1、第三章 順序控制程序的設計方法$1 順序控制設計法與順序功能圖 順序控制就是按照生產工藝預先規定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，各個執行機構自動地進行操作。順序控制設計法最基本的設計思想是將系統的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段（步，Step)，用編程元件(例如M)來代表各步。在任何一步內輸出量的狀態不變（ON或OFF）而在各步中可執行不同的輸出。使系統由當前步進入下一步的信號稱為轉換條件。順序控制設計法用轉換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制輸出。使用順序控制設計法時，應首先根據工藝過程畫出順序功能圖，然后

2、根據順序功能圖畫出梯形圖。一、順序功能圖的組成及繪制例：某組合機床動力頭的進給運動示意圖如下圖所示，按下啟動按紐X0動力頭快進；當碰到X1（行程開關），動力頭由快進變為工進（加工工件）；加工完畢，動力頭碰到X2，暫停3s后由工進變為快退；退回原點動力頭碰到X3停止，等待下一次啟動。試畫出該控制過程的順序功能圖。X3X1X2Y0工進Y2快退Y0，Y1快進順序控制功能圖由1.步2.動作3.有向連線4.轉換5.轉換條件五個基本要素組成順序功能圖舉例 （X0啟動）二、順序功能圖的基本結構單序列M1M2M3M0X0X1X2X3M8002Y0Y1Y1Y2選擇序列 當某一步后面不止一步，而是由兩步（或兩步以

3、上的步）組成，這些后續步分別由與該步對應的不同的轉換條件來選擇。當這些后續步及其所屬序列完成后，根據相應的轉換條件又匯合到一起，這種結構為選擇序列.分支匯合并行序列當某一步之后只有一個轉換，而這一轉換條件的滿足會使該步后面的兩步（或兩步以上的步）同時變成活動步。當這些活動步及其所屬序列全部完成，且轉換條件滿足后，匯合到一起，然后轉換到后續步。這樣的結構稱為并行序列。為了強調轉換的同步實現，水平連線用雙線表示。 并行序列的開始稱為分支。在分支處，轉換的實現導致幾個序列被同時激活，而且每個序列中的活動步的進展是獨立的；在分支處，轉換符號只能在表示同步的雙水平線上方。并行序列的結束稱為匯合.轉換符號

4、只允許在表示同步實現的雙水平線的下方.只有當直接連在雙線上的所有前級步都是活動步且相應的轉換條件滿足,才能發生到下一步的轉換.同時,所有的前級步都變成不活動步。分支匯合三、繪制順序功能圖的注意事項1. 兩個步絕對不能直接相連，必須用轉換將它們隔開。1232.順序功能圖中的初始步一般對應于系統等待起動的初始狀態，這一步可能會沒有什么輸出處于ON狀態。初始步是必不可少的，如果沒有該步，無法表示初始狀態，系統也無法返回停止狀態。 3.自動控制系統應能多次重復執行同一工藝過程，因此在順序功能圖中一般應有由步和有向連線組成的閉環，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應從最后一步返回初始步，系統停留在初始

5、狀態(單周期操作)，在連續循環工作方式時，將從最后一步返回下一工作周期開始運行的第一步 。4.在單序列中，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。而初始步之前通常是沒有前級步的，因此，必須用初始脈沖M8002的常開觸點作為轉換條件，將初始步預置為活動步，否則順序功能圖中永遠不會出現活動步，系統將無法工作。5.如果系統具有自動、手動兩種工作方式，順序功能圖是用來描述自動工作過程的，這時還應在系統由手動工作方式進入自動工作方式時，用一個適當的信號將初始步置為活動步 。 四、 設計順序控制程序應注意的幾個問題1、自動控制程序的初始狀態開始執行自動控制程序之前，應使系統處于初始狀態。然

6、后將代表初始步的編程元件置為有效，使初始步變為活動步，為啟動自動運行作好準備。同時要使代表其余各步的編程元件無效，使程序在沒有啟動之前，只有1個活動步。2、雙線圈問題在自動和手動程序中，或自動程序的各步中，都需要控制PLC的輸出Y，因此同一個輸出Y的線圈可能會出現2次或多次被激勵，造成雙線圈輸出。解決雙線圈輸出的辦法是在各步中執行輸出時，不直接輸出Y，而是用不同的輔助繼電器（M）來代替輸出Y。在所有的步全部編程完成后，在程序末尾再集中編制1段輸出程序，將各步中要求同1個輸出Y的各個M相“或”后驅動該Y輸出。3、轉換實現的條件 （1)該轉換所有的前級步都是活動步。 （2)相應的轉換條件得到滿足。

7、4、轉換實現應完成的操作 (1)使所有由有向連線與相應轉換符號相連的后續步都變為活動步。 (2)使所有由有向連線與相應轉換符號相連的前級步都變為不活動步。 $2 順序控制梯形圖中實現轉換的方法：實現轉換的方法有多種，如起停保電路、置位復位電路、使用STL步進指令等一.使用起停保電路實現轉換單序列順序功能圖的梯形圖實現 MiMi-1Mi+1XiXi+1MiMiMi-1XiMi+1M0M5X4M0M8002M1M0X0M1M2M1M1T0M2M3M2M2X1M3M4M3M3X2M4M5M4M4X3M5M0M5T0Y1Y3Y4Y2K 20Y0續M1M2M3M5M4M0M1M2M3M4X0X1X2Y0

8、T0M5X4T0Y0Y1Y0Y3Y0Y4Y0Y2M8002X3二、使用置位復位電路實現轉換MiMi-1XiXi+1SETMiXiRSTMi-1Mi-1X3X0X1X2Y0Y11234M1M2M3M4M0Y0Y1Y0Y1X0M8002X10X3X1X2編程舉例啟動M1M2M3M4M0Y0Y1Y0Y1X0M8002X10X3X1X2SETM0X0RSTM4M4M8002SETM1X10RSTM0M0SETM2X3RSTM1M1SETM3X1RSTM2M2SETM4X2RSTM3M3M1M2Y0Y1M3M4續續三、使用STL指令的編程方法 2條步進指令：STL、RET步進觸點指令STL： 用于表示一

9、個步進 梯級的開始；步進流程結束指令RET：用于表示一個步 進流程的結束。1、STL指令簡介（1）STL指令與梯形圖及指令表的關系：S21Y0驅動處理LDSTL OUT LD SETS21Y0X1S22STLX1轉換條件S22轉移目標Y0S21SETS22X1FX2N系列可編程序控制器的狀態S0S9用于初始步，S10S19用于返回原點，S20S499是通用狀態，S500S899有斷電保持功能，S900S999用于報警。（2）編制順序控制程序時，狀態元件S應與步進梯形指令（STL）一起使用。 每個狀態具有三個功能,即對負載的驅動處理,指定轉換條件和指定轉移目標. （3）STL指令的特點STL觸點

10、是與左側母線相連的常開觸點，當某一步為活動步時，對應的STL觸點接通，該步的負載被驅動。 當該步后面的轉換條件滿足時，轉換實現，即后續步對應的狀態被SET指令置位，后續步變為活動步，同時與原活動步對應的狀態被系統程序復位，原活動步對應的STL觸點斷開。STL觸點可以直接驅動或通過別的觸點驅動Y、M、S、T等元件的線圈，與STL觸點相連的觸點應使用LD或LDI指令，直到出現下一條STL指令或出現RET指令，LD點才返回左側母線。在最后一個STL電路結束時一定要使用RET指令，否則將出現“程序錯誤”信息，可編程序控制器不能運行。當STL觸點斷開時,CPU不執行它驅動的電路塊,即CPU只執行活動步對

11、應的程序。由于CPU只執行活動步對應的電路塊,使用STL指令時允許雙線圈輸出。同一定時器的線圈可以在不同的步使用，但是如果用于相鄰的兩步，在步的活動狀態轉換時，該定時器的線圈不能斷開，當前值不能復位。實際中建議盡量不這樣使用。STL觸點驅動的電路塊中不能使用MC和MCR指令，雖然不禁止在STL觸點驅動的電路塊中使用CJ指令，但因其操作復雜，建議不要使用。在中斷程序與子程序內，不能使用STL指令。在轉換條件中，不應使用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP等指令。 向連續的后續狀態轉移使用SET指令對狀態元件進行置位；向分離的狀態轉移使用OUT指令。2、使用步進指令編程方法舉例系統的初始步應使用初始狀態S0S9，初始狀態應放在順序功能圖（此時稱為狀態轉移圖）的最前面，可用初始脈沖M8002來將初始狀態置為ON，為后續步狀態的轉換作好準備。舉例說明如下：S0S21S22S23S24X0X1X2Y0T0S25X4T0Y0Y1Y0Y3Y0Y4Y0Y2M8002X3M0M1M2M3M4X0X1X2Y0T0M5X4T0Y0Y1Y0Y3Y0Y4Y0Y2M8002X3順序功能圖以狀態轉移圖表示：S0S21S22S23S24X0X1X2Y0T0S25X4T0Y0Y1Y0Y3Y0