顺序控制及应用

6.1PLC程序的经验设计法6.1.1概述第6章S7-200PLC顺序控制指令及应用6.2PLC程序的顺控设计法6.2.1概述6.2.2顺控设计法的设计步骤6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制6.2.4顺控设计法中梯形图的编程方式6.3顺序控制指令举例6.1PLC程序的经验设计法6.1.1概述基本思路：在已有的些典型梯形图的基础上，根据被控对象对控制的要求，通过多次反复地调试和修改梯形图，增加中间编程元件和触点，以得到一个较为满意的程序。基本特点：没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的经验有很大的关系。适用场合：可用于逻辑关系较简单的梯形图程序设计。基本步骤：分析控制要求、选择控制原则；设计主令和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的控制程序；检查修改和完善程序。总结经验设计法对于一些比较简单程序设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求，设计的结果往往不很规范，因人而异。特点：考虑不周、设计麻烦、设计周期长；梯形图的可读性差、系统维护困难。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.1概述顺序控制系统：如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常运行，也称为步进控制系统。顺序控制设计法就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。这种设计方法很容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便。PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了大量通用和专用的编程元件，开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，使这种先进的设计方法成为当前PLC程序设计的主要方法。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.2顺控设计法的设计步骤步的划分转换条件的确定功能表图的绘制梯形图的编制6.2PLC程序的顺控设计法6.2.2顺控设计法的设计步骤步的划分将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，并且用编程元件来代表各步。步是根据PLC输出状态的变化来划分的，在任何一步内，各输出状态不变，但是相邻步之间输出状态是不同的。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.2顺控设计法的设计步骤步的划分步也可根据被控对象工作状态的变化来划分，但被控对象工作状态的变化应该是由PLC输出状态变化引起的。否则就不能这样划分，例如从快进到工进与PLC输出无关，那么快进和工进只能算一步。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.2顺控设计法的设计步骤转换条件的确定使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通/断开等，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器触点的接通/断开等，转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.2顺控设计法的设计步骤功能表图的绘制根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出功能表图。绘制功能表图是顺序控制设计法中最为关键的一步。功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。功能表图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流。各个PLC厂家都开发了相应的功能表图，各国家也都制定了国家标准。我国1986年颁布了功能表图国家标准（GB6988.6-86）。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.2顺控设计法的设计步骤梯形图的编制根据功能表图，按某种编程方式写出梯形图程序。如果PLC支持功能表图语言，则可直接使用该功能表图作为最终程序。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制功能表图的组成主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制步与动作步：矩形框表示步，方框内是该步的编号。编程时一般用PLC内部编程元件M或S来代表各步初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始步用双线方框表示，每一个功能表图至少应该有一个初始步。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制步与动作动作：一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”；对于施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”，将动作或命令简称为动作动作的表示：矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应的步的符号相连。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制步与动作活动步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。步处于活动时，相应的动作被执行。保持型动作：若为保持型动作，则该步不活动时继续执行该动作。非保持型动作：若为非保持型动作则指该步不活动时，动作也停止执行。说明：一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记符标注，而非保持型动作不要标注。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制有向连线、转换与转换条件有向连线：功能表图中步的活动状态的顺序进展按有向连线规定的路线和方向进行。活动状态的进展方向习惯上是从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。如果不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注明进展方向。转换：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。转换条件：转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制转换实现的基本规则转换实现的条件：在功能表图中步的活动状态的进展是由转换的实现来完成。转换实现必须同时满足两个条件：1）该转换所有的前级步都是活动步；2）相应的转换条件得到满足。转换实现应完成的操作：转换的实现应完成两个操作：1）使所有的后续步都变为活动步；2）使所有的前级步都变为不活动步。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制例（液压滑台）6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制例（液压滑台）6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制功能表图的基本结构单序列(流程）：单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。可选择的分支和联接：6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制功能表图的基本结构并行分支和联接：并行序列的开始称为分支，当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。并行序列的结束称为合并，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制功能表图的基本结构跳转和循环：跳转是选择分支的特例，是选择序列某一条分支上没有步，但转换条件仍然存在。从上往下的顺序跳步，叫跳转，反之就叫循环了。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.3顺控设计法中功能表图的绘制绘制功能表图应注意的问题两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。功能表图中初始步是必不可少的。只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能变成活动步。PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0”状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步，否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。6.2PLC程序的顺控设计法6.2.4顺控设计法中梯形图的编程方式概述梯形图的编程方式是指根据功能表图设计出梯形图的方法为了适应各PLC在编程元件、指令功能和表示方法上的差异，本节主要介绍：1）S7-200专用顺序控制指令在PLC的顺序控制中常常将控制过程分成若干个顺序控制继电器（SCR）步，每个SCR都是一个相对稳定的状态，都有开始步，步转换和步结束。SCRbit（SCRT）（SCRE）LSCRbitSCRTbitSCRE步开始步转移步结束功能操作对象梯形图指令表顺序控制继电器S顺序控制继电器S无bit（A）SCR包括LSCR（程序步）的开始、SCRT（程序步的转换）SCRE（程序步的结束）指令，从LSCR开始到SCRE结束的所以指令组成一个SCR程序步。（B）一个SCR程序步对应顺序功能图这的一个顺序步。（C）装载顺序控制继电器（LSCRn）指令表示一个顺序控制继电器(SCR）程序步的开始。LSCR指令把Sn（如S0.1）的值装载到SCR堆栈。SCR堆栈的值决定该SCR段程序是否执行。当SCR程序步的S位置位时，允许该SCR程序步工作。（D）SCRT指令有两个功能，一是使当前激活的SCR步停止工作；另一方面使下一个将要执行的SCR程序步工作。（E）SCRE指令表示一个SCR程序步结束。SCR程序步必须由SCRE结束。（F）同一地址的S位不可用于不同的程序分区。指令说明：SCRSCRINTONPTINTONPTSSRSCRTSCRESCRTSCRE网络9Q0.2网络5T37T38+10S0.3+200Q0.4Q0.5211S0.1梯形图S0.1S0.2S0.3置位Q0.4复位Q0.5,Q0.6启动定时器T37输出Q0.2启动定时器T38T37T38LDSLSCRLDSRTONLDSCRTSCRELSCRLD=TONLDSCRTSCRESM0.1S0.1,1S0.1SM0.0Q0.4,1Q0.5,2T37,+10T37S0.2S0.2SM0.0Q0.2T38,+200T38S0.3SM0.1功能图语句表S0.2T38网络8SM0.0网络7S0.2网络6T37网络4SM0.0网络3S0.1网络2SM0.1网络1S0.0S0.1S0.2Q0.0Q0.1SM0.1Ⅰ0.1Ⅰ0.0S0.5Ⅰ0.2S0.6Ⅰ0.6Q0.2Q0.5S0.3S0.4Q0.3Q0.4Ⅰ0.3Ⅰ0.4Ⅰ0.5可选择的分支和联接功能图SCRSCRTSCRESCRTSCRE网络18Q0.3网络14S0.4SM0.0Q0.2S0.5网络11网络12S0.3SM0.0Ⅰ0.2Ⅰ0.4SCRSCRSCRTSCRESCRTSCREQ0.5网络22S0.6SM0.0Q0.4S0.5网络20S0.4S0.5SM0.0Ⅰ0.5Ⅰ0.6SCRSCRSSCRTSCRESCRTSCRE网络10网络9Q0.1网络6S0.2SM0.0Q0.0网络21S0.1网络1SM0.1网络3S0.0S0.1SM0.0Ⅰ0.0Ⅰ0.1网络13S0.0SCRTS0.3Ⅰ0.3SCRS0.2可选择的分支和联接梯形图网络7网络4网络5网络15网络16网络17网络8网络26网络25网络24网络23网络21网络19S0.0S0.1S0.2Q0.0Q0.1SM0.1Ⅰ0.1Ⅰ0.0S0.5Ⅰ0.3Ⅰ0.4Q0.2Q0.5S0.3S0.4Q0.3Q0.4Ⅰ0.2并行分支和联接功能图SCRSCRESCRTSCRE网络16Q0.3网络12S0.4SM0.0Q0.2网络10网络11S0.3Ⅰ0.2SCRSCRSCRESCRTSCRE网络24Q0.5网络21网络19S0.6SM0.0Q0.4网络18S0.4S0.5Ⅰ0.4SCRSCRSSCRTSCRESCRTSCRE网络9Q0.1网络5S0.2SM0.0Q0.01S0.1网络1SM0.1网络3S0.0S0.1Ⅰ0.0Ⅰ0.1S0.0SCRTS0.3SCRS0.2SS0.51RS0.21RS0.41网络20并行分支和联接梯形图SM0.1S0.4S0.2T0.3SM0.0SM0.0网络23网络22网络15网络14网络13网络8网络7网络6网络4网络17网络2S0.0S0.1S0.2S0.3S0.4S0.5S0.6Q0.1Q0.2