1、第6章 編程技術(shù),從工業(yè)控制角度而言，控制系統(tǒng)的設(shè)計包含許多內(nèi)容和步驟，設(shè)計者不僅需要具有豐富的專業(yè)知識，而且更需要有效的編程思路及方法，這樣對系統(tǒng)的設(shè)計及調(diào)試、系統(tǒng)的擴展、合作者之間的協(xié)作交流都十分有利。,設(shè)計步驟 順序功能圖,內(nèi) 容 提 要,知 識 要 點,掌握順序功能圖的設(shè)計理念和設(shè)計方法,6.1 控制系統(tǒng)的基本設(shè)計步驟,（1）分析任務(wù)（將任務(wù)分解為若干子任務(wù)） （2）描述任務(wù)和子任務(wù)（任務(wù)說明書） （3）生成控制算法 （4）選擇控制媒介 （5）執(zhí)行（建立控制系統(tǒng)）,控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟,6.4 順序功能圖,順序設(shè)計法,順序控制設(shè)計是一種先進的設(shè)計方法，其設(shè)計思想是將系統(tǒng)的工作周期劃分為若

2、干順序相連的階段，我們稱之為“步”。當(dāng)步被激活時（即滿足一定的轉(zhuǎn)換條件），步所代表的行動或命令將被執(zhí)行。這樣一步一步按照順序，執(zhí)行機構(gòu)就能夠順序“前進”。,設(shè)計步驟是首先根據(jù)工藝流程，畫出順序功能圖（SFC），之后編寫梯形圖（或功能塊圖）程序。,順序功能圖的表示法,SFC步元素的表現(xiàn)形式,繪制原則,在對應(yīng)的動作中有存儲型（S）和非存儲型（NS）兩大常用類型。 存儲型為保持型，可以用S和R指令對存儲型動作置位和復(fù)位。 而非存儲型則與它所在的步“同存亡”，用輸出指令實現(xiàn)。,例 如圖所示為彩燈循環(huán)點亮示意圖。設(shè)五個彩燈的輸出分別為Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3和Q0.4，圖中I0.0為控制開

3、關(guān)。當(dāng)I0.0打開時，彩燈依次順序點亮（當(dāng)一盞燈亮?xí)r，前一盞燈滅），點亮的周期為2s。試畫出順序功能圖。,分析 在按下啟動按鈕I0.0后，彩燈系統(tǒng)開始工作，其工作周期包括：2s時間到，第一盞燈亮；2s時間到，第二盞燈亮（第一盞燈滅）；2s時間到，第三盞燈亮（第二盞燈滅）；2s時間到，第五盞燈亮（第四盞燈滅）五個過程。,繪制順序功能圖注意事項,（1） 兩個步不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將兩者隔開（如果沒有具體的轉(zhuǎn)換條件，一般都用定時延時來解決）。 （2） 兩個轉(zhuǎn)換條件也不能直接相連，必須用一個步將兩者隔開。 （3） 起始步（起始位置）十分重要，它是進入順序控制環(huán)（循環(huán)掃描）的入口，必不可少。 （

4、4） 一般在OB100中將起始步預(yù)置為當(dāng)前步，否則，系統(tǒng)不能正常工作。,順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)包括：單序列、選擇序列、并行序列幾種形式 。,簡化的順序功能圖畫法,在簡化圖中，將結(jié)束步和起始步或第1步合并為1，并用箭頭構(gòu)成封閉的回環(huán)；用不同的存儲位代表不同的步，比如M0.0、M0.1等；轉(zhuǎn)換條件用一小橫杠表示，旁邊標注轉(zhuǎn)換條件；選擇序列的分支方向由帶箭頭直線表示；并行序列的分支和合并用兩條平行線表示。當(dāng)前步的動作前如果有字母S表示保持型動作的置位，有字母R表示保持型的復(fù)位，什么都沒有表示非保持型動作。,彩燈顯示的簡化順序功能圖如圖。,順序功能圖的編程方法,控制電路的梯形圖實現(xiàn)形式如圖,順序控制程序

5、包括：控制電路設(shè)計和輸出電路兩種方法。,輸出電路的梯形圖實現(xiàn)形式如圖,例 彩燈顯示的簡化順序功能圖如圖所示。試用選擇序列編程方法設(shè)計程序。,控制電路的梯形圖實現(xiàn)如圖,輸出電路的梯形圖實現(xiàn)如圖,上述的是單序列和選擇序列的編程方法，對于并行序列，需在分支的編程中，當(dāng)M0.2成為活動步，并且轉(zhuǎn)換條件I0.3滿足時，步M0.3和M0.5同時成為活動步。因此在程序中，要同時將M0.3和M0.5置位，即同時將分支的活動步置位。在合并的編程中，由于合并必須在M0.4和M0.6同時成為活動步，并且轉(zhuǎn)換條件I0.6滿足的情況下實現(xiàn)。所以，在程序中，需將M0.4、M0.6以及I0.6的常開觸點串聯(lián)，作為后一步置位

6、的條件，當(dāng)后一步變?yōu)楫?dāng)前步時，復(fù)位M0.4和M0.6。,控制電路的梯形圖實現(xiàn)如圖,輸出電路的梯形圖實現(xiàn)如圖,例如圖所示為專用鉆床加工系統(tǒng)示意圖，它是用來加工零件的。需加工的零件為圓盤狀零件，其上均勻分布了3個大孔和3個小孔。鉆床自動運行的初始狀態(tài)為：兩個鉆頭在最上位，上限位開關(guān)I0.3和I0.5為ON。工作過程為：加緊工件，大小鉆頭開始向下鉆孔，至規(guī)定的深度后，鉆頭向上提升并等待，此時工件旋轉(zhuǎn)120度后，開始加工第二對孔。當(dāng)3對孔加工完后，松開工件，回到初始狀態(tài)。鉆孔的孔數(shù)用減計數(shù)器來控制，計數(shù)器設(shè)定初值為3。試畫出順序功能圖，并編寫相應(yīng)的梯形圖程序。,示意圖如圖,專用鉆床加工系統(tǒng)的變量表如表

7、所示,分析： 兩個鉆頭向下鉆孔和鉆頭提升的過程用并行序列來表示，在零件沒有加工完畢之前，需要重復(fù)加工過程；在完成加工后，系統(tǒng)返回初始步。這個過程因為有分支，所以可以用選擇序列來表示。,專用鉆床加工系統(tǒng)的順序功能圖如圖,思考 試用梯形圖實現(xiàn)控制 電路和輸出電路！,控制電路的梯形圖實現(xiàn)如圖,輸出電路的梯形圖實現(xiàn)如圖,上機練習(xí)1:交通燈設(shè)計 (要求運用順序功能圖設(shè)計),十字路口交通燈的控制按鈕為：開始按鈕（I0.0)、停止 按鈕(I0.1)、南北延時按鈕(I1.0)、東西延時按鈕(I1.1)。當(dāng)延時按鈕按下時，某方向綠燈多延長5秒鐘。 指示燈分別為南北方向紅燈（Q0.0)、綠燈(Q0.1)和黃燈(Q

8、0.2)，東西方向紅燈(Q1.0)、綠燈(Q1.1)和黃燈(Q1.2)。按下開始按鈕后，所有燈同時亮，歷時2秒后，南北方向紅燈亮8秒后，跳至綠燈亮5秒，之后黃燈亮3秒，如此循環(huán)。 設(shè)計要求：繪制順序功能圖，編寫控制程序和輸出程序。,2紅亮,1紅亮,上機練習(xí)2:運料小車設(shè)計 (要求運用順序功能圖設(shè)計),控制按鈕為：開始按鈕（I0.0)和停止按鈕(I0.1)。按鈕（I0.2)按下表示小車由倉庫1運動到倉庫2，按鈕（I0.3)按下表示小車由倉庫2運動到倉庫1。當(dāng)小車到達倉庫1時，按下按鈕（I0.4),小車進入倉庫1并停止，當(dāng)小車到達倉庫2時，按下按鈕（I0.5),小車進入倉庫2并停止。 指示燈： Q

9、0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7模擬小車的運動過程。 Q0.0表示小車在運行狀態(tài)，而Q0.1表示小車在停止狀態(tài)。 Q0.2表示小車進入倉庫1， Q0.3表示小車進入倉庫2。 設(shè)計要求：繪制順序功能圖，編寫控制程序和輸出程序。,MPS檢測站介紹,檢測站有五個模塊所組成，它們分別是：識別模塊、提起模塊、測量模塊、滑動氣墊模塊和滑動模塊。,(1) 開始需求： 1) 工件在工件托盤中； 2) 工作區(qū)是空的。 (2) 初始位置： 1) 提升汽缸在底部； 2) 推出汽缸在縮回位置； 3) 氣墊滑動模塊在關(guān)閉狀態(tài)。 (3) 工作過程： 1) 檢測工件的顏色和材料； 2) 提升汽缸上升； 3) 測量工件的

10、高度。,4)如果測試正確： (1) 打開氣墊滑動模塊； (2) 將推出汽缸的活塞桿推出； (3) 將推出汽缸的活塞桿縮回； (4) 關(guān)閉氣墊滑動模塊； (5) 將提升汽缸下降； (6) 返回初始狀態(tài)。 5)如果測試失?。?(1)將提升汽缸下降； (2)將推出汽缸的活塞桿推出； (3)將推出汽缸的活塞桿縮回； (4)返回初始位置。,控制程序,輸出程序,在單步運行狀態(tài)時，每按下開始按鈕，形成一個掃描周期寬度的脈沖M30.0；而當(dāng)自動運行狀態(tài)時，按下開始按鈕后，置位M30.1；而M30.2 是兩信號的綜合。將M30.2串聯(lián)在各個控制回路中，可以實現(xiàn)單步或自動運行的功能。,上機練習(xí):大小球分類選擇傳送裝置示意圖如圖。其工作原理如下：初始位置為機械臂在上部并在左邊，機械臂下降