1、2020/6/25,.,第六章 PLC順序控制程序設(shè)計(jì)方法,電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù),2020/6/25,.,本章主要內(nèi)容 ：,6.1 功能圖的產(chǎn)生及基本概念 6.2功能圖的主要類型 6.3順序控制指令 6.4 功能圖編程應(yīng)用舉例,2020/6/25,.,順序控制設(shè)計(jì)法 步與動(dòng)作 有向連線與轉(zhuǎn)換條件 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則,6.1 順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖,2020/6/25,.,6.1.0 經(jīng)驗(yàn)程序設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)梯形圖，沒(méi)有固定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，沒(méi)有一種通用的容易掌握的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時(shí)，用

2、大量的中間單元來(lái)完成記憶、連鎖和互鎖功能，由于需要考慮的因素很多，它們常常又互相交錯(cuò)影響，分析很困難，并且容易遺漏一些應(yīng)該考慮的問(wèn)題。修改局部梯形圖程序時(shí)，很可能“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，對(duì)系統(tǒng)其他部分產(chǎn)生意想不到的的影響。而且經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)出的梯形圖往往閱讀困難，給系統(tǒng)維修和改進(jìn)帶來(lái)很大的麻煩。,2020/6/25,.,6.1.1 順序控制設(shè)計(jì)法 順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有序地進(jìn)行操作。 使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)，首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)出梯形圖。 順序功能圖(Seque

3、ntial Function Chart，SFC)是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計(jì)PLC的順序控制程序的有力工具。,2020/6/25,.,順序功能圖 主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作（或命令）組成。S7-300/400的S7 Graph是典型的順序功能圖語(yǔ)言。S7-200沒(méi)有順序功能圖編程語(yǔ)言，但是可以用順序功能圖來(lái)描述系統(tǒng)功能，根據(jù)它來(lái)幫助設(shè)計(jì)梯形圖。 優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單易學(xué)；用它設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)周期短；設(shè)計(jì)出的程序規(guī)律性強(qiáng)、清晰、可讀性好；此程序設(shè)計(jì)方法有效地克服了經(jīng)驗(yàn)法的試探性和隨意性弊端。,2020/6/25,.,1）直接使用順序功能圖。按控制要求畫出相應(yīng)的順序

4、功能圖，直接把它輸入到PLC中。 2）間接使用順序功能圖。用順序功能圖描述PLC要完成的控制任務(wù)，然后根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)出相應(yīng)的梯形圖，把此梯形圖輸入到PLC中。,2020/6/25,.,6.1.2 步（狀態(tài)）與動(dòng)作 順序控制設(shè)計(jì)法的最基本思想： 將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱為步，并用編程元件來(lái)代表各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)來(lái)劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變，但相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。步的劃分使代表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間有著極為簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。 轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的控制順序變化，然后用

5、代表各步的編程元件去控制PLC的各輸出。 步用方框表示，并用輔助存儲(chǔ)器的編號(hào)作為步的順序編號(hào)。,2020/6/25,.,圖5-11 波形圖,圖5-12 順序功能圖,2020/6/25,.,初始步（初始狀態(tài)）：一個(gè)順序功能圖中至少有一個(gè)初始步，用雙線方框表示。它是系統(tǒng)運(yùn)行的起點(diǎn)，與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，系統(tǒng)初始步是等待起動(dòng)命令的相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。 與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令：統(tǒng)稱動(dòng)作，在動(dòng)作說(shuō)明時(shí)要表明動(dòng)作是存儲(chǔ)型還是非存儲(chǔ)型。 活動(dòng)步：系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)。,編號(hào),2020/6/25,.,6.1.3有向連線與轉(zhuǎn)換條件 有向連線： 用于表示步的活動(dòng)狀態(tài)進(jìn)展的規(guī)定的方向和路線。 轉(zhuǎn)

6、換： 用在有向連線上與有向連線垂直的短劃線來(lái)表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分開。 轉(zhuǎn)換條件： 使系統(tǒng)由當(dāng)前步進(jìn)入下一步的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件可以是外部的輸入信號(hào)，也可以是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)。,2020/6/25,.,2020/6/25,.,轉(zhuǎn)移條件,初始步,工作步,2020/6/25,.,三個(gè)電機(jī)順序啟停的控制程序,如何用順序功能圖法來(lái)設(shè)計(jì)改程序呢？,2020/6/25,.,單鍵啟停電機(jī)的程序,這樣梯形圖能正常工作嗎？,2020/6/25,.,2020/6/25,.,課堂作業(yè)：使用順序功能圖進(jìn)行引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)順序啟停梯形圖編程、P183習(xí)題13三個(gè)傳送帶順序動(dòng)作循環(huán)工作。,2020/6/25,.

7、,課后作業(yè)：現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)P183的12、13、15、16、例5-2畫出順序控制功能圖并進(jìn)行編程。用順序功能圖進(jìn)行紅綠交通燈、三個(gè)工位傳送帶控制梯形圖編程。,2020/6/25,.,6.1.4順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 1）單序列： 由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅接有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換的后面只有一個(gè)步。 2）選擇系列： 某一步后有若干個(gè)單一序列等待選擇，一次僅能選擇一個(gè)單一序列。為了保證每一次僅選擇一個(gè)單一序列進(jìn)入，并對(duì)每一個(gè)單一序列被選擇規(guī)定優(yōu)先權(quán)，可以通過(guò)對(duì)每一個(gè)單一序列的進(jìn)入轉(zhuǎn)換條件加約束條件來(lái)實(shí)現(xiàn),2020/6/25,.,單序列,選擇序列,2020/6/25,.,選

8、擇序列： 被選擇優(yōu)先級(jí)順序?yàn)椋篴,b,c,d,e,2020/6/25,.,3) 并行序列 ： 在某一轉(zhuǎn)換條件觸發(fā)下，同時(shí)起動(dòng)若干個(gè)序列。,2020/6/25,.,6.1.5 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則 1.轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件： 1)該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步 2)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足 2.轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)應(yīng)完成的操作： 1)使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步都變成活動(dòng)步 2)使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)步都變?yōu)椴换顒?dòng)步。,2020/6/25,.,6.1.5 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則 3.繪制順序功能圖時(shí)的注意事項(xiàng)： 1)兩個(gè)步絕對(duì)不能直接相連 2)兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連

9、3)順序功能圖中的初始步一般對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待啟動(dòng)的初始狀態(tài)，可能沒(méi)有輸出處于ON的狀態(tài)，但必不可少。 4)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過(guò)程，因此在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)。,2020/6/25,.,6.1.5 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則 4.順序控制設(shè)計(jì)法的本質(zhì)： 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：試圖用輸入信號(hào)I直接控制輸出信號(hào)Q。無(wú)法直接控制，為了實(shí)現(xiàn)記憶、連鎖、互鎖，只好增加一些輔助元件和輔助存儲(chǔ)器。但是不同系統(tǒng)輸出量Q和輸入量I關(guān)系各不相同，所以不容易找到一種簡(jiǎn)單通用的設(shè)計(jì)方法。 順序控制設(shè)計(jì)法：步是根據(jù)輸出量Q的狀態(tài)來(lái)劃分的，步M與Q的邏輯關(guān)系非常簡(jiǎn)單，步的轉(zhuǎn)換條件也非常清晰

10、。所以復(fù)雜系統(tǒng)用步來(lái)代表的控制梯形圖，設(shè)計(jì)方法是基本相同的，容易掌握。,2020/6/25,.,應(yīng)用例：送料小車自動(dòng)控制系統(tǒng) 說(shuō)明：小車初始位置為最左端。按下啟動(dòng) 按鈕后，小車開始工作。,2020/6/25,.,2020/6/25,.,程序：送料小車.mwp,2020/6/25,.,順序控制指令,順序控制指令介紹 指令形式,2020/6/25,.,順序控制指令,順序控制指令介紹 什么是SCR段？ 從LSCR指令開始到SCRE指令結(jié)束的所有指令組成一個(gè)順序控制繼電器（SCR）段。 LSCR指令標(biāo)記一個(gè)SCR段的開始，當(dāng)該段的狀態(tài)器置位時(shí)，允許該SCR段工作。SCR段必須用SCRE指令結(jié)束。 當(dāng)S

11、CRT指令的輸入端有效時(shí)，一方面置位下一個(gè)SCR段的狀態(tài)器S，以便使下一個(gè)SCR段開始工作；另一方面又同時(shí)使該段的狀態(tài)器復(fù)位，使該段停止工作。,2020/6/25,.,順序控制指令,順序控制指令介紹 SCR段的功能 每一個(gè)SCR程序段一般有以下三種功能： 驅(qū)動(dòng)處理：即在該段狀態(tài)器有效時(shí)，要做什么工作；有時(shí)也可能不做任何工作； 指定轉(zhuǎn)移條件和目標(biāo)：即滿足什么條件后狀態(tài)轉(zhuǎn)移到何處； 轉(zhuǎn)移源自動(dòng)復(fù)位功能：狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移后，置位下一個(gè)狀態(tài)的同時(shí)，自動(dòng)復(fù)位原狀態(tài)。,2020/6/25,.,舉例說(shuō)明, S7-200 PLC順序控制指令及應(yīng)用,2020/6/25,.,順序控制指令,使用說(shuō)明 順控指令僅對(duì)元件S

12、有效，順控繼電器S也具有一般繼電器的功能，所以對(duì)它能夠使用其他指令。 SCR段程序能否執(zhí)行取決于該狀態(tài)器（S）是否被置位，SCRE與下一個(gè)LSCR之間的指令邏輯不影響下一個(gè)SCR段程序的執(zhí)行。 不能把同一個(gè)S位用于不同程序中，例如：如果在主程序中用了S0.1，則在子程序中就不能再使用它。 ,2020/6/25,.,使用說(shuō)明 在SCR段中不能使用JMP和LBL指令，就是說(shuō)不允許跳入、跳出或在內(nèi)部跳轉(zhuǎn)，但可以在SCR段附近使用跳轉(zhuǎn)和標(biāo)號(hào)指令。 在SCR段中不能使用FOR、NEXT和END指令。 在狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移后，所有的SCR段的元器件一般也要復(fù)位，如果希望繼續(xù)輸出，可使用置位/復(fù)位指令。 在使用功

13、能圖時(shí)，狀態(tài)器的編號(hào)可以不按順序安排。,順序控制指令,2020/6/25,.,單流程型,2020/6/25,.,可選擇的分支和聯(lián)接,2020/6/25,.,并行分支和聯(lián)接,2020/6/25,.,跳轉(zhuǎn)和循環(huán),2020/6/25,.,功能圖應(yīng)用舉例,選擇和循環(huán)電路舉例 題目 I/O地址分配 輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)： 啟動(dòng)按鈕SF1 I0.0 原始位置指示燈PG Q0.0 停止按鈕SF2 I0.1 抓球電磁鐵MB Q0.1 上限位開關(guān)BG1 I0.2 下行接觸器QA1 Q0.2 下限位開關(guān)BG2 I0.3 上行接觸器QA2 Q0.3 左限位開關(guān)BG3 I0.4 右行接觸器QA3 Q0.4 小球右限位開關(guān)

14、BG4 I0.5 左行接觸器QA4 Q0.5 大球右限位開關(guān)BG5 I0.6 大小球檢測(cè)開關(guān)BG0 I0.7,2020/6/25,.,功能圖應(yīng)用舉例,選擇和循環(huán)電路舉例 程序設(shè)計(jì), S7-200 PLC順序控制指令及應(yīng)用,2020/6/25,.,功能圖應(yīng)用舉例,并行分支和聯(lián)接電路舉例 題目,2020/6/25,.,功能圖應(yīng)用舉例,并行分支和聯(lián)接電路舉例 I/O地址分配 輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)： 手動(dòng)啟動(dòng)按鈕 I0.0 泵P1接觸器 Q0.0 1號(hào)容器滿 I0.1 泵P2接觸器 Q0.1 1號(hào)容器空 I0.2 泵P3接觸器 Q0.2 2號(hào)容器滿 I0.3 泵P4接觸器 Q0.3 2號(hào)容器空 I0.4 泵P5接觸器 Q0.4 3號(hào)容器滿 I0.5 泵P6接觸器 Q0.5 3號(hào)容器空 I