PLC顺序功能图程序(1)

顺序控制设计方法PLC除了梯形图以外，还采用了SFC(SequentialFunctionChart)顺序功能图语言，用于编制复杂的顺序控制程序。利用这种编程方法能够较容易地编写出复杂的顺序控制程序，从而提高了工作效率，对于程序调试也极为方便。顺序控制是指按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，使各个执行机构自动有序的进行操作。一、顺序功能图指描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）组成。它具有简单、直观等特点，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工具。顺序控制功能图设计法是指用转换条件控制代表各步的编程元件，让它们的状态按一定的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各输出继电器。1、步将系统的一个周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步。“步”是控制过程中的一个特定状态。步又分为初始步和工作步，在每一步中要完成一个或多个特定的动作。初始步表示一个控制系统的初始状态，所以，一个控制系统必须有一个初始步，初始步可以没有具体要完成的动作。2、转换条件步与步之间用“有向连线”连接，在有向连线上用一个或多个小短线表示一个或多个转换条件。当条件得到满足时，转换得以实现。即上一步的动作结束而下一步的动作开始，因此不会出现步的动作重叠。当系统正处于某一步时，把该步称为“活动步”。为了确保控制严格地按照顺序执行，步与步之间必须要有转换条件分隔。状态继电器是构成功能图的重要元件。三菱系列PLC的状态继电器元件有900点(S0～S899)。其中S0～S9为初始状态继电器，用于功能图的初始步。以图8--65为例说明功能图。步用方框表示，方框内是步的元件号或步的名称，步与步之间要用有向线段连接。其中从上到下和从左到右的箭头可以省去不画，有向线段上的垂直短线和它旁边的圆圈或方框是该步期间的输出信号，如需要也可以对输出元件进行置位或复位。当步S030有效时，输出Y010、Y011接通(在这里Y010是用OUT指令驱动，Y011是用SET指令置位，未复位前Y011一直保持接通)，程序等待转换条件X020动作。当X020满足时，步就由S030转到S031，这时Y010断开，Y012接通，Y011仍保持接通。转换条件是指与转换相关的逻辑命令，可用文字语言、布尔代数表达式或图形符号在短划线旁边，使用最多的是布尔代数表达式。绘制顺序功能图应注意：1、两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。2、两个转换绝对不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。3、初始步必不可少，否则无法表示初始状态，系统也无法返回停止状态。4、自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，应组成闭环，即最后一步返回初始步，（单周期）或下一周期开始运行的第一步（连续循环）。5、只有当前一步是活动步，该步才可能变成活动步。一般采用无断电保持功能的编程元件代表个步时，进入RUN工作方式时，它们均处于断开状态，系统无法工作。必须使用初始化脉冲M8002的常开作为转换条件，将初始步预置为活动步。3．功能图的结构根据步与步之间进展的不同情况，功能图有三种结构：1)单序列。反映按顺序排列的步相继激活这样一种基本的进展情况，如图8--69所示。2)选择序列。一个活动步之后，紧接着有几个后续步可供选择的结构形式称为选择序列。如图8--69所示，选择序列的各个分支都有各自的转换条件。3)并行序列。当转换的实现导致几个分支同时激活时，采用并行序列。其有向连线的水平部分用双线表示。如图8--66所示。4)跳步、重复和循环序列。在实际系统中经常使用跳步、重复和循环序列。这些序列实际上都是选择序列的特殊形式。如图6--67a所示为跳步序列。当步3为活动步时，若转换条件X005成立，则跳过步4和步5直接进入步6。图6--67b所示为重复序列。当步6为活动步时，若转换条件X004不成立而X005成立，则重新返回步5，重复执行步5和步6。直到转换条件X004成立，重复结束，转入步7。图6--67c所示为循环序列，即在序列结束后，用重复的方式直接返回初始步0，形成序列的循环。二、三菱PLC系列FX2N系列PLC除了基本指令之外，还有两条简单的步进指令，同时还有大量的状态继电器，这样就可以用类似于SFC语言的功能图方式编程。步进指令又称STL指令。在FX系列PLC中还有一条使STL复位的RET指令。利用这两条指令就可以很方便地对顺序控制系统的功能图进行编程。步进指令STL只有与状态继电器S配合时，才具有步进功能。使用STL指令的状态继电器常开触点，称为STL触点，没有常闭的STL触点。从图8--71中可以看出功能图和梯形图之间的关系，用状态继电器代表功能图的各步，每一步都具有三种功能：负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。步进指令的执行过程如图8--68所示，当步S20为活动步时，S20的STL触点接通的负载Y000接通。当转换条件X001成立时，下一步的S21将被置位，同时PLC自动将S20断开(复位)，Y000也断开。STL触点是与左母线相连的常开触点，类似于主控触点，并且同一状态继电器的STL触点只能使用一次(并行序列的合并除外)。与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令，使用过STL指令后，应用RET指令使LD点返回左母线。梯形图中同一元件的线圈可以被不同的STL触点驱动，即使用STL指令时，允许双线圈输出。STL触点之后不能使用MC／MCR指令。1）、STL功能图与梯形图的转换采用步进指令进行程序设计时，首先要设计系统的功能图，然后再将功能图转换成梯形图，写出相应的指令表程序。某液压动力滑台系统使用步进指令编程的功能图和梯形图如图8--69所示。图中的双矩形块表示初始步，初始步的激活是由循环最后一步完成后激活，但是，在刚开始工作时初始步的激活是在开始时加一个短信号，专门激活初始步。如图中的特殊继电器M8002。2）、设计举例设小车停在左侧限位X2处，按下启动按钮X0后，先打开料斗Y2，开始装料，T0计时、10S后关闭Y2，小车开始右行Y0，碰X1停，卸料Y3开始工作，T1计时、5S后，小车开始左行Y1，碰X2返回初始状态，停止运行。程序设计如图8--70所示。