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西門(mén)子ET200SP總線適配器 6ES71936AF000AA0
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西門(mén)子ET200SP總線適配器 6ES71936AF000AA0
Area of application
SIMATIC S7-1500 是一個(gè)模塊化控制系統(tǒng),適用于離散自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的各種自動(dòng)化應(yīng)用。
模塊化、無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)、易于實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成為中、低端應(yīng)用中各種不同任務(wù)的經(jīng)濟(jì)、用戶友好的解決方案。
SIMATIC S7-1500 的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
• 特殊機(jī)械
• 紡織機(jī)械
• 包裝機(jī)械
• 通用機(jī)械工程
• 控制器制造
• 機(jī)床制造
• 安裝系統(tǒng)
• 電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
• 汽車(chē)
• 水/污水
• 食品與飲料
提供了具有不同性能水平的多種 CPU 以及一個(gè)包含許多便利功能的全面模塊系列。故障安全 CPU 便于在故障安全應(yīng)用中使用。由于具有模塊化的設(shè)計(jì),用戶可以?xún)H采用其應(yīng)用所需的模塊。任務(wù)擴(kuò)展時(shí),可通過(guò)使用附加模塊隨時(shí)對(duì)控制器進(jìn)行升級(jí)。
SIMATIC S7-1500 具有較高的電磁兼容性、抗沖擊性及抗振性,工業(yè)強(qiáng)度高,可實(shí)現(xiàn)通用。
Design
概述
S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu),可包含zui多 32 個(gè)模塊。它擁有豐富的模塊,這些模塊可進(jìn)行各種組合。S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)支持單層配置,其中的所有模塊均安裝在一個(gè) DIN 導(dǎo)軌上(請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè)以了解要求)。
系統(tǒng)包含下列組件:
- 控制器:
CPU 具有不同性能等級(jí),并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口,用于連接分布式 I/O 或用于編程設(shè)備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設(shè)備間的通信。
SIMATIC S7-1500 適合使用多種型號(hào)的 CPU:- 標(biāo)準(zhǔn) CPU(ODK 版本:能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼)
- 緊湊型 CPU 不僅配備數(shù)字型和模擬型輸入輸出,還配備計(jì)數(shù)器輸入和高速輸出,將技術(shù)功能直接集成在 CPU 上。
- 故障安全型 CPU(ODK 版本:能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼)適用于在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)程序和安全相關(guān)的程序。
- 配備諸如同步操作(利用位置同步規(guī)范進(jìn)行同步)和凸輪系統(tǒng)等擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)控制功能的技術(shù) CPU。
- 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊。
- 工藝模塊用于高速計(jì)數(shù)、位置檢測(cè)或測(cè)量等功能。
- 通信模塊和通信處理器可通過(guò)通信接口將控制器進(jìn)行擴(kuò)展
根據(jù)具體要求,也可使用下列模塊:
- 在 CPU 向背板總線的輸出對(duì)于所有連接的模塊來(lái)說(shuō)不夠充分的情況下,電源模塊 (PS) 通過(guò)背板總線為 S7-1500 模塊的內(nèi)部電路供電。
- 用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的負(fù)載電源模塊 (PM)。
- 接口模塊用于連接基于 S7-1500 的分布式 I/O。
設(shè)計(jì)
簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活,便于維護(hù)。
- 集成背板總線:
集成的背板總線;背板總線集成在模塊上。模塊通過(guò) U 形連接器相連,總線連接器插在外殼的背面。可以節(jié)省安裝時(shí)間。不久將會(huì)提供具有“無(wú)響應(yīng)熱插拔”功能的有源背板。 - 模塊組裝在 S7-1500 安裝導(dǎo)軌上:
具有各種長(zhǎng)度,包括切割至定長(zhǎng)的型號(hào)。由于具有集成式 DIN 導(dǎo)軌,可以卡裝廣泛的標(biāo)準(zhǔn)部件,如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。 - 性能可靠,接線方便:
- I/O 信號(hào)是通過(guò)統(tǒng)一的 40 針前連接器來(lái)連接的。信號(hào)模塊和前連接器之間具有機(jī)械編碼,可防止因意外的錯(cuò)誤插入而對(duì)電路造成破壞。
- 為了對(duì)前連接器進(jìn)行簡(jiǎn)單接線,可將該連接器置于“預(yù)接線位置”。在此位置上,插頭尚未與模塊電路接觸。此位置還可用于在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行改動(dòng)。用戶可借助于前蓋內(nèi)側(cè)的一個(gè)印制電纜連接圖進(jìn)行連接。
- 前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號(hào)提供。兩個(gè)型號(hào)都可以連接線芯截面積為 0.252 ~ 1.5 mm2(AWG 24 ~ AWG 16)的導(dǎo)線。
- 另外,數(shù)字量信號(hào)模塊可通過(guò) TOP Connect 進(jìn)行系統(tǒng)接線。通過(guò) TOP Connect,可以快速而清晰地連接到現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和執(zhí)行器,并可在控制柜中進(jìn)行簡(jiǎn)便接線。
- 對(duì)于模擬量模塊,可以直接在模塊上進(jìn)行屏蔽;隨模塊提供了一個(gè)屏蔽連接套件,無(wú)需工具即可進(jìn)行安裝。
- 設(shè)備特定標(biāo)簽:
標(biāo)簽條可用于 SIMATIC S7-1500 的信號(hào)模塊??墒褂脴?biāo)準(zhǔn)激光打印機(jī)來(lái)打印這些 DIN A4 標(biāo)簽紙上的標(biāo)簽??梢詮?TIA Portal 進(jìn)行自動(dòng)打印,而無(wú)需重新輸入符號(hào)或地址。通過(guò)這些標(biāo)簽條的設(shè)計(jì)形式,可為通道或診斷顯示 1:1 分配標(biāo)簽。如果前蓋打開(kāi),則診斷顯示到端子的這種 1:1 分配會(huì)保留。 - 可變和可擴(kuò)展的站配置:
- 信號(hào)模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。
- zui大配置包括帶有 31 個(gè)模塊(30 個(gè)模塊 + 1 個(gè)電源)的 CPU。在 CPU 向背板總線的輸出對(duì)于所有連接的模塊來(lái)說(shuō)不夠充分的情況下,需要由電源 (PS) 通過(guò)背板總線為 S7-1500 模塊的內(nèi)部電路供電。
- 尺寸緊湊:
SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能夠順利安裝到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安裝空間中。 - 移動(dòng)敷設(shè):
SIMATIC S7-1500 及其模塊可以垂直和水平安裝,從而可以方式安裝到可用空間內(nèi)。
I/O 模塊
以下模塊類(lèi)型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP:
- 標(biāo)準(zhǔn)和故障安全數(shù)字量輸入模塊
- 標(biāo)準(zhǔn)和故障安全數(shù)字量輸出模塊
- 數(shù)字量輸入/輸出模塊
- 模擬量輸入模塊
- 模擬 I/O 模塊
- 模擬量輸出模塊
- 包括高速 (HS) 模擬量模塊,無(wú)論激活的通道數(shù)如何,基本執(zhí)行時(shí)間都是 62.5 µs
- 用于計(jì)數(shù)和定位的工藝模塊
- 用于點(diǎn)到點(diǎn)通信和總線連接的通信模塊
提供了各種模塊等級(jí),可使用戶在其應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。模塊本身通過(guò)標(biāo)簽進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記:
- BA(基本型):簡(jiǎn)易低成本模塊,無(wú)診斷功能,沒(méi)有參數(shù)
- ST(標(biāo)準(zhǔn)型):具有與模塊或負(fù)載組相關(guān)的診斷的模塊,如果適用,帶有參數(shù);模擬量模塊:準(zhǔn)確度等級(jí) 0.3%
- HF(高性能型):具有與通道相關(guān)的診斷和參數(shù)設(shè)置的模塊;對(duì)于模擬量模塊:準(zhǔn)確度等級(jí) 0.1%,抗擾度和電流隔離程度提高
- HS(高速型):具有濾波和轉(zhuǎn)換時(shí)間的模塊適用于超高速應(yīng)用;例如 8 通道模擬量模塊,無(wú)論激活的通道數(shù)如何,基本執(zhí)行時(shí)間都是 62.5 µs。
I/O 模塊的附件:
- 標(biāo)簽紙:
可插入到 I/O 模塊中(10 張 DIN A4 標(biāo)簽紙,每張標(biāo)簽紙帶有 10 個(gè)標(biāo)簽,預(yù)穿孔,可使用標(biāo)準(zhǔn)激光打印機(jī)進(jìn)行打??;可用顏色:Al 灰) - 屏蔽連接:
SIMATIC S7-1500 系統(tǒng)(模擬量模塊和工藝模塊)提供了一個(gè)簡(jiǎn)易屏蔽連接套件,無(wú)需使用工具即可安裝。此套件包含一個(gè) 24 V DC 饋電元件、一個(gè)屏蔽夾和一個(gè)通用屏蔽端子。該屏蔽端子可用于單根細(xì)干線電纜、多根細(xì)干線電纜或一根粗干線電纜。由于對(duì) 24 V DC 電源和測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分離,并且在屏蔽和信號(hào)電纜之間具有低阻抗連接,因此可確保較高的 EMC 穩(wěn)定性和抗干擾性。 - 統(tǒng)一的 40 針前連接器
- I/O 模塊的前門(mén)或自組裝背板總線的 U 型連接器等其它附件
通信
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PLC步進(jìn)順序控制指令在運(yùn)料小車(chē)控制線路中的應(yīng)用
提示:
在自動(dòng)化生產(chǎn)線上經(jīng)常使用運(yùn)料小車(chē),如圖4-1所示,貨物通過(guò)運(yùn)料小車(chē)M從A地運(yùn)到B地,在B地卸貨后小車(chē)M再?gòu)腂地返回A地待命。本文艾特貿(mào)易網(wǎng)小編主要利用步進(jìn)指令來(lái)解決運(yùn)料小車(chē)的自動(dòng)控制,以滿足動(dòng)作要求。 圖4-1 運(yùn)料小車(chē)示意圖 一、順序控制的概念 所謂順序控制,就是按照生產(chǎn)工藝所要求的動(dòng)作規(guī)律,在各個(gè)輸入信號(hào)的作用
在自動(dòng)化生產(chǎn)線上經(jīng)常使用運(yùn)料小車(chē),如圖4-1所示,貨物通過(guò)運(yùn)料小車(chē)M從A地運(yùn)到B地,在B地卸貨后小車(chē)M再?gòu)腂地返回A地待命。本文艾特貿(mào)易網(wǎng)小編主要利用步進(jìn)指令來(lái)解決運(yùn)料小車(chē)的自動(dòng)控制,以滿足動(dòng)作要求。
圖4-1 運(yùn)料小車(chē)示意圖
一、順序控制的概念
所謂順序控制,就是按照生產(chǎn)工藝所要求的動(dòng)作規(guī)律,在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下,根據(jù)內(nèi)部的狀態(tài)和時(shí)間順序,使生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地、有秩序地進(jìn)行操作。在實(shí)現(xiàn)順序控制的設(shè)備中,輸入信號(hào)一般由按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、繼電器或接觸器的觸點(diǎn)發(fā)出,輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是接觸器、電磁閥等。在順序控制中,生產(chǎn)過(guò)程是按順序、有步驟地連續(xù)工作,因此,可以將一個(gè)較復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程分解成若干個(gè)步驟,每一步對(duì)應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)控制任務(wù),也稱(chēng)為一個(gè)工步(或一個(gè)狀態(tài))。在順序控制的每個(gè)工步中,都應(yīng)含有完成相應(yīng)控制任務(wù)的輸出機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)移到下一工步的轉(zhuǎn)移條件。
在順序控制中,生產(chǎn)工藝要求每一個(gè)工步必須嚴(yán)格按規(guī)定的順序執(zhí)行,否則將造成嚴(yán)重后果。為此,順序控制中每個(gè)狀態(tài)都要設(shè)置一個(gè)控制元件,保證在任何時(shí)刻,系統(tǒng)職能處于一種工作狀態(tài)。FX系列PLC中規(guī)定狀態(tài)繼電器為控制元件,狀態(tài)繼電器有S0~S899共900個(gè)點(diǎn),其中,S0~S9作為初始狀態(tài)的繼電器;S10~S19作為回零狀態(tài)的繼電器;S20~S899為一般通用的狀態(tài)繼電器,可以按順序連續(xù)使用。
當(dāng)順序控制執(zhí)行到某一工步時(shí),該工步對(duì)應(yīng)的控制元件被驅(qū)動(dòng),控制元件使該工步所有輸出機(jī)構(gòu)動(dòng)作,完成相應(yīng)的控制任務(wù)。當(dāng)向下一個(gè)工步轉(zhuǎn)移的條件滿足時(shí),下一個(gè)工步對(duì)應(yīng)的控制元件被驅(qū)動(dòng)。同時(shí),該工步對(duì)應(yīng)的控制元件自動(dòng)復(fù)位,完成一個(gè)工步的控制任務(wù)。例如三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)控制,就可以看做是簡(jiǎn)單的順序控制過(guò)程,其控制過(guò)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4-2所示。
圖4-2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
在Y-△降壓?jiǎn)?dòng)控制過(guò)程中,輸入信號(hào)由啟動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2發(fā)出,輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)是KM、KMY和KM△三個(gè)接觸器。獲得啟動(dòng)信號(hào)后,進(jìn)入*工步,接觸器KM線圈得電并自鎖,將電動(dòng)機(jī)電源接通。這一工步完成后,*工步停止,轉(zhuǎn)移到第二工步,但因KM自鎖,接觸器KM線圈繼續(xù)得電并自鎖,將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成Y連接。這一工步完成后,第二工步停止,轉(zhuǎn)移到第三工步,……直至到zui后一個(gè)工步。在zui后一個(gè)工步中,接觸器KM和KM△都斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
從圖4-2可以看出,每個(gè)方框表示一步,方框之間用帶箭頭的直線相連,前頭方向表示工步轉(zhuǎn)換方向。按生產(chǎn)工藝過(guò)程,將工步轉(zhuǎn)換條件寫(xiě)在直線旁邊,工步的轉(zhuǎn)換條件是上一步的執(zhí)行結(jié)果,也是下一步的前提。在每個(gè)方框的右邊,給出該工步所控制的輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
由以上分析可知順序控制具有以下特點(diǎn)。
(1)每個(gè)工步(或狀態(tài))都應(yīng)分配一個(gè)控制元件,確保順序控制正常進(jìn)行。
(2)每個(gè)工步(或狀態(tài))都具有驅(qū)動(dòng)能力,能使該工步的輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
(3)每個(gè)工步(或狀態(tài))條件滿足時(shí),都會(huì)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工步,而舊工步自動(dòng)復(fù)位。
二、狀態(tài)流程圖
順序控制程序是按一定的順序動(dòng)作,動(dòng)作的重復(fù)較多,步進(jìn)指令編寫(xiě)能方便程序的設(shè)計(jì),增強(qiáng)程序的閱讀性。對(duì)較復(fù)雜的順序控制進(jìn)行編程,首先要根據(jù)控制過(guò)程畫(huà)出狀態(tài)流程圖,然后用步進(jìn)指令實(shí)現(xiàn)。
任何一個(gè)順序控制過(guò)程都可分解成若干個(gè)步驟,每一工步就是控制過(guò)程中的一個(gè)狀態(tài),所以順序控制的動(dòng)作流程圖也稱(chēng)為狀態(tài)流程圖。狀態(tài)流程圖就是利用狀態(tài)來(lái)描述控制過(guò)程的流程圖。
在狀態(tài)流程圖中,一個(gè)完整的狀態(tài)必須包括:
(1)該狀態(tài)的控制元件;
(2)該狀態(tài)所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載,它可以是輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C等;
(3)向下一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件,它可以是單個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn),也可以是各類(lèi)繼電器觸點(diǎn)的邏輯組合;
(4)明確的轉(zhuǎn)移方向。
圖4-3 狀態(tài)流程圖
圖4-3所示為狀態(tài)流程圖中一個(gè)完整的狀態(tài)。從圖中可看到,用方框表示一個(gè)狀態(tài),框內(nèi)標(biāo)明該狀態(tài)的控制元件編號(hào),狀態(tài)之間用帶箭頭的線段連接,線段上垂直的短線及其旁邊的標(biāo)注表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件,方框的右邊為該狀態(tài)的輸出信號(hào)。
圖4-3中,當(dāng)狀態(tài)繼電器S20接通時(shí),順序控制進(jìn)入該狀態(tài)。輸出繼電器Y0被驅(qū)動(dòng),如果X3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,則輸出繼電器Y1也被驅(qū)動(dòng);通過(guò)指令SETY2,使輸出繼電器Y2置位并自鎖,定時(shí)器T0線圈被驅(qū)動(dòng),開(kāi)始定時(shí)。當(dāng)10s的延時(shí)時(shí)間一到,T0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。假如X2的常開(kāi)觸點(diǎn)也是閉合的話,轉(zhuǎn)移到下一步的條件(T0·X2“與”)滿足,順序控制轉(zhuǎn)移到下一狀態(tài)。轉(zhuǎn)移到S21新?tīng)顟B(tài)后,老狀態(tài)S20自動(dòng)復(fù)位斷開(kāi),這一狀態(tài)下的動(dòng)作停止,Y0、Y1和T0也都隨之復(fù)位,Y2因SET指令的作用,仍保持接通狀態(tài),只有在后續(xù)動(dòng)作中,用RST指令才能使Y2復(fù)位。
三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)控制過(guò)程的狀態(tài)流程圖如圖4-4所示。
圖4-4 三相異步電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)控制過(guò)程的狀態(tài)流程圖
初始狀態(tài)是狀態(tài)轉(zhuǎn)移的起始位置,也就是準(zhǔn)備階段。一個(gè)完整的狀態(tài)流程圖必須要設(shè)置初始狀態(tài)。圖4-4中,S0為初始狀態(tài),用雙線框表示。從圖中可看出進(jìn)入初始狀態(tài)S0有兩種情況:一種情況是PLC開(kāi)機(jī)后,特殊繼電器M8002常開(kāi)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期,使轉(zhuǎn)移條件滿足進(jìn)入S0狀態(tài);另一種情況是S25狀態(tài)中,RST復(fù)位指令執(zhí)行后,Y0與Y2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,使轉(zhuǎn)移條件滿足,由S25狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S0初始狀態(tài),為下一次電動(dòng)機(jī)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)作準(zhǔn)備。兩種情況是“或”邏輯關(guān)系,所以用并列的兩個(gè)帶箭頭的線段表示。
在狀態(tài)流程圖中,輸入信號(hào)或輸出信號(hào)都是PLC中輸入繼電器或輸出繼電器動(dòng)作,因此,畫(huà)狀態(tài)流程圖之前,仍應(yīng)根據(jù)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào),分配PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。
在狀態(tài)流程圖中,一段延時(shí)也應(yīng)看成一個(gè)狀態(tài)。例如圖4-4中S22狀態(tài),是延時(shí)10s的動(dòng)作,在這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始執(zhí)行時(shí),T0線圈得電開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)10s時(shí)間一到,T0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,轉(zhuǎn)移條件滿足,S23狀態(tài)置位,S22狀態(tài)復(fù)位。
三、編制設(shè)計(jì)
1.設(shè)計(jì)電路分析
假設(shè)小車(chē)開(kāi)始停在左側(cè)限位開(kāi)關(guān)SQ2處,按下啟動(dòng)按鈕X0,Y2變?yōu)镺N,打開(kāi)儲(chǔ)料斗的閘門(mén),開(kāi)始裝料,同時(shí)用定時(shí)器TD定時(shí),10s后關(guān)閉貯料斗的閘門(mén),Y0變?yōu)镺N,開(kāi)始右行,碰到限位開(kāi)關(guān)S0、1后停下來(lái)卸料,Y3為ON,同時(shí)用定時(shí)器T1定時(shí),8s后Y1變?yōu)镺N,開(kāi)始左行,碰到限位開(kāi)關(guān),停止運(yùn)行。
2.分配輸入/輸出點(diǎn)數(shù)
輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分配表見(jiàn)表4-1。
表4-1 輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分配表
3.畫(huà)出接線圖
接線圖如圖4-5所示。
圖4-5 接線圖
4.畫(huà)出狀態(tài)流程圖
在畫(huà)出狀態(tài)流程圖之前,要分析電路,畫(huà)出時(shí)序圖如圖4-6所示,根據(jù)圖中Y0~Y3的ON/OFF狀態(tài)的變化,運(yùn)料小車(chē)的一個(gè)工作周期分為裝料、右行、卸料和左行4步,再加上等待裝料的初始步,一共有5步。各限位開(kāi)關(guān)、按鈕和定時(shí)器提供的信號(hào)時(shí)各部之間的轉(zhuǎn)換條件,由此畫(huà)出狀態(tài)流程圖如圖4-7所示。
圖4-6 時(shí)序圖
圖4-7 狀態(tài)流程圖
5.設(shè)計(jì)梯形圖
由狀態(tài)圖轉(zhuǎn)換成的梯形圖如圖4-8所示。
圖4-8 梯形圖