編程技術(shù)順序功能圖

會(huì)計(jì)學(xué)1編程技術(shù)順序功能圖8.1.2順序控制設(shè)計(jì)法的基本思想：1）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，這些階段叫做步(step)，用編程元件（例如存儲(chǔ)器位M）來代表各步；2）每一步代表了順序控制的一個(gè)特定的工作狀態(tài)，步是根據(jù)輸出量的ON/OFF狀態(tài)的變化來劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出量的狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量的狀態(tài)是不同的；3）順序控制設(shè)計(jì)法用轉(zhuǎn)換條件控制各步編程元件的狀態(tài)，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制PLC的各輸出位。順序功能圖主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和功能組成。

第1頁/共42頁舉例，設(shè)計(jì)五個(gè)彩燈順序點(diǎn)亮的顯示系統(tǒng)。要求在啟動(dòng)按鈕I0.0按下后，彩燈依次順序點(diǎn)亮（當(dāng)當(dāng)前燈亮?xí)r，前一盞燈滅）五個(gè)彩燈的輸出分別為：Q0.0,Q0.1,Q0.2,Q0.3,Q0.4。點(diǎn)亮的周期為2s。在第5個(gè)彩燈點(diǎn)亮2s后，整個(gè)過程結(jié)束。試設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)。第2頁/共42頁彩燈系統(tǒng)顯示1個(gè)循環(huán)的順序控制圖第3頁/共42頁8.1.3順序功能圖設(shè)計(jì)法的基本組成要素順序功能圖（ＳＦＣ）是順序控制的一種圖形表示法。順序功能圖主要由步、有向連線和轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件三部分組成。1）步:順序功能圖的每一步代表了順序控制系統(tǒng)的一個(gè)特定工作狀態(tài)。有初始步和活動(dòng)步兩種。初始步是與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步。活動(dòng)步用來表示系統(tǒng)一種特定的工作狀態(tài)，在活動(dòng)步中，系統(tǒng)將發(fā)布一定的命令，或執(zhí)行一定的動(dòng)作。順序功能圖的步可以用一個(gè)存儲(chǔ)位來代表，也可以用一個(gè)輸出線圈來表示。

第4頁/共42頁2）有向連線：所謂有向連線就是步與步之間的連接線。有向連線決定了步的轉(zhuǎn)換方向和轉(zhuǎn)換途徑。順序功能圖中的每一步一般需要兩條以上的有向連線進(jìn)行連接，其中一條為輸入線，它表示轉(zhuǎn)換到本步的上一級(jí)的源狀態(tài)；一條為輸出線，表示本步執(zhí)行轉(zhuǎn)換時(shí)的下一級(jí)目標(biāo)狀態(tài)。3）轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件：轉(zhuǎn)換將相鄰的兩個(gè)步隔開。轉(zhuǎn)換條件表示順序控制系統(tǒng)由當(dāng)前步進(jìn)入下一步的條件。轉(zhuǎn)換條件可以是外部的輸入信號(hào)（如：按鈕、限位開關(guān)的接通、斷開等）；也可以是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)（例如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)提供的信號(hào)；還可能是若干個(gè)信號(hào)的與、或、非邏輯組合）。第5頁/共42頁8.1.4順序功能圖的繪制原則1）兩個(gè)步不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換條件將二者隔開。2）兩個(gè)轉(zhuǎn)換條件也不能直接相連，必須用一個(gè)步將二者隔開。3）起始步非常重要，它是進(jìn)入順序控制的入口，必不可少。4）應(yīng)在OB100中將起始步預(yù)置為當(dāng)前步。5）單周期和循環(huán)運(yùn)行方式下，結(jié)束步返回的方式不同。單周期運(yùn)行方式下，返回起始步，而單循環(huán)運(yùn)行方式則返回第1步。第6頁/共42頁8.1.5順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)順序功能圖主要有：?jiǎn)涡蛄小⑦x擇序列和并行序列三種結(jié)構(gòu)形式。第7頁/共42頁1）單序列：?jiǎn)涡蛄惺怯身樞蚣せ畹牟浇M成，其特點(diǎn)是沒有分支和合并。2）選擇序列（多分支序列）：選擇序列有分支，且轉(zhuǎn)換條件要寫在分支線內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)換條件h=1時(shí)，功能圖由第4步轉(zhuǎn)為第5步；當(dāng)k=1時(shí)，功能圖由第4步轉(zhuǎn)為第8步。選擇序列的結(jié)束稱為合并。轉(zhuǎn)換條件必須在合并線內(nèi)。選擇序列的某一分支也可以沒有步。3）并行序列：并行序列是某一轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)幾個(gè)序列的同時(shí)激活。如圖在轉(zhuǎn)換條件e=1時(shí)，14和16步同時(shí)變?yōu)榛顒?dòng)步。在表示同步的雙水平線上只允許有一個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)。在合并時(shí)，表示同步的雙水平線下，也只允許有一個(gè)轉(zhuǎn)換條件。第8頁/共42頁8.1.6順序功能圖的轉(zhuǎn)換規(guī)則在順序功能圖中，從前一步轉(zhuǎn)換到當(dāng)前步的轉(zhuǎn)換條件為：1）轉(zhuǎn)換的前一步必須是活動(dòng)步。2）相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。從當(dāng)前步轉(zhuǎn)換到后一步，應(yīng)滿足的條件為：1）當(dāng)前步是活動(dòng)步。2）滿足轉(zhuǎn)換的條件。第9頁/共42頁8.2順序功能圖的編程方法（順序控制梯形圖）順序控制程序包括：控制電路設(shè)計(jì)和輸出電路設(shè)計(jì)兩部分?？刂齐娐酚靡粋€(gè)存儲(chǔ)位或一個(gè)輸出線圈來代表步。用轉(zhuǎn)換條件來控制代表步的存儲(chǔ)位。轉(zhuǎn)換條件可可以是一個(gè)觸點(diǎn)，如輸入、輸出、內(nèi)部存儲(chǔ)器時(shí)間繼電器的常開或常閉觸點(diǎn)，也可以是若干個(gè)邏輯信號(hào)的邏輯運(yùn)算結(jié)果。輸出電路是代表當(dāng)前步所執(zhí)行的動(dòng)作。由代表步的存儲(chǔ)位作為控制接點(diǎn)，輸出量是執(zhí)行器的輸出線圈。第10頁/共42頁控制電路梯形圖：第11頁/共42頁輸出電路的梯形圖：第12頁/共42頁8.2.1單序列的編程方法這種編程方法中，每一個(gè)當(dāng)前步只有一個(gè)前步和一個(gè)后步。轉(zhuǎn)換均對(duì)應(yīng)相應(yīng)存儲(chǔ)位的置位和復(fù)位。有多少步就有多少個(gè)相對(duì)應(yīng)的置位和復(fù)位電路。例如前面討論的彩燈顯示1個(gè)循環(huán)的順序功能圖如下。注意：在此功能圖中，為了能夠進(jìn)入循環(huán)回路，在OB100中，應(yīng)設(shè)置M0.0=1。在OB100中的程序如下。該程序把M0.0~M0.7復(fù)位，然后將M0.0置1，初始步變?yōu)榛顒?dòng)步。第13頁/共42頁舉例，設(shè)計(jì)五個(gè)彩燈順序點(diǎn)亮的顯示系統(tǒng)。要求在啟動(dòng)按鈕I0.0按下后，彩燈依次順序點(diǎn)亮（當(dāng)當(dāng)前燈亮?xí)r，前一盞燈滅）五個(gè)彩燈的輸出分別為：Q0.0,Q0.1,Q0.2,Q0.3,Q0.4。點(diǎn)亮的周期為2s。在第5個(gè)彩燈點(diǎn)亮2s后，整個(gè)過程結(jié)束。試畫出順序功能圖。第14頁/共42頁彩燈顯示1個(gè)循環(huán)的順序功能圖第15頁/共42頁彩燈顯示1個(gè)循環(huán)的控制電路梯形圖（在OB1中）第16頁/共42頁第17頁/共42頁彩燈顯示1個(gè)循環(huán)的輸出電路梯形圖第18頁/共42頁8.2.2選擇序列的編程方法在選擇序列中，有分支和合并，某一步有多個(gè)后步或多個(gè)前步。如下圖所示。第19頁/共42頁選擇序列的編程：1.對(duì)于選擇序列的分支編程，只要分別寫出選擇序列各分支的梯形圖就可以了。2.對(duì)于選擇序列的合并編程，也只要分別寫出每個(gè)前步進(jìn)入到合并點(diǎn)步的梯形圖就可以了。例如，如圖所示為一選擇序列的順序功能圖。第20頁/共42頁選擇序列的梯形圖第21頁/共42頁例如，前面的彩燈系統(tǒng)，如果要求在啟動(dòng)按鈕I0.0按下后，彩燈能夠進(jìn)行連續(xù)的循環(huán)顯示，則該彩燈顯示系統(tǒng)的順序功能圖將變?yōu)橄聢D所示。和一次順序顯示系統(tǒng)相比較，連續(xù)循環(huán)顯示系統(tǒng)中，當(dāng)前步M0.1有兩個(gè)前步，則控制電路的梯形圖將如下圖所示。其輸出電路梯形圖與前面相同。注意：在此功能圖中，為了能夠進(jìn)入循環(huán)回路，在OB100中，也應(yīng)設(shè)置M0.0=1。在OB100中的程序如右。第22頁/共42頁彩燈循環(huán)顯示的順序功能圖第23頁/共42頁彩燈循環(huán)顯示的控制電路梯形圖第24頁/共42頁第25頁/共42頁彩燈循環(huán)顯示的輸出電路梯形圖第26頁/共42頁舉例，全自動(dòng)洗衣機(jī)的順序功能圖如圖所示。其控制過程為：注水—正轉(zhuǎn)洗滌—暫停—反轉(zhuǎn)洗滌—暫停（小循環(huán)3次）—排水—脫水排水（大循環(huán)3次）—蜂鳴報(bào)警—停止。輸入/輸出變量表：?jiǎn)?dòng)開關(guān)：I1.0，停止開關(guān)：I1.1，高水位開關(guān)：I0.0，低水位開關(guān)：I0.1進(jìn)水電磁閥：Q0.0，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器：Q0.1電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器：Q0.2，排水電磁閥：Q0.3脫水電磁離合器：Q0.4，報(bào)警蜂鳴器：Q0.5第27頁/共42頁全自動(dòng)洗衣機(jī)順序功能圖第28頁/共42頁全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制程序第29頁/共42頁第30頁/共42頁第31頁/共42頁8.2.3并行序列的編程方法在順序控制系統(tǒng)中，若某一步后接一個(gè)并行序列的分支時(shí)，當(dāng)該步成為活動(dòng)步并且轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，則其后邊的并行步將會(huì)同時(shí)成為活動(dòng)步。在并行分支活動(dòng)期間，各個(gè)分支獨(dú)立的進(jìn)行各自的動(dòng)作。并行分支合并的條件是所有并行的分支步都是活動(dòng)步，并且都滿足了轉(zhuǎn)換的條件，在此情況下并行分支合并，并將激活下一步。在此情況下，并行分支合并轉(zhuǎn)換的條件只允許有一個(gè)。第32頁/共42頁并行序列梯形圖編程并行序列如圖所示。第33頁/共42頁并行序列控制程序梯形圖如下。第34頁/共42頁輸出梯形圖第35頁/共42頁舉例，按鈕人行道控制系統(tǒng)的順序功能圖按鈕人行道控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)：車道為綠燈，人行道為紅燈。當(dāng)人行道按鈕I0.0或I0.1按下后，車行道上的綠燈閃爍30s，以便給順行司機(jī)30s的緩沖，再經(jīng)過5s的黃燈，車行道才變成紅燈。為防止行人搶行，車道變紅燈后，還要經(jīng)過5s，人行橫道才變?yōu)榫G燈。30s后，人行道綠燈再閃爍5s，變成紅燈，此時(shí)車行道上的黃燈也同時(shí)點(diǎn)亮，5s之后車行道再次變成綠燈，人行道變?yōu)榧t燈。第36頁/共42頁按鈕人行道控制系統(tǒng)的輸入/輸出變量表如下：立桿按