1、第7章 順序控制梯形圖的程序設(shè)計,7.1 經(jīng)驗設(shè)計法 7.2功能流程圖法,7.1 經(jīng)驗設(shè)計法,經(jīng)驗設(shè)計法的基本思路是在已有的一些典型梯形圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制的要求，通過多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，增加中間編程元件和觸點，以得到一個較為滿意的程序。經(jīng)驗設(shè)計法沒有普遍的規(guī)律可以遵循，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與編程者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，適用于邏輯關(guān)系較簡單的梯形圖程序設(shè)計。,1起保停電路 起保停電路僅使用與觸點和線圈有關(guān)的指令，無需編程元件做中間環(huán)節(jié)，各種型號PLC的指令系統(tǒng)都有相關(guān)指令，加上該電路利用自保持，從而具有記憶功能，且與傳統(tǒng)繼電器控制電路基本相類似，因此得到了廣泛的應(yīng)用。,2

2、延時接通延時斷開電路,3定時范圍擴展,4閃爍電路,5跑馬燈電路,7.2程序設(shè)計,7.2.1功能流程圖概述 7.2.2由功能流程圖到程序,返回本章首頁,7.2.1功能流程圖概述,功能流程圖，簡稱功能圖，又叫狀態(tài)流程圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。它是專用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計的一種功能說明性語言，能完整地描述控制系統(tǒng)的工作過程、功能和特性，是分析、設(shè)計電氣控制系統(tǒng)控制程序的重要工具。,1. 組成,（1）步 步是控制系統(tǒng)中的一個相對不變的性質(zhì)，它對應(yīng)于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。在功能流程圖中步通常表示某個執(zhí)行元件的狀態(tài)變化。步用矩形框表示，框中的數(shù)字是該步的編號，編號可以是該步對應(yīng)的工步序號，也可以是與該步相對應(yīng)的編程元件

3、（如PLC內(nèi)部的通用輔助繼電器、步標志繼電器等）。步的圖形符號如圖7.1（a）所示。 初始步 初始步對應(yīng)于控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，是系統(tǒng)運行的起點。一個控制系統(tǒng)至少有一個初始步，初始步用雙線框表示，如圖7.1（b）所示。,圖7.6步和初始步,（2）有向線段和轉(zhuǎn)移 有向線段和轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)移條件如圖7.7所示。,圖7.7轉(zhuǎn)移,（3）動作說明 一個步表示控制過程中的穩(wěn)定狀態(tài)，它可以對應(yīng)一個或多個動作?？梢栽诓接疫吋右粋€矩形框，在框中用簡明的文字說明該步對應(yīng)的動作，如下圖7.8所示。 圖中（a）表示一個步對應(yīng)一個動作；圖（b）和（c）表示一個步對應(yīng)多個動作，兩種方法任選一種。,2. 結(jié)構(gòu),（1）順序結(jié)構(gòu) （2

4、）選擇結(jié)構(gòu) （3）并行結(jié)構(gòu),（1）順序結(jié)構(gòu),圖7.9順序結(jié)構(gòu),（2）分支結(jié)構(gòu),圖7.10選擇結(jié)構(gòu),并發(fā)結(jié)構(gòu),圖7.11并發(fā)結(jié)構(gòu),圖7.12功能流程圖舉例,返回本節(jié),3. 功能圖轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則,在功能圖中，步的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是通過轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)完成的，轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)必須同時滿足以下兩個條件： （1）該轉(zhuǎn)換的所有前級步都是活動步。 （2）相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。 一旦轉(zhuǎn)換完成，則執(zhí)行以下兩個操作： （1）使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬健?（2）使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的前級步都變?yōu)榉腔顒硬健?4功能圖繪制注意事項,（1）步與步不能直接相連，必須用轉(zhuǎn)移分開。 （2）轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)

5、移不能直接相連，必須用步分開。 （3）步與轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移與步之間的連線采用有向線段，畫功能圖的順序一般是從上向下或從左到右，正常順序時可以省略箭頭，否則必須加箭頭。 （4）一個功能圖至少應(yīng)有一個初始步。,5功能圖繪制實例,圖7.13所示為某剪板機的示意圖。開始時壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關(guān)I0.0和I0.1在ON狀態(tài)。按下啟動按鈕I1.0后，剪板機啟動。板料首先右行（Q0.0為ON）至限位開關(guān)I0.3動作，然后壓鉗下行（Q0.1為ON并保持），板料壓緊后，壓力繼電器I0.4為ON，壓鉗保持壓緊，剪刀開始下行（Q0.2為ON）。剪斷板料后，I0.2變?yōu)镺N，壓鉗和剪刀同時上行（Q0.3和Q0.4為

6、ON，Q0.1和Q0.2為OFF），它們分別碰到限位開關(guān)I0.0和I0.1后停止上行。所有設(shè)備都停止后，完成一個操作周期。隨后啟動下一個操作周期。,圖7.13 剪板機示意圖,（1）確定步及步對應(yīng)的動作,（2）確定轉(zhuǎn)換條件,（3）繪制功能流程圖。,7.2.2由功能流程圖到程序,功能流程圖完整地表現(xiàn)了控制系統(tǒng)的控制過程、各個步的功能、步與步轉(zhuǎn)換的順序和條件。它可以表示任意順序過程，是可編程序控制器程序設(shè)計中很方便的工具。但中小型PLC一般不具有直接輸入功能流程圖的能力，因而必須人工轉(zhuǎn)化為梯形圖或語句表，然后下載到PLC執(zhí)行。 利用功能流程圖設(shè)計梯形圖程序，通常用存儲器位作為功能流程圖中的步的代號，

7、當(dāng)某一步為活動步時，對應(yīng)的存儲器位為1；當(dāng)某一轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時，如果該轉(zhuǎn)換的前級步為活動步，則后續(xù)步變?yōu)榛顒硬?，同時前級步變?yōu)榉腔顒硬健Ｓ捎诖蟛糠洲D(zhuǎn)換條件的持續(xù)時間遠遠小于步處于活動狀態(tài)的時間，因此在梯形圖中必須使用有記憶功能的電路或指令（如起保停電路和復(fù)位置位指令等）控制步所對應(yīng)的存儲器位。 根據(jù)所使用的有記憶功能的電路（或指令），將功能流程圖向梯形圖轉(zhuǎn)換的常用方法有3種：起保停電路設(shè)計法、置位復(fù)位指令設(shè)計法和順序控制繼電器法。,1起保停電路設(shè)計法,起保停電路設(shè)計方法可以分為以下3步： （1）根據(jù)功能流程圖寫出存儲器位的邏輯表達式。 （2）寫出執(zhí)行元件的邏輯函數(shù)式。 （3）根據(jù)邏輯函數(shù)式畫梯形圖。

8、,2置位復(fù)位指令設(shè)計法,在使用置位復(fù)位指令的編程方式中，用某一轉(zhuǎn)換所有前級步對應(yīng)的存儲器位的常開觸點和轉(zhuǎn)換對應(yīng)的觸點或電路串聯(lián)，作為使所有后續(xù)步對應(yīng)的存儲器位置位和使所有前級步對應(yīng)的存儲器位復(fù)位的條件。由于置位指令和復(fù)位指令本身具有保持性，因此不需要保持電路存儲器位的狀態(tài)，從而大大簡化電路設(shè)計。并且這種設(shè)計方法中轉(zhuǎn)移條件和對存儲器進行置位復(fù)位操作的電路塊之間具有一一對應(yīng)的關(guān)系，所設(shè)計出的梯形圖極具規(guī)律性，即使是比較復(fù)雜的功能流程圖也比較容易轉(zhuǎn)換，且不容易出錯。,由轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的觸點和步對應(yīng)存儲器位的觸點串聯(lián)構(gòu)成的控制電路以及由復(fù)位指令和置位指令構(gòu)成的電路塊。所不同的是： 對于只有一個前級步和后

9、續(xù)步的轉(zhuǎn)換（順序結(jié)構(gòu)和選擇結(jié)構(gòu)），其對應(yīng)的電路塊僅包括一條復(fù)位指令和一條置位指令。 如果某轉(zhuǎn)換對應(yīng)多個前級步（并行結(jié)構(gòu)的開始），則梯形圖的轉(zhuǎn)換條件為多個步對應(yīng)存儲器位的觸點和轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的觸點的串聯(lián)，而執(zhí)行部分將包含多條復(fù)位指令；如果某轉(zhuǎn)換對應(yīng)多個后續(xù)步（并行結(jié)構(gòu)的結(jié)束），則執(zhí)行部分將包含多條置位指令。,由于轉(zhuǎn)移條件存在的時間通常很短，而步所對應(yīng)的動作的執(zhí)行時間則相對較長，因此不能用控制電路直接驅(qū)動功能流程圖中動作對應(yīng)的輸出線圈。在置位復(fù)位指令設(shè)計法中通過步所對應(yīng)的存儲器位的常開觸點驅(qū)動輸出線圈；如果一個動作同時對應(yīng)多個步，則必須通過該動作對應(yīng)的所有步的存儲器位的常開觸點的“或”驅(qū)動輸出線圈,

10、圖7.16 利用置位復(fù)位指令設(shè)計法設(shè)計的圖7.12對應(yīng)的梯形圖,3順序控制繼電器法,S7-200 PLC提供了專門用于順序控制的順序控制繼電器指令，這些指令將整個控制程序分為若干個程序段（SCR段），每一程序段對應(yīng)功能流程圖中的一步。 順序控制指令中用順序控制繼電器位Sx.y作為該步的狀態(tài)標志位。順序控制繼電器通過置位和復(fù)位進行工作。當(dāng)Sx.y被置位時，允許該段工作。順序控制繼電器有保持功能，不需要自保電路。 SCR段必須包含3方面的內(nèi)容：開始、結(jié)束和轉(zhuǎn)移。所對應(yīng)的指令分別為LSCR（段開始指令）、SCRE（段結(jié)束指令）和SCRT（段轉(zhuǎn)移指令）。 LSCR指令表示一個SCR段的開始。如果該指令的操作數(shù)Sx.y被置位，則執(zhí)行段內(nèi)程序。 SCRT指令來實現(xiàn)本段與下一個段之間的切換。當(dāng)指令使能輸入有效時，一方面對 Sx.y置位，以便讓下一個段開始工作；另一方面同時對本段的標志位復(fù)位，以便本段停止工作。 每個順序段必須用SCRE結(jié)束。,例：某PLC控制的回轉(zhuǎn)工作臺控制鉆孔的過程是：鉆頭開始處于靜止狀態(tài)，若傳感器（I0.0）檢測到工件到位，鉆頭向下工進（Q0.0），當(dāng)鉆到一定深度鉆頭套筒壓到下接近開關(guān)（I0.1）時，計時器計時，4s后快退（Q0.1）到上接近開關(guān)（I0.2）時鉆頭回到原位。 鉆孔過程可以分為4個工步：等待、向下工進、計