第4章《可编程控制器程序设计顺序控制法》.ppt

可编程控制器应用技术（三菱） 何 苗 4.6 顺序控制设计法与顺序功能图 1、掌握顺序控制设计法的设计规律 2、掌握功能表图控制的步骤 3、功能表图转换为梯形图步骤 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，这样的控制系统称为顺序控制系统，也称为步进控制系统。其控制总是一步一步按顺序进行。 在工业控制领域中，顺序控制系统的应用很广，尤其在机械行业，几乎无例外地利用顺序控制来实现加工的自动循环。 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生产商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。 顺序控制就是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，在生产过程中各个执行机构自动地有顺序地进行操作。 4.6.1 顺序功能图及顺序控制设计法 顺序功能图又称为状态转移图，流程图，是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC顺序控制程序的有力工具。 顺序功能图能清楚的表现出系统各个工作步的功能、步与步之间的转换顺序及其转换条件。 功能图主要由步、有向连线、转换（转换条件）和动作（命令）组成。 顺序功能图的组成要素 1、步 将PLC系统的一个工作周期，按输出量的状态变化，划分为若干个顺序相连的阶段，每个阶段叫做步。 步在功能图中用矩形框表示，框内数字表示该步的编号；编程时一般用PLC内部编程元件代表各步，梯形图中常用编程元件（如辅助存储器M和状态继电器S）的元件号表示步的编号。 2、有向连线 步与步之间用有向连线连接，表示状态转移路线和方向，活动状态进展方向习惯上是从上到下或从左至右，在这两个方向箭头可以省略。若不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注明进展方向。 在功能图中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生步的活动状态的顺序进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。在画功能图时，将代表各步的方框按它们成为活动步的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。 3、转换及转换条件 步与步之间不允许直接相连，必须用与有向连线垂直的短划线即转换隔开，步的活动状态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。 转换条件是与转换相关的逻辑条件，使系统从当前步进入下一步的条件。其可用文字语言、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。 4、动作 一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统，例如在数控车床系统中，数控装置是施控系统，而车床是被控系统。 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，并用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。 某活动步时，PLC向被控系统发出的命令或被控系统应执行的动作，用矩形框中的文字或符号表示。 如果某一步有几个动作，有如下两种画法，但不表示动作间的任何顺序。 顺序控制设计法的设计基本步骤 1.步的划分 2.转换条件的确定 3.顺序功能图的绘制 4.梯形图的绘制 1.步的划分 步是根据PLC输出量的状态划分的，只要系统的输出量状态发生变化，系统就从原来的步进入新的步。 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。 “初始步”是与系统的初始状态相对应的，初始状态一般是系统等待起动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个功能图至少应该有一个初始步。 当系统正处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步处于“活动步”。步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，若为保持型动作则该步不活动时继续执行该动作，若为非保持型动作则指该步不活动时，动作也停止执行。 2.转换条件的确定 转换条件是使系统从当前步进入下一步的信号。 转换条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、行程开关、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，转换条件还可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。 顺序控制设计法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各输出继电器。 3.顺序功能图的绘制 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简单功能图，再转化为PLC顺序功能图。 顺序功能图主要有以下几种结构:单序列结构；选择序列结构；并行序列结构；子步结构等。