第5讲 步进顺序控制指令

二、并行分支 特点：同时几条件支路执行
例二：某钻床控制系统
• 某专用钻床用两只钻头同时钻两个 孔，操作人员放好工件后，按下起动按 钮I0.0，工件被夹紧后两只钻头同时开 始工作，钻到由限位开关I0.2和I0.4设 定的深度时分别上行，回到由限位开关 I0.3和I0.5设定的起始位置时停止上行。 两个都到位后，工件被松开，松开到位 后，加工结束，系统返回初始状态。
I/O分配
• 输入点： 启动按钮SB1 I0.0 停止按钮SB2 I0.1 上限位开关LS1 I0.2 下限位开关LS2 I0.3 左限位开关LS3 I0.4 小球右限位开关LS4 I0.5 大球右限位开关LS5 I0.6 大小球检测开关SQ I0.7
• • • • • • •
输出点： 原始位置指示灯HL 抓球电磁铁K 下行接触器KM1 上行接触器KM2 右行接触器KM3 左行接触器KM4
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
（3）循环结构
• 循环结构用于一 个顺序过程的多 次或往复执行。 功能图画法如图 5.5所示，这种结 构可看作是选择 性分支结构的一 种特殊情况。
（4）复合结构
I1.2 M00.0 3 I0.0 Q0.0
M00.1 3
Q0.1
M00.6 3 I0.6
•
1.步
步是控制系统中的一个相对不变 的性质，它对应于一个稳定的状态。 在功能流程图中步通常表示某个执 行元件的状态变化。 步用矩形框表示，框中的数字 是该步的编号，编号可以是该步对 应的工步序号，也可以是与该步相 对应的编程元件（如PLC内部的通用 辅助继电器、步标志继电器等）。 步的图形符号如图5.1（a）所示。
第5讲 步进顺序控制指令
• 一、功能流程图概述 • 二、功能图的程序设计 • 三、功能图向梯形图的转换
5-1功能图程序的构成
一、 功能流程图概述
•
顺序功能流程图，简称功能图（SFC）， 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。 顺序功能图由步、有向连线、转换、 转换条件和动作组成。
4.活动步
当系统正处于某一步所在阶段时，该 步处于活动状态，称该步为活动步。 步处于活动步时，相应的动作被执行； 处于不活动状态时，相应的动作被停 止执行或不执行。
5.有向线段
6.转换和转换条件
I0.7 M0,5 T37·C0 M0.6 I1.0
二、 使用规则 （1）步与步不能直接相连，必须用转移分 开； （2）转移与转移不能直接相连，必须用步 分开； （3）步与转移、转移与步之间的连线采用 有向线段，画功能图的顺序一般是从上向下 或从左到右，正常顺序时可以省略箭头，否 则必须加箭头。 （4）一个功能图至少应有一个初始步。
三、转换实现的基本规则
转换要实现必须同时满足两个条件： 1.该转换的前级步都必须是活动 步； 2.相应的转换条件得到满足。 转换实现时应完成两个操作： 1.后续步都变为活动步; 2.前级步都变为不活动步。
5－2 顺序功能图程序的三种结构形式
• （1）顺序结构 • （2）分支结构 选择性分支 并行分支 • （3）循环结构 • （4）复合结构
1.单流程
2.并行
3.选择
2使用置位、复位指令的编程方法 • S5-200系列PLC有置位和复位指令，且对 同一个线圈置位和复位指令可分开编程， 所以可以实现以转换条件为中心的编程。 • 当前步为活动步且转换条件成立时，用S 将代表后续步的中间继电器置位（激 活），同时用R将本步复位（关断）。 • 如用M0.0的常开接点和转换条件I0.0的 常开接点串联作为M0.1置位的条件，同 时作为M0.0复位的条件。这种编程方法 很有规律，每一个转换都对应一个S/R的 电路块，有多少个转换就有多少个这样 的电路块。
三、选择性分支 特点：有几条分支，需要进行选择， 只能运行其中一条去路。
1 3
A 2 3 B 3 C 5 3 4 3
D 6 3 E
G 7 3 H
I
J
F
8 3
选择性分支
大小球分捡机械臂装置的控制
大小球分捡机械臂装置如图所示。当机械臂处于 原始位置时，即上限位开关LS1和左限位开关LS3压 下，抓球电磁铁处于失电状态，这时按动启动按钮 后，机械臂下行，碰到下限位开关后停止下行，且 电磁铁得电吸球。如果吸住的是小球，则大小球检 测开关SQ为ON；如果吸住的是大球，则SQ为OFF。1 秒钟后，机械臂上行，碰到上限位开关LS1后右行， 它会根据大小球的不同，分别在LS4（小球）和LS5 （大球）处停止右行，然后下行至下限位停止，电 磁铁失电，机械臂把球放在小球箱里或大球箱里， 1秒钟后返回。如果不按停止按钮，则机械臂一直 工作下去；如果按了停止按钮，则不管何时按，机 械臂最终都要停止在原始位置。再次按动启动按钮 后，系统可以再次从头开始循环工作。
2.初始步
• 初始步对应于控制系统的初始 状态，是系统运行的起点。一 个控制系统至少有一个初始步， 初始步用双线框表示，如图 5.1（b）所示。
5
0
(a)
(b)
3.动作说明 3.动作说明
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，如下图5.3所示。 图中（a）表示一个步对应一个动作； 图（b）和（c）表示一个步对应多个动作， 两种方法任选一种。
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 M01.0 3 M00.7 3 I1.0 Q0.5
等等
等等 Q0.0
I1.1 M01.1 3 Q1.0
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综合练习
如图所示，是剪板机的控制示意图，开始时压钳和 剪刀在上限位置，限位开关I0.0和I0.1为ON。按 下起动按钮I1。0，工作过程如下：首先板右行 （Q0.0为ON）至限位开关I0.3动作，然后压钳下 行（Q0.1为ON并保持）。压紧板料后，压力继电 器I0.4为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行 （Q0.2为ON）。剪断板料后I0.2为ON，压钳和剪 刀同时上行（Q0.3和Q0.4为ON，Q0.1和Q0.2为 OFF），它们分别碰到限位I0.0和I0.1后，分别停 止上行，都停止后，又开始下一周期的工作，剪 完10块料后停止工作并停在初始状态。

2.选择和并行
3.顺序控制指令
• 顺序控制用3条指令描述程序的顺序控制步进状 态，指令格式如表4-8所示。 • （1）顺序步开始指令(LSCR) • 步开始指令，顺序控制继电器位SX,Y=1时，该程 序步执行。 • （2）顺序步结束指令(SCRE) • SCRE为顺序步结束指令，顺序步的处理程序在 LSCR和SCRE之间。 • （3）顺序步转移指令(SCRT) • 使能输入有效时，将本顺序步的顺序控制继电器 位清零，下一步顺序控制继电器位置1。
一、单序列结构 特点：直线 每一步后面只有一 个转换，每个转换后面只有一步。各 个工步按顺序执行，上一工步执行结 束，转换条件成立，立即开通下一工 步，同时关断上一工步。
0
等待
图
按下起动按钮
5 4
.
1 电机 M 1 起动 T 1 延时时间到 2 电机 M 2 起动 按下停止按钮
例：锅炉鼓风机和引风机的控制
三、功能图程序向梯形图程序的转 化
一、使用起保停电路模式的编程方法
• 在梯形图中，为了实现前级步为活动步且转换条 件成立时，才能进行步的转换，总是将代表前级 步的中间继电器的常开接点与转换条件对应的接 点串联，作为代表后续步的中间继电器得电的条 件。当后续步被激活，应将前级步关断，所以用 代表后续步的中间继电器常闭接点串在前级步的 电路中。
多方式问题： 单步 单周期 自动 手动
三：液体混合控制系统设计
如图所示，上限位、下限位和中限位液位传感器被 液体淹没时为1状态，阀A、阀B和阀C为电磁阀，线圈 通电时，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。开始时 容器是空的，各阀门均关闭，各传感器均为0状态。 按下起动按钮后，打开阀A液体A流入容器，中限位开 关变为ON，关闭阀A，打开阀B，液体B流入容器。液 面升到上限位开关时，关闭阀B，电机M开始运行，搅 拌液体，60S后停止搅拌，打开阀C，放出混合液，当 液面降到下限位开关之后，再过5S，容器放空，关闭 阀C，打开阀A，又开始下一周期的操作。按下停止按 钮，当前工作周期的操作结束后，才停止操作。
控制要求：按下起动按钮I0.0后，应先 开引风机，延时再开鼓风机。按了停 止按钮I0.1后，应先停鼓风机， 5S后 再停引风机。
编程练习
某组合机床的动力头在初始状态时停 在最左边，限位开关I0.3为1状态。按下 起动按钮I0.0，动力头的进给运动如图 所示，工作一个循环后，返回并停在初 始位置，控制电磁阀为Q0.0－－Q0.2。