第7章功能圖與順控指令

1、Harbin Institute of TechnologyPAGE - 1 -第七章第七章 S7200 PLC順控指令及順控指令及應(yīng)用應(yīng)用 一、功能圖的基本概念一、功能圖的基本概念 二、順序控制指令二、順序控制指令 三、功能圖的主要類型三、功能圖的主要類型 四、實(shí)用舉例四、實(shí)用舉例Harbin Institute of TechnologyPAGE - 2 -7.1 功能圖的基本概念功能圖的基本概念 主要解決具有并發(fā)順序和主要解決具有并發(fā)順序和 選擇順序的選擇順序的順序控制順序控制問(wèn)題問(wèn)題功能圖的定義功能圖的定義功能圖又稱順序功能圖、功能流程圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，是一種描述順序功能圖又稱順序功能圖

2、、功能流程圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，是一種描述順序控制系統(tǒng)的圖形表示方法，是控制系統(tǒng)的圖形表示方法，是專用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種功專用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種功能性說(shuō)明語(yǔ)言能性說(shuō)明語(yǔ)言。 功能圖的構(gòu)成功能圖的構(gòu)成 功能圖由功能圖由 “狀態(tài)狀態(tài)”、“轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換”及有向線段等元素組成。及有向線段等元素組成。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 3 - 功能圖的構(gòu)成（續(xù)）功能圖的構(gòu)成（續(xù)）1.1. 狀態(tài)：是控制系統(tǒng)一個(gè)穩(wěn)定的情形，代編號(hào)或代碼狀態(tài)：是控制系統(tǒng)一個(gè)穩(wěn)定的情形，代編號(hào)或代碼n初始狀態(tài)初始狀態(tài)：是功能圖的起點(diǎn)，至少有一個(gè)初始狀態(tài)。：是功能圖的起點(diǎn)，至少有一

3、個(gè)初始狀態(tài)。n工作狀態(tài)工作狀態(tài)：控制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。分為動(dòng)狀態(tài)和靜狀態(tài)。：控制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。分為動(dòng)狀態(tài)和靜狀態(tài)。n動(dòng)狀態(tài)動(dòng)狀態(tài)是指正在運(yùn)行的狀態(tài)是指正在運(yùn)行的狀態(tài)n靜狀態(tài)靜狀態(tài)是指當(dāng)前沒(méi)有運(yùn)行的狀態(tài)是指當(dāng)前沒(méi)有運(yùn)行的狀態(tài)n與狀態(tài)對(duì)應(yīng)的與狀態(tài)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作動(dòng)作：每個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)相應(yīng)的動(dòng)作：每個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)相應(yīng)的動(dòng)作2. 2. 轉(zhuǎn)換：從一個(gè)狀態(tài)到另一狀態(tài)的變化轉(zhuǎn)換：從一個(gè)狀態(tài)到另一狀態(tài)的變化n轉(zhuǎn)換的方向用轉(zhuǎn)換的方向用有線線段有線線段表示，用橫線表示轉(zhuǎn)換表示，用橫線表示轉(zhuǎn)換n轉(zhuǎn)換是一種條件，條件成立，稱作轉(zhuǎn)換是一種條件，條件成立，稱作轉(zhuǎn)換使能轉(zhuǎn)換使能。n轉(zhuǎn)換能夠觸發(fā)必須滿足：狀態(tài)為動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換

4、使能。轉(zhuǎn)換能夠觸發(fā)必須滿足：狀態(tài)為動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換使能。7.1 功能圖的基本概念功能圖的基本概念Harbin Institute of TechnologyPAGE - 4 - 功能圖的構(gòu)成規(guī)則功能圖的構(gòu)成規(guī)則n狀態(tài)與狀態(tài)不能相連，中間用轉(zhuǎn)換分隔狀態(tài)與狀態(tài)不能相連，中間用轉(zhuǎn)換分隔n轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換不能相連，中間用狀態(tài)分隔轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換不能相連，中間用狀態(tài)分隔n狀態(tài)與轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換與狀態(tài)之間采用有向線段連接，狀態(tài)與轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換與狀態(tài)之間采用有向線段連接，從上向下的有向線段，可以省略箭頭從上向下的有向線段，可以省略箭頭n一個(gè)功能圖一個(gè)功能圖至少要有一個(gè)初始狀態(tài)至少要有一個(gè)初始狀態(tài)7.1 功能圖的基本概念功能圖的基本概

5、念Harbin Institute of TechnologyPAGE - 5 -1.1.順序控制指令順序控制指令n指令的操作對(duì)象是指令的操作對(duì)象是順控繼電器順控繼電器S S，S S也稱為狀態(tài)器也稱為狀態(tài)器，表示功能圖的狀態(tài)，表示功能圖的狀態(tài)nS S的范圍是的范圍是 S0.0 S31.7S0.0 S31.7nLSCRLSCR標(biāo)記一個(gè)標(biāo)記一個(gè)順序控制繼電器（順序控制繼電器（SCRSCR）段）段的開(kāi)始，該段的狀態(tài)器置位時(shí)，允許該的開(kāi)始，該段的狀態(tài)器置位時(shí)，允許該SCRSCR工作工作nSCRTSCRT指令有效時(shí)，置位下一個(gè)指令有效時(shí)，置位下一個(gè)SCRSCR段的狀態(tài)器，同時(shí)復(fù)位該段的狀態(tài)器段的狀態(tài)器，

6、同時(shí)復(fù)位該段的狀態(tài)器nSCRSCR段必須用段必須用SCRESCRE指令結(jié)束指令結(jié)束7.2 順序控制指令順序控制指令Harbin Institute of TechnologyPAGE - 6 -2.2.順序控制指令舉例順序控制指令舉例n順控指令僅對(duì)狀態(tài)器順控指令僅對(duì)狀態(tài)器S S有效有效nSCRSCR段對(duì)應(yīng)的段對(duì)應(yīng)的S S置位，該段程序執(zhí)行置位，該段程序執(zhí)行n不能把同一不能把同一S S用于不同程序中用于不同程序中nSCRSCR段不能使用跳轉(zhuǎn)、循環(huán)和段不能使用跳轉(zhuǎn)、循環(huán)和ENDENDn狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換后，所有狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換后，所有SCRSCR段的元器件一般要復(fù)位；段的元器件一般要復(fù)位； 如果希望繼續(xù)輸出

7、，可采用置位如果希望繼續(xù)輸出，可采用置位/ /復(fù)位指令復(fù)位指令n狀態(tài)的編號(hào)可以不按順序編排狀態(tài)的編號(hào)可以不按順序編排7.2 順序控制指令順序控制指令Harbin Institute of TechnologyPAGE - 7 -7.3 功能圖的主要類型功能圖的主要類型1.1.單流程（直線流程）單流程（直線流程）n最簡(jiǎn)單的功能圖最簡(jiǎn)單的功能圖n每個(gè)狀態(tài)僅連接一個(gè)轉(zhuǎn)換，每個(gè)狀態(tài)僅連接一個(gè)轉(zhuǎn)換，每個(gè)轉(zhuǎn)換僅連接一個(gè)狀態(tài)每個(gè)轉(zhuǎn)換僅連接一個(gè)狀態(tài)Harbin Institute of TechnologyPAGE - 8 -7.3 功能圖的主要類型功能圖的主要類型2.2.選擇性分支和連接選擇性分支和連接n一

8、個(gè)控制流有多個(gè)分支一個(gè)控制流有多個(gè)分支n不允許多個(gè)分支同時(shí)執(zhí)行不允許多個(gè)分支同時(shí)執(zhí)行Harbin Institute of TechnologyPAGE - 9 -7.3 功能圖的主要類型功能圖的主要類型3.3.并行并行分支和連接分支和連接n一個(gè)控制流必須分成兩個(gè)或一個(gè)控制流必須分成兩個(gè)或多個(gè)分支控制流多個(gè)分支控制流n所有的分支控制流同時(shí)激活所有的分支控制流同時(shí)激活n多個(gè)控制流產(chǎn)生的結(jié)果相同多個(gè)控制流產(chǎn)生的結(jié)果相同時(shí)，并行分支合并連接；時(shí)，并行分支合并連接；合合并時(shí)，所有分支控制流必須并時(shí)，所有分支控制流必須完成完成n并行分支并行分支用雙水平線用雙水平線表示表示Harbin Institute

9、 of TechnologyPAGE - 10 -7.3 功能圖的主要類型功能圖的主要類型4.4.循環(huán)和跳轉(zhuǎn)循環(huán)和跳轉(zhuǎn)n根據(jù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件，決定流根據(jù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件，決定流程是否為程是否為多周期循環(huán)或跳轉(zhuǎn)多周期循環(huán)或跳轉(zhuǎn)Harbin Institute of TechnologyPAGE - 11 -7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1.1.循環(huán)燈控制程序循環(huán)燈控制程序 （直線流程）（直線流程）按下啟動(dòng)按鈕（按下啟動(dòng)按鈕（I0.0）時(shí)，）時(shí)，三只燈（三只燈（Q0.0、Q0.1、Q0.2）每隔每隔 1 秒輪流閃亮，秒輪流閃亮，并循環(huán)。并循環(huán)。按下停止（按下停止（I0.1）時(shí)，三只）時(shí)，三只燈都滅。燈都滅。

10、 Harbin Institute of TechnologyPAGE - 12 -7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2.2.液體混合控制裝置液體混合控制裝置 （例（例5-25-2）（循環(huán)和跳轉(zhuǎn)循環(huán)和跳轉(zhuǎn)）Harbin Institute of TechnologyPAGE - 13 - 北向 南向 東向 西向 紅 紅 紅 紅 黃 黃 黃 黃 綠 綠 綠 綠 啟動(dòng) 停止 東西向 南北向 黃黃 紅紅 綠綠 Q4.0 Q4.1 Q4.2 Q4.3 Q4.4 Q4.5 交通信號(hào)燈控制盤 I0.0 I0.1 7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例3.3.交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)（循環(huán)和跳轉(zhuǎn)）（循環(huán)和跳轉(zhuǎn)）Harb

11、in Institute of TechnologyPAGE - 14 -14 開(kāi) 始 東西向紅燈亮、南北向綠 燈亮 20s 時(shí)間到否？ 東西向紅燈亮、南北向黃燈亮 5s 時(shí)間到否？ 東西向綠燈亮、南北向紅 燈亮 30s 時(shí)間到否？ 東西向黃燈亮、南北向紅燈亮 5s 時(shí)間到否？ Y Y Y Y N N N N 7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例n 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)（續(xù)）交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)（續(xù)）信號(hào)燈的動(dòng)作受開(kāi)關(guān)總體控制，按一下信號(hào)燈的動(dòng)作受開(kāi)關(guān)總體控制，按一下起動(dòng)按鈕（起動(dòng)按鈕（I0.0I0.0），信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工），信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，工作流程如圖。作，工作流程如圖。 Harbin Institut

12、e of TechnologyPAGE - 15 -IOIO地址件分配表地址件分配表7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例n 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)（續(xù)）交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)（續(xù)）Harbin Institute of TechnologyPAGE - 16 -分析信號(hào)燈的變化規(guī)律，可將工分析信號(hào)燈的變化規(guī)律，可將工作過(guò)程分成作過(guò)程分成4個(gè)依設(shè)定時(shí)間而順個(gè)依設(shè)定時(shí)間而順序循環(huán)執(zhí)行的狀態(tài)：序循環(huán)執(zhí)行的狀態(tài)：S2、S3、S4和和S5，另設(shè)一個(gè)初始狀態(tài)，另設(shè)一個(gè)初始狀態(tài)S1。注意：不支持雙線圈輸出，采用注意：不支持雙線圈輸出，采用中間繼電器最后中間繼電器最后“或或” 輸出進(jìn)輸出進(jìn)行邏輯過(guò)渡。行邏輯過(guò)渡。S2T 1Sta

13、rtS3T 2S4T 3S5S1StopR S2R S3R S4R S5= S1T 4= Q4.0= Q4.5T 1 20s= Q4.0= Q4.4T 2 5s= Q4.2= Q4.3T 3 30s= Q4.1= Q4.3T 4 5s初始步初始步7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例n 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)（續(xù)）交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)（續(xù)）Harbin Institute of TechnologyPAGE - 17 - 風(fēng)風(fēng)干干 Q4.3 泡泡沫沫清清洗洗 Q4.1 清清水水沖沖洗洗 Q4.2 自自動(dòng)動(dòng) 手手動(dòng)動(dòng) 起起動(dòng)動(dòng) 停停止止 沖沖洗洗 風(fēng)風(fēng)干干 結(jié)結(jié)束束 洗洗車車控控制制面面板板 7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉

14、例4.4.洗車洗車控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)（選擇性分支和連接）（選擇性分支和連接）洗車過(guò)程包含洗車過(guò)程包含3 3道工藝：泡沫清洗、清水沖洗和風(fēng)干。道工藝：泡沫清洗、清水沖洗和風(fēng)干。系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置“自動(dòng)自動(dòng)”和和“手動(dòng)手動(dòng)”兩種控制方式。控制要求如下：兩種控制方式?？刂埔笕缦拢?若方式選擇開(kāi)關(guān)若方式選擇開(kāi)關(guān)ModeMode置于置于“手動(dòng)手動(dòng)”方式，按起動(dòng)按鈕方式，按起動(dòng)按鈕StartStart，則按下面的順序動(dòng)作：首先執(zhí)行泡沫清洗，則按下面的順序動(dòng)作：首先執(zhí)行泡沫清洗按沖洗按沖洗按鈕按鈕SB1SB1，則執(zhí)行清水沖洗，則執(zhí)行清水沖洗按風(fēng)干按鈕按風(fēng)干按鈕SB2SB2，則執(zhí)行風(fēng)干，則執(zhí)行風(fēng)干按完成按鈕按完

15、成按鈕SB3SB3，則結(jié)束洗車作業(yè)。，則結(jié)束洗車作業(yè)。 若選擇方式開(kāi)關(guān)置于若選擇方式開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)自動(dòng)”方式，按起動(dòng)按鈕后，則自動(dòng)執(zhí)行洗車流程：泡沫清洗方式，按起動(dòng)按鈕后，則自動(dòng)執(zhí)行洗車流程：泡沫清洗10s10s清水沖洗清水沖洗20s20s風(fēng)干風(fēng)干5s5s結(jié)束結(jié)束回到待洗狀態(tài)。回到待洗狀態(tài)。 任何時(shí)候按下停止按鈕任何時(shí)候按下停止按鈕StopStop，則立即停止洗車作業(yè)。，則立即停止洗車作業(yè)。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 18 -使用使用選擇性分支選擇性分支來(lái)實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn) 待洗狀態(tài)用待洗狀態(tài)用S1S1表示。表示。 洗車作業(yè)流程包括：泡沫清洗、洗車作業(yè)流程

16、包括：泡沫清洗、清水沖洗、風(fēng)干清水沖洗、風(fēng)干3 3個(gè)工序，因此在個(gè)工序，因此在“自自動(dòng)動(dòng)”和和“手動(dòng)手動(dòng)”方式下可分別用方式下可分別用3 3個(gè)狀個(gè)狀態(tài) 來(lái) 表 示 ： 自 動(dòng) 方 式 使 用態(tài) 來(lái) 表 示 ： 自 動(dòng) 方 式 使 用S2S2S4S4；手動(dòng)方式使用；手動(dòng)方式使用S5S5S7S7。 洗車作業(yè)完成狀態(tài)使用洗車作業(yè)完成狀態(tài)使用S8S8。7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例n 洗車洗車控制系統(tǒng)（續(xù)）控制系統(tǒng)（續(xù)）S2T 1M odeS3T 2S4T 3S8S1StopStartS M0.0M 0.0T 1 10s= Q4.2= Q4.1T 2 20s= Q4.3T 3 5sS5SB 1M odeS6

17、SB 2S7SB 3= Q4.2= Q4.1= Q4.3R M 0.0R Q4.1R Q4.2R Q4.3R M 0.0Harbin Institute of TechnologyPAGE - 19 -7.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例5.5.化學(xué)反應(yīng)控制系統(tǒng)（化學(xué)反應(yīng)控制系統(tǒng)（并行并行分支和連接分支和連接）Harbin Institute of TechnologyPAGE - 20 -207.4 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例n 化學(xué)反應(yīng)控制系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)控制系統(tǒng)（續(xù)）（續(xù)）n 初始態(tài)為各泵初始態(tài)為各泵GP1-GP6GP1-GP6停止，加熱器停止，加熱器和攪拌機(jī)停止，并使和攪拌機(jī)停止，并使4#4#容器為空。容器為空。n 并行分支合并時(shí)，各分支不一定同時(shí)并行分支合并時(shí)，各分支不一定同時(shí)結(jié)束，設(shè)置等待狀態(tài)是必須的。結(jié)束，設(shè)置等待狀態(tài)是必須的。n 并行分支合并后轉(zhuǎn)換到新的狀態(tài)，有并行分支合并后轉(zhuǎn)換到新的狀態(tài)，有時(shí)轉(zhuǎn)換條件永遠(yuǎn)為時(shí)轉(zhuǎn)換條件永遠(yuǎn)為“真真”，即所有，即所有 合合并的分支最后的一個(gè)狀態(tài)為并的分支最后的一個(gè)狀態(tài)為ONON時(shí)，就可時(shí)，就可以轉(zhuǎn)換。以轉(zhuǎn)換。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 21 -