第7章可編程控制器SFC程序設計(用)

1、送料小車自動控制系統(tǒng)的工作過程規(guī)律性強、時序清晰規(guī)律性強、時序清晰2.功能表圖功能表圖停15秒停10秒l功能圖的組成：步+轉(zhuǎn)向條件+有向連線+動作 （功能表圖又叫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、狀態(tài)圖或流程圖） l功能圖的結(jié)構l功能圖的結(jié)構對應的梯形圖功能圖的結(jié)構 1）單序列結(jié)構（順序結(jié)構）單序列結(jié)構（順序結(jié)構） 單序列由一系列相繼激活的步組成。每一步的后面僅有一個轉(zhuǎn)換條件，每一個轉(zhuǎn)換條件后面僅有一步。 選擇序列結(jié)構選擇序列結(jié)構 1）單序列結(jié)構（順序結(jié)構）單序列結(jié)構（順序結(jié)構） 單序列由一系列相繼激活的步組成。每一步的后面僅有一個轉(zhuǎn)換條件，每一個轉(zhuǎn)換條件后面僅有一步。 2）選擇序列結(jié)構（選擇性分支）選擇序列結(jié)構（

2、選擇性分支） 選擇序列的開始稱為分支。某一步的后面有幾個步，當滿足不同的轉(zhuǎn)換條件時，轉(zhuǎn)向不同的步。并行序列結(jié)構并行序列結(jié)構 1）單序列結(jié)構（順序結(jié)構）單序列結(jié)構（順序結(jié)構） 單序列由一系列相繼激活的步組成。每一步的后面僅有一個轉(zhuǎn)換條件，每一個轉(zhuǎn)換條件后面僅有一步。 2）選擇序列結(jié)構（選擇性分支）選擇序列結(jié)構（選擇性分支） 選擇序列的開始稱為分支。某一步的后面有幾個步，當滿足不同的轉(zhuǎn)換條件時，轉(zhuǎn)向不同的步。3 3）并行序列結(jié)構（并發(fā)性分支）并行序列結(jié)構（并發(fā)性分支） 并行序列的開始稱為分支。當轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)導致幾個序列同時激活時，這些序列稱為并行序列（同時開始；全部結(jié)束時才會轉(zhuǎn)移）。 2.2 功能表

3、圖綜合結(jié)構功能表圖綜合結(jié)構l用于一個順序過程的多次反復執(zhí)行。用于一個順序過程的多次反復執(zhí)行。步20000為起始步，它的前面有2條分支 步20001的后面有3條并行序列的分支 ，任選一個。步20006是單序列的步，步20005、步20007為其前級步和后續(xù)步 步20009的后面有2條選擇序列的分支 相與步20012的前面有2條選擇序列的分支 步20015的前面有3條選擇序列的分支，3并列分支都運行完才會執(zhí)行下一工作步 3 順序控制程序設計舉例順序控制程序設計舉例l該方法是專用于該方法是專用于工業(yè)順序控制工業(yè)順序控制程序設計的一種方法，能夠描程序設計的一種方法，能夠描述被控系統(tǒng)的工作過程，是設計控

4、制系統(tǒng)的述被控系統(tǒng)的工作過程，是設計控制系統(tǒng)的重要方法重要方法。l 7.1.1 SFC基礎基礎lSFC圖的基本元素是圖的基本元素是流程步流程步、有向線段有向線段、轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移和和動作說明動作說明。l1流程步流程步 又稱工作步，是控制系統(tǒng)的一個又稱工作步，是控制系統(tǒng)的一個穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，用矩形方框表示，用矩形方框表示，框中用數(shù)字表示該步的編號，編號可以是實際的控制步序號，框中用數(shù)字表示該步的編號，編號可以是實際的控制步序號，也可以是也可以是PLC中的工作位編號。中的工作位編號。800 對應于系統(tǒng)的初始狀態(tài)工作步稱為初對應于系統(tǒng)的初始狀態(tài)工作步稱為初始步。是系統(tǒng)運行的起點，一個系統(tǒng)至始步。是系統(tǒng)運行

5、的起點，一個系統(tǒng)至少需要一個初始步。初始步用雙線矩形少需要一個初始步。初始步用雙線矩形框表示?？虮硎?。l 就是從一個步向另一個步之間的就是從一個步向另一個步之間的切換條件切換條件，兩個步之間用一個有向線段表示兩個步之間用一個有向線段表示,可以從一個步可以從一個步切換到另一個步，代表向下轉(zhuǎn)移方向的箭頭可以切換到另一個步，代表向下轉(zhuǎn)移方向的箭頭可以忽略。忽略。 4 3 6圖 轉(zhuǎn)移和有向線段 通常轉(zhuǎn)移用有向線段上的一段橫通常轉(zhuǎn)移用有向線段上的一段橫線表示，在橫線旁可以用文字、圖線表示，在橫線旁可以用文字、圖形符號或邏輯表達式標注描述轉(zhuǎn)移形符號或邏輯表達式標注描述轉(zhuǎn)移的條件。當相鄰步之間的轉(zhuǎn)移條件的條

6、件。當相鄰步之間的轉(zhuǎn)移條件滿足時，就從一個步按照有向線段滿足時，就從一個步按照有向線段的方向進行切換。的方向進行切換。l3動作說明動作說明l步只是控制系統(tǒng)中的一個穩(wěn)定的狀態(tài)，在這個步只是控制系統(tǒng)中的一個穩(wěn)定的狀態(tài)，在這個狀態(tài)可以有一個或多個狀態(tài)可以有一個或多個PLCPLC輸出觸點的動作，但輸出觸點的動作，但也可以沒有任何輸出動作。對于一個步，可以也可以沒有任何輸出動作。對于一個步，可以有一個或幾個動作，表示的方法是在步的右側(cè)有一個或幾個動作，表示的方法是在步的右側(cè)加一個或幾個矩形框，并在框中加文字對動作加一個或幾個矩形框，并在框中加文字對動作進行說明。進行說明。 電機1啟動 指示燈亮啟動定時器

7、8圖 動作說明l1、步和步之間必須有轉(zhuǎn)移隔開。、步和步之間必須有轉(zhuǎn)移隔開。l2、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間必須有步隔開。、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間必須有步隔開。l3、步和轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，、步和轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫正常畫SFC圖的方向是圖的方向是從上向下從上向下或是或是從左向右從左向右，按照正常順序畫圖時，有向線段可以不加箭頭，按照正常順序畫圖時，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。否則必須加箭頭。l4、一個、一個SFC圖中至少有圖中至少有一個一個初始步初始步。l1順序結(jié)構順序結(jié)構l是最簡單的一種結(jié)構，特點是步與步之間只有是最簡單的一種結(jié)構，特點是步與步之間只有一個轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移和

8、轉(zhuǎn)移之間只有一個步。一個轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間只有一個步。 分支用水平線相連，每一條分支用水平線相連，每一條單一順序的單一順序的進入進入都有一個轉(zhuǎn)移都有一個轉(zhuǎn)移條件。每個分支的轉(zhuǎn)移條件都條件。每個分支的轉(zhuǎn)移條件都位于水平線下方，單水平線上位于水平線下方，單水平線上方?jīng)]有轉(zhuǎn)移。方?jīng)]有轉(zhuǎn)移。 如果某一個分支轉(zhuǎn)移條件得如果某一個分支轉(zhuǎn)移條件得到滿足，則執(zhí)行這一分支。一到滿足，則執(zhí)行這一分支。一旦進入這一分支后，就再也不旦進入這一分支后，就再也不執(zhí)行其它分支了。執(zhí)行其它分支了。 分支分支結(jié)束結(jié)束用水平線將各個分用水平線將各個分支會合，支會合，水平線上方的每個分水平線上方的每個分支都有一個轉(zhuǎn)移條件，水平線

9、支都有一個轉(zhuǎn)移條件，水平線下方?jīng)]有轉(zhuǎn)移條件。下方?jīng)]有轉(zhuǎn)移條件。l 如果在某一步執(zhí)行完后，需要啟動（如果在某一步執(zhí)行完后，需要啟動（同時同時）若干條分）若干條分支，這就是并發(fā)分支結(jié)構。支，這就是并發(fā)分支結(jié)構。l 分支開始分支開始用水平雙線將各個分支相連，雙水平線上方需用水平雙線將各個分支相連，雙水平線上方需要一個轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移對應的條件稱為要一個轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移對應的條件稱為公共轉(zhuǎn)移條件公共轉(zhuǎn)移條件。如果公共。如果公共轉(zhuǎn)移條件滿足，則轉(zhuǎn)移條件滿足，則同時執(zhí)行同時執(zhí)行下面所有分支，水平線下方一般下面所有分支，水平線下方一般沒有轉(zhuǎn)移條件。沒有轉(zhuǎn)移條件。l公共轉(zhuǎn)移條件滿足時，同時執(zhí)公共轉(zhuǎn)移條件滿足時，同時執(zhí)行多

10、個分支，但因各個分支完行多個分支，但因各個分支完成的時間不同，故每個分支的成的時間不同，故每個分支的最后一步通常設置一個等待步。最后一步通常設置一個等待步。l分支結(jié)束分支結(jié)束用水平雙線將各個分用水平雙線將各個分支匯合，水平雙線的上方一般支匯合，水平雙線的上方一般沒有轉(zhuǎn)移，下方有一個轉(zhuǎn)移。沒有轉(zhuǎn)移，下方有一個轉(zhuǎn)移。l用于一個順序過程的多次反復執(zhí)行。用于一個順序過程的多次反復執(zhí)行。l1進入有效工作步進入有效工作步l1 1、使用、使用PLCPLC的第一周期標志使程序進入的第一周期標志使程序進入PLCPLC有效有效工作步。適用于工作步。適用于PLCPLC上電后，需要馬上進入有效上電后，需要馬上進入有效

11、工作步的情況。工作步的情況。l2 2、使用按鈕使程序進入有效工作步，應注意啟、使用按鈕使程序進入有效工作步，應注意啟動條件是否滿足。動條件是否滿足。l3 3、一般應在第、一般應在第0 0步有效的情況下，啟動第一步或步有效的情況下，啟動第一步或其它步。其它步。l4 4、在梯形圖中，若需要啟動哪個工作步，應在、在梯形圖中，若需要啟動哪個工作步，應在該工作步執(zhí)行條件上該工作步執(zhí)行條件上并聯(lián)一個得電條件并聯(lián)一個得電條件。l1 1、要停止正在運行的工作步，需要在工作步的執(zhí)、要停止正在運行的工作步，需要在工作步的執(zhí)行條件上行條件上串聯(lián)停止條件串聯(lián)停止條件。l因為不知道當時程序執(zhí)行到哪一步，所以需要在因為不

12、知道當時程序執(zhí)行到哪一步，所以需要在每個工作步的執(zhí)行條件上都串聯(lián)一個失電條件。每個工作步的執(zhí)行條件上都串聯(lián)一個失電條件。若是確切知道在哪一個工作步停止程序運行，可若是確切知道在哪一個工作步停止程序運行，可以在該工作步的執(zhí)行條件上串聯(lián)失電條件，以使以在該工作步的執(zhí)行條件上串聯(lián)失電條件，以使該步在滿足失電條件的情況下停止執(zhí)行。該步在滿足失電條件的情況下停止執(zhí)行。l2 2、若需要在程序運行當中重新啟動程序，也需要、若需要在程序運行當中重新啟動程序，也需要先停止所有工作步的執(zhí)行，再啟動程序。先停止所有工作步的執(zhí)行，再啟動程序。l3 3、一般情況下，停止工作步后的有效工作步應是、一般情況下，停止工作步后

13、的有效工作步應是第第0 0步。步。 l執(zhí)行完最后一個工作步，一般需要轉(zhuǎn)移到第一個執(zhí)行完最后一個工作步，一般需要轉(zhuǎn)移到第一個工作步循環(huán)執(zhí)行程序，這就需要最后一個轉(zhuǎn)移條工作步循環(huán)執(zhí)行程序，這就需要最后一個轉(zhuǎn)移條件啟動第一工作步。件啟動第一工作步。l若是程序的循環(huán)是有條件的，一般情況是程序執(zhí)若是程序的循環(huán)是有條件的，一般情況是程序執(zhí)行完最后一步后需要循環(huán)，就在最后一個轉(zhuǎn)移條行完最后一步后需要循環(huán)，就在最后一個轉(zhuǎn)移條件啟動第件啟動第1 1工作步或除工作步或除0 0步以外的工作步，若執(zhí)行步以外的工作步，若執(zhí)行完最后一個工作步后，不需要循環(huán)，就在最后一完最后一個工作步后，不需要循環(huán)，就在最后一個轉(zhuǎn)移條件啟

14、動第個轉(zhuǎn)移條件啟動第0 0工作步。工作步。l4 4工作步的轉(zhuǎn)移條件工作步的轉(zhuǎn)移條件l 可以是來自可以是來自PLCPLC外部的按鈕、行程開關、傳感外部的按鈕、行程開關、傳感器的輸出等，也可以是來自器的輸出等，也可以是來自PLCPLC內(nèi)部的定時器、計內(nèi)部的定時器、計數(shù)器和功能模塊的輸出等。數(shù)器和功能模塊的輸出等。l得電條件是：該步的上一個工作步是有效工作得電條件是：該步的上一個工作步是有效工作步，而該步的下一步?jīng)]有工作，此時如果出現(xiàn)步，而該步的下一步?jīng)]有工作，此時如果出現(xiàn)轉(zhuǎn)移條件，則該工作步就會得電變成有效工作轉(zhuǎn)移條件，則該工作步就會得電變成有效工作步。步。l失電條件是：該步的下一個工作步得電就是

15、該失電條件是：該步的下一個工作步得電就是該工作步的失電條件。工作步的失電條件。l是在工作步的得電條件中增加一個選擇條件，若滿足選是在工作步的得電條件中增加一個選擇條件，若滿足選擇條件，則工作步得電，否則不得電。擇條件，則工作步得電，否則不得電。l1、若在工作步轉(zhuǎn)移時出現(xiàn)選擇性分支，則工作步的得電、若在工作步轉(zhuǎn)移時出現(xiàn)選擇性分支，則工作步的得電條件應為轉(zhuǎn)移條件條件應為轉(zhuǎn)移條件“與與”選擇條件。選擇條件。l2、若在啟動程序時出現(xiàn)選擇分支，則工作步的得電條件、若在啟動程序時出現(xiàn)選擇分支，則工作步的得電條件應為啟動條件應為啟動條件“與與”選擇條件。選擇條件。l是在一個得電條件下，幾個并發(fā)分支都得電，所

16、以幾是在一個得電條件下，幾個并發(fā)分支都得電，所以幾個并發(fā)分支的得電條件是一樣的。個并發(fā)分支的得電條件是一樣的。l若要工作步轉(zhuǎn)移，則需要所有并發(fā)分支的轉(zhuǎn)移條件相若要工作步轉(zhuǎn)移，則需要所有并發(fā)分支的轉(zhuǎn)移條件相“與與”。因為只有在并發(fā)工作步都結(jié)束后才能進行工。因為只有在并發(fā)工作步都結(jié)束后才能進行工作步的轉(zhuǎn)移。作步的轉(zhuǎn)移。l是是PLC上電后的狀態(tài)，當除第上電后的狀態(tài)，當除第0工作步以外的工作步都工作步以外的工作步都無效時，第無效時，第0工作步有效，故工作步有效，故其得電條件是除第其得電條件是除第0工作工作步以外的工作步都無效。步以外的工作步都無效。l停止條件出現(xiàn)后，程序應該回到第停止條件出現(xiàn)后，程序應

17、該回到第0工作步。工作步。l例：下圖是一個有并發(fā)分支的例：下圖是一個有并發(fā)分支的SFC圖圖注：設停止條件為注：設停止條件為00410注：設停止條件為注：設停止條件為00410la：對于工作步就是動作輸出的系統(tǒng)中，工作對于工作步就是動作輸出的系統(tǒng)中，工作步的繼電器就是步的繼電器就是PLC的輸出繼電器。的輸出繼電器。lb：有些系統(tǒng)中，動作輸出是工作步的有些系統(tǒng)中，動作輸出是工作步的邏輯組邏輯組合。合。l注意：動作開始時刻就是工作步得電時刻，動注意：動作開始時刻就是工作步得電時刻，動作結(jié)束時刻就是工作步失電時刻。若動作時間作結(jié)束時刻就是工作步失電時刻。若動作時間是一個工作步，則工作步就是輸出；若是該

18、動是一個工作步，則工作步就是輸出；若是該動作還需要在下一個工作步繼續(xù)動作，則這時該作還需要在下一個工作步繼續(xù)動作，則這時該動作就是這兩個工作步的動作就是這兩個工作步的“或或”。l三臺電動機M1、M2、M3的啟動和停止需要順序控制。按下啟動按鈕后按如下要求工作： （1）、M1運行5秒后，M2開始運行； （2）、M2運行5秒后，M3開始運行，M1停止運行； （3）、M3運行5秒后，M2停止運行； （4）、M3運行10秒后，M1開始運行，M3停止運行?；氐降冢?）步，不斷循環(huán)。l將工作過程分成若干工作步（轉(zhuǎn)移條件是劃分不同工作步的一個重要依據(jù)）l畫出I/O地址分配表l畫出PLC輸入輸出控制圖（根據(jù)提

19、供的PLC型號和輸出線圖電壓）l畫出SFC圖l畫出相應的梯形圖l假設三個電機線圈的工作電壓都是DC 24V。則可采用CP1H-XA40DT(R)-D(A) 等。0.00 100.04 100.05 100.06COM COM啟動DC24VDC24VM1M2M3 這里，這里，100.00、100.01、100.02分別是分別是W0.01、W0.02、W0.03和和W0.04的的邏輯組合。邏輯組合。l在本例中，若要求T0定時未到時進入第2步，T0定時到時進入第3步，則對應的SFC圖和梯形圖又應如何畫？l圖為送料小車運行示意圖，小車可以在圖為送料小車運行示意圖，小車可以在A、B之間運之間運動，在動，

20、在A、B點各有一個行程開關。小車從點各有一個行程開關。小車從A點向點向B點前進，停車點前進，停車10s后，從后，從B點后退到點后退到A點，在點，在A點停車點停車20s后再向后再向B點前進，如此往復不止。要求可以人為點前進，如此往復不止。要求可以人為控制小車的前進啟動和后退啟動，且任何時候都可控制小車的前進啟動和后退啟動，且任何時候都可以停止小車運行。以停止小車運行。PLC00400004010040300406004050030000302l例例7.1 I/O地址表地址表地址地址信信 號號地址地址信信 號號0.00前進啟動前進啟動W0.00第第0步步0.01后退啟動后退啟動W0.01第第1步（

21、小車前進）步（小車前進）0.02停止停止W0.02第第2步（步（B點定時工作步）點定時工作步）0.03B點行程開關點行程開關W0.03第第3步（小車后退）步（小車后退）0.04A點行程開關點行程開關W0.04第第4步（步（A點定時工作步）點定時工作步）T000B點定時器（點定時器（10S）T001A點定時器（點定時器（20S）100.00電機正轉(zhuǎn)（前進）信號電機正轉(zhuǎn)（前進）信號100.01電機反轉(zhuǎn)（后退）信號電機反轉(zhuǎn)（后退）信號例7-1 SFC圖0.000.01后退啟動0.020.040.03W0.01W0.03W0.02W0.04T000T001前進停B點后退停A點W0.00例71 梯形圖

22、若某些場合，需要電機加電信號和電機運轉(zhuǎn)方向信號，則按下圖處理：例71 梯形圖l假設有一輛小車周期地運行：從假設有一輛小車周期地運行：從A點出發(fā)駛向點出發(fā)駛向1號站，號站，到達后立即返回原點，然后再次出發(fā)一直駛向到達后立即返回原點，然后再次出發(fā)一直駛向2號站，號站，到達后立即返回原點，小車第三次出發(fā)則一直駛向到達后立即返回原點，小車第三次出發(fā)則一直駛向3號站，到達后立即返回原點。如果連續(xù)運行開關斷號站，到達后立即返回原點。如果連續(xù)運行開關斷開，則小車只運行一個周期（出發(fā)開，則小車只運行一個周期（出發(fā)3次）就自動停止，次）就自動停止，如果連續(xù)運行開關閉合則小車連續(xù)的運行，直到按如果連續(xù)運行開關閉合則小車連續(xù)的運行，直到按下停止開關為止，小車啟動的條件是小車在原點。下停止開關為止，小車啟動的條件是小車在原點。小車運行示意圖如下所示。小車運行示意圖如下所示。例72 信號接線圖l例72 I/O地址表例例72 SFC圖圖W0.00W0.01W0.02W0.03W0.04W0.05W0.06啟動小車 0.00原點行程開關 0.021號行程開關 0.032號行程開關 0.04原點行程開關 0.023號行程開關 0.040.06*0.020.06*0.02注：這里的W0.00工作步指的是原點，工作中按下停止開關小車不一定在原點，所以各工作步?jīng)]有畫出按下停止開關的流程。 若某些場合，需要電機