第四章

順序控制與步進(jìn)指令

所謂順序控制，就是在生產(chǎn)過程中，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照生產(chǎn)工藝規(guī)定的順序，在各輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，自動地有次序的操作。是工業(yè)控制系統(tǒng)中最為常用的控制之一。本章首先介紹在順序控制設(shè)計和分析中經(jīng)常要遇到的幾個基本概念，然后介紹典型的控制功能模塊和相應(yīng)的PLC控制程序設(shè)計方法。內(nèi)容提要第一節(jié)順序控制基礎(chǔ)知識第二節(jié)步進(jìn)指令與順序控制第三節(jié)基本指令與順序控制第四節(jié)

順序控制程序的綜合設(shè)計通常由PLC輸出量狀態(tài)的變化來劃分狀態(tài)劃分：被控對象工作狀態(tài)的變化。1.工步及劃分狀態(tài)定義：工作循環(huán)中，特定的機(jī)械動作。第一節(jié)順序控制基本知識轉(zhuǎn)換條件：導(dǎo)致狀態(tài)轉(zhuǎn)換的原因。轉(zhuǎn)換條件可以單個信號，也可是若干個信號的邏輯組合。狀態(tài)轉(zhuǎn)換：從一個狀態(tài)進(jìn)入一個新的狀態(tài)。2.狀態(tài)轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)換條件3.順序功能圖的組成n-1nn+1abc第n-1步執(zhí)行的動作第n步執(zhí)行的動作第n+1步執(zhí)行的動作n+2第n+2步執(zhí)行的動作de②步進(jìn)方向④動作（輸出）③轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件①工步（狀態(tài)）轉(zhuǎn)換條件d和d，分別表示轉(zhuǎn)換信號“ON”或“OFF”時條件成立；轉(zhuǎn)換條件d↑和d↓分別表示轉(zhuǎn)換信號從“OFF”變成“ON”和從“ON”變成“OFF”時條件成立。

順序功能圖實例123abcd單列結(jié)構(gòu)1．單列結(jié)構(gòu)二、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)2.選擇結(jié)構(gòu)00a1112131b1c1122232選擇開始40a413243541選擇結(jié)束c6b53）并列結(jié)構(gòu)并聯(lián)開始00112131a12223240132435c41并聯(lián)結(jié)束4.循環(huán)結(jié)構(gòu)a1b2c3f4d條件循環(huán)單循環(huán)a123dbc助記符名稱功能梯形圖說明STEP步進(jìn)控制領(lǐng)域定義步進(jìn)控制結(jié)束，指令以后執(zhí)行的是常規(guī)梯形圖程序1）S為工步編號，可用輔助繼電器號表示。2）步進(jìn)區(qū)內(nèi)的編號和步進(jìn)區(qū)外的編號不能重復(fù)。3）在步進(jìn)區(qū)內(nèi)不能使用互鎖、轉(zhuǎn)移、結(jié)束、子程序指令。STEP步進(jìn)控制的開始SNXT步進(jìn)控制前一步復(fù)位、后一步開始第二節(jié)步進(jìn)指令與順序控制一、步進(jìn)指令STEPSTEPSSNXTS步進(jìn)指令示例由W200.01控制的步由W200.00控制的步STEPW200.00STEP0.00SNXTW200.00001SNXTW200.01STEPW200.01第二步第一步步結(jié)束步開始……0.02SNXTW200.021）步的開始，由SNXT引導(dǎo)，一直持續(xù)到?jīng)]有控制位的STEP結(jié)束。2）由一個帶控制位S的STEP來定義一個步的起始。3）使用相同控制位的SNXT指令來起動這個控制位步的執(zhí)行。4）一步完成時，該步中所有的繼電器都為OFF，所有定時器都復(fù)位，計數(shù)器、移位寄存器及KEEP中使用的繼電器都保持其狀態(tài)。5）在步進(jìn)區(qū)域中，不會出現(xiàn)同名雙線圈輸出引起的問題。6）步程序內(nèi)不能使用聯(lián)鎖、跳轉(zhuǎn)、SBN和END指令。二、步進(jìn)指令的應(yīng)用1．用步進(jìn)指令設(shè)計單列結(jié)構(gòu)控制程序2．用步進(jìn)指令設(shè)計選擇結(jié)構(gòu)控制程序3．用步進(jìn)指令設(shè)計并行結(jié)構(gòu)控制程序或4．用步進(jìn)指令設(shè)計循環(huán)結(jié)構(gòu)控制程序第三節(jié)基本指令與順序控制一、用基本指令設(shè)計單列順序控制程序1．基本指令設(shè)計模板狀態(tài)轉(zhuǎn)換模板組合輸出模板

n-1bn+1nnn輸出n+2n:本狀態(tài)標(biāo)志n-1:上一狀態(tài)標(biāo)志n+1:下一狀態(tài)標(biāo)志

b:狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件狀態(tài)轉(zhuǎn)換模板組合輸出模板

n-1nn+1abc第n-1步執(zhí)行的動作第n步執(zhí)行的動作第n+1步執(zhí)行的動作n+2第n+2步執(zhí)行的動作den-1bn+1nnn輸出n+2具有相同輸出要求的輸出狀態(tài)的組合2．狀態(tài)轉(zhuǎn)換模板的缺點和改進(jìn)

缺點：在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，有一個掃描周期，兩個相鄰狀態(tài)會同時有效。

改進(jìn)：使用SET、RSET指令工步標(biāo)志上一工步轉(zhuǎn)入條件下一工步輸出W0.00無0.06W210.00W210.00W0.000.08W210.01\W210.03100.01、T1W210.040.06W210.01W210.00T1·0.00W210.02\W210.03100.01、100.02、T2W210.02W210.01T2·0.00W210.03100.03W210.03W210.020.00W210.04100.04、T3W210.010.00W210.000.00W210.04W210.03T3·0.01W210.00二、用基本指令設(shè)計較復(fù)雜順序控制程序1．順序功能圖分析2．梯形圖編寫1）將本步的每個“上一工步節(jié)點”（常開）和相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件接點串聯(lián)，形成一個驅(qū)動塊，有幾個入口，就將幾個驅(qū)動塊并聯(lián)，最下面是本步的常開接點自鎖；2）將本步的每個“下一工步接點”（常閉）串聯(lián)，目的是為了進(jìn)入到下一步時，“下一工步接點”(常閉)會斷開，使本工步復(fù)位。實例組合輸出討論：為什么要組合輸出？為了防止同名雙線圈輸出。3．用步進(jìn)指令編寫梯形圖第二步第三步第四步第五步第一步初始步第四節(jié)順序控制程序的綜合設(shè)計分揀桿左右移動電磁鐵上下運動吸引大、小鐵球，有選擇地放到相應(yīng)的容器中以大小球分揀系統(tǒng)為例介紹一、工作過程和控制要求1．工作過程原點：SQ1、SQ4壓合。初始狀態(tài):原點*電磁鐵沒有吸引鐵球。1）電磁鐵下降，2s后吸引或釋放鐵球；吸引或釋放1s后電磁鐵上升。2）大、小球由SQ5判別。3）分揀桿的左右移動由電動機(jī)M的正反轉(zhuǎn)控制。4）電磁鐵的上下移動由電磁閥YV控制氣缸的運動來完成。5）電磁鐵YA得電吸引鐵球，失電釋放。2．常見的控制要求（1）運行方式

手動和自動兩種方式1）自動部分執(zhí)行正常的分揀工作。2）手動部分用于位置調(diào)整和手動復(fù)位。（2）循環(huán)方式

多循環(huán)和單循環(huán)兩種選擇1）單循環(huán)，執(zhí)行一次分揀循環(huán)后，回到原點停止。2）多循環(huán)，執(zhí)行多次循環(huán)，直到按下停止按鈕才結(jié)束。（3）停止方式

循環(huán)停止、緊急停止（急停）和緊急返回（急返）1）循環(huán)停止，完成本輪的分揀任務(wù)，停止。2）緊急停止，立即停止（注意安全問題）。3）緊急返回，按原路返回原點（也要考慮安全問題）。（4）停止后的再啟動

1）急返后的啟動，應(yīng)考慮返回時有沒有吸引鐵球。2）急停后的再啟動，①手動復(fù)位；②設(shè)計一段初始化程序；③按下啟動按鈕直接從急停點繼續(xù)運行。第一步，自動循環(huán)順序控制；第二步，完成綜合設(shè)計二、操作面板設(shè)計和I/O分配1．操作面板二、操作面板設(shè)計和I/O分配2．I/O分配表二、操作面板設(shè)計和I/O分配3．I/O接線圖二、控制程序設(shè)計1．控制程序結(jié)構(gòu)圖1）自動程序段當(dāng)常閉觸點0.11閉合、常開觸點0.11斷開，進(jìn)入自動程序段。2）手動程序段當(dāng)常閉觸點0.11斷開，常開觸點0.11閉合時，進(jìn)入手動程序段。3）組合輸出程序段將自動程序段和手動程序段中的狀態(tài)標(biāo)志在這里進(jìn)行組合，然后輸出。4）其它設(shè)置2．自動循環(huán)段程序設(shè)計（1）順序功能圖（2）梯形圖設(shè)計（不含輸出）2．自動循環(huán)段程序設(shè)計（3）多循環(huán)和單循環(huán)設(shè)計加入觸點0.05，常閉觸點0.05閉合，進(jìn)入多循環(huán)方式；反之，進(jìn)入單循環(huán)方式。單循環(huán)時，不能回到第1步，最后一步（W0.06左移）要依靠左限位（0.06），左移到位后，停止這一步。第1步第8步3．手動操作段程序設(shè)計1）設(shè)置了三個按鈕SB3、SB4、SB5來實現(xiàn)手動的左移、右移和下降操作。2）設(shè)計了手動操作的條件，互鎖和限位。

如第1條，當(dāng)左移按鈕按下、右移按鈕未按下，且電磁鐵上升到位時，才能手動左移，當(dāng)左移到左側(cè)觸碰左限位行程開關(guān)時，左移停止。3）每一步也不直接輸出到輸出點，通過輔助繼電器作為狀態(tài)標(biāo)志過渡。4．組合輸出程序設(shè)計1）加入互鎖，確保安全2）組合了自動和手動的輸出5．不同停止方式的程序設(shè)計（1）急停及再起動設(shè)計1）急停設(shè)計12）急停設(shè)計2急停后要重新起動急停后，可以在斷點繼續(xù)運行5．不同停止方式的程序設(shè)計（1）急停及再起動設(shè)計3）安全問題

當(dāng)急停時電磁鐵在吸引狀態(tài)時，要求能繼續(xù)吸引鐵球，不使其掉下發(fā)生事故采用置位、復(fù)位指令5．不同停止方式的程序設(shè)計（2）急返及再起動設(shè)計1）急返設(shè)計左移到位后停止上升到位后左移添加一條梯形圖，建立急返標(biāo)志W(wǎng)3.02利用左限位行程開關(guān)來結(jié)束急返過程利用急返標(biāo)志和行程開關(guān)的組合來自動返回5．不同停止方式的程序設(shè)計2）急返后再起動設(shè)計急返后兩種情況：1）0.06*0.09*100.03=1，電磁鐵未吸引鐵球，返回原點后，已達(dá)到啟動的初始條件。

2）0.06*0.09*100.03=1，電磁鐵吸引鐵球，將這種狀態(tài)建立一個標(biāo)志（如W3.03），在“右移步”添加一個驅(qū)動條件。返回原點后，當(dāng)這個標(biāo)志為ON時，按下起動按鈕后，分揀桿立即右移，不再下探吸引鐵球。5．不同停止方式的程序設(shè)計

循環(huán)停止：指在按下停止按鈕后，系統(tǒng)不立即停止，而是在完成一個分揀任務(wù)，分揀桿回到原點后才停止。

要實現(xiàn)循環(huán)停止有兩個方法：1）將多/單循環(huán)選擇開關(guān)SA1撥到單循環(huán)位置，即能實現(xiàn)循環(huán)停止的目的。2）利用停止按鈕，仿照