第6章顺序控制与S7 GRAPH 编程

在S1（L0被点亮）被 激活的情况下，若按动停 止按钮Stop，则跳过S2～ S5，直接激活S6（熄灭
L0），然后自动复位S6； 在S2（L0、L1被点亮） 被激活的情况下，若按动 停止按钮Stop，则跳过S3、 S 4 ， 直 接 激 活 S 5 （熄灭L1）；
在S3（L0、L1、L2被 点亮）被激活的情况下， 若按动停止按钮Stop，则
激活S4（熄灭L2）。
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§6.2.3
【例6-2-4】
并进分支流程设计
饮料灌装线的设计。
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7/14/2013
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上图为某流质饮料灌装生产线的示意图，在传送带上设 有灌装工位和封盖工位，能自动完成饮料的灌装及封盖操 作，元件分配表如下。
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7/14/2013
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1.控制说明
传送带由电机M1驱动，传送带上设有灌装工位工件传感器 SE1、封盖工位工件传感器SE2和传送带定位传感器SE5。 ①按动起动按钮Start，传送带M1开始转动，若定位传感器 SE5动作，表示饮料瓶已到达一个工位，传送带应立即停止。 ②在灌装工位上部有一个饮料罐，当该工位有饮料瓶时，则 由电磁阀LT1对饮料瓶进行3s定时灌装（传送带已定位）。 ③在封盖工位上有2个单作用气缸（A缸和B缸），当工位上有 饮料瓶时，首先A缸向下推出瓶盖，当SE3动作时，表示瓶盖已推 到位，然后B缸开始执行压接，1s后B缸打开，再经1s A缸退回， 当SE4动作时表示A缸已退回到位，封盖动作完成。 ④瓶子的补充及包装，假设使用人工操作，暂时不考虑。
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2. 顺序功能图设计
由于机械手臂和 传送带可以看作2个独 立的系统，因此应采 用并进分支流程设 计。 ①当按动起动按钮Start以后，首先激活S2进行原点复位；复位 结束（LS2和LS4动作），若D点有工件（LS0动作），则激活S3使手 臂下降；下降到位后（LS3动作）激活S4，抓取工件并延时2s；延时 2s后激活S5，手臂上升；上升到位后（LS4动作），若传送带E点无 工件（LS5未动作），则激活S6，手臂向左伸出；伸出到位后（LS1 动作），激活S7，手臂带动工件下降；下降到位后（LS3动作）激活 S8，抓手松开并放下工件；工件放下后（延时2s为准）激活S9，手 臂上升，到位后（LS4动作）返回原点待命。 ②当按下停止按钮Stop时，激活S14手臂返回原点，但为了防止 机械损坏，工件不能松开。 ③当传送带上的E点有工件且机械手臂处于上方时，可激活S10、 S 1 1，起 动传送带 电机；延 时 3s 后激活 S 12 ，使 传送带电 机停 止
被点亮，按动Stop后则只执行L1→L0灭灯动作。 元件分配表如下。
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7/14/2013
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Hale Waihona Puke 返回上 级由于要求 灯的状态能够 保持，因此应 使用置位指令 点亮指示灯， 用复位指令使 指示灯熄灭。 程序采用带有 跳转的选择性 分支设计，如
图所示。
Date: 7/14/2013 17 Page: *
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【例6-2-5】
气压式冲孔加工控制系统设计。
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7/14/2013
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上图为气压式冲孔加工控制系统示意图，右边为输送工 件的传送带，左边为加工转盘， 元件分配表如下。
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7/14/2013
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7/14/2013
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§6.1 顺序功能图
顺序功能图（简称SFC）是IEC标准编程语言，用于编制 复杂的顺控程序，很容易被初学者接受，对于有经验的电气 程师，也会大大提高工作效率。 §6.1.1 顺序控制 §6.1.2 顺序功能图
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7/14/2013
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7/14/2013
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③在第3工位上设有测孔机和由单作用气缸A控制的废料 箱隔离挡板。测孔机上设有下限位开关SB3和上限位开关SB4， 当该工位有工件时，首先进行测孔，若测孔机在设定时间内 能测孔到底（SB3动作），则为合格品，否则即为不合格品。 不合格品在测孔完毕后，由A缸抽离隔离板，让不合格的工 件自动掉入废料箱；若为合格品，则送到第4工 位。 ④在第4工位设有由单作用气缸B控制的包装箱隔离挡板， 当合格的工件到达该工位时，有气缸B抽离隔离挡板， 将合格的工件落入包装箱。
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§6.2.2 选择性分支流程设计
【例6-2-2】 洗车控制系统设计。
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7/14/2013
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上图所示为洗车控制系统布置图，元件分配表如下。
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7/14/2013
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1.控制说明 洗车过程包含3道工艺：泡沫清洗、清水冲洗和风干。 系统设置“自动”和“手动”两种控制方式。控制要求如下： ①若方式选择开关Mode置于“手动”方式，按起动按钮 Start，则按下面的顺序动作： 首先执行泡沫清洗→按冲洗按钮SB1，则执行清水冲洗 →按风干按钮SB2，则执行风干→按完成按钮SB3，则结束洗 车作业。 ②若选择方式开关置于“自动”方式，按起动按钮后， 则自动执行洗车流程：泡沫清洗10s→清水冲洗20s→风干 5s→结束→回到待洗状态。
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§6.1.1 顺序控制
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7/14/2013
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§6.1.2 顺序功能图
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7/14/2013
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§6.2 顺控器设计举例
§6.2.1 单流程设计 §6.2.2 选择性分支流程设计 §6.2.3 并进分支流程设计
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第6章
顺序控制与S7 GRAPH编程
本章介绍顺序控制的概念、顺控系统的结构及顺序功能 图的分类，结合具体实例详细分析顺序功能图的设计方法和 设计步骤，最后介绍了如何在S7 GRAPH环境下完成顺控器的 设计及调试。 §6.1 顺序功能图 §6.2 顺控器设计举例 §6.3 S7 GRAPH的应用 §6.4 思考与练习
流程如图所示。
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7/14/2013
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2.顺序功能图
分析信号灯的变化 规 律 ，可将工作过程 分成4个依设定时间而 顺序循环执行的状态： S2、S3、S4和S5， 另设一个初始状态S1。 由于控制比较简单 ， 可用单流程实现 ，如 图 6 - 7 所 示 。
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Date: 7/14/2013 14 Page: * 返回上 ③任何时候按下停止按钮Stop，则立即停止洗车作业。
级
2. 顺序功能图设计 此 由于“手动”和“自动”工作方式只能选择其一，因 使
用选择性分支来实现，如图所示。
①待洗状态用S1表示。 ②洗车作业流程包括：泡沫清 洗、清水冲洗、风干3个工序，因 此在“自动”和“手动”方式下可 分别用3个状态来表示：自动方式 使 用 S2～S4；手动方式使用S5～S7。 ③洗车作业完成状态使用S8。
1.控制说明 ①在第1工位上设有转盘定位传感器SE1和工件检测传感 器SE2。当转盘转到工位位置时SE1动作，利用该信号可控制 转盘停止；有工件时SE2动作，利用该信号可控制第2和第3 工位上的气压式冲孔机和测孔机是否动作，也可以控制第3 和第4工位的隔离挡板是否抽离。 ②在第2工位上设有气压式冲孔机，并安装有下限位开 关SB1和上限位开关SB2。当该工位有工件时执行冲孔操作， 冲孔完成时SB1动作；冲孔机返回到位后SB2动作。
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【例6-2-6】 机械手臂的控制。
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7/14/2013
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上图为机械手臂控制系统示意图，元件分配表如下。
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7/14/2013
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1.控制说明 试设计一个使用机械手臂来搬运工件的顺序控制程序， 机械手臂控制示意图左边为传送带，由电机MC驱动，在传送 带的右端（E点）设有工件传感器LS5。右边为3个单作用气 缸控制的机械手臂，A缸可使机械手臂左右移动，并设置有 左限位开关LS1和右限位开关LS2，通电时气缸向左伸出，断 电时自动缩回；B缸可使机械手臂上下移动，并设置有下限 位开关LS3和上限位开关LS4，通电时气缸向下伸出，断电时 自动缩回；C缸为气动抓手，通电时抓手动作将工件抓紧， 断电时抓手松开。
①机械手臂的原点位置：A缸缩回到最右端、B缸缩回到
最上端、C缸松开状态。
Date: 7/14/2013 29 Page: *
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②当人工将工件放置在D点时LS0动作→B缸即得电伸出 并带动机械手臂下降直到LS3动作→C缸得电将工件抓取，然 后延时2s→B缸断电复位并带动机械手臂上升直到LS4动作 →A缸得电伸出并带动机械手臂，将工件搬运到E点上方直到 LS1动作→B缸得电伸出并带动机械手臂下降直到LS3动作→C 缸断电放开工件，延时2s→B缸断电缩回并带动机械手臂上 升直到LS4动作→A缸断电缩回并带动机械手臂返回到原点待 命。 ③当E点有工件（LS0动作）且B缸已上升到最上方（LS4 动作）时，传送带电机MC转动以运走工件，经3s后传送带电 机自动停止。机械手臂应等待传送带电机停止后才能将工件 放置在E点。