhuǎn)換條件為，相應(yīng)的起動(dòng)電路的邏輯表達(dá)式為，該串聯(lián)支路由m313、x13的常開(kāi)觸點(diǎn)和c0的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)而成，另一條起動(dòng)電路則由m300和x0的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)而成。步m301之后有一個(gè)并行序列的分支，當(dāng)步m301是活動(dòng)步，并且滿足轉(zhuǎn)換條件x1，步m302與步m306應(yīng)同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步，這是用m301和xl的常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路分別作為m302和m306的起動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與此同時(shí)，步m301應(yīng)變?yōu)椴换顒?dòng)步。步m302和m306是同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步的，因此只需要將m302的常閉觸點(diǎn)與m301的線圈串聯(lián)就行了。

圖10使用通用指令編寫(xiě)的梯形圖

步m313之前有一個(gè)并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是所有的前級(jí)步(即步m305和m311)都是活動(dòng)步和轉(zhuǎn)換條件x12滿足。由此可知，應(yīng)將m305，m311和x12的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制m313的起動(dòng)電路。m313的后續(xù)步為步m314和m301，m313的停止電路由m314和m301的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)而成。

編程時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）不允許出現(xiàn)雙線圈現(xiàn)象。

2）當(dāng)m314變?yōu)椤?”狀態(tài)后，c0被復(fù)位（見(jiàn)圖10），其常閉觸點(diǎn)閉合。下一次掃描開(kāi)始時(shí)m313仍為“1”狀態(tài)（因?yàn)樵谔菪螆D中m313的控制電路放在m314的上面），使m301的控制電路中最上面的一條起動(dòng)電路接通，m301的線圈被錯(cuò)誤地接通，出現(xiàn)了m314和m301同時(shí)為“1”狀態(tài)的異常情況。為了解決這一問(wèn)題，將m314的常閉觸點(diǎn)與m301的線圈串聯(lián)。

3）如果在功能表圖中僅有由兩步組成的小閉環(huán)，如圖11a所示，則相應(yīng)的輔助的線圈將不能“通電”。例如在m202和x2均為“1”狀態(tài)時(shí)，m203的起動(dòng)電路接通，但是這時(shí)與它串聯(lián)的m202的常閉觸點(diǎn)卻是斷開(kāi)的，因此m203的線圈將不能“通電”。出現(xiàn)上述問(wèn)題的根本原因是步m202既是步m203的前級(jí)步，又是它的后序步。如圖11b所示在小閉環(huán)中增設(shè)一步就可以解決這一問(wèn)題，這一步只起延時(shí)作用，延時(shí)時(shí)間可以取得很短，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行不會(huì)有什么影響。

圖11僅有兩步的小閉環(huán)的處理

（3）使用以轉(zhuǎn)換為中心的編程

與選擇序列的編程基本相同，只是要注意并行序列分支與合并處的處理。

（4）使用仿stl指令的編程

如圖12所示是對(duì)圖9功能表圖采用仿stl指令編寫(xiě)的梯形圖。在編程時(shí)用接在左側(cè)母線上與各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)，分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)并聯(lián)電路塊。這個(gè)并聯(lián)電路塊的功能如下：驅(qū)動(dòng)只在該步為“1”狀態(tài)的負(fù)載的線圈；將該步所有的前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位；指明該步之后的一個(gè)轉(zhuǎn)換條件和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換目標(biāo)。以m301的常開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)始的電路塊為例，當(dāng)m301為“1”狀態(tài)時(shí)，僅在該步為“1”狀態(tài)的負(fù)載y0被驅(qū)動(dòng)，前級(jí)步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器m300和m313被復(fù)位。當(dāng)該步之后的轉(zhuǎn)換條件x1為“1”狀態(tài)時(shí)，后續(xù)步對(duì)應(yīng)的m302和m306被置位。

圖12采用仿stl指令編寫(xiě)的梯形圖

如果某步之后有多個(gè)轉(zhuǎn)換條件，可將它們分開(kāi)處理，例如步m302之后有兩個(gè)轉(zhuǎn)換，其中轉(zhuǎn)換條件t0對(duì)應(yīng)的串聯(lián)電路放在電路塊內(nèi)，接在左側(cè)母線上的m302的另一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)和轉(zhuǎn)換條件x2的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，作為m305置位的條件。某一負(fù)載如果在不同的步為“1”狀態(tài)，它的線圈不能放在各對(duì)應(yīng)步的電路塊內(nèi)，而應(yīng)該用相應(yīng)輔助繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)的并聯(lián)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)它。