PLC第4章-S7-1200-顺序控制设计法与顺序功能图

提纲1.第4章2.数字量控制系统梯形图程序设计方法3.经验设计法4.顺序控制设计法与顺序功能图5.基于顺序功能图的梯形图设计方法6.4.1经验设计法7.继电器控制线路（上篇）转换法8.先设计继电器控制线路9.转换成梯形图语言图4-2三相异步电动机的正反转控制电路右行左行停车4.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQSU---L1V---L2W---L3U---L3V---L2W---L1KM2KM1M3~FRKM1KM2FRSB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS合上电源开关QSKM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS按下SB2，SB2的常闭触点断开,对KM2联锁SB2的常开触点闭合,KM1线圈得电KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQSKM1辅助常开触点闭合，对KM1自锁KM1常开触点闭合,电机正转KM1辅助常闭触点断开，对KM2联锁KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS松开SB2,SB2常闭触点闭合SB2常开触点断开电机继续正转运行KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS按下SB1,KM1线圈失电，KM1辅助常开触点断开,解除自锁KM1常开触点断开，电机停转KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS松开SB1KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS或不按停止按钮SB1，直接按下反转动按钮SB3,SB3常闭触点断开,对KM1联锁,SB3常开触点闭合,KM2线圈得电KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQSKM2辅助常开触点闭合,对KM2自锁KM2常开触点闭合,电机反转KM2辅助常闭触点断开，对KM1联锁KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS松开SB3,SB3常闭触点闭合SB3常开触点断开电机继续反转运行KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS按下SB1,KM2线圈失电，KM2辅助常开触点断开,解除自锁KM2常开触点断开，电机停转KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB2SB3SB1KM1KM2UVWQS松开SB1KM2KM1FRKM1KM2FRM3~SB3SB24.1经验设计法图4-3PLC的外部接线图将继电器电路转换为梯形图•确定PLC的输入信号和输出信号。•画PLC的外部接线图•启动/停止一般使用常开按钮•互锁使用常闭开关4.1经验设计法I0.0I0.1I0.2Q0.1Q0.0Q0.0I0.1I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.1图4-4梯形图将继电器电路转换为梯形图•控制线路图梯形图•注意互锁环节4.1经验设计法拓展案例1：按下右行起动按钮SB2或左行起动按钮SB3后，小车在两个限位开关之间不停地循环往返，按下停止按钮SB1后，电动机断电，小车停止运动。KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3SQ1I0.4SQ24.1经验设计法4.1经验设计法I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0I0.4Q0.1图4-5PLC的外部接线图图4-6小车自动往返的梯形图KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3SQ1I0.4SQ24.1经验设计法I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0I0.4Q0.1图4-6小车自动往返的梯形图此梯形图存在的问题:在两端点处不能可靠停车拓展案例2：小车开始时停在左边，左限位开关SQ1的常开触点闭合。要求按下列顺序控制小车：（1）按下右行起动按钮，小车开始右行。（2）走到右限位开关处，小车停止运动，延时8s后开始左行。（3）回到左限位开关处，小车停止运动。4.1经验设计法KM2Q0.1KM1Q0.0I0.3SQ1I0.4SQ2I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0M2.0Q0.1I0.4DB1TONTimeINQPTETT#8SM2.0图4-7梯形图4.1经验设计法此图与控制要求不相符?I0.0I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.3I0.1I0.0I0.3I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0M2.0Q0.1I0.4DB1TONTimeINQPTETT#8SM2.0图4-7梯形图4.1经验设计法4.1经验设计法——总结将继电器电路转换为梯形图1、确定PLC的输入/和输出信号2、画PLC的外部接线图启动/停止一般使用常开按钮互锁使用常闭开关3、控制线路图梯形图4、注意互锁环节I0.0I0.1I0.2Q0.1Q0.0Q0.0I0.1I0.0I0.2Q0.0Q0.1Q0.1提纲1.经验设计法2.顺序控制设计法与顺序功能图3.基于顺序功能图的梯形图设计方法顺序控制设计法对那些按动作的先后顺序进行工作的系统，非常适宜使用顺序控制设计法编程首先根据系统的工作顺序，画出顺序功能图然后根据顺序功能图编写梯形图程序。部分PLC提供了顺序功能图编程语言，用户在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作，如西门子S7-300/400PLC中的S7Graph编程语言。4.2顺序控制设计法与顺序功能图4.2顺序控制设计法与顺序功能图图4-1b置位复位电路I0.0Q0.0I0.1Q0.0SR•起保停电路与置位复位电路是后面要重点介绍的顺序控制设计法的基本电路•在实际电路中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。I0.0I0.1Q0.0Q0.0图4-1a起保停电路例:某动力头的运动状态有三种，即快进→工进→快退。各状态的转换条件为：快进到一定位置，压限位开关SQ1则转为工进；工进到一定位置，压限位开关SQ2则转为快退；退回原位压限位开关SQ3，动力头自动停止运行。4.2顺序控制设计法与顺序功能图车停原位压SQ34快退3压SQ2工进2压SQ1快进1图4-8动力头控制功能表图功能表图四要素:1、矩形框：表示各步，框内的数字是步的编号2、有向连线：连接步与步，箭头的方向表示步的转换方向（若有向连线的方向是从上到下或从左至右，可省略箭头）3、转换条件：标注在步与步之间的短横线旁4、动作内容说明：说明各步需要完成的动作4.2顺序控制设计法与顺序功能图初始步：双线框活动步：当前正在执行的步*当前一步为活动步，且满足转换条件时，将启动下一步，并终止前一步的执行。4.2顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图的基本结构a)单序列b)选择序列c)并列序列4.2顺序控制设计法与顺序功能图123abca)单序列结构单序列结构的功能表图没有分支，每个步后只有一个步，步与步之间只有一个转换条件。不是指一个信号，它可能是多个信号的‘与’、‘或’等逻辑关系的组合！！4.2顺序控制设计法与顺序功能图123abcb)选择序列结构c)并行序列结构共同点：都有分支和合并不同点：b)中各选择分支不能同时执行。所以，若已选择了转向某一分支，则不允许另外几个分支的首步成为活动步。所以应该使各分支之间互锁。c)中各分支的首步同时被激活变成活动步。用双线来表示其分支的开始和合并，以示区别。转换条件放在双线之上(之下)。4.2顺序控制设计法与顺序功能图步程序的结构方法一：Si:各步的控制位Ci:各步的转换条件Bi:各步具体操作的执行对象4.2顺序控制设计法与顺序功能图Si-1Si+1Si+1Ci+1SiSiSiSi+2Si+1CiSiSi+1BiBi+1说明：1、某步将被激活的条件有二：前一步为活动步；满足转换条件。2、由于转换条件多为短信号，所以每步要加自锁；3、某步被激活，则其上一步要变成不活动步，所以将其常闭触点串联上一步中。4、Si:各步的控制位（M的若干个连续的位状态）Ci:各步的转换条件（I区的外部输入信号、PLC内部定时器/计数器输出等）Bi:各步具体操作的执行对象（Q区的输出信号）4.2顺序控制设计法与顺序功能图注意：各步的矩形框内常直接标注该步的控制位，而非步的编号！！4.2顺序控制设计法与顺序功能图步程序的结构方法二:4.2顺序控制设计法与顺序功能图SiSi+1BiBi+1Si-1SiCiSRSi-1SiSi+1Ci+1SRSi绘制顺序功能图的注意事项（1）顺序功能图中两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开；（2）顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待启动的初始状态，不要遗漏这一步；（3）实际控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环回路，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应该根据工艺要求返回到初始步或下一工作周期开始运行的第一步；（4）在顺序功能图中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。4.2顺序控制设计法与顺序功能图提纲1.经验设计法2.顺序控制设计法与顺序功能图3.基于顺序功能图的梯形图设计方法顺序控制设计法有一定的规律可循，所编写的程序易读、易检查、易修改，是常用的设计方法之一。使用顺序控制设计法的关键有三条：一是理顺动作顺序，明确各步的转换条件；二是准确地画出功能表图；三是根据功能表图正确地画出相应的梯形图，最后再根据某些特殊功能要求，添加部分控制程序。要想用好顺序控制设计法，重要的是熟练掌握功能表图的画法，以及根据功能表图画出相应梯形图的方法。4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法用顺序控制设计法编程的基本步骤如下：(1)分析控制要求，将控制过程分成若干个工作步，明确每个工作步的功能，弄清步的转换是单向进行还是多向进行，确定步的转换条件(可能是多个信号的“与”、“或”等逻辑组合)。必要时可画一个工作流程图，它对理顺整个控制过程的进程以及分析各步的相互联系有很大作用。(2)为每个步设定控制位。控制位最好使用位存储器M的若干连续位。若用定时器/计数器的输出作为转换条件，则应为其指定输出位。4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法(3)确定所需输入和输出点的个数，选择PLC机型，作出I/O分配。(4)在前两步的基础上，画出功能表图。(5)根据功能表图画梯形图。(6)添加某些特殊要求的程序。4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法1)I0.0启动，快速移动2)I0.1触发后，进入工速3)I0.2触发后，退回起点4）I0.3触发后，停止4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法I0.3I0.1I0.2例1：组合机床动力头运动示意图转换条件控制步序标志部分步序标志实现输出部分优点•程序结构清晰•便于调试和维护4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——起保停4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——置位/复位步序标志实现输出部分4.3基于顺序功能图的梯形图设计方法——置位/复位等效PLC上电系统启动1号快进2号快进1号工进Ⅱ2号快退1号工进Ⅰ2号工进1号快退原位等待快进到位压SQ1快进到位压SQ5工进到位压SQ2工进位压SQ6工进到位压SQ3退到原位压SQ4退到原