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1、从工业控制角度而言，控制系统的设计包含许多内容和步骤，设计者不仅需要具有丰富的专业知识，而且更需要有效的编程思路及方法，这样对系统的设计及调试、系统的扩展、合作者之间的协作交流都十分有利。,顺序功能图,设计步骤 顺序功能图,内 容 提 要,知 识 要 点,掌握顺序功能图的设计理念和设计方法,控制系统的基本设计步骤,（1）分析任务（将任务分解为若干子任务） （2）描述任务和子任务（任务说明书） （3）生成控制算法 （4）选择控制媒介 （5）执行（建立控制系统）,控制系统的设计步骤,顺序功能图,顺序设计法,顺序控制设计是一种先进的设计方法，其设计思想是将系统的工作周期划分为若干顺序相连的阶段，我们
2、称之为“步”。当步被激活时（即满足一定的转换条件），步所代表的行动或命令将被执行。这样一步一步按照顺序，执行机构就能够顺序“前进”。,设计步骤是首先根据工艺流程，画出顺序功能图（SFC），之后编写梯形图（或功能块图）程序。,顺序功能图的表示法,SFC步元素的表现形式,绘制原则,在对应的动作中有存储型（S）和非存储型（NS）两大常用类型。 存储型为保持型，可以用S和R指令对存储型动作置位和复位。 而非存储型则与它所在的步“同存亡”，用输出指令实现。,例 如图所示为彩灯循环点亮示意图。设五个彩灯的输出分别为Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3和Q0.4，图中I0.0为控制开关。当I0.0打开时，
3、彩灯依次顺序点亮（当一盏灯亮时，前一盏灯灭），点亮的周期为2s。试画出顺序功能图。,分析 在按下启动按钮I0.0后，彩灯系统开始工作，其工作周期包括：2s时间到，第一盏灯亮；2s时间到，第二盏灯亮（第一盏灯灭）；2s时间到，第三盏灯亮（第二盏灯灭）；2s时间到，第五盏灯亮（第四盏灯灭）五个过程。,绘制顺序功能图注意事项,（1） 两个步不能直接相连，必须用一个转换将两者隔开（如果没有具体的转换条件，一般都用定时延时来解决）。 （2） 两个转换条件也不能直接相连，必须用一个步将两者隔开。 （3） 起始步（起始位置）十分重要，它是进入顺序控制环（循环扫描）的入口，必不可少。 （4） 一般在OB100
4、中将起始步预置为当前步，否则，系统不能正常工作。,顺序功能图的基本结构包括：单序列、选择序列、并行序列几种形式 。,简化的顺序功能图画法,在简化图中，将结束步和起始步或第1步合并为1，并用箭头构成封闭的回环；用不同的存储位代表不同的步，比如M0.0、M0.1等；转换条件用一小横杠表示，旁边标注转换条件；选择序列的分支方向由带箭头直线表示；并行序列的分支和合并用两条平行线表示。当前步的动作前如果有字母S表示保持型动作的置位，有字母R表示保持型的复位，什么都没有表示非保持型动作。,彩灯显示的简化顺序功能图如图。,顺序功能图的编程方法,控制电路的梯形图实现形式如图,顺序控制程序包括：控制电路设计和输
5、出电路两种方法。,输出电路的梯形图实现形式如图,例 彩灯显示的简化顺序功能图如图所示。试用选择序列编程方法设计程序。,控制电路的梯形图实现如图,输出电路的梯形图实现如图,上述的是单序列和选择序列的编程方法，对于并行序列，需在分支的编程中，当M0.2成为活动步，并且转换条件I0.3满足时，步M0.3和M0.5同时成为活动步。因此在程序中，要同时将M0.3和M0.5置位，即同时将分支的活动步置位。在合并的编程中，由于合并必须在M0.4和M0.6同时成为活动步，并且转换条件I0.6满足的情况下实现。所以，在程序中，需将M0.4、M0.6以及I0.6的常开触点串联，作为后一步置位的条件，当后一步变为当
6、前步时，复位M0.4和M0.6。,控制电路的梯形图实现如图,输出电路的梯形图实现如图,例 全自动洗衣机的顺序功能图如图所示。其控制过程为：注水正转洗涤暂停反转洗涤暂停（小循环3次后）排水脱水排水（大循环3次后）峰鸣报警停止。,全自动洗衣机变量表,控制程序,输出程序,例 如图所示为专用钻床加工系统示意图，它是用来加工零件的。需加工的零件为圆盘状零件，其上均匀分布了3个大孔和3个小孔。钻床自动运行的初始状态为：两个钻头在最上位，上限位开关I0.3和I0.5为ON。工作过程为：加紧工件，大小钻头开始向下钻孔，至规定的深度后，钻头向上提升并等待，此时工件旋转120度后，开始加工第二对孔。当3对孔加工完
7、后，松开工件，回到初始状态。钻孔的孔数用减计数器来控制，计数器设定初值为3。试画出顺序功能图，并编写相应的梯形图程序。,示意图如图,专用钻床加工系统的变量表如表所示,分析： 两个钻头向下钻孔和钻头提升的过程用并行序列来表示，在零件没有加工完毕之前，需要重复加工过程；在完成加工后，系统返回初始步。这个过程因为有分支，所以可以用选择序列来表示。,钻床加工系统的顺序功能图,思考 试用梯形图实现控制 电路和输出电路！,控制电路的梯形图实现如图,输出电路的梯形图实现如图,上机练习1:交通灯设计 (要求运用顺序功能图设计),十字路口交通灯的控制按钮为：开始按钮（I0.0)、停止 按钮(I0.1)、南北延时
8、按钮(I1.0)、东西延时按钮(I1.1)。当延时按钮按下时，某方向绿灯多延长5秒钟。 指示灯分别为南北方向红灯（Q0.0)、绿灯(Q0.1)和黄灯(Q0.2)，东西方向红灯(Q1.0)、绿灯(Q1.1)和黄灯(Q1.2)。按下开始按钮后，所有灯同时亮，历时2秒后，南北方向红灯亮8秒后，跳至绿灯亮5秒，之后黄灯亮3秒，如此循环。 设计要求：绘制顺序功能图，编写控制程序和输出程序。,2红亮,1红亮,上机练习2:运料小车设计 (要求运用顺序功能图设计),控制按钮为：开始按钮（I0.0)和停止按钮(I0.1)。按钮（I0.2)按下表示小车由仓库1运动到仓库2，按钮（I0.3)按下表示小车由仓库2运动
9、到仓库1。当小车到达仓库1时，按下按钮（I0.4),小车进入仓库1并停止，当小车到达仓库2时，按下按钮（I0.5),小车进入仓库2并停止。 指示灯： Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7模拟小车的运动过程。 Q0.0表示小车在运行状态，而Q0.1表示小车在停止状态。 Q0.2表示小车进入仓库1， Q0.3表示小车进入仓库2。 设计要求：绘制顺序功能图，编写控制程序和输出程序。,MPS检测站介绍,检测站有五个模块所组成，它们分别是： 识别模块、提起模块、测量模块、滑动气垫模块和滑动模块。,(1) 开始需求： 1) 工件在工件托盘中； 2) 工作区是空的。 (2) 初始位置： 1) 提升汽缸在底
10、部； 2) 推出汽缸在缩回位置； 3) 气垫滑动模块在关闭状态。 (3) 工作过程： 1) 检测工件的颜色和材料； 2) 提升汽缸上升； 3) 测量工件的高度。,4)如果测试正确： (1) 打开气垫滑动模块； (2) 将推出汽缸的活塞杆推出； (3) 将推出汽缸的活塞杆缩回； (4) 关闭气垫滑动模块； (5) 将提升汽缸下降； (6) 返回初始状态。 5)如果测试失败： (1)将提升汽缸下降； (2)将推出汽缸的活塞杆推出； (3)将推出汽缸的活塞杆缩回； (4)返回初始位置。,控制程序,输出程序,在单步运行状态时，每按下开始按钮，形成一个扫描周期宽度的脉冲M30.0；而当自动运行状态时，按
11、下开始按钮后，置位M30.1；而M30.2 是两信号的综合。将M30.2串联在各个控制回路中，可以实现单步或自动运行的功能。,上机练习: 大小球分类选择传送装置示意图如图。其工作原理如下：初始位置为机械臂在上部并在左边，机械臂下降（当磁铁压着大球时，限位开关SQ2断开，当压着的是小球时SQ2接通）时，如果是大球，则Y1吸住球并上升，至SQ3处右行，至SQ5后，下降至SQ2，释放，之后上升至SQ3，左移至初始位置。如果是小球则右行至SQ4后，下降、释放、上升、左移至初始位置。试根据工艺要求用顺序功能图进行系统设计。用梯形图实现顺序流程图程序。,GRAPH编程语言,顺序功能图需要3个块：调用S7
12、GRAPH的块、S7 GRAPH FB块（描述顺序控制的块）和S7 GRAPH FB的背景数据块。其包含的分支数越多，则执行的时间越长，分支数的多少和CPU的类型有关。,顺序控制器工具条,顺序控制的常用动作指令,S7 GRAPH的编程步骤,例 试设计电机启动控制系统，要求按下按钮I0.0一次，第一台电机Q0.0启动，再次按下按钮，第2台电机Q0.1启动，第3次按钮按下时，第3台电机Q0.3启动，之后，按钮第4次按下时，3台电机同时停止。之后依次循环。,建立项目，插入S7 程序。,2.点击块，插入新对象/功能块，选择语言为GRAPH,3.双击功能块FB1，打开顺序功能图编辑器,4.编写顺序控制程序,插入逻辑关系 ，点按快捷按钮或者右键选择,插入动作 ，点按快捷按钮或者右键选择,插入新步 ，点按快捷按钮或者右键选择,最后一步 ，点按快捷按钮 完成跳转,电机控制GRAPH程序,5.保存FB1，经过FB1的自动编译后，无错误，则系统自动生成FC72和SFC64功能 。,6.双击OB1，调用FB1。,7.打开模拟仿真器PLCSIM，CPU打到RUN-P状态，下载所有程序。,8.在FB1功能模块中，点击监控按钮，如图所示。调试程序。,S7 GRAPH以图形化方式清晰表明了控制的过程，功能强大，可以实现多种运行方式；调试方便，便于掌握。,thank you!,thank you!,
