第四章 顺序功能流程图语言

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第4章 顺序功能图(SFC)及步进顺控指令 《西门子PLC系统综合应用技术》课件

第4章  顺序功能图(SFC)及步进顺控指令 《西门子PLC系统综合应用技术》课件

4.3.4 跳转和循环结构
顺序结构、选择性分 支结构和并发性分支 结构是功能图的基本 形式。多数情况下, 这些基本形式是混合 出现的,跳转和循环 是其典型代表。利用 顺序功能图语言可以 很容易实现流程的循 环重复操作。在程序 设计过程中可以根据 状态的转移条件,决 定流程是单周期操作 还是多周期循环,是 跳转还是顺序向下执 行。
顺序功能图sfc及步进顺控指令41顺序功能图的基本概念411顺序功能图的产生顺序功能图sfc又称为流程图或状态转移图它是一种真正的图形化的编程语言是专用于工业顺序程序控制设计的一种功能性说明语言它能完整地描述控制系统的工作过程功能和特性是分析设计电气控制系统控制程序的重要工具
西门子PLC系统综合应用技术
4.4.3 3台电动机顺序起动逆序停止控制举例
4.4.3 3台电动机顺序起动逆序停止控制举例
4.4 步进顺序控制指令应用举例 4.4.1 大小球分拣系统控制举例
控制要求:大小球分拣系统示意图如图所示,初始状态机械臂处于原点(压 着左限位和上限位),吸球用的电磁吸盘断电。按下启动按钮,机械臂下行, 碰到下限位停止下行,电磁吸盘通电吸球。如吸住的是小球,大小球检测磁 性开关为ON; 如吸住的是大球,大小球检测磁性开关为OFF。延时1s后,机 械臂上行。碰到上限位停止上行开始右行,根据吸住的大小球不同,分别到 达小球右限位或大球右限位处停止。然后,机械臂下行碰到下限位停止下行, 电磁吸盘断电把球放到小球箱或大球箱。再延时1s后,机械臂上行、左行返 回原点。如果不按停止按钮,系统自动开始下一个工作周期的循环;如果按 下停止按钮,系统要完成此工作周期后,回到原点才停止。再次按下启动按 钮,系统重新开始工作。SFC图和梯形图篇幅太大,请参照教材图。
4.4.2人行横道线按钮式交通灯控制举例

可编程序控制器的五种标准编程语言

可编程序控制器的五种标准编程语言

可编程序控制器的五种标准编程语言本文介绍了按照国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准,对PLC制定的五种编程语言。

PLC的用户程序是设计人员根据控制系统的工艺控制要求,通过PLC编程语言的编制设计的。

根据国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准(IEC1131-3)。

PLC的编程语言包括以下五种:梯形图语言(LD)、指令表语言(IL)、功能模块图语言(FBD)、顺序功能流程图语言(SFC)及结构化文本语言(ST)。

1、梯形图语言(LD)梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。

它是与继电器线路类似的一种编程语言。

由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉,因此,梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。

梯形图编程语言的特点是:与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;与原有继电器控制相一致,电气设计人员易于掌握。

梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是,梯形图中的能流不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,应用时,需要与原有继电器控制的概念区别对待。

图1是典型的交流异步电动机直接启动控制电路图。

图2是采用PLC控制的程序梯形图。

图1 交流异步电动机直接启动电路图图2 PLC梯形图2、指令表语言(IL)指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言,和汇编语言一样由操作码和操作数组成。

在无计算机的情况下,适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。

同时,指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应,在PLC编程软件下可以相互转换。

图3就是与图2PLC梯形图对应的指令表。

图3 指令表指令表表编程语言的特点是:采用助记符来表示操作功能,具有容易记忆,便于掌握;在手持编程器的键盘上采用助记符表示,便于操作,可在无计算机的场合进行编程设计;与梯形图有一一对应关系。

其特点与梯形图语言基本一致。

3、功能模块图语言(FBD)功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。

采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能,不同的功能模块有不同的功能。

PLC的五种编程语言

PLC的五种编程语言

可编程序控制器的五种标准编程语言2005-11-22来源:本文介绍了按照国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准,对PLC制定的五种编程语言。

PLC的用户程序是设计人员根据控制系统的工艺控制要求,通过PLC编程语言的编制设计的。

根据国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准(IEC1131-3)。

PLC的编程语言包括以下五种:梯形图语言(LD)、指令表语言(IL)、功能模块图语言(FBD)、顺序功能流程图语言(SFC)及结构化文本语言(ST)。

1、梯形图语言(LD)梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。

它是与继电器线路类似的一种编程语言。

由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉,因此,梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。

梯形图编程语言的特点是:与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;与原有继电器控制相一致,电气设计人员易于掌握。

梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是,梯形图中的能流不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,应用时,需要与原有继电器控制的概念区别对待。

图1是典型的交流异步电动机直接启动控制电路图。

图2是采用PLC控制的程序梯形图。

图1 交流异步电动机直接启动电路图图2 PLC梯形图2、指令表语言(IL)指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言,和汇编语言一样由操作码和操作数组成。

在无计算机的情况下,适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。

同时,指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应,在PLC编程软件下可以相互转换。

图3就是与图2PLC梯形图对应的指令表。

图3 指令表指令表编程语言的特点是:采用助记符来表示操作功能,具有容易记忆,便于掌握;在手持编程器的键盘上采用助记符表示,便于操作,可在无计算机的场合进行编程设计;与梯形图有一一对应关系。

其特点与梯形图语言基本一致。

3、功能模块图语言(FBD)功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。

顺序功能图 方法

顺序功能图 方法

顺序功能图方法顺序功能图(Sequence Diagram),是软件工程中用来描述对象之间的交互行为的一种图形化表示方法。

它主要由对象、消息和时间线三个要素构成。

顺序功能图可以帮助开发人员更好地理解和识别系统中的交互关系,从而进行系统设计、开发和维护。

顺序功能图通过描述对象之间的交互行为来展示系统中的流程和功能。

它以时间为轴,按照对象之间的交互顺序来表示系统运行过程中对象之间的消息传递。

在顺序功能图中,每个对象被表示为一个竖直的矩形,称为生命线(Lifeline),而对象之间的交互行为则以消息的形式呈现。

在顺序功能图中,消息可以分为同步消息和异步消息。

同步消息是指发送消息的对象暂停自己的执行,等待接收消息的对象完成对消息的处理后才能继续执行。

而异步消息则是指发送消息的对象不需要等待接收消息的对象的响应,即可继续执行自身的操作。

在顺序功能图中,事件可以被表示为一个水平的虚线,用来说明系统中一些重要的时间点,例如系统初始化、生成结果等。

时间线上的坐标表示系统运行的时间顺序。

顺序功能图可以呈现对象之间的交互流程,有助于开发人员理解系统中的交互关系,从而进行系统设计和开发。

它可以用来描述系统中的各个对象之间的交互过程,以及各个对象之间的消息传递。

通过顺序功能图,可以清晰地表示出系统的流程和功能,帮助开发人员更好地理解和把握系统的需求,从而实现系统设计和开发的有效性和可靠性。

开发人员可以使用各种工具来创建顺序功能图,例如UML工具、建模工具等。

在创建顺序功能图时,需要先定义对象、消息和时间线,然后按照系统的执行顺序,绘制对象之间的消息传递过程,最后在时间线上标记重要的时间点。

绘制完成后,可以对图形进行优化和调整,使其更加清晰和易于理解。

通过顺序功能图,开发人员可以更好地理解和识别系统中的交互关系,从而更好地进行系统设计和开发。

它可以帮助开发人员分析和评估系统的性能和可行性,从而实现系统的高效运行和稳定运行。

PLC教程-顺序功能图

PLC教程-顺序功能图

测试和调试
完成编程后,需要对程序进行测试和调试,以确 保其正常工作并满足要求。
03
顺序功能图的实例分析
实例一:简单的顺序控制流程
总结词 通过一个简单的实例,介绍顺序 功能图的基本概念和绘制方法。
详细描述 通过这个实例,可以学习到如何 将实际设备的动作流程转化为顺 序功能图,并理解顺序功能图在 控制流程中的作用。
系统仿真和调试
通过顺序功能图,可以对控制系统进行仿真 和调试,检查系统是否按照预期的逻辑关系 运行。
顺序功能图的组成

表示控制系统中一个相对静止的状态或动作, 是顺序功能图的基本元素。
转换条件
表示从一个步到另一个步的切换条件,是控 制系统中动作切换的关键因素。
动作
表示在某个步中需要执行的具体操作或行为。
详细描述 介绍一个简单的机械臂动作控制 流程,通过顺序功能图展示机械 臂的启动、执行和停止等动作的 逻辑关系。
总结词 顺序功能图在简单控制流程中能 够清晰地表达设备的动作顺序和 逻辑关系。
实例二:复杂的顺序控制流程
总结词
通过一个复杂的实例,展示如何运用顺序功能图处理复杂的控制逻辑。
详细描述
介绍一个自动化生产线控制流程,包括物料检测、分拣、包装等环节, 通过顺序功能图展示各个环节的相互关系和执行顺序。
路径
表示控制系统中动作的执行顺序和逻辑关系, 由一系列的步和转换条件组成。
02
plc编程中的顺序功能图
plc编程的基本概念
PLC(可编程逻辑控制器)
一种专为工业环境设计的数字电子设备,用于控制各种类型的机器 和过程。
编程语言
PLC使用类似于计算机编程语言的编程语言,如Ladder Logic、 Structured Text等,进行逻辑控制编程。

顺序功能图(sfc)

顺序功能图(sfc)
顺序功能图(SFC)
目录
• SFC基本概念 • SFC的组成元素 • SFC的绘制方法 • SFC的编程实现 • SFC的优化与改进 • SFC的未来发展与展望
01
SFC基本概念
SFC定义
顺序功能图是一种用于描述控制系统或工业过程的流程 图,它以图形化的方式展示系统或过程的顺序行为。
顺序功能图使用一系列的矩形、圆圈和箭头来表示系统 或过程中的不同状态、条件和转换。
01 工业自动化
顺序功能图广泛应用于工业自动化领域,用于描 述和控制生产线的流程和逻辑。
02 控制系统设计
在控制系统设计中,顺序功能图常被用于描述控 制系统的行为和逻辑,帮助工程师进行系统设计 和优化。
03 过程控制
在过程控制领域,顺序功能图可以用于描述化工、 制药等行业的生产过程,帮助企业实现高效的过 程控制和管理。
总结词
优化动作序列可以提高SFC的效率和可维护性。
详细描述
动作序列是SFC中控制流程执行的步骤,优化这些序列可以减少不必要的步骤和 冗余操作。具体方法包括合并相似的动作,简化复杂的动作流程,以及使用标 准的、易于理解的符号和语言描述动作。
优化状态管理
总结词
优化状态管理是提高SFC可维护性和可扩 展性的重要手段。
05
SFC的优化与改进
优化转换条件
总结词
优化转换条件是提高顺序功能图(SFC)可读性和可靠性的关键 步骤。
详细描述
转换条件是SFC中控制流程顺序的关键因素,优化这些条件 可以减少冗余和潜在的错误。具体方法包括简化复杂的条件 表达式,使用更具体的条件描述,以及确保所有转换条件都 是清晰和准确的。
优化动作序列
04
SFC的编程实现

第四单元 顺序功能图.ppt.Convertor

第四单元  顺序功能图.ppt.Convertor

第四单元顺序功能图任务一运料小车任务二按钮式人行道交通灯任务三自动门控制系统任务四液体混合装置任务五冲床机械手的运动任务六十字路口交通灯任务七用凸轮实现的旋转工作台任务八组合钻床任务九大小球分选系统任务一运料小车一、任务提出在自动化生产线上经常使用运料小车,如图4-1所示,货物通过运料小车M从A地运到B地,在B地卸货后小车M再从B地返回A地待命。

本任务用PLC来控制运料小车的工作。

图4-1 运料小车示意图二、原理分析为了用PLC控制器来实现任务,PLC需要3个输入点,4个输出点,输入输出点分配见表4-1 输入输出点分配表根据控制要求,画出时序图如图4-2所示。

图4-2 运料小车时序图运料小车的一个工作周期分为装料、右行、卸料和左行4步,再加上等待装料的初始步,一共有5步。

各限位开关、按钮和定时器提供的信号是各步之间的转换条件,由此画出顺序功能图如图4-3所示。

图4-3 运料小车单周期工作方式顺序功能图运料小车单周期工作方式梯形图如图4-4所示。

图4-4 运料小车单周期工作方式梯形图三、知识链接1.经验设计法与顺序控制设计法第三单元中各梯形图的设计方法一般称为经验设计法,经验设计法没有一套固定的方法步骤可循,具有很大的试探性和随意性,对于不同的控制系统,没有一种通用的容易掌握的设计方法。

顺序控制设计法是一种先进的设计方法,很容易被初学者接受,有经验的工程师使用顺序控制设计法,也会提高设计的效率,程序调试、修改和阅读也更方便。

所谓顺序控制,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,生产过程的各个执行机构自动有序地进行操作。

使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺过程,画出顺序功能图,然后根据顺序功能图画出梯形图。

2.顺序功能图顺序功能图由步、有向连线、转换、转换条件和动作(或称命令)五部分组成。

(1)步顺序控制设计法最基本的思想是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,可以用编程元件M和S来代表各步。

《顺序功能图法》课件

《顺序功能图法》课件

跨学科融合
为了提高顺序功能图法的可靠性和可重复 性,相关标准和规范正在不断完善,为该 方法的普及和应用提供了有力支持。
顺序功能图法正与其他学科领域进行交叉 融合,如控制理论、系统理论、信息理论 等,以解决更为复杂的问题。
未来展望
技术革新
随着新技术的不断涌现,如物联网、云计算、大数据等,顺序功能图 法有望在数据处理、实时监控和远程控制等方面取得更大突破。
特点
清晰地表示系统的动 态行为;
易于理解和分析系统 的状态转换;
可用于描述复杂的系 统流程和逻辑。
顺序功能图法的应用领域
01

02
03
工业控制系统
用于描述自动化设备的控 制流程和逻辑,如生产线 控制、机器人操作等。
嵌入式系统
用于设计嵌入式系统的软 件和硬件,如智能家居、 智能仪表等。
业务流程管理
用于描述企业业务流程, 如订单处理、库存管理等 。
03
顺序功能图法的实现方式
使用软件工具实现
流程图软件
如Visio、Lucidchart等,这些软件提供了丰富的图形元素和工具,方便用户绘制 顺序功能图。
编程软件
如MATLAB、Simulink等,这些软件支持使用图形化界面进行建模和仿真,可以 方便地实现顺序功能图的绘制和仿真。
使用硬件设备实现

状态分类
根据是否与外部输入有关,状态可 分为外部状态和内部状态;根据状 态是否改变,状态可分为静态状态 和动态状态。
转换定义
转换是状态间的联系,表示从一个 状态向另一个状态的转移。
初始状态与终止状态
初始状态
表示系统开始时的状态,是系统启动 时的起始点。
终止状态
表示系统结束时的状态,是系统运行 的终点。

顺序功能图SFC

顺序功能图SFC

顺序功能图SFC顺序功能图(Sequential Function Chart,简称SFC)是一种用来描述控制程序的图形化编程语言。

它是根据电气工程师国际协会(International Electrotechnical Commission)标准IEC 61131-3定义的一种流程图。

SFC能够非常清晰地显示控制系统的逻辑和流程,并方便工程师进行调试和维护。

SFC的组成顺序功能图由若干不同的元素组成,这些元素可以按照特定的规则组合在一起,构成一个完整的控制程序。

以下是SFC中常见的元素:1.步骤(Step):步骤是顺序功能图的最基本的组成单位,表示一个操作、功能或者动作。

步骤一般使用矩形来表示。

2.转变(Transition):转变表示步骤之间的条件或者触发条件,用来决定程序是否继续执行或跳转到下一个步骤。

转变一般使用带箭头的线段来表示,箭头指向下一个步骤。

3.分支(Branch):分支用来根据条件决定程序的执行路径。

分支可以有多个选择,每个选择都可以引导程序到不同的步骤。

分支一般使用菱形来表示。

4.迭代(Iteration):迭代用来循环执行一组步骤。

迭代一般使用一个圆圈包含一组步骤的表示。

5.并行(Parallel):并行表示多个步骤可以同时执行。

并行一般使用平行线段表示。

6.联结(Connect):联结用来将多个SFC图连接起来,实现跨图的控制逻辑。

联结一般使用箭头和标签来表示。

SFC的编程规则为了能够正确地描述控制程序的逻辑,SFC遵循一定的编程规则:1.SFC程序从Step 0开始执行,然后按照转变的条件逐步执行。

转变可以是条件触发,也可以是时间触发。

2.每个步骤必须包含至少一个转变,否则程序将无法执行或者被卡死。

3.分支必须包含一个默认的转变,用来处理除了定义条件以外的情况。

4.迭代必须包含一个退出条件,否则程序将陷入死循环。

5.并行步骤中的每个步骤必须同时完成,否则将导致程序执行错误。

顺序功能图(SFC)教学课件

顺序功能图(SFC)教学课件

03
学员C
通过学习,我不仅掌握了SFC的基本概念和组成要素,还学会了如何根
据实际控制要求绘制顺序功能图,并成功将其转化为PLC程序,实现了
自动化控制。
未来发展趋势预测
SFC在工业自动化领域的应用将更加广泛
随着工业自动化程度的不断提高,顺序功能图将在更多领域得到应用,如智能制造、智能 家居等。
SFC的绘制和编程工具将更加智能化
介绍了如何将顺序功能图转化为PLC程序, 实现自动化控制。
学员心得体会分享
01
学员A
通过学习,我深刻理解了顺序功能图在工业自动化领域的重要性,掌握
了SFC的绘制方法和编程实现技巧,对今后的工作有很大的帮助。
02
学员B
这次学习让我对SFC有了更深入的了解,特别是在绘制方法和编程实现
方面,我收获了很多实用的经验和技巧。
步骤与动作
01
02
03
步骤
表示过程中的一个阶段或 状态,通常用一个矩形框 表示。
动作
在步骤中执行的具体操作 或任务,用文字或符号描 述。
步骤与动作的关系
一个步骤可以包含一个或 多个动作,动作是步骤的 具体化。
转换条件与路径
转换条件
从一个步骤转移到另一个步骤所需满 足的条件或事件,用箭头和条件文字 表示。
应用领域及意义
应用领域
顺序功能图主要应用于工业自动化、过程控制、机械制造等领域,如生产线控 制、机器人控制、物料搬运系统等。
意义
通过使用顺序功能图,工程师能够更加清晰地理解和描述控制系统的逻辑顺序 ,提高设计效率和可靠性。同时,SFC的图形化表示方式也使得非专业人员更容 易理解和操作控制系统。
02 顺序功能图基本 元素

顺序功能图

顺序功能图
连的常开触点,当某一步为活动步时相应的STL触点接 通,该步的负载被接通。
▪ 与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令(RET) ▪ STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y. M.S.T ▪ 由于CPU只执行活动步对应的电路块,使用STL指令允
许双线圈输出,即同一编程元件的一个线圈可用不同的 STL触点驱动。
▪ 步进梯形指令STL只有与状态继电器S配合
才具有步进功能。S0~S9用于初始步, S10~S19用于自动返回原点。使用STL指 令的状态继电器的常开触点称为STL触点, 用符号表示,没有常闭的STL触点。
STL指令的特点1
STL指令的特点2
▪ STL触点除了在并行序列的合并电路外则与左侧母线相
式,称为顺序控制梯形图的编程方式。
▪ 在个人计算机中用的PLC编程语言,可由
顺序功能图直接生成指令表程序等。也 可由梯形图或指令表生产成顺序功能图 对系统进行监控。
▪ 顺序控制梯形图的编程方式主要有:
▪ 使用STL指令的编程方式 ▪ 使用起保停电路的编程方式
起动、保持、停止电路的 编程方法
▪ 单序列结构的编程方法
▪ 步进指令 ▪ 单序列结构的编程方法 ▪ 选择序列结构的编程方法 ▪ 并行序列结构的编程方法
步进指令
▪ 许多PLC都有专门用于编制顺序控制程序
的步进梯形指令及编程元件。
▪ 步进梯形指令简称为STL指令,FX系列
PLC还有一条使STL指令复位的RET指令。 利用这两条指令,可以很方便地编制顺序 控制梯形图程序。
选择序列结构
▪ 选择序列有开始和结束之分。选择序列的开始称
为分支,选择序列的结束称为合并。
▪ 选择序列的分支是指一个前级步后面紧接着有若

PLC原理与实验第四章梯形图与顺序功能图设计简介方案

PLC原理与实验第四章梯形图与顺序功能图设计简介方案

3、定时器应用程序
(1)周期可调的脉冲信号发生器
占空比--指脉冲信号的接通时间与断开时间之比。
(2)占空比可调的脉冲信号发生器
X0常开闭合后,定时器T0线圈得电,延时2s后T0常开触点闭合,于是定时器T1线圈得电,同时Y0线圈得电;3s后T1定时时间到,T1常闭触点断开,于是T0断电复位。
(3)顺序脉冲发生器
4、梯形图的逻辑解算
1、梯形图中各编程元件按自上而下、从左到右的顺序排列。每个继电器线圈即对应一个逻辑行(或一层阶梯),每一个逻辑行起于左母线,然后是触点元件的连接,最后终止于线圈或右母线。
二、梯形图的编程规则
注意:左母线和线圈之间一定要有触点,而线圈和右母线之间不能有任何触点。
2、梯形图中的触点可以任意串联或并联,但继电器线圈只能并联不能串联。
2、有向连线、转换与转换条件
③ 转换条件:是与转换相关的逻辑条件。 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划线的旁边。 符号X和X分别表示逻辑信号X为“1”和“0”态时,转换实现。 符号X↓和X↑分别表示信号X从0→1和从1→0状态时,转换实现。 布尔代数表达式(X0+X3)·C0表示该表达式逻辑运算结果为“1”态时,转换实现
2、互锁程序
思考:电动机正反转的PLC控制电路采用了哪些互锁? --硬件互锁和软件互锁。
当X0常开触点闭合后,第一次扫描到常闭触点T0时,T0线圈得电延时1s后T0常闭触点断开,定时器复位,同时T0常闭触点闭合。当第二次扫描时,又重复上述过程,因此每隔1s产生一个脉冲信号。
1、步的概念及步的划分
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(Step)。
第一步:所有灯灭 第二步:红灯亮,其余灯灭,持续时间5s 第三步:红灯灭,绿灯亮,黄灯灭,持续时间10s 第四步:红灯灭,绿灯亮,黄灯亮,持续时间5s

第四章 顺序功能流程图语言

第四章 顺序功能流程图语言
15
五、编制SFC的注意事项
STL指令
类似于MC
指令
▪ 1、不能使用MC指令;
▪ 2、STL接点后可直接接输出,转换成指令表时,
STL接点后第一个接点用LD(常开)或LDI(常闭);
▪ ▪
3、不能紧接着SLT触点后使用MPS指令; 4、初始状态S0~S9必须用其它方法先驱动;
M8000
▪ 5、在一系列STL指令的最后,必须用RET恢复与母线
梯形图方式 中互锁非常复 杂:不管设备 的动作发生在 什么地方,系 统总是同时对 前后动作进行 处理,需要许 多互锁信号。
而在SFC中, 只处理与当前 设备的动作对 应的程序,对 之前动作和以 后动作不加处 理。
7
二、SFC的适用条件
▪ SFC是用状态转移图记录动作的顺序。最适
合于有固定动作顺序的应用场合(如机械 手、自动输送线、交通灯等)。
与指令表的转换。
编辑ppt
3
第四章 顺序功能流程图语言
▪ 顺序功能流程图(SFC 有些书称为状态功能图、状
态转移图)是为了满足结构化和标准化而设计的编 程语言。它将控制对象的一连串动作直接用程序表 示出来,容易阅读、容易理解。
▪ PLC在基本指令的基础上,增加了两条步进顺控指
令:
▪ 1、步进顺控(阶梯)开始指令:STL ▪ 2、步进顺控(阶梯)返回指令:RET
编辑ppt
4
对于一个复杂的控制系统,尤其是顺序控制程序,由于 内部的联锁、互锁关系极其复杂,采用梯形图往往顾此失彼, 而采用顺序功能流程图语言就能轻而易举地解决这一问题。 有些书称为步进阶梯指令(STL、RET ),利用这种编程方 法,很容易编出复杂的顺控程序,且程序流程清晰,规律性 强,能大大提高工作效率。另外这种方法也为调试、运行带 来方便。

SFC梯形图

SFC梯形图
如N:非存储型;
S:存储型;
L:限制输出时间,时间到或者该步变为不活动步 停止输出。
活动步
系统工作状态到某步所在阶段时,该步被称为活动 步。
处于活动步时,相应动作被执行;处于不活动步时
,非存储型动作被停止。
有向连线
按照各步成为活动步的先后顺序,用有向连线将它们连接 起来。
转换与转换条件
用于分隔两步,步的进展是靠转换的实现来完成的。 当前级步是活动步,且转换条件满足,则发生步的转移。 原步变为不活动步,当前步变为活动步。 常用SM0.1作为转换,在开机第一次扫描时,使初始步变
Q0.0
M00.6 3 I0.6 M00.7 3 I1.0 M01.0 3
Q0.2
I0.1 M00.2 3 I0.3 M00.3 3 I0.4 M00.5 3 Q0.3 Q0.2 M00.4 3
I0.2 Q0.4 I0.5
Q0.5
等 待
等 Q0.0 待
I1.1 M01.1 3 Q1.0
SFC基本规则
5
0
(a)
(b)
步的划分
步是根据输出量的状态变化来划分的,在任何一
步内,各输出量的ON/OFF状态变化不变,但相邻 两步的输出量状态总是不同的。
动作
一个步表示控制过程中的稳定状态,它可以对应一 个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框,在框 中用简明的文字说明该步对应的动作。 动作可以加修饰词,见教材表4-1
第四章 顺序功能图(SFC)
顺序功能图 (SFC),简称功能图,又叫状态 流程图或状态转移图。它是专用于工业顺序控 制程序设计的一种功能说明性语言,能完整地 描述控制系统的工作过程、功能和特性,是分 析、设计电气控制系统控制程序的重要工具。

PLC五种编程语言

PLC五种编程语言

PLC的五种标准编程语言PLC的用户程序是设计人员根据控制系统的工艺控制要求,通过PLC编程语言的编制设计的。

根据国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准(IEC1131-3)。

PLC的编程语言包括以下五种:梯形图语言(LD)、指令表语言(IL)、功能模块图语言(FBD)、顺序功能流程图语言(SFC)及结构化文本语言(ST)。

1、梯形图语言(LD)梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。

它是与继电器线路类似的一种编程语言。

由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉,因此,梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。

梯形图编程语言的特点是:与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;与原有继电器控制相一致,电气设计人员易于掌握。

梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是,梯形图中的能流不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,应用时,需要与原有继电器控制的概念区别对待。

图1是典型的交流异步电动机直接启动控制电路图。

图2是采用PLC控制的程序梯形图。

图1 交流异步电动机直接启动电路图图2 PLC梯形图2、指令表语言(IL)指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言,和汇编语言一样由操作码和操作数组成。

在无计算机的情况下,适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。

同时,指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应,在PLC编程软件下可以相互转换。

图3就是与图2PLC梯形图对应的指令表。

图3 指令表指令表表编程语言的特点是:采用助记符来表示操作功能,具有容易记忆,便于掌握;在手持编程器的键盘上采用助记符表示,便于操作,可在无计算机的场合进行编程设计;与梯形图有一一对应关系。

其特点与梯形图语言基本一致。

3、功能模块图语言(FBD)功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。

采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能,不同的功能模块有不同的功能。

图4是对应图1交流异步电动机直接启动的功能模块图编程语言的表达方式。

顺序功能图法

顺序功能图法

第一SCR段结束 第二SCR段控制开始 小车右行 右行到位,程序转换到第三SCR程序段 第二SCR段结束 第三SCR段控制开始
Q0.1
S0.3 SCRT
SCRE S0.3 SCR SM0.0
小车卸料
小车右行
I0.3 S0.3 SCRT
◆ 第三SCR程序段
右行到位,程序转换到第三SCR程序 第二SCR段结束 第三SCR段控制开始
2.系统配置
(三)深孔钻控制I/O接线图
FR
KM1
KM2
KM2 1L 1M Q0.0
KM1 Q0.3 2M I0.4 I0.5 I0.6 I0.7
Q0.1 Q0.2
S7-200 CPU222 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3
SB4
SB1
SB2
SQ3
SQ4
SQ5
SQ1
SB3
(四) 画出顺序功能图
什么是顺序功能图法?
◆定义:顺序功能图法就是依据顺序功能图 设计PLC顺序控制程序的方法。 ◆基本思想:是将系统的一个工作周期分解 成若干个顺序相连的阶段,即“步”。
顺序功能图法的优势
◆顺序功能图中的各“步”实现转换时,使 前级步的活动结束而使后续步的活动开始, 步之间没有重叠。这使系统中大量复杂的 联锁关系在“步”的转换中得以解决。 ◆对于每一步的程序段,只需处理极其简单 的逻辑关系。编程方法简单、易学,规律 性强。 ◆程序结构清晰、可读性好,调试方便。工 作效率。
SQ1压合

根据深孔钻组合机床工作示意
0
初始状态
图,可画出顺序功能图。
按下起动按钮SB2
1
压合SQ3
电机正向起动,O→A
2 压合SQ1 3

SFC

SFC

顺序功能流程图(SFC-Sequential Function Chart)顺序功能流程图,是一种强大的描述控制程序的顺序行为特征的图形化语言,可对复杂的过程或操作由顶到底地进行辅助开发。

SFC允许一个复杂的问题逐层地分解为步和较小的能够被详细分析的顺序。

1。

顺序功能流程图的基本概念顺序功能流程图可以由步、有向连线和过渡的集合描述。

介绍SFC的主要特征。

步SFC设计法是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”,步是顺序功能图的最基本组成部分,它是某一控制功能的程序段。

步用矩形框表示,描述了被控系统的每一特殊状态,框内的数字是步的编号,有的用编程元件的元件号作为步的编号。

SFC中的每一步的名字应当是唯一的并且应当在SFC中仅仅出现一次。

一个步可以是激活的,也可以是休止的,只有当步处于激活状态时,与之相应的动作才会被执行,至于一个步是否处于激活状态,则取决于上一步及过渡。

步是某一控制功能的程序段,要执行相应的动作,用矩形框中的文字或符号来表示与该步相对应的动作,该矩形框应与对应步的矩形框相连。

代表步的方框之间用有向连线连接,如果有向连线的方向是从上至下或从左至右,则可以省略表示方向的箭头。

有向连线有向连线表示功能图的状态转化路线,每一步是通过有向连线连接的。

过渡过渡表示从一个步到另一个步的转化,这种转化并非任意的,只有当满足一定的转换条件时,转化才能发生。

转换条件可以用ST、LD或FBD来描述。

转换定义可以用ST、IL、LD或FBD来描述。

过渡用一条横线表示,可以对过渡进行编号。

动作(action)每一步是用一个或多个动作(action)来描述的。

动作包含了在步被执行时应当发生的一些行为的描述,动作用一个附加在步上的矩形框来表示。

每一动作可以用IEC的任一语言如ST、FBD、LD或IL来编写。

每一动作有一个限定(Qulifier),用来确定动作什么时候执行;标准还定义了一系列限定器(Qulifier),精确地定义了一个特定与步相关的动作什么时候执行。

顺序功能图简介

顺序功能图简介

a) 单序列
3
2、选择序列结构:当顺序功能图步的流程产生分支时,便形成选择序 列。在选择序列的分支处转换符只能标在水平线之下, 选择序列的结束 称为合并,转换符只能标在水平线之上
7
h 8i 9j来自12k10 m
11 n
选择序列:
若7为活动步且h =1,则发生7→8步 转换;若k =1,则发生7→10步转换 。同理若9为活动步,且j=1,则发生 9→12步转换;若11为活动步且n=1 ,则发发生11→12步转换。通常转换 条件h与k互拆。
4 b) 选择序列
3、并行序列:当转换导致几个序列同时被激活时,这些序列称为并序列 。为强调转换的同步实现,水平连线用双线表示,且水平线上只允有一个 转换符。
3 e
4 f
5
6 g
7
并行序列:
若3为活动步且e=1,则4、6 步同时变为活动步,3变为不 活动步。当5、7都为活动步且i =1时,才发生5、7→8步转换 ,8变为活动步,5、7都变为 不活动步。
M1
M2 M1
动作
转换条件 初始步M0
转换条件1 M1
转换条件2 M2
转换条件3 结束步
动作 动作
内部循环单序列
10
转换方法:
1、步M2:
A、起动电路有一条:
转换条件2
M1
B、保持电路: M2
C、停止电路: M0
M2转换结果: 转换条件2 M1 M2
M2
M0 M2
动作
转换结果:
11
转换条件3 M2 转换条件
M0 M0
转换条件1 M0 M1 M1
转换条件2 M1 M2 M2
M1 M0
动作 M2
M1
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跳转与重复示例
S0 S20 S0 S20
OUT
S21
S21 S22 S22 S23 OUT S23 跳转
部分重复
S0 S20 S21
S1 S40 S41 S42
S22 S43 S23 OUT S44 跳向其它程序
S2 S50
S51 S54 S52 S53 复位处理 RST S55
4、分支、汇合的组合要注意的问题
STL S25 OUT Y2 LD X11 SET S26 STL S26 RST Y0 OUT Y2 OUT T0 K20 LD T0 OUT S0
五、编制SFC的注意事项
1、不能使用MC指令; 2、STL接点后可直接接输出,转换成指令表时,
STL指令 类似于MC 指令
STL接点后第一个接点用LD(常开)或LDI(常闭); 3、不能紧接着SLT触点后使用MPS指令; M8000 4、初始状态S0~S9必须用其它方法先驱动; 5、在一系列STL指令的最后,必须用RET恢复与母线 的联接。 6、跳转和重复入口用OUT SXXX代替SET SXXX。
S31 X11 S32 S32 X12 S50 S41 X21 S42 S42 X22 S50
2、并行分支/汇合的编程
S21、S24、S27 可以同时进行
STL LD SET SET SET STL LD SET STL LD SET STL LD SET
S20 X00 S21 S24 S27 S21 X01 S22 S22 X04 S23 S24 X02 S25
与指令表的转换。
第四章 顺序功能流程图语言
顺序功能流程图(SFC 有些书称为状态功能图、状
态转移图)是为了满足结构化和标准化而设计的编 程语言。它将控制对象的一连串动作直接用程序表 示出来,容易阅读、容易理解。 PLC在基本指令的基础上,增加了两条步进顺控指 令: 1、步进顺控(阶梯)开始指令:STL 2、步进顺控(阶梯)返回指令:RET
1、选择性分支与选择性汇合的编程
X0、X10、X20最多 只能有一个接通。
STL LD SET LD SET LD SET STL LD SET STL LD SET
S20 X00 S21 X10 S31 X20 S41 S21 X01 S22 S22 X02 S50
STL LD SET STL LD SET STL LD SET STL LD SET
图4-3 将大、小球分类传送系统
作业: 4-1、4-2
第四章 结束
用顺序功能图编程方法编写一个深孔钻 进给系统控制程序

要求画出动作顺序图、画出状态转移图、及写出指 令表程序。 系统的动作要求:
1、按下启动按钮1QA(X10)后首先快进; 2、碰上行程开关LK1(X11)后转为工进,同时启动钻头驱动 电机(Y0); 3、碰上LK2(X12)后,后退; 4、碰上LK1(X11)后快进; 5、碰上LK2(X12)后再次工进; 6、碰上LK3(X13)后,后退; 7、碰上LK1(X11)后关闭钻头 驱动电机(Y0);然后延时2秒停止后退.
要用RET 返回
指令表
LD M8002 SET S0 STL S0 LD X10 SET S20 STL S20 OUT Y1 OUT Y3 LD X11 SET S21 STL S21 SET Y0 OUT Y1 LD X12 SET S22 STL S22 OUT Y2 LD X11 SET S23 STL S23 OUT Y1 OUT Y3 LD X12 SET S24 STL S24 OUT Y1 LD X13 SET S25
S20 X0 S30 X1 S102 S103 (S102) (S103) X2 S50 S60 S40 S50
S20
S30
X0
(S103) X1
(3)、对所有初始状态(S0—S9),每一状态下的分
支电路数总和不能大于16个,并且每一分支点分支数不 能大于8个。
支路数要 小于8个
总支路数 小于16个
初始状态用 其它方式置 位如:M8000 内母线 STL之后与 内母线的接 点要用LD 紧接STL 之后不能 用MPS 要用RET 返回母线
STL之 后可以 直接接 输出
重复入 口要用 OUT 不用SET
六、编制复杂SFC图的预备知识
1、选择性分支与选择性汇合的编程 2、并行分支/汇合的编程 3、跳转与重复 4、分支汇合的组合要注意的问题(自学)


LD M8002 SET S5 STL S5 LD X5 RST Y1 RST Y0 OUT Y2 (手动复位,上升) LD X6 RST Y3 OUT Y4 (手动复位,左移) LDI Y1 AND X2 AND X4 AND X26 (启动条件)SET S20 STL S20 OUT Y0 LD X1 SET S21 STL S21 SET Y1(自保) OUT T0 K10 LD T0 SET S22 STL S22 OUT Y2 LD X2 SET S23 STL S23 OUT Y3 LD X3 SET S24 STL S24 OUT Y0 LD X1 SET S25 STL S25 RST Y1 OUT T1 K10 LD T1 SET S26 STL S26 OUT Y2 LD X2 SET S27 STL S27 OUT Y4 LD X4 OUT S5 (重复用OUT代替SET) RET END 若改为全自动,只需将上行的重复入口S5改为 S20即可。
SFC对控制过程的处理方法:
把控制过程按流程分为不同的状态; 在一个状态下,完成一个或几个输出操作; 当满足状态转移条件时,就跳转到下一个工
作状态,执行下面的不同操作。
一、顺序(状态)功能流程图语言的特点
1、一般不用考虑互锁问题;
2、动作顺序清晰;
梯形图不 能表现动作 的顺序。 SFC用流 程图的形式 将程序表现 出来。这种 SFC语言基 本上和设备 动作的顺序 是一致的。

对于一个复杂的控制系统,尤其 是顺序控制程序,由于内部的联锁、 互锁关系极其复杂,采用梯形图往往 顾此失彼,而采用顺序功能流程图语 言就能轻而易举地解决这一问题。有 些书称为步进阶梯指令(STL、RET ), 利用这种编程方法,很容易编出复杂 的顺控程序,且程序流程清晰,规律 性强,能大大提高工作效率。另外这 种方法也为调试、运行带来方便。
二、SFC的适用条件
SFC是用状态转移图记录动作的顺序。最适
合于有固定动作顺序的应用场合(如机械 手、自动输送线、交通灯等)。 SFC不适用于动作随机与顺序无关的那些控 制(如电梯、有外部中断、通过A/D采样判 断再决定程序走向等应用场合)。 在一个PLC程序中,可同时使用SFC和梯形 图,或根据不同的控制目的分别运用。
三、状态转移图及其工作原理
状态转移图是由描述设备一系列动作中,每一
个动作处理的步和一个动作转向下一个动作的 转移条件组成,并用梯形图方式描述每个步和 转换条件的具体逻辑关系。 即状态转移图由状态、转移条件、对应的输出 三部分组成。 状态转移图程序的动作,从初始步开始,当符 合转移条件时,转入下一个步,直到END步结束 一系列动作,然后再从初始步开始执行。
七、顺序功能图的一般编程方法
1、确定动作顺序(根据工艺) 2、确定主令开关(根据转移条件) 3、确定各状态输出元件
点位控制机械手工作系统
1、确定动作顺序(根据工艺) 2、确定主令开关(根据转移条
件) 3、确定各状态输出元件
通常用列表方式表示上述关系。下面以P75页的搬运机械手为例进行编程:
第四求:
1、掌握顺序功能图的编程方法; 2、了解顺序功能图的适用场合; 3、能够用顺序功能图编写编写简单的控制
程序; 4、能够把顺序功能图转换为梯形图和指令 表。
本章知识点
1、状态的划分; 2、转移条件的选择; 3、顺序功能图的分支、汇合、跳转、重复
STL LD SET STL LD SET STL LD SET STL STL STL LD SET
S25 X05 S26 S27 X03 S28 S28 X06 S29 S23 S26 S29 X07 S30
3、跳转与重复

程序脱离原定顺序: 由前往后转移称为跳转; 由后往前转移称为重复; 跳转与重复入口用OUT SXX指令代替SET SXX指令, 并具有SET指令的功能,即驱动的状态也具有自保 持,而且转移前的源状态也自动复位。
3、程序标准化易于阅读。
梯形图方式设计自由度很高,要实现一个 设备的动作,存在几种可选择的方法。 在SFC中为了生成与设备动作相符的SFC (顺序功能流程图、状态转移图),对程序 设计的自由度进行了限制,使它与动作一致, 实现了程序的标准化。
梯形图方式 中互锁非常复 杂:不管设备 的动作发生在 什么地方,系 统总是同时对 前后动作进行 处理,需要许 多互锁信号。 而在SFC中, 只处理与当前 设备的动作对 应的程序,对 之前动作和以 后动作不加处 理。
两次进给动力滑台
X12
X10 X11 X11 X12
X13
转移条件 状态 输出
X12
X12 X10 X11 X11 X13
四、状态的划分和主令开关的确定:
1、输出有增加或减少就是一个新的状态。 2、主令开关:控制运动状态改变的开关称为主令 开关。上例中的X11、X12等 3、主令开关(状态转移条件)的确定: 按预定的工艺,要求输出发生改变的元件可作主 令开关。
(1)、不要连续直接从汇合线转移到下一分支线而没
有中间状态,解决办法:插入虚设状态;
S20 X0 S100
S30 X1
S40 X2 X1
S20
S30
S40
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