電氣控制與PLC課件第六章

1、 東北大學秦皇島分校第六章第六章 PLC程序設計方法程序設計方法 經(jīng)驗設計法經(jīng)驗設計法 順序功能圖設計法順序功能圖設計法 沒有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結(jié)果不是唯一的，設計所用的時間、設計的質(zhì)量與設計者的經(jīng)驗有很大的關系。優(yōu)點：對比較簡單的控制系統(tǒng)的設計比較奏效，可以收到快速簡單的效果。缺點：（1）對設計人員要求高，設計方法難掌握 （2）系統(tǒng)設計周期長，所設計的程序可維 護性差。 順序功能圖概述順序功能圖概述 順序功能圖的用法順序功能圖的用法 順序功能圖的基本概念順序功能圖的基本概念 順序功能圖的基本結(jié)構順序功能圖的基本結(jié)構 使用順序功能圖編寫程序使用順序功能圖編寫程

2、序 控制系統(tǒng)的工作方式控制系統(tǒng)的工作方式 1979年法國公布了功能圖（Function Chart）的國家標準GRAFCET。 1994年5月IEC公布的PLC編程標準（IEC61131）中，順序功能圖被確定為PLC位居首位的編程語言。 我國在1986年頒布了順序功能圖的國家標準GB 6988.6-86. 順序功能圖（順序功能圖（Sequence Function Chart）是）是描述開關量控制系統(tǒng)的最佳圖形程序設計方描述開關量控制系統(tǒng)的最佳圖形程序設計方法。法。 優(yōu)點：簡單易學；用它進行程序設計周期短；優(yōu)點：簡單易學；用它進行程序設計周期短；設計出的程序規(guī)律性強、清晰、可讀性好，設計出的程

3、序規(guī)律性強、清晰、可讀性好，便于維護；此程序設計方法有效的克服了經(jīng)便于維護；此程序設計方法有效的克服了經(jīng)驗法的試探性和隨意性的弊端。驗法的試探性和隨意性的弊端。 直接使用順序功能圖。按控制要求畫出相應直接使用順序功能圖。按控制要求畫出相應的順序功能圖，直接把它輸入到的順序功能圖，直接把它輸入到PLC中。中。 間接使用順序功能圖。用順序功能圖描述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，然后根據(jù)順序功能要完成的控制任務，然后根據(jù)順序功能圖設計出相應的梯形圖，把此梯形圖輸入到圖設計出相應的梯形圖，把此梯形圖輸入到PLC中。中。 步（狀態(tài)）：將控制系統(tǒng)工作循環(huán)過程分解步（狀態(tài)）：將

4、控制系統(tǒng)工作循環(huán)過程分解成若干個順序相連的階段，這些階段稱為成若干個順序相連的階段，這些階段稱為“步步”。用方框表示，并用位存儲器的編號。用方框表示，并用位存儲器的編號作為步的順序編號。作為步的順序編號。 劃分依據(jù)：系統(tǒng)輸出量的變化。劃分依據(jù)：系統(tǒng)輸出量的變化。 初始步（初始狀態(tài)）：一個順序功能圖初始步（初始狀態(tài)）：一個順序功能圖中必須有一個初始步，用雙方框表示。中必須有一個初始步，用雙方框表示。它是系統(tǒng)運行的起點，與系統(tǒng)的初始狀它是系統(tǒng)運行的起點，與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應，系統(tǒng)初始步是等待起動命令態(tài)相對應，系統(tǒng)初始步是等待起動命令的初始狀態(tài)。的初始狀態(tài)。 工作步（工作狀態(tài)）：控制系統(tǒng)正常工作工

5、作步（工作狀態(tài)）：控制系統(tǒng)正常工作的步（狀態(tài)）。的步（狀態(tài)）。 活動步（活動狀態(tài)）：當系統(tǒng)正處于某一活動步（活動狀態(tài)）：當系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時，該步處于活動狀態(tài)。步所在的階段時，該步處于活動狀態(tài)。 靜止步（不活動狀態(tài)）：當前沒有運行的靜止步（不活動狀態(tài)）：當前沒有運行的步（狀態(tài)）。步（狀態(tài)）。 動作：在控制過程中與各步相對應的控制動作：在控制過程中與各步相對應的控制動作。一個步可對應一個動作，也可對應動作。一個步可對應一個動作，也可對應多個動作。每一步的動作是同時進行的，多個動作。每一步的動作是同時進行的，一般不分先后。一般不分先后。 非存儲型動作：當步變?yōu)椴换顒硬綍r動作終止。非存儲型

6、動作：當步變?yōu)椴换顒硬綍r動作終止。用修飾詞用修飾詞N表示。表示。 存儲型動作：當步變?yōu)椴换顒硬綍r動作繼續(xù)，存儲型動作：當步變?yōu)椴换顒硬綍r動作繼續(xù)，直到動作被復位，用修飾詞直到動作被復位，用修飾詞S表示表示。 脈沖型動作：當步變?yōu)榛顒硬綍r，動作被啟動脈沖型動作：當步變?yōu)榛顒硬綍r，動作被啟動并且只執(zhí)行一個掃描周期，用修飾詞并且只執(zhí)行一個掃描周期，用修飾詞P表示。表示。有向連線有向連線 有向連線表明了各步成為活動步的先后次有向連線表明了各步成為活動步的先后次序和轉(zhuǎn)移的方向。序和轉(zhuǎn)移的方向。 步的活動狀態(tài)的進展方向為從上到下和從步的活動狀態(tài)的進展方向為從上到下和從左至右，這兩個方向的箭頭可以省略。左至

7、右，這兩個方向的箭頭可以省略。 必須中斷的有向連線，應在中斷處標明下必須中斷的有向連線，應在中斷處標明下一步的標號和所在頁數(shù)。一步的標號和所在頁數(shù)。 轉(zhuǎn)換：控制系統(tǒng)中一個步（狀態(tài)）到另轉(zhuǎn)換：控制系統(tǒng)中一個步（狀態(tài)）到另一個步（狀態(tài)）的變化，稱為轉(zhuǎn)換。一個步（狀態(tài)）的變化，稱為轉(zhuǎn)換。 用有向線段表示轉(zhuǎn)換的方向，用一橫線用有向線段表示轉(zhuǎn)換的方向，用一橫線表示轉(zhuǎn)換條件。表示轉(zhuǎn)換條件。 一個轉(zhuǎn)換如果能夠使步（狀態(tài)）發(fā)生轉(zhuǎn)一個轉(zhuǎn)換如果能夠使步（狀態(tài)）發(fā)生轉(zhuǎn)換，稱為觸發(fā)。換，稱為觸發(fā)。 轉(zhuǎn)換條件：系統(tǒng)從一步到另一步轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換條件：系統(tǒng)從一步到另一步轉(zhuǎn)換的必要條件?？梢杂猛獠枯斎?、內(nèi)部存儲必要條件?？梢杂猛?/p>

8、部輸入、內(nèi)部存儲器或邏輯方程來表示。器或邏輯方程來表示。 當轉(zhuǎn)換條件滿足時，即封鎖上一步，激當轉(zhuǎn)換條件滿足時，即封鎖上一步，激活下一步?；钕乱徊?。 常用符號：常用符號：* 表示表示“與與”關系關系 + 表示表示“或或”關系關系 =1表示轉(zhuǎn)換條件永遠成立表示轉(zhuǎn)換條件永遠成立I0.2 送料到位送料到位I0.3 退回到位退回到位起動信號起動信號I1.0 夾緊完成夾緊完成I0.6 推出到位推出到位I0.4 下鉆到位下鉆到位I0.7 退回到位退回到位I0.5 上升到位上升到位I1.1 放松完成放松完成I1.2 旋轉(zhuǎn)到位旋轉(zhuǎn)到位1.轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件 該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步 相應的轉(zhuǎn)換條件

9、得到滿足2.轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應完成的操作轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應完成的操作 使所有與相應轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬?使所有與相應轉(zhuǎn)換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬?兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將它們分隔開。它們分隔開。 兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個步將它兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個步將它們分隔開。們分隔開。 順序功能圖中的初始步一般對應于系統(tǒng)等待啟順序功能圖中的初始步一般對應于系統(tǒng)等待啟動的初始狀態(tài)，這一步可能輸出為動的初始狀態(tài)，這一步可能輸出為0。 自動控制系統(tǒng)應能多次重復執(zhí)行同一工藝過程，自動控制系統(tǒng)應能多次重復執(zhí)行同一工藝過程，因此在順序功能

10、圖中一般應有由步和有向連線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(huán)。組成的閉環(huán)。 使用置位、復位指令使用置位、復位指令 使用順序控制繼電器指令使用順序控制繼電器指令 以某轉(zhuǎn)換條件的所有前級步對應的存儲器位的常以某轉(zhuǎn)換條件的所有前級步對應的存儲器位的常開觸點和該轉(zhuǎn)換條件對應的觸點的串聯(lián)作為控制開觸點和該轉(zhuǎn)換條件對應的觸點的串聯(lián)作為控制電路；電路； 利用該控制電路完成對該轉(zhuǎn)換條件的后續(xù)步對應利用該控制電路完成對該轉(zhuǎn)換條件的后續(xù)步對應的存儲器位置位和對所有前級步對應的存儲器位的存儲器位置位和對所有前級步對應的存儲器位復位；復位； 每一個轉(zhuǎn)換對應一個控制置位和復位的電路塊每一個轉(zhuǎn)換對應一個控

11、制置位和復位的電路塊。 利用以轉(zhuǎn)換為中心的設計方法時，輸出位利用以轉(zhuǎn)換為中心的設計方法時，輸出位的線圈不能直接與置位和復位指令并聯(lián)。的線圈不能直接與置位和復位指令并聯(lián)。 用代表步的內(nèi)存位的常開觸點或它們的并用代表步的內(nèi)存位的常開觸點或它們的并聯(lián)電路驅(qū)動輸出位的線圈。聯(lián)電路驅(qū)動輸出位的線圈。 選擇序列中的每一個轉(zhuǎn)換的前級步和后選擇序列中的每一個轉(zhuǎn)換的前級步和后級步都只有一個，需要復位和置位的存級步都只有一個，需要復位和置位的存儲器位也只有一個，因此選擇序列的編儲器位也只有一個，因此選擇序列的編程方法和單序列的編程方法完全相同。程方法和單序列的編程方法完全相同。 并行序列的分支：利用前級步和轉(zhuǎn)換條

12、件對應并行序列的分支：利用前級步和轉(zhuǎn)換條件對應的常開觸點組成的串聯(lián)電路同時對并行序列中的常開觸點組成的串聯(lián)電路同時對并行序列中所有的后級步進行置位，同時復位前級步。所有的后級步進行置位，同時復位前級步。 并行序列的合并：利用并行序列中所有前級步并行序列的合并：利用并行序列中所有前級步和轉(zhuǎn)換條件對應的常開觸點組成的串聯(lián)電路同和轉(zhuǎn)換條件對應的常開觸點組成的串聯(lián)電路同時復位所有并行序列中的前級步，并對后級步時復位所有并行序列中的前級步，并對后級步進行置位。進行置位。 使用置位、復位指令使用置位、復位指令 使用順序控制繼電器指令使用順序控制繼電器指令 順序控制程序被順序控制繼電器指令劃分為若干個SCR

13、段，每一段對應于功能圖中的一步。 在SCR段中，用SM0.0驅(qū)動該步中應置位為1的輸出線圈。只有活動步對應的SCR段的SM0.0的常開觸點閉合；不活動步的SCR段的SM0.0的常開觸點斷開，即SCR段內(nèi)的輸出線圈受到對應的順序控制繼電器的控制。 利用轉(zhuǎn)換條件驅(qū)動轉(zhuǎn)換到后續(xù)步的SCRT指令。使用SCR指令的限制： 不能在不同的程序中使用相同的S位。如： 主程序中用了S0.1，在子程序中就不能再用S0.1； 在SCR段中不能使用JMP和LBL指令。即不允許跳入、跳出SCR段，也不能在SCR段內(nèi)部跳轉(zhuǎn)。 控制要求：控制要求： 按下I1.0啟動按鈕后，機械手從原點開始自動連續(xù)運行。按下I1.1停止按鈕后，機械手運行完本周期后停止。 單周期工作方式：每按一次起動按鈕，單周期工作方式：每按一次起動按鈕，系統(tǒng)從初始位置完成一個周期的工作，系統(tǒng)從初始位置完成一個周期的工作，然后停止在初始位置，等待下一次起動然后停止在初始位置，等待下一次起動按鈕的操作，完成下一周期的工作。按鈕的操作，完成下一周期的工作。 手動工作方式：根據(jù)設備當前所處階段，手動工作方式：根據(jù)設備當前所處階段，按下相應按鈕系統(tǒng)向前進行一步，等待按下相應按鈕系統(tǒng)向