16.2 Video在线视频

大家好 下面介绍知识点16.2

顺序功能图

首先给大家介绍顺序功能图的概念

任何复杂的机器它的运行过程其实都可以分成

若干个步或者这个步也叫状态

它整个的运行过程其实就是若干个状态的循环

在某个步内当然要执行一定的操作

在某个时间段就会有一个或者若干个步是活动的

满足一定的转移条件的时候

步之间是可以转移的

很容易根据机器的运行工艺我们可以定义步

并画出各步之间的转换图

这叫顺序功能图

也就是说我们根据机器的控制要求

我们可以定义这个步

就是每一步做什么 每一步做什么

然后我们根据我们的定义

就可以画出机器控制工艺的顺序功能图

顺序功能图就是Sequential Function Chart

缩写叫做SFC

比如说电动机的一个起动停车控制过程

我们看我们把这个过程分成两个状态

或者说分成两个步

首先是上电停止转态

也就是说一上电

PLC运行

这是一个状态

当然在这个状态

电动机是不运行的

我们假设用Q0.0去控制这个电动机

在上电停止这个状态

就要求使Q0.0是0

这个时候电动机是不运行的

当按下起动按钮的时候

电动机就进入运行状态

在这个运行状态

它要使Q0.0等于1

使这个电动机转起来

如果要停车

那么你就要按下停车按钮

按下停车按钮以后

电动机就从运行状态又回到了上电停止状态

也就是说又使Q0.0等于0了

电动机就停止了

所以电动机的起动停车控制

整个的工艺过程是比较简单的

它就两个状态

一个是停止状态

一个是运行状态

我们可以通过按起动按钮

或者停车按钮让电动机在这两个状态之间转换

我们稍微再复杂一点

这是电动机的起动延时停车这么一个控制要求

首先它有一个上电停止状态

也就是说运行以后它是停止的

电动机是不转的

当然在这个状态里边你要使Q0.0等于0

电动机要停止

这个时候如果你按起动按钮

电动机就起动了

它进入到运行状态

在运行转态里边

当然就是Q0.0等于1电动机转

同时在运行状态里边要起动延时

比如这得有一个定时器要起动延时

延时一到或者是延时没到

你按了停车按钮了

电动机应该能从运行转态回到停止状态

所以这也是两个状态的一个控制工艺

我们再复杂一点

这是一个电动机的一个正反转控制过程

电动机的正反转控制这个过程分成了3个状态

一个状态是停止 第一个状态

还有一个正转状态

一个反转状态

这三个状态

一开始这个电动机处于停止状态

停止的话当然就是PLC的输出

就是控制电动机的输出是0

当按下正转按钮的时候

电动机就从停止状态进入了正转状态

当然这个正转状态就要保证这个电动机能够正转

使它正转输出是1

反转输出是0

如果说在正转状态按下了反转按钮

电动机就进入了反转状态

在这个反转状态里边

正转输出是0

反转输出是1

如果是在反转状态你又按下了正转按钮

它就从反转状态又回到了正转状态

各个状态之间的转换是有条件的

当然这个转换的关系都是按照控制要求进行设计的

我们下边介绍一下顺序功能图的画法

顺序功能图由步 转移 转移条件和动作组成

这是组成顺序功能图的四个元素

第一是要根据控制系统输出量的变化

首先是把系统的工作循环分解成若干顺序相连的阶段

这个阶段就是我们说的步

转移就是用线段去表示

从一个步转移到另外一个步

就是把两个步相连

但是没有箭头

比如说这是第一个步

这是第二个步

那么这个就是转移

当满足一定的条件的时候

就从第一个步转移到了第二个步

转移条件用于转移线段垂直的短线段来表示

每个转移线段上必须有一个或一个以上的转移条件的短线段

在短线段旁边用文字或者图形注明转移条件

当满足条件的时候

它就实现了转移

比如说这个就是转移条件

就是这个短的横杠

旁边I0.1就是转移条件的一个文字的表示

它就表示当I0.1等于1的时候

它就从步1转换到了步2

动作是在这个步内所要完成的一些指令 一些动作

比如说在步1里边

要完成Q0.1等于1

就是使Q0.1等于1

这就是步1里的动作

动作是用步右边的一个线段来表示

它指向描述这个动作的文字

这个是在步2里边要完成的动作

比如说Q0.4等于1

每个步与转出条件构成了一段PLC程序

这个转出条件就是从这个步转出来的这个条件

也就是说是这个步下边的转移条件

这就是这个步的转出条件

那么这个步与它的转出条件就构成了一段PLC程序

当满足转出条件的时候

那么就这步就转出来了

于是这个步就被冻结了

冻结以后这叫死步

同时它又激活了下一步

也就是说如果这个条件满足

这个步就变成了死步

这个步就变成了活动步

其实PLC执行程序的时候是从上到下顺序扫描每步

在某个时间段

有的步是活动步

活动步它内部的动作就被执行

而有的步是死步被冻结

被冻结的步它的动作就不能执行

比如说在某个时间段步1是活动步

当执行程序的时候是从上往下这么扫描

扫描的步1一看这个步是活动步

于是它内部的动作都被执行了

但是扫描到步2和步3的时候

因为这两个步都是死步

于是这两个步内的动作就不被执行

如果在另外一个时间段

步1和步3是死步

步2是活动步

PLC在执行程序的时候是从上到下这么扫描

当它扫描到步1的时候

因为这是个死步

所以步1内的动作就不执行

扫描到步2的时候

因为它是活动步

所以步2内部的动作就被执行

再往下又扫描到步3

因为它是死步

所以它内部的动作就不执行

所以在这个时间段之内

只有步2内的动作是被执行的

下边介绍一下顺序功能图的几种形式

像这种没有分支叫做单一流程

像这种是有分支的这叫选择分支

如果说步1是活动步的话

那么当满足条件1的时候

这个步就转移到了步2

当满足条件2的时候

它就转移到了步5

这两个分支是不能够同时被执行的

也就是说条件1和条件2不能够同时满足

这叫做选择分支

这叫做并行分支

并行分支是用开始的两个平行线和结束的两个平行线去表示

如果说步1是活动步

当满足条件1的时候

这3个分支都被执行

同时被执行

如果它们都执行完了

那么就进入到步10

这个有关条件是它们都执行完以后才进入到步10

你不能够一个执行完就进入到步10那是不对的

要保证3个分支都执行完

我们现在是能够根据系统的控制要求去画出来顺序功能图

这个过程并不是特别的难

那么怎么去把这个顺序功能图去转换成PLC程序呢

下边就介绍利用顺序功能图编程的一般的方法

我们可以利用存储器M就是位存储器去代表步

步内的动作由代表步的存储器是否为1来决定

如果这个步它所对应的位寄存器是1

那么它这个步就被执行

它就是活动步

如果是0它就是死步

这个转移是怎么转移的

这个转移利用RS指令就是清零和置位指令

来实现步之间的转移

大家看这是一个顺序功能图

我们用M0.1来代表一个步

M0.2代表一个步

M0.3代表一个步

这个I0.1这是转移条件

是从M0.1转移到M0.2两个步之间的一个转移条件

如果说M0.1是一个活动步

当I0.1等于1的时候

它就从M0.1转移到了M0.2

这个就是在每个步里边要执行的动作

比如说在M0.1这一步

它要执行的动作就是让Q0.0等于0 Q0.2等于0

在M0.2这一步里边要执行的动作就是

要Q0.0等于1 Q0.2等于0

我们可以用这么一个程序来表示这一个步以及转出条件

这是M0.2的一个常开触点

这是在M0.2这一步里边要做的动作

它是让Q0.0等于1

让Q0.2等于0

所以这是置位这是清零

只要M0.2等于1

那么这个动作都做

然后这个是代表如果M0.2是活动步同时又满足I2.1等于1这个条件

那么就会发生转移

它转移到哪呢

它转移到M0.3这个步

所以就是Set这是置位

把这个M0.3把它置成1

那么这一步就成活动的

当然首先得把M0.2清零

所以底下是转移

上边是动作

那么前边两个常开触点就是这个状态的常开触点

这样的话我们可以上边这步也可以转成这么一段程序

底下这步也可以转成这一段程序

于是这个程序就可以写出来了

那么它对应的语句表是

装载M0.2

然后是Q0.0置位

然后底下是Q0.2清零

然后再载入M0.2

再与I2.1

然后M0.2这一位清零

然后M0.3这一位置位

所以说根据刚才这一段程序

我们可以给出来一个一般的程序结构

就是实现步及转移的程序结构

假如说这一步是Mm.n

这是用位寄存器表示的这么一步

底下是转移条件

然后再往下是Mx.y

Mx.y是下一个状态

那么如果这个顺序功能图已经画出来了

我们可以按照这种程序结构

把这个Mm.n这个步及其转移条件

给它转化成PLC的程序

这是一个程序的一个一般的结构

首先这个是这个状态的一个常开的触点Mm.n

这一位它所对应的一个常开触点

然后后边就是这一步内要执行的动作

然后在下边这一行是这是Mm.n

然后再后边是转移条件

然后再往后分别是两个动作

一个是冻结本步

就是把这个Mm.n这个位清零这一步就成死步了

然后下一个是激活下一步

就是把Mx.y这个位把它置1

那么下边这个步就激活了

所以把这个步及其转出

把它转换成一段PLC程序

这个程序的结构是比较简洁的

就两行

所以说呢这样的话就是一个比较完整的编程思路

首先根据控制工艺画出顺序功能图

然后再根据程序的结构再把顺序功能图把它转成PLC程序

于是程序就写出来了

下边我们举一个例子

对两台电机有这么一个控制要求

上电以后电动机都不运转

按下起动按钮以后

电动机1运转

电动机2不运转

当电动机1运转1分钟以后

电动机1它自动停止运转

同时电动机2自动起动运转

直至手动停车

我们根据这个控制要求

我们做了一个I/O分配

停止用SB1用的是常闭

这是停止按钮

PLC元件用的是I0.0

也就是SB1给了I0.0

起动用的是SB2

这是用的是常开了

它给了I0.1

定时器用的是T37

它的分辨率是100ms

然后根据这个控制要求以及I/O分配表

我们画出了这个控制要求的一个顺序功能图

一般的情况下都有一个初始步

那么这个M0.0表示这个初始步

然后底下这个是第一个状态

就是电动机1运转

电动机2不运转

所以是Q0.0是等于1

Q0.1是等于0

同时在这一步里边还要起动T37的延时

延时一到T37就成了1

于是它就从M0.1这一个步就转移到了M0.2这个步

在这个步里边是Q0.0等于0

Q0.1等于1

如果不按停车的话

那个这个状态是不会转出来的

再看上边这是个初始步

初始步要做一些初始化的动作

再往上边看这个比较长的这个横杠

表示PLC上电运行

PLC运行它就要进行扫描

在第一个扫描周期之内

这个SM0.1是标志位寄存器

它只在第一个扫描周期之内为1

过了第一个扫描周期它就是0了

所以在这实际上是PLC开始运行的这么一个过程

PLC一开始运行

那么就进行第一个扫描周期

在第一个扫描周期之内

SM0.1是1

于是就进入到了M0.0这个初始化步

在这个初始化步里边进行一些初始化的操作

因为在这个状态里边实际上电机是不运行的

你可以在这里边让Q0.0和Q0.1都等于0

我们再根据顺序功能图画出来PLC的控制程序

这个是起动上电运行这么一块程序

这块程序SM0.1是在PLC运行的第一个扫描周期它是1

所以说在这一个扫描周期之内

它就把这个M0.0就置1了

也就是进入到这个初始化状态

同时也待把这俩清零

保证不在这俩状态

所以是把这个M0.1和M0.2都清零了

然后这个我们待会再说这是一个停车的按钮

底下这个对于的就是初始化步以及它的转出条件

这块是在这一步里要做的动作

就是电动机停止

所以让Q0.0和Q0.1都是0置0了

这一行是转移的

所以第一行是动作

第二行是转移

如果它是在这一步之内

同时它又不在0.1和0.2这两步

那么如果这个时候满足转移条件

就是I0.1如果等于1的话

它就把这个M0.0就清零了

就是让这个本步成为死步

同时激活下一步

就是让M0.1让它等于1

就是激活下一步了

所以这一块对应的就是这个虚线的内部状态以及转出条件

它对应的语句表就是

LD装载SM0.1

然后再或I0.0的反

这个是为M0.0把它置1

然后M0.1清零

下边是再载入M0.0

然后再把这个Q0.0和Q0.1清零

后边是载入M0.0

然后后边是这个

然后这两行对应的是这两个

然后这个是M0.0清零

然后激活M0.1

这个状态以及转出条件

它对应的程序是这样的

如果要是在这个状态

那么它就让这个Q0.0把它置1了

就是电动机1转起来了

同时把Q0.1清零

就是电动机2它不转

然后同时一进入到这个状态

就要起动定时

然后底下是这个M0.1这是转出条件

就是当这个定时时间到

就1分钟到了

它就从M0.1这个状态就转到了M0.2这个状态

所以M0.1清零

M0.2置1

这是它对应的语句表程序

我就不一一介绍了

然后这一步它所对应的程序是这样

这是动作

因为它这没有一个明显的转出

就是个动作

这个动作是Q0.0清零

就是电动机1停止运转

Q0.1置1

电动机2开始运转

这个状态没有一个明显的转出条件

所以它这个语句里边就没有转出那一行

在什么条件下M0.2这个状态要转出去呢

当然就是停车

当停车的时候它要转出到初始化步里边

就是全部停止就是M0.0这一步

但是一般情况下每个状态只要按停车它都要转到初始化状态

就是即使在M0.1这个状态只要停车

它也要转到这一步

在这个状态也要转到这一步

这个时候如果说你把停车的这个转移条件都画出来的话

那么就会比较复杂

所以我们一般是不画这个的

所以这个停车的转出条件一般都被忽略了

但是在这

在上电运行这个程序里边我们加了I0.0这个常闭触点

因为我们I0.0对应的按钮是一个常闭按钮

它是一个停车按钮

所以说在任何一步里边

I0.0只要它等于1

那么它就会让M0.0这一步活动

其他的步都清零

所以在任何一步

只要按下停车按钮

它都会进入到M0.0这个初始化步里边去

那么这样的话这就是一个完整的PLC语句表的程序

其实还不是很长还是比较简单的

下边我们总结一下

利用顺序功能图编程

首先要按照工艺流程和IO分配表画出顺序功能图

这一点很重要但是并不是特别困难

第二是按照实现步及转移的程序框架

很容易将顺序功能图转换成梯形图或者是语句表

利用顺序功能图这种思路去设计程序的架构

它是一种模块化的结构

程序比较容易维护和修改

你修改你去修改那个模块就行了

不会影响到其它的程序

实现步与转移的方法有多种

我们在这只介绍上边这一种