第六章 S7-200 PLC顺序控制指令及应用 6.1 功能图的产生及基本概念 6.2 顺序控制指令 6.3 功能图的主要类型 6.4 功能图编程应用举例16.1 功能图的产生及基本概念 •功能图的产生 l复杂逻辑控制系统编程的需要 l上世纪80年代，法国科技人员根据PETRI NET理论，提出了 可编程序控制器设计的Grafacet法，是专用于工业顺序控制程序设计 的一种功能性说明语言，即顺序功能图l实质：一种图形化的编程语言 l目前的应用 ü在S7-200中如果使用功能图编程会使编程简单 ü在IEC61131-3的PLC产品（包括S7-200）都不 接受SFC直接编制的程序，首先应该把功能图转换成梯 形图26.1 功能图的产生及基本概念 •功能图的基本概念功能图又称作顺序功能图、功能流程图或状态转移图，它是一种描述顺序控制 系统的图形表示方法，是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能性说明语言功能图主要由“状态”、“转移”以及有向线段等元素组成n状态：n状态是控制系统中一个相对不变的性质，对应于一个稳定的情形 n状态又有初始状态和工作状态状态的符号3初始状态：是功能图运行的起点，一个控制系统至少要有一个初 始状态。
初始状态的图形符号为双线的矩形框在实际使用时，有时也有画单线矩形框的，有的画一 条横线表示功能图的开始初始状态4工作状态：是控制系统正常运行时的状态根据控制系统是否运行，状态可分为动状态和静状态动状态是指正在运行的状态，静状态是当前没有运行的状态与状态对应的动作每一个稳定的状态下，一般都会有相应的动作，动作表示方法如下图56.1 功能图的产生及基本概念 n转移 l概念：为了说明从一个状态到另一个状态的变化， 要用转移概念，即用一个有向线段来表示转移的方向两 个状态之间的有向线段上再用一段横线表示这一转移 l转移条件转移是一种条件，当此条件成立时， 称作转移使能该转移如果能够使状态 发生转移，则称作触发 一个转移能够触发必须满足：状态为动 状态及转移使能 转移条件是指使系统从一个状态向另一 个状态转移的必要条件，通常用文字、 逻辑方程及符号来表示66.1 功能图的产生及基本概念 •功能图的构成规则l状态与状态不能相连，必须用转移分开；l转移与转移不能相连，必须用状态分开；l状态与转移、转移与状态之间的连接采用有向线段，从上向下画时，可以省略箭头；当有向线段从下向上画时，必须画上箭头，以表示方向；l一个功能图至少要有一个初始状态。
76.1 功能图的产生及基本概念 •举例86.2 顺序控制指令 •顺序控制指令介绍顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可使功能图编程简单化和规范化的 指令S7-200PLC提供了四条顺序控制指令，其中最后一条指令较少用 n指令形式及功能9顺序控制指令的操作对象为顺序控制继电器SS也称作状态器，每一个S都表示功能图的一种状态 S的范围为S0.0~S31.7什么是SCR段？从LSCR指令开始到SCRE指令结束的所有指 令组成一个顺序控制继电器（SCR）段LSCR 指令标记一个SCR段的开始，当该段的状态器置 位时，允许该SCR段工作SCR段必须用SCRE 指令结束当SCRT指令的输入端有效时，一方 面置位下一个SCR段的状态器S，以便使下一个 SCR段开始工作；另一方面又同时使该段的状态 器复位，使该段停止工作106.2 顺序控制指令 lSCR段的功能：每一个SCR程序段一般有以下 三种功能： ü驱动处理：即在该段状态器有效时，要做什 么工作；有时也可能不做任何工作； ü指定转移条件和目标：即满足什么条件后状 态转移到何处； ü转移源自动复位功能：状态发生转移后，置 位下一个状态的同时，自动复位原状态。
11•举例说明初始化脉冲 SM0.1用来 置位S0.1，即 把S0.1状态激 活T37即为状态 转移条件， T37的常开触 点将S0.2置位 的同时，自动 使原状态S0.1 复位126.2 顺序控制指令 •使用说明l顺控指令仅对元件S有效，顺控继电器S也具有一般继电器的功能，所以对它能够使用其他指令lSCR段程序能否执行取决于该状态器（S）是否被置位，SCRE与下一个LSCR之间的指令逻辑不影响下一个SCR段程序的执行l不能把同一个S位用于不同程序中，例如：如果在主程序中用了S0.1，则在子程序中就不能再使用它l在SCR段中不能使用JMP和LBL指令，就是说不允许跳入、跳出或在内部跳转，但可以在SCR段附近使用跳转和标号指令l在SCR段中不能使用FOR、NEXT和END指令l在状态发生转移后，所有的SCR段的元器件一般也要复位，如果希望继续输出，可使用置位/复位指令，如图6-5中的Q0.4l在使用功能图时，状态器的编号可以不按顺序安排136.3 功能图的主要类型 •单流程型146.3 功能图的主要类型 可选 择的 分支 和联 接156.3 功能图的主要类型 •并行分支和联 接说明：并行分支的 连接时，要同时使 所有分支状态转移 到新的状态，完成 新状态的启动。
另 外在状态S0.2和 S0.4的SCR段中 ，由于没有使用 SCRT指令，所以 S0.2和S0.4的复位 不能自动运行，最 后要用复位指令 对其进行复位166.3 功能图的主要类型 •跳转和循环17186.4 功能图应用举例 n题目 如图所示为一台分捡大小球的的机械臂装置其工作过程是：当机械臂处于原始位置时，即上限位开关BG1和左限位开关BG3压下，抓球电磁 铁处于失电状态这时按动启动按钮SF1后，机械臂下行；若碰到下限位开关BG2后停止 下行，且电磁铁得电吸球如果吸住的是小球，则大球检测开关BG0为ON；如果吸住的是 大球，则BG0为OFF1s后，机械臂上行，碰到上限位开关BG1后右行，它会根据大小球 的不同，分别在BG4和BG5处停止右行，然后下行至下限位停止，电磁铁失电，机械臂把 球放在小球箱里或大球箱里，1s后返回如果不按停止按钮SF2，则机械臂一直循环工作下去如果按了停止按钮，则不管何时按，机械臂最终都要停止在原始位置再次按动启 动按钮后，系统可以从头开始循环工作19I/O地址分配输入点： 输出点：启动按钮SF1 I0.0 原始位置指示灯PG Q0.0停止按钮SF2 I0.1 抓球电磁铁MB Q0.1上限位开关BG1 I0.2 下行接触器QA1 Q0.2下限位开关BG2 I0.3 上行接触器QA2 Q0.3左限位开关BG3 I0.4 右行接触器QA3 Q0.4小球右限位开关BG4 I0.5 左行接触器QA4 Q0.5大球右限位开关BG5 I0.6大小球检测开关BG0 I0.7206.4 功能图应用举例 •选择和循环电路举例 n程序设计● S7-200 PLC顺序 控制指令及应用 216.4 功能图应用举例 •并行分支和联接电路举例 n题目某化学反应过程的装置由四个容器组成，容器之间用泵连接，以此来进行化学反应。
每个容器都装有检测容器空满的传感器，2#容器还带有加热器和温度传感器，3#容器带有搅拌器当1#、 2#容器的液体抽入到3#容器时，启动搅拌器3#、4#容器是1#、2#容器体积的 两倍，可以由1#、2#容器液体装满化学反应过程是：按动启动按钮后，1#和2#容器分别用泵GP1和GP2将其抽满，抽满后 传感器发出信号，GP1、GP2关闭，然后2#容器加热到60oC时，温度继电器发出 信号，关掉加热器GP3和GP4分别将1#和2#容器中的液体送到3#反应器中，同 时启动搅拌器，搅拌时间为60s一旦3#满或1#、2#空，则泵GP3、GP4停止并 等待当搅拌时间到，GP5将混合液抽到产品池4#容器，直到4#满或3#空成品 用GP6抽走，直到4#空至此整个过程结束，再次启动按钮，新的循环可以开始226.4 功能图应用举例 •并行分支和联接电路举例 nI/O地址分配 l输入点：输出点： 手动启动按钮I0.0泵P1接触器Q0.0 1号容器满I0.1泵P2接触器Q0.1 1号容器空I0.2泵P3接触器Q0.2 2号容器满I0.3泵P4接触器Q0.3 2号容器空I0.4泵P5接触器Q0.4 3号容器满I0.5泵P6接触器Q0.5 3号容器空I0.6加热器接触器Q0.6 4号容器满I0.7搅拌器接触器Q0.7 4号容器空I1.0温度传感器I1.1236.4 功能图应用举例 •并行分支和联接电路举例 n程序设计246.4 功能图应用举例 •选择和跳转电路举例 n题目三台电动机在按下启动按钮后，每隔一 段时间自动顺序启动；启动完毕后，按 下停止按钮，每隔一段时间自动反向顺 序停止。
在启动过程中，如果按下停止 按钮，则中止启动过程，对已启动运行 的电动机，马上进行反方向顺序停止， 直到全部结束 nI/O点分配 l启动按钮：I0.0 l停止按钮：I0.1 l电机M1：Q0.0 l电机M2：Q0.1 l电机M3：Q0.2256.4 功能图应用举例 •选择和跳转电路举例 n程序设计26。