根据控制工艺要求，结合I/O定义表，用梯形图或语句表编制程序。当控制工艺比较复杂时，可绘制顺序功能图SFC或状态转换图，以帮助程序设计。控制程序的设计也可以采用块化结构的思想，逐个模块编程、调试，最后构成完整的控制程序，但应注意各模块之间的关联。
图6-5 大小球分选系统顺序功能图
1．初始化程序
FX系列PLC的状态初始化指令IST（Initial State）的功能指令编号为FNC60，它与STL指令一起使用，专门用来设置具有多种工作方式的控制系统的初始状态和设置有关的特殊辅助继电器的状态，可以大大简化复杂的顺序控制程序的设计工作。IST指令只能使用一次，它应放在程序开始的地方，被它控制的STL电路应放在它的后面。
机械手控制系统的顺序功能图如图4-5所示。该系统的初始化程序用来设置初始状态和原点位置条件。IST指令中的S20和S30用来指定在自动操作中用到的最低和最高的状态继电器的元件号，IST中上午源操作数可取X，Y和M，IST指令的源操作数X10用来指定与工作方式有关的输入继电器的首元件，它实际上指定从X10开始的8个输入继电器具有以
下的意义：
X10：手动 X11：回原点 X12：单步运行
X13单周期运行（半自动） X14连续运行（全自动） X15：回原点起动 X16：自动操作起动 X17：停止
X10~X14中同时只能有一个处于接通状态，必须使用选择开关，以保证这5个输入中不可能有两个同时为ON。
IST指令的执行条件满足时，状态继电器S0~S2和下列的特殊辅助继电器被自动指定为以下功能，以后即使IST指令的执行条件变为OFF，这些元件的功能仍保持不变：
M8040：禁止转换 M8041：转换起动 M8042：起动脉冲 M8043：回原点完成 M8044：原点条件
M8047：STL监控有效
S0：手动操作初始状态继电器 S1：回原点初始状态继电器 S2：自动操作初始继电器
如果改变了当前选择的工作方式，在“回原点方式”标志M8043变为ON之前，所有的输出继电器将变为OFF。
2．手动程序
手动操作时用X20-X25对应的6个按纽控制钢球的吸合和释放、机械手的升降左行和右行。为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的连锁，例如上升与下降之间、左行与右行之间的互锁，以防止功能相反的两个输出继电器同时为ON上下左右极限开关X1,X3-X5的常闭触点分别与控制机械手移动的Y0-Y3的线圈串联，以防止因机械手运行超限出现的事故。
3．自动返回原点程序
自动返回原点当原点条件满足时，特殊辅助继电器M8044（原点条件）为ON。
自动返回原点结束后，用SET指令将M8043（回原点完成）置为ON，并用RST指令将回原点顺序功能图中的最后一步S12复位，返回原点的顺序功能图中的步应使用S10~S19。
4．自动程序
用STL指令设计的自动程序的顺序功能图6-5所示，特殊辅助继电器M8041（转换起动）和M8044（原点条件）是从自动程序的初始步S2转换到下步S20的转换条件。
使用IST指令后，系统的手动、自动、单周期、单步、连续的回原点这几种工作方式的切换是系统程序自动完成的，但是必须按照前述的规定，安排IST指令中指定的控制工作方式用的输入继电器X10~X17的元件号顺序。
工作方式的切换是通过特殊辅助继电器M8040~M8042实现的，IST指令自动驱动M8040~M8042
5．IST指令用于工作方式选择的输入继电器元件号的处理
IST指令可以使用元件号不连续输入继电器，也可以只使用前述的部分工作方式。特殊辅助继电器M8000在RUN（运行）状态时为ON，其常闭触点一直处于断开状态。当只有回原点和连续两种工作方式，其余的工作方式是被禁止的，“起动”与“回原点起动”功能合用一个按钮X32。
6．由IST指令自动控制的特殊辅助继电器
(1) 禁止状态转换标志M8040：其线圈“通电”时，禁止所有的状态转换。 手动工作方式时它一直为ON，即禁止在手动时步的活动状态的转换。
图6-6 大小球分选控制系统梯形图
在回原点和单周期工作方式，从按下停止按钮到按下起动按钮之间M8040起作用。如果在运行过程中按下停止按钮，M8040变为ON并自保持，转换被禁止。在完成当前步的工作后，停止当前步。按下起动按钮后，M8040变为OFF，允许转换，系统才能转换。在连续完成剩下的工作。
在单步工作方式，M8040一直起作用，只是在按了起动按钮时不起作用，允许转换。
在连续工作方式，STOP→RUN时，初始化脉冲M8002 ON一个扫描周期，M8040变为ON并自保持，禁止转换；按起动按钮后M8040变为OFF，允许转换。
(2) 态转换起动标志M8041：它是自动程序中的初始步S2到下一步的转换条件之一。它在手动和自动返回原点方式时不起作用。在单步和单周期工作方式只是在按起动按钮时起作用（无保持功能）。在连续工作方式起动按钮时M8041变为ON并自保持，按停止按钮后变为OFF，保证了系统的连续运行。
(3) 起动脉冲标志M8042：在非手动工作方式按钮和回原点起动按钮，它 ON一个扫描周期。
7．由用户程序控制的特殊辅助继电器
回原点完成标志M8043：在回原点方式，系统自动返回原点时，通过用户程序用SET指令将它位置。
原点条件标志M8044：在系统满足初始条件（或称原点条件）时为ON。
STL监控有效标志M8047：其线圈“通电”时，当前的活动步对应的状态继电器的元件按从大到小的顺序排列，存放在特殊数据寄存器D8040~D8047中，由此可以监控8点活动步对应的状态继电器的元件号。此外，若有任何一个状态继电器为ON，特殊辅助继电器M8046将为ON。
任务2 机械手PLC分拣控制系统硬件的安装与接线
（一）实训设备和元器件
1．FX2N—64MR主机，1台； 2．FX-20P编程器，1台； 3．微机及SC-09电缆，1套；
4．大小球分选的PLC控制系统电气柜，1套； 5．导线，若干。
（二）硬件的安装与接线
1．硬件的安装。硬件安装中应布局合理，一、二次线分离，信号线与动力线分离，注意整齐牢固，PLC使用DIN导轨安装，MM420通用变频器用螺丝固定在实训电路板上。
2．接线。按图5-2接线，主电路线应采用1.5~2.5mm2以上单芯粗线，信号灯线应采用1.0~1.5mm2以上单芯粗线（或软线加线头），剥头后直接连接，信号线及二次线用0.5mm2多股电线连接，剥头后应配接φ3.5mmU形端子，用专用压线钳压接。相应引出线应从端子排引出，接线要牢固可靠。应将所有导线两端套上线号作为标记，便于查找接线错误和日后的改造与维护。
任务3 机械手PLC分拣控制系统程序调试
系统调试首先要验证I/O连接是否正确，通常可通过指示灯观察输入点的连接情况，通过设定或简单的测试程序观察输出点的连接情况，然后按梯形图6-6装入控制程序，检查程序的实验运行效果。
三、实训报告与考核要求
（一）实训报告要求
1．归纳整理本次实训的全部资料，包括画出大小球分选系统的状态转移图、I/O接线图、梯形图和指令表。
2．记录实训过程步骤及观察结果。 3．小结本次实训的体会与收获。 （二）考核要求
1．按工艺要求画出大小球分选系统的状态转移图（15分）； 2．画出主电路图和PLC的I/O接线图（15分）； 3．画出梯形图、写出指令表（15分）；
4．连接电路：主电路和输出电路用硬线配线，输入电路用软线配线（20分）；
5．PLC主机、编程器连接及通电、程序写入操作：用编程器FX-20P或FX-10P输入程序（10分）；
6．程序的运行与调试（15分）。 7．回答问题（10分）。 8．考核时间：120分钟。