教學目的
了解梯形圖程式的經驗設計法及其侷限性
了解根據繼電器電路圖設計梯形圖程式的基本方法
熟悉梯形圖程式的順序控制系統程式設計方法
掌握順序控制設計法中順序功能圖的繪製
4.1 plc的經驗設計法
數字量控制系統又稱為開關量控制系統，繼電器控制系統就是典型的數字量控制系統。這種控制系統的電路設計採用傳統的經驗設計法。
經驗設計法：在一些典型電路的基礎上，根據被控物件對控制系統的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時需要多次反覆地除錯和修改梯形圖，增加一些中間程式設計元件和觸點，最後才能得到乙個滿意的結果。
本質：實際上是試圖用輸入訊號x直接控制輸出訊號y，如果無法控制或為了解決記憶、聯鎖、互鎖等功能，只好被動地增加一些輔助元件和輔助觸點，由於各系統輸出量y與輸入量x之間的關係和對聯鎖、互鎖的要求千變萬化，不可能找出一種簡單通用的設計方法。
特點：設計方法沒有普遍規律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最後的結果不是唯一的，設計所用的時間、設計質量與設計者的經驗有很大關係，設計出的程式可讀性差，可維護性差。
適用場合：可用於較簡單的梯形圖程式和隨機控制系統程式設計。
4.1.1 有記憶功能的電路（起保停電路）
4.1.2 定時器應用電路
【例：4－1】定時器延時接通/延時斷開電路
【例4－2】用計數器設計長延時電路**0.4 1min時鐘脈衝
ld **0.4
ld i0.1
ctu c2,30000
ld c2
= q0.0
【例4－3】用計數器擴充套件定時器的定時範圍3000s=50min定時
ld i0.2
an t37
ton t37,30000
ld t37
ldn i0.2
ctu c4,12000
ld c4
= q0.0
【例4－4】用定時器設計閃爍電路
ld i0.0
an t38
ton t37,20
ld t37
ton t38,30
= q0.0
4.2 根據繼電器電路設計梯形圖的方法
繼電器控制系統改為plc自動控制概述
plc中的梯形圖語言與繼電器控制電路圖極為相似，可以根據繼電器電路圖來設計梯形圖程式，從而用plc改造繼電器控制系統。
由於原有的繼電器控制系統經過長期的使用和考驗，已經證明能完成系統要求的控制功能，而繼電器電路圖又與梯形圖有很多相似之處，因此可以將繼電器電路「翻譯」成梯形圖，即用plc的外部硬體接線圖和梯形圖程式來實現繼電器系統的功能。且這種設計方法一般不需要改動控制面板，保持了系統原有的外部特性，操作人員不用改變長期形成的操作習慣。
4.2.1 系統改造的基本方法
將plc看成是繼電器控制系統中的控制櫃，原繼電器控制系統中控制櫃的輸入、輸出訊號即看成是plc的i/o訊號，櫃內的中間繼電器、時間繼電器、計數器等物理元器件即看成是plc內部的程式設計元件。在此基礎上即可對繼電器控制電路進行梯形圖程式的改造。
將繼電器電路轉換成功能相同的plc外部接線圖和梯形圖的步驟為：
1）了解和熟悉被控裝置的工藝過程和機械動作情況，根據繼電器電路圖分析和掌握控制系統的工作原理，做到在設計和除錯控制系統時心中有數。
2）確定plc的輸入訊號和輸出負載，以及與它對應的梯形圖中的i/o位址，畫出plc的外部接線圖。
3）確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應的梯形圖中的位儲存器（m）和定時器(t)位址，建立繼電器電路中的物理元件與梯形圖中程式設計元件的位址間的對應關係。
4）根據上述對應關係畫出梯形圖，同時對圖中不符合梯形圖語法規則的程式結構作區域性修改和除錯。
4.2.2 系統改造中的注意事項
梯形圖和繼電器電路圖表面相似，實際上有本質區別。繼電器電路是硬體電路，而梯形圖是軟體程式。
改造中應注意如下問題：
1.應遵守梯形圖語言中的語法規定。
2.設定中間單元：若多個線圈都受某組串並聯觸點的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可以設定用該電路控制的位儲存器（類似繼電器電路的中間繼電器）。
3.儘量減少plc的輸入訊號和輸出訊號，減少plc的i/o點數，降低費用。
4.設立外部聯鎖電路，增強系統的安全性和可靠性。
5.對梯形圖進行優化設計，在串聯電路中將單個觸點放在右邊，在併聯電路中將單個觸點放在下邊，以避免電路的塊連線操作，從而減少程式指令條數。
6.關注外部負載的額定工作電壓要求，選用plc輸出模組的輸出型別需與之匹配。
4.3 順序控制設計法與順序功能圖
4.3.1 順序控制設計法
用經驗設計法設計梯形圖程式存在的問題：
經驗設計法沒有一套固定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對於不同的控制系統，沒有一種通用的容易掌握的設計方法。
在設計複雜系統的梯形圖時，用大量的中間元件來完成記憶、聯鎖和互鎖等功能，由於需要考慮的因素較多，它們往往又交織在引起，分析起來十分困難，並且容易遺漏一些應該考慮的問題。修改某一區域性電路時，很可能會「牽一髮而動全身」，對系統的其它部分產生意想不到的影響，因此梯形圖的修改十分麻煩，往往花了很長時間還得不到乙個滿意的結果。
用經驗設計法設計出的梯形圖程式往往很難閱讀，給系統的維修和改進帶來了很大困難。
順序控制：就是按照生產工藝預先規定的順序，在各個輸入訊號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，在生產過程中各個執行機構自動地有秩序地進行操作。
順序控制系統的特點：有很強的時序性，即先做什麼，後做什麼，前面的工作沒做完，則不能做後面的工作，其中有很多聯鎖、互鎖等邏輯關係。若採用傳統的經驗設計法來設計使用者程式，一般是比較困難的。
順序控制設計法設計過程：首先根據被控系統的工藝過程，畫出順序功能圖，然後根據順序功能圖設計出梯形圖程式。有的plc為使用者提供了順序功能圖語言，在程式設計軟體中生成順序功能圖便完成了程式設計工作，程式設計軟體會自動生成對應的梯形圖程式。
順序控制設計法的優點：這是一種先進的設計方法，設計過程規律性強，容易接受和掌握，可以極大地提高設計效率，是順序控制的生產現場設計plc梯形圖程式的主要方法，它用輸入量x控制代表各步的程式設計元件（如輔助繼電器m）,再用它們控制輸出量y，設計出的程式可讀性強，程式的除錯、修改和維護方便，要重點學習和掌握。
順序控制設計法的基礎是系統的順序功能圖的繪製。
順序功能圖(seguential function chart)是描述控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計plc順序控制程式的有力工具。
順序功能圖並不涉及所描述的控制功能的具體技術，它是一種通用的技術語言，可以供進一步設計和不同專業人員之間進行技術交流之用。
4.3.2 順序功能圖中的步與動作
1.步的基本概念及工步劃分的基本方法
可以將被控系統的乙個工作週期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步，並用程式設計元件（如位儲存器m和順序控制繼電器s）來代表各步。
根據輸出量的狀態變化來劃分步：在任何一步之內，各輸出量的接通/斷開狀態不變，但相鄰兩步輸出量總的狀態不相同。
然後確定步與步之間的轉換條件，若上一步為活動步，且由上一步到當前步的轉換條件成立，則發生步的活動狀態的進展，當前步變為活動步，上一步變為靜步。各步相應的輸出即命令或動作，噹步處於活動狀態時，相應的動作被執行；處於不活動步時，相應的動作被停止。
順序控制設計法用轉換條件控制代表各步的程式設計元件，讓它們的狀態按一定的順序變化，然後用代表各步的程式設計元件去控制plc的各輸出位。
2.初始步
每個順序功能圖至少要有乙個初始步，對應於等待起動命令時的相對靜止狀態，用雙線方框表示。這一步可能沒有什麼輸出處於接通狀態，但這一步是必不可少的。一方面因為該步與它的相鄰步相比，輸出變數總的狀態各不相同，另一方面如果沒有該步，系統將無法表示其初始狀態，系統也將無法返回停止狀態。
3與步對應的動作和命令
施控系統：控制裝置(如plc、工控計算機等)，發出控制命令；
被控系統：生產裝置(如工具機、輸送帶、鍋爐等)接收控制命令，
完成相應動作，實現生產過程。
在順序功能圖中，稱呼命令或動作均可。
同一步中的命令或動作排列位置之間沒有任何先後順序。
還可通過使用動作修飾詞來完成各步中的命令或動作（見表4－1）。
4.活動步
當系統正處在某一步所在的階段時，該步處於活動狀態，稱該步為「活動步」。步處於活動狀態時，相應的動作被執行；處於不活動狀態時，相應的非儲存型動作被停止執行。
4.3.3 順序功能圖中的有向連線與轉換條件
1.有向連線
在順序功能圖中，隨著時間的推移和轉換條件的實現，將會發生步的活動狀態的進展，這種進展按有向連線規定的路線和方向進行。在順序功能圖中，將代表各步的方框按它們成為活動步的順序排列，並用有向連線將它們連線起來。步的活動狀態習慣的進展方向是從上到下或從左到右，在這兩個方向有向連線的箭頭可以省略。
如果不是上述方向，應在有向連線上用箭頭標出進展方向。若圖中有向連線必須中斷，應在中斷處標出後續步序和所在頁數。
2.轉換
轉換用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，轉換將相鄰兩步隔開。步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成的，並與控制過程的發展相對應。
3.轉換條件
使系統由當前步進入下一步的訊號稱為轉換條件。
轉換條件可以是外部輸入訊號，如按鈕、開關等的接通/斷開等；
也可以是plc內部產生的訊號，如定時器、計數器觸點的接通/斷開等；
還可以是若干個訊號的與、或、非等的邏輯組合。
順序功能圖中轉換條件的表示方法：可以用文字語言、圖形符號和布林代數來表示在代表轉換的短劃線旁，多使用布林代數表示式。
初始化脈衝（**0.1）的使用：
在順序功能圖中，只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。如果用沒有斷電保持功能的程式設計元件代表各步，plc接入run工作方式時，工步均處於off狀態，系統將無法啟動並工作。所以順序功能圖中必須使用初始化脈衝**0.
1的常開觸點作為轉換條件，將初始步預置為活動步，系統才能正常啟動並進入相應工作狀態。
4.3.4 順序功能圖的基本結構
1.單系列
第四章計畫與控制
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作業系統第四章
9.採用首次適應演算法 記憶體時，可能出現3種情況。1 當 區與插入點的前乙個空閒分割槽f1相鄰接，此時應將 區與插入點的前一分割槽合併，不必為 分割槽分配新表項，而只需要修改前一分割槽f1的大小。2 分割槽與後一空閒分割槽f2相鄰接，合併兩區，首址使用 區的首址，大小為兩者之和。3 前後都有分割槽...
數字電子技術第四章複習卷
1.數位電路按邏輯功能的不同特點可分為兩大類，即 和 2.將2004個 1 異或起來得到的結果是 3.不僅考慮兩個相加，而且還考慮來自相加的運算電路，稱為全加器。4.使用3線 8線解碼器74hc138時，若要使其處於工作狀態，則對s1，s2 s3 有何要求 5.邏輯變數的取值，比0大 6.由於組合邏...