第4章PLC開關量及順序控制梯形圖程序設計方法

前面所介紹的S7-200基本指令，可以設計一般的順序、選擇和循環程序，其設計方法具有很大的隨機性。

對于一些較復雜的程序結構，為了便于編程，可以使用順序控制的編程方法，S7-200PLC還提供了專用的順序類型控制指令。4.1PLC邏輯量程序設計方法

PLC程序設計方法有繼電器電路結構轉換法、經驗設計法、邏輯設計法和順序控制設計。

4.1.1基于繼電器電路結構的梯形圖程序設計方法

根據繼電器電路來設計PLC梯形圖，是設計PLC梯形圖的簡捷、直觀有效的方法。圖4-1是繼電器自鎖電路轉換為PLC控制電路及梯形圖程序。圖a)為繼電器電路；圖c)為轉換后的PLC端口接線，SB1、SB2控制功能和繼電器電路完全一樣；圖b)為轉換后的PLC梯形圖程序。可以看出，梯形圖程序和繼電器電路結構基本相同，只不過繼電器電路中的停止（常閉）按鈕，在梯形圖中必須對應為常開觸點，否則電路不能正常工作。4.1.2梯形圖經驗設計方法

所謂的經驗設計法是指利用已有的設計經驗（一些典型的控制程序、控制方法等），對其進行重新組合或改造，再經過多次反復修改，最終得出符合要求的控制程序。4.1.3梯形圖邏輯設計法

由于電氣控制線路與邏輯代數有一一對應的關系，因此對開關量的控制過程可用邏輯代數式表示、分析和設計，邏輯代數設計法基本步驟如下。

1）根據控制要求列出邏輯代數表達式。

2）對邏輯代數式進行化簡。

3）根據化簡后的邏輯代數表達式設計梯形圖。下圖為由功能圖轉換為邏輯代數表達式，由梯形圖程序描述邏輯代數。4.2PLC功能圖概述4.2.1功能圖基本概念

功能圖也稱功能流程圖，它是專用于工業順序控制程序設計的一種方法，是一種功能描述語言。利用功能圖可以向設計者提供控制問題描述方法的規律，能完整地描述控制系統的工作過程、功能和特性。

功能圖結構包括：順序結構選擇性分支結構并發性分支結構循環結構復合結構4.2.2功能圖結構1.順序結構順序結構也稱為單流程。

0、1、2為狀態又稱流程步或工作步。表示控制系統中的一個穩定狀態。狀態左（右）側為動作，表示狀態需要執行的功能操作。3）兩個狀態之間用一個有向線段表示轉移（從一個狀態變化為另一個狀態的切換條件）。

2.選擇性分支結構選擇性分支結構是指下一個狀態是多分支狀態，但只能轉入其中的某一個控制流狀態。具體進入哪個狀態，取決于控制流前面轉移條件（A、C、F）為真的分支。

3.并發性分支結構如果某一個狀態的下面需要同時啟動若干個狀態流，這種結構稱為并發性分支結構。4循環結構循環結構用于一個順序過程的多次重復執行。4.3順序控制梯形圖設計方法

所謂順序控制，也就是按照生產過程規定的操作順序，把生產過程分成各個操作段，在輸入信號的控制下，根據過程內部運行的規律、要求和輸出對設備的控制，按順序一步一步地進行操作。順序控制的設計步驟如下。

1）首先將被控制對象的工作過程按輸出狀態的變化分為若干步，并指出工步之間的轉換條件和每個工步的控制對象，以此確定PLC輸入輸出端口分配。

2）以步為核心，畫出順序功能圖。

3）選擇適應的順序控制設計方法，將功能圖轉換為梯形圖程序。順序控制設計（功能圖轉換為梯形圖）方法包括起保停電路、置位復位指令、移位寄存器指令及專用PLC順序控制指令設計方法4.4順序控制指令及應用4.4.1.順序控制指令

S7-200PLC編程環境提供了三條順序控制指令，其指令的格式、功能及操作數形式為：

LSCR指令（在前）：為功能圖中一個狀態的開始。

SCRE指令（在后）：為這個狀態的結束。

LSCR指令操作對象bit為順序控制繼電器S中的某個位（范圍為S0.0~S31.7），當某個位有效時，激活所在的SCR段。S中各位的狀態用來表示功能圖中的一種狀態。順序狀態轉移指令SCRT：該指令操作數bit置位激活下一個SCR段的狀態，使下一個SCR段開始工作，同時使該指令所在段停止工作，狀態器復位。2.示例使用順序控制指令將功能圖轉換為梯形圖示例：3.順序指令使用說明

順序控制指令由于自身的特殊性及其操作數據的有限范圍，在使用時應注意以下幾個方面順

1）順序控制控指令僅對順序控制繼電器元件S的位有效。由于S具有一般繼電器的功能，所以，也可以使用其它邏輯指令對S進行操作；

2）SCR段程序能否執行取決于該狀態器（S位）是否被置位，SCRE與下一個LSCR之間可以安排其它指令，但它們不影響下一個SCR段程序的執行；

3）同一個S位不能用于不同程序中。

4）不允許跳入或跳出SCR段，在SCR段也不能使用JMP和LBL指令（不允許內部跳轉，但可以在SCR段附近使用跳轉和標號指令；

5）在SCR段中不允許使用FOR、NEXT和END指令；

6）在狀態發生轉移后，所有的SCR段的元器件一般也要復位，如果希望繼續輸出，可使用置位/