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1、第7章 顺序控制梯形图的程序设计,7.1 经验设计法 7.2功能流程图法,7.1 经验设计法,经验设计法的基本思路是在已有的一些典型梯形图的基础上，根据被控对象对控制的要求，通过多次反复地调试和修改梯形图，增加中间编程元件和触点，以得到一个较为满意的程序。经验设计法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的经验有很大的关系，适用于逻辑关系较简单的梯形图程序设计。,1起保停电路 起保停电路仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。,2
2、延时接通延时断开电路,3定时范围扩展,4闪烁电路,5跑马灯电路,7.2程序设计,7.2.1功能流程图概述 7.2.2由功能流程图到程序,返回本章首页,7.2.1功能流程图概述,功能流程图，简称功能图，又叫状态流程图或状态转移图。它是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能说明性语言，能完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性，是分析、设计电气控制系统控制程序的重要工具。,1. 组成,（1）步 步是控制系统中的一个相对不变的性质，它对应于一个稳定的状态。在功能流程图中步通常表示某个执行元件的状态变化。步用矩形框表示，框中的数字是该步的编号，编号可以是该步对应的工步序号，也可以是与该步相对应的编程元件
3、（如PLC内部的通用辅助继电器、步标志继电器等）。步的图形符号如图7.1（a）所示。 初始步 初始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图7.1（b）所示。,图7.6步和初始步,（2）有向线段和转移 有向线段和转移及转移条件如图7.7所示。,图7.7转移,（3）动作说明 一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如下图7.8所示。 图中（a）表示一个步对应一个动作；图（b）和（c）表示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。,2. 结构,（1）顺序结构 （2
4、）选择结构 （3）并行结构,（1）顺序结构,图7.9顺序结构,（2）分支结构,图7.10选择结构,并发结构,图7.11并发结构,图7.12功能流程图举例,返回本节,3. 功能图转换实现的基本规则,在功能图中，步的状态的转换是通过转换的实现完成的，转换的实现必须同时满足以下两个条件： （1）该转换的所有前级步都是活动步。 （2）相应的转换条件得到满足。 一旦转换完成，则执行以下两个操作： （1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。 （2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为非活动步。,4功能图绘制注意事项,（1）步与步不能直接相连，必须用转移分开。 （2）转移与转
5、移不能直接相连，必须用步分开。 （3）步与转移、转移与步之间的连线采用有向线段，画功能图的顺序一般是从上向下或从左到右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头。 （4）一个功能图至少应有一个初始步。,5功能图绘制实例,图7.13所示为某剪板机的示意图。开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关I0.0和I0.1在ON状态。按下启动按钮I1.0后，剪板机启动。板料首先右行（Q0.0为ON）至限位开关I0.3动作，然后压钳下行（Q0.1为ON并保持），板料压紧后，压力继电器I0.4为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行（Q0.2为ON）。剪断板料后，I0.2变为ON，压钳和剪刀同时上行（Q0.3和Q0.4为
6、ON，Q0.1和Q0.2为OFF），它们分别碰到限位开关I0.0和I0.1后停止上行。所有设备都停止后，完成一个操作周期。随后启动下一个操作周期。,图7.13 剪板机示意图,（1）确定步及步对应的动作,（2）确定转换条件,（3）绘制功能流程图。,7.2.2由功能流程图到程序,功能流程图完整地表现了控制系统的控制过程、各个步的功能、步与步转换的顺序和条件。它可以表示任意顺序过程，是可编程序控制器程序设计中很方便的工具。但中小型PLC一般不具有直接输入功能流程图的能力，因而必须人工转化为梯形图或语句表，然后下载到PLC执行。 利用功能流程图设计梯形图程序，通常用存储器位作为功能流程图中的步的代号，
7、当某一步为活动步时，对应的存储器位为1；当某一转换实现时，如果该转换的前级步为活动步，则后续步变为活动步，同时前级步变为非活动步。由于大部分转换条件的持续时间远远小于步处于活动状态的时间，因此在梯形图中必须使用有记忆功能的电路或指令（如起保停电路和复位置位指令等）控制步所对应的存储器位。 根据所使用的有记忆功能的电路（或指令），将功能流程图向梯形图转换的常用方法有3种：起保停电路设计法、置位复位指令设计法和顺序控制继电器法。,1起保停电路设计法,起保停电路设计方法可以分为以下3步： （1）根据功能流程图写出存储器位的逻辑表达式。 （2）写出执行元件的逻辑函数式。 （3）根据逻辑函数式画梯形图。
8、,2置位复位指令设计法,在使用置位复位指令的编程方式中，用某一转换所有前级步对应的存储器位的常开触点和转换对应的触点或电路串联，作为使所有后续步对应的存储器位置位和使所有前级步对应的存储器位复位的条件。由于置位指令和复位指令本身具有保持性，因此不需要保持电路存储器位的状态，从而大大简化电路设计。并且这种设计方法中转移条件和对存储器进行置位复位操作的电路块之间具有一一对应的关系，所设计出的梯形图极具规律性，即使是比较复杂的功能流程图也比较容易转换，且不容易出错。,由转换条件对应的触点和步对应存储器位的触点串联构成的控制电路以及由复位指令和置位指令构成的电路块。所不同的是： 对于只有一个前级步和后
9、续步的转换（顺序结构和选择结构），其对应的电路块仅包括一条复位指令和一条置位指令。 如果某转换对应多个前级步（并行结构的开始），则梯形图的转换条件为多个步对应存储器位的触点和转换条件对应的触点的串联，而执行部分将包含多条复位指令；如果某转换对应多个后续步（并行结构的结束），则执行部分将包含多条置位指令。,由于转移条件存在的时间通常很短，而步所对应的动作的执行时间则相对较长，因此不能用控制电路直接驱动功能流程图中动作对应的输出线圈。在置位复位指令设计法中通过步所对应的存储器位的常开触点驱动输出线圈；如果一个动作同时对应多个步，则必须通过该动作对应的所有步的存储器位的常开触点的“或”驱动输出线圈,
10、图7.16 利用置位复位指令设计法设计的图7.12对应的梯形图,3顺序控制继电器法,S7-200 PLC提供了专门用于顺序控制的顺序控制继电器指令，这些指令将整个控制程序分为若干个程序段（SCR段），每一程序段对应功能流程图中的一步。 顺序控制指令中用顺序控制继电器位Sx.y作为该步的状态标志位。顺序控制继电器通过置位和复位进行工作。当Sx.y被置位时，允许该段工作。顺序控制继电器有保持功能，不需要自保电路。 SCR段必须包含3方面的内容：开始、结束和转移。所对应的指令分别为LSCR（段开始指令）、SCRE（段结束指令）和SCRT（段转移指令）。 LSCR指令表示一个SCR段的开始。如果该指令
11、的操作数Sx.y被置位，则执行段内程序。 SCRT指令来实现本段与下一个段之间的切换。当指令使能输入有效时，一方面对 Sx.y置位，以便让下一个段开始工作；另一方面同时对本段的标志位复位，以便本段停止工作。 每个顺序段必须用SCRE结束。,例：某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是：钻头开始处于静止状态，若传感器（I0.0）检测到工件到位，钻头向下工进（Q0.0），当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关（I0.1）时，计时器计时，4s后快退（Q0.1）到上接近开关（I0.2）时钻头回到原位。 钻孔过程可以分为4个工步：等待、向下工进、计时和快退，用4个顺序控制继电器位分别表示上述4个工步，绘出的控制过程的功能流程图如图7.17所示，对应的梯形图如图7.18所示。,图7.17 钻孔过程功能流程图,图7.18 钻孔过程控制梯形图,图7.19 含选择结构和并行结构的复杂功能流程图,THANK YOU VERY MUCH ！,本章到此结束， 谢谢您的光临！,返回本章首页,结束放映,
