(1)分析控制要求，將控制過程分成若干個(gè)工作步，明確各步的功能，弄清分支的結(jié)構(gòu)（如單序列、選擇序列、并行序列），確定各步的轉(zhuǎn)換條件，將控制要求用功能圖表示出來。

    (2)確定所需的I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC機(jī)型，進(jìn)行I/O分配。

    (3)給每個(gè)步分配一個(gè)控制位。對(duì)于S7-200系列PLC，可以選擇順序控制繼電器S、內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)器M的位。

    (4)根據(jù)順序功能圖，設(shè)計(jì)出梯形圖程序，最后根據(jù)某些特殊要求，添加部分控制程序。

    【例7-6】完成圖7-20所示的某組合機(jī)床動(dòng)力頭進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制程序設(shè)計(jì)。

    (1)程序設(shè)計(jì)過程：

    ①繪制順序功能圖，如圖7-21所示。

    ②進(jìn)行I/O分配，見表7-9。根據(jù)輸入需要4點(diǎn)，輸出需要3點(diǎn)，可以選擇S7 CPU221 AC/DC/繼電器型PLC。

    ③給每步分配輔助繼電器。初始步的輔助繼電器為M0.0，第1步的輔助繼電器為M0.1，第2步的輔助繼電器為M0.2，第3步的輔助繼電器為M0.3。

    表7-9    動(dòng)力頭控制系統(tǒng)的I/O分配表

    ④根據(jù)順序功能圖，畫出梯形圖，如圖7-26所示。

    圖7-26    動(dòng)力頭控制的梯形圖

    (2)梯形圖工作過程分析：

    ①初始步動(dòng)力頭在原位等待，系統(tǒng)上電時(shí)激活初始步，輔助繼電器M0.1～M0.3均不得電。

    ②第1步是系統(tǒng)快進(jìn)步。在初始步M0.0激活的情況下，按啟動(dòng)按鈕后，該步就成為活動(dòng)步。

    ③第2步是系統(tǒng)工進(jìn)步。在第1步正在執(zhí)行（M0.1為“ON”）的條件下，壓下限位開關(guān)SQ1，該步變成活動(dòng)步。

    ④第3步是系統(tǒng)快退步。在第2步正在執(zhí)行(M0.2為“ON”)的條件下，壓下限位開關(guān)SQ2，該步變成活動(dòng)步。該步的關(guān)斷條件為退回原位，壓下SQ3。該步為系統(tǒng)最后一步，當(dāng)關(guān)斷條件滿足時(shí)，回到初始狀態(tài)。

    在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中．無論是自動(dòng)化單機(jī)還是組合機(jī)床以及自動(dòng)化生產(chǎn)線，經(jīng)常要用到機(jī)械手，以完成工件的取放。對(duì)于片狀材料，所謂“手”，既可以是真空吸盤，也可以是電磁鐵；對(duì)于棒形等材料，“手”既可以是夾鉗，也可以是夾具。對(duì)機(jī)械手的控制主要是位置識(shí)別、運(yùn)動(dòng)方向控制以及對(duì)物料是否存在的判別。

    圖7-27    機(jī)械手控制圖

    【例7-7】某機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和工作過程如圖7-27所示。它的任務(wù)是將A工作臺(tái)的工件搬運(yùn)到B工作臺(tái)上。機(jī)械手是由能提供上下、左右運(yùn)動(dòng)的機(jī)械組成，上下與左右運(yùn)動(dòng)分別由雙線圈兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來實(shí)現(xiàn)。一旦某個(gè)方向電磁閥得電，機(jī)械手沿相應(yīng)方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)該方向電磁閥失電，機(jī)械手保持當(dāng)前位置直至另一方向電磁閥得電為止。放松／夾緊是由一個(gè)單線圈兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)線圈得電時(shí)即為夾緊，失電時(shí)即為放松。由于夾緊操作中不使用限位開關(guān)，因此，當(dāng)夾緊電磁閥得電后，就啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)，持續(xù)一定時(shí)間即認(rèn)定為已經(jīng)夾緊。同樣，放松操作也是由定時(shí)器控制實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)要求完成PLC用于機(jī)械手控制的程序設(shè)計(jì)。機(jī)械手的工作過程如下：

    (1)機(jī)械手位于初始位置（壓合SQ2、SQ4）時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB，下降電磁閥YV1得電，機(jī)械手下降直至壓合SQ1為止。

    (2)夾緊電磁閥YV2得電，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，2.3s后工件夾緊。

    (3)上升電磁閥YV3得電，機(jī)械手抓起工件上升，直至壓合SQ2為止。

    (4)機(jī)械手右移電磁閥YV4得電，機(jī)械手右移直至壓合SQ3。

    (5)YV1得電，機(jī)械手下降直至壓合SQ1。

    (6)夾緊電磁閥YV2失電，放工件到B臺(tái)，2s后認(rèn)定已放松。

    (7)YV3得電，機(jī)械手上升，直至壓合SQ2。

    (8)機(jī)械手向左電磁閥YV5得電，機(jī)械手左移，直至壓合SQ4，機(jī)械手回到原點(diǎn)，完成一個(gè)循環(huán)。

    下面根據(jù)上述要求設(shè)計(jì)機(jī)械手控制的PLC程序。

    (1)根據(jù)控制要求，畫出順序功能圖，如圖7-28所示，控制過程為單一順序過程。

    (2)進(jìn)行I/O分配，如表7-10所示。根據(jù)輸入5點(diǎn)、輸出5點(diǎn)，選擇S7 CPU222 AC/DC/繼電器型。

    (3)根據(jù)順序功能圖，畫出梯形圖，如圖7-29所示。

    圖7-28    機(jī)械手控制順序功能圖

    圖7-29    機(jī)械手控制梯形圖程序

    表7-10    機(jī)械手控制的I/O分配