4 程序设计
    PLC程序是试验能否实现的关键，PLC程序分为主程序和子程序。主程序对PLC电机的时序进行控制，包括电机气缸电磁阀（Q0.2 ）的通断时序、调用脉冲串子程序的时序、步进电机驱动器方向信号（Q0.3 ）的时序、钥匙未动作时试验自动停止的控制（（10.0）及计数输出（Q0.4 ）的控制。子程序是脉冲串输出程序，用以驱动步进电机运转。PLC主程序见图6，子程序见图7 ， PLC时序图见图8。





    程序流程及电机动作过程如下。
    第1步，气缸动作按压钥匙轴，为钥匙折叠动作作准备（图8）。所用定时器均为接通延时定时器 （TON）。由图3得知，按下启动开关，10.1变为ON，因M0.0常闭触点接通，由图6中网络1、2、10得知，Q0.2在T38位为OFF且10.1为ON时输出，时间为1.1 s（图8），气缸电磁阀电路接通，气缸杆按压钥匙轴，为钥匙折叠作准备。
    第2步，钥匙进行折叠动作。用T37上升沿调用电机运转PTO子程序，见图6中网络11和图8，子程序见图7 。Q0.0输出时，L＋与Q0.0接通，电流路径（图3）为：电源正极→L＋→Q0.0→2 kΩ电阻→电源负极。Q0.0断开时，L＋与Q0.0断开，电流路径：电源→步进电机驱动器OPTO→步进电机驱动器CP端→2 kΩ电阻朴电源负极。在此脉冲作用下，步进电机绕电机轴旋转。步进电机运转US后，气缸电磁阀断电，气缸杆回弹，钥匙轴处于自由状态，步进电机继续带动钥匙旋转至钥匙槽内。T39为等待电机旋转定时器，T39设置时间为1.5s，电机运转时间小于1.5s，可以保证电机旋转动作完成后程序才继续向下执行，见图6中网络3、4，防止出现异常动作。
    检测功能。当钥匙从初始位置运转将要进入钥匙槽时，接近开关感应到钥匙转动信号，接通10.0输入信号。由图3可知，电流电源正极→10kΩ电阻与1kΩ电阻并联回路、接近开关内部三极管→PLC输入端口10.0→PLC端口1M→电源负极。PLC检测到10.0有输入时，置位M0.1，程序才能继续运行，见图6中网络5、6，否则试验停止。此信号作为检测信号，可保证试验的有效进行。
    第3步，步进电机反转至初始位置，为钥匙回位作好准备。如图6中网络3、6、12和图8: T39位状态变为ON后，Q0.3输出1.7s，驱动器方向信号状态发生变化，为电机反转作好准备。经过0.2s后，T40位变为ON。如图6中网络11，用T40的上升沿调用步进电机旋转子程序，步进电机反转至初始位置，此时钥匙处于钥匙槽内。
    第4步，钥匙回转至初始位置。如图6中网络6，7和图8， T40位为ON后，经过1.5 s， T41位为ON，US后，T42位为ON。如图6中网络10，在T41位ON和T42位OFF时，PLC的Q0.2端口再次输出US，气缸杆再次动作，钥匙轴按下，钥匙自动旋转至初始位置。
    计数输出。如图6中网络13， T42位为ON时，Q0.4输出接通0.5s，计数器加to
    工作循环完成及衔接。见图6中网络8， T42作为T43的使能端，T42位ON 0.5 s后，T43位ON。见图6中网络9， T43位为ON后，复位MO. 1， M0.0常闭触点断开，即T37使能信号断开（见网络1）o T37常开触点为主干路使能端，T37常开触点断开后，所有定时器使能断开，定时器计数值变为0，一个循环完成。T37常开触点断开后，M0.0使能信号T43常开触点也断开，随后M0.0常闭触点闭合。因10.1状态一直为ON ， T37使能再次接通，进入下一个循环。
    电机运转子程序。在PTO特殊功能寄存器SMB67和SMW68中写入一定的数值，即可设置脉冲串的频率。在SMD72中写入一定的数值，即可对输出脉冲个数进行设置，再结合电机细分设定角度，即可实现电机旋转的速度及角度控制。输出为Q0.0。关于特殊功能寄存器功能请查看《S7-200可编程序控制器系统手册》。程序设定为：脉冲数为206个，脉冲周期为1 ms，因步进电机驱动器每接受一个脉冲信号，步进电机旋转0.9°，故子程序的旋转角度为0.9×206=185.4°。而实际钥匙的折叠角度为180°。这是因为工装装配时，钥匙拨杆和钥匙之间有一定的间隙，故必须转动较大的角度钥匙才能保证钥匙折叠到位。

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