1、顺序功能图法,1顺序功能图所谓顺序控制，使生产过程按生产工艺的要求预先安排的顺序自动地进行生产的控制方式。,1. 组成,（1）步 步是控制系统中的一个相对不变的性质，它对应于一个稳定的状态。在功能流程图中步通常表示某个执行元件的状态变化。步用矩形框表示，框中的数字是该步的编号，编号可以是该步对应的工步序号，也可以是与该步相对应的编程元件（如PLC内部的通用辅助继电器、步标志继电器等）。步的图形符号如图7.1（a）所示。 初始步 初始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图7.1（b）所示。,图7.1 步和初始步,（2）有向线段和转移
2、有向线段和转移及转移条件如图7.2所示。,图7.2 转移,（3）动作说明 一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如下图7.3所示。 图中（a）表示一个步对应一个动作；图（b）和（c）表示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。,2. 使用规则,（1）步与步不能直接相连，必须用转移分开； （2）转移与转移不能直接相连，必须用步分开； （3）步与转移、转移与步之间的连线采用有向线段，画功能图的顺序一般是从上向下或从左到右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头。 （4）一个功能图至少应有一个初始步。,顺序功能图的基本
3、结构,2. 依据步之间的进展形式，顺序功能图有以下几种基本结构：(1) 单序列结构(2) 选择序列结构(自学)（3） 并行序列结构(自学)(4) 子步（microstep）(自学),1. 单序列结构,单序列由一系列相继激活的步组成。每一步的后面仅有一个转换条件，每一个转换条件后面仅有一步。,2 选择序列结构,分支,合并,3 并行序列结构,分支,合并,4 子步（microstep）,简略形式,子步,顺序功能图法, 经验设计法的设计方法不规范，没有一个普遍的规律可遵循，具有一定的试探性和随意性。由于联锁关系复杂，用经验设计法进行设计一般难于掌握，且设计周期较长，设计出的程序可读性差，即使有经验的工
4、程师阅读它也很费时。同时，给日后产品的使用、维护带来诸多不便。 与经验设计法相比，顺序功能图法有着明显的优势。,什么是顺序功能图法？,定义：顺序功能图法就是依据顺序功能图设计PLC顺序控制程序的方法。基本思想：是将系统的一个工作周期分解成若干个顺序相连的阶段，即“步”。,顺序功能图法的优势,顺序功能图中的各“步”实现转换时，使前级步的活动结束而使后续步的活动开始，步之间没有重叠。这使系统中大量复杂的联锁关系在“步”的转换中得以解决。 对于每一步的程序段，只需处理极其简单的逻辑关系。编程方法简单、易学，规律性强。 程序结构清晰、可读性好，调试方便。工作效率。,顺序功能图法的设计步骤,SFC是基于
5、工艺流程的高级语言。 设计步骤： 1.根据系统的工艺流程，设计顺序功能图 2.依据顺序功能图设计顺序控制程序。,顺序功能图法设计举例,根据工艺流程设计顺序功能图 系统的工作过程分解为： 第一步装料 第二步右行 第三步卸料 第四步左行,（1）设计顺序功能图,运料小车顺序功能图,（2）设计顺序控制程序（梯形图）,依据顺序功能图设计梯形图。 设计步骤：（1）对各输入、输出信号进行编址，列出输入、输出信号分配表。,I/O分配表,（2）画出可编程序控制器I/O端子接线图。,（3）依据顺序功能图设计梯形图, 编程时，对应顺序功能图中的每一个“步”，组成一个SCR程序段。 4步 4个SCR段 每一个SCR程
6、序段都由LSCR n、SCRT、SCRE指令构成。,编程步骤：（对照顺序功能图）, 先设置初始步（在初始状态下启动） 编制第一SCR程序段的程序。 编制第二SCR程序段的程序。 编制第三SCR程序段的程序。 编制第四SCR程序段的程序。 编制系统停止工作的程序。,初始步 第一SCR程序段, 第二SCR程序段, 第三SCR程序段, 第四SCR程序段,注意：,系统停止后，应使所有的输出线圈 （S0.1S0.4，Q0.0Q0.3）复位，返回初始状态。保证系统再次启动时，从“初始步”开始。,课外作业与实验：,对照顺序功能图分析运料小车控制程序（梯形图）的工作原理，并上机调试。,四台电机顺序启动的顺序功
7、能图,四台电机顺序启动I/O接线图,三、梯形图程序编写规则,1输入“继电器”的状态由外部输入设备的开关信号驱动，程序不能随意改变它。 2梯形图中同一编号的“继电器线圈”只能出现一次，通常不能重复使用，但是它的接点可以无限次地重复使用。 3几个串联支路相并联，应将触点多的支路安排在上面；几个并联回路的串联，应将并联支路数多的安排在左面。按此规则编制的梯形图可减少用户程序步数、缩短程序扫描时间，如下页图所示。 4.程序的编写按照从左到右，从上到下的顺序。一个梯形始于左母线，终于右母线。线圈与右母线直接相连。,梯形图的合理画法,四、程序设计过程中应注意的几个问题,1先编制I/O分配表，后设计梯形图
8、2合理排列梯形图，使输入、输出响应滞后现象不影响实际响应速度。 3在PLC输入端子接线图中，对于同一个发信元件通常只需选其中某一接点（例常开接点或常闭点）接入输入端子，即对一个发信元件它只能占一个输 入地址编号。4.合理接入输入信号的触点（常开或常闭触点），提高设备可靠性安全性。5.从安全考虑，重大安全部分不接入PLC的输入端而作硬件处理。 6应保证有效输入信号的电平保持时间。 7PLC指令的执行条件有信号电平有效和跳变有效的区别，编程时应加以注意。 8由电气控制图转换为梯形图时应注意的问题。,第四节 PLC应用程序基本环节及设计技巧,一、PLC应用程序基本环节 二、 PLC应用程序设计技巧
9、(自学),第五节 PLC在工业控制中的应用,一、深孔钻组合机床的PLC控制,SQ1,(二) 系统配置,1.机型选择 （1） I/O点数统计：输入8点（SB1、SB2、SB3、SB4、SQ1、SQ3、SQ4、SQ5）；输出2点（KM1、KM2），控制电动机的正反转。SB3为正向调整点动按钮，SB4为反向调整点动按钮。 （2）算PLC用户程序长度：为I/O总点数的（1020）倍，大约135字节，选用S7-200CPU222 AC/DC/DC继电器输出的PLC即能满足要求。2.系统配置 S7-200CPU222单机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点，选用AC/DC/DC继电器输出的主机，构成一
10、个独立的单机控制系统，该系统完全能满足上述控制要求。,（三）深孔钻控制I/O接线图,(四) 画出顺序功能图,根据深孔钻组合机床工作示意图，可画出顺序功能图。,顺序功能图,(五)由顺序功能图设计出的深孔钻组合机床梯形图,步1和步2对应的梯形图,步3、步4的梯形图,步5、步6的梯形图,进、退刀动作对应的梯形图,点动对应的梯形图,钻头进刀和退刀是由电机正转和反转实现的，电机的正、反转切换是使用两个接触器KM1（正转）、KM2（反转）切换三相电源中的任意两相。 为防止由于电源换相所引起的短路事故，减少换相对电机的冲击，软件上采用了换相延时措施，梯形图中的T37、T38的延时时间应设在0.5s内。同时在
11、硬件电路上也采取了互锁措施。I/O接线图中的FR用于过载保护。 为便于调整，程序中备有点动控制功能。,注意,二、四台电动机顺序启、停控制,现有四台电动机M1、M2、M3、M4，要求四台电动机顺序启动和顺序停车。启动时的顺序为M1M2M3M4，时间间隔为1分钟。停车时的顺序为M4M3M2M1，时间间隔为30秒。可选用S7-200PLC（CPU222）进行控制。,输入输出分配表,I/O接线图,顺序功能图,梯形图,系统清0程序,启动/停止控制,顺序停止控制程序,四、 十字路口交通信号灯PLC控制 （自学）,1.交通信号灯设置示意图 2.控制要求 3.交通信号灯时序图4.程序设计,子步（microstep）,简略形式,子步,将某步分为几个子步,
