第4章 顺序功能流程
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顺序功能图及顺序控制设计法
顺序控制梯形图的设计方法
❖ 起保停电路的设计方法 ❖ 以转换为中心的设计方法 ❖ 使用SCR指令的设计方法
13
Software
Hardware Software Workshop
4.2 使用SCR指令的顺序控制设计法
4.2.1 顺序控制指令LSCR、SCRT、SCRE
LAD
STL
功能
LSCR S-bit 顺序状态开始
– 并行序列编程 • N个后续步是由前级步同时起动的。 • 结束前级步，只需将N个后续步的任一常闭触点 串入该步线圈回路。
29
Software
Hardware Software Workshop
选择序列分支的编程方法
M0.1 I0.1
M0.2
I0.2 M0.3
I0.3 M0.4
I0.4 M0.5
30
Software
Hardware Software Workshop
第4章 顺序功能图程序设计方法
Software
Hardware Software Workshop
梯形图中的基本电路
❖ 起保停电路和置复位电路
2
Software
Hardware Software Workshop
顺序控制设计法与顺序功能图
选择结构流程控制
❖ 以运料小车控制为例
45
Software
Hardware Software Workshop
Software
Hardware Software Workshop
47
Software
Hardware Software Workshop
并行结构流程控制
❖ 以交通信号灯控制为例
三菱PLC-----_SFC顺序功能图
可编程控制器
I/O口 X0 X1 X2 X3
华侨大学电气工程与自动化系
41页
启动按钮 停止按钮 低位传感器L 中位传感器M
X4
X10 Y1 Y2 Y3 Y4
高位传感器H
手动/自动选择，ON=自动 流入液体A,电磁阀YV1 流入液体B,电磁阀YV2 流入液体C,电磁阀YV3 搅拌机M
可编程控制器
华侨大学电气工程与自动化系
• 在顺序控制中，我 们把每一个工序叫 做一个状态，当一 道工序完成，做下 一道工序时，可以 表达为，从一个状 态转移到另一个状 态。 • 如有4个广告灯， 每个灯亮1秒，循 环进行，则状态转 移图如右图。
可编程控制器
特点：
华侨大学电气工程与自动化系
12页
• 当转移条件满足时， 则会从上一个状态 转移到下一个状态， 而上一个状态自动 复位。
42页
可编程控制器
华侨大学电气工程与自动化系
43页
可编程控制器
华侨大学电气工程与自动化系
44页
可编程控制器
实例:运输带控制 系统的
华侨大学电气工程与自动化系
45页
5.2使用起保停电路的编程方式
顺序控制梯形图的编程方式有: 使用STL指令的编程方式
a
步3
a
b
步3
a c
步3
b
步4
d
步6
e
步8
f
步4
d
步5
e
步6
f
步4
c
步5
g
步7
h
步9
i
步7
步8
g
步9
步5
d
步10
j
步10
4章PLC的程序设计方法
图4.1.1自锁触点的启、保、停
图4.1.2 置复位的启、保、停
图4.1.3 RS的启、保、停 2
（4）按钮控制启动、保持、停止控制
计数器比较的单 按钮控制
取反主程序加子程序的单按钮控制
3
2.互锁控制 所谓“互锁”是指当一个继电器工作时，另一个继电器不能工 作，避免短路。方法是用互锁继电器的常闭触点分别串联到其它 互锁的继电器线圈控制线路中。
42
43
4.5.2顺序控制设计法中启保停电路的编程 1. 顺序控制设计中使用启-保-停电路的编程方法 顺序控制设计法中启保停电路的编程，可采用以下步骤
1）根据要求设计顺序功能图（即流程图）。 2）根据顺序功能图写布尔表达式。 3）根据布尔表达式画出梯形图。 启-保-停电路编程的布尔表达式规律：当前步步名对应的继电器
23
24
T37（时段1 T38（时段2 T39（时段3 T40（时段4 T41（时段5 T42（时段6
）
）
）
）
）
）
Q0.1灯A
亮
亮
Q0.2灯B
亮
亮
Q0.3灯C
亮
亮
Q0.4灯D
亮
亮
表4.3.2 彩灯工作时段表格形式 逻辑表达式
25
26
2.【项目4.5】电动机循环运行的PLC控制 （1）控制要求 有两台电动机M1和M2，按下起动按钮SB1，M1运转10min后， 停止5min，M2与M1相反，即M1停止时M2运行，M1运行时 M2停止，如此循环往返，直到按下停止按钮SB2，电动机M1 和M2停止运行。
35
2）绿灯常亮的程序设计 能引起绿灯常亮的情况有5种，其状态为
由状态表可得Q0.1（HL2）的逻辑函数为
2020年秋冬智慧树知道网课《机电传动控制》课后章节测试满分答案
第一章测试1【多选题】(1分)机电传动系统的两大组成是：（）A.传动系统B.动力系统C.检测系统D.控制系统2【多选题】(1分)目前机电传动控制系统用于开关量控制的主要是（）A.PLC系统B.接触器-控制器系统C.液压系统D.数控系统3【多选题】(1分)本课程的教学目标对应的毕业要求是（）A.工程与社会B.工程知识C.设计/开发解决方案D.问题分析E.研究F.使用现代工具4【判断题】(1分)学习本课程的原则之一是元件为系统服务。
A.错B.对5【判断题】(1分)学习本课程的原则之一是应用为理论服务。
A.错B.对第二章测试1【多选题】(1分)电磁机构的基本组成有（）A.短路环B.灭弧装置C.电磁机构D.触点系统2【多选题】(1分)关于电磁机构工作原理，下面表述正确的是（）A.吸合时电磁力小于弹簧反力B.断开时电磁力大于弹簧反力C.吸合时电磁力大于弹簧反力D.断开时电磁力小于弹簧反力3【多选题】(1分)接触器的选用原则是（）A.辅助触头越多越好B.优先选用交流接触器C.主触头额定电流大于等于负载电流D.根据需要选择极数4【判断题】(1分)继电器用在控制回路。
A.对B.错5【判断题】(1分)时间继电器只有通电延时型。
A.错B.对6【判断题】(1分)热继电器的常闭触头串联在主回路中。
A.对B.错7【判断题】(1分)按钮和行程开关都是接通或断开控制电路。
A.对B.错8【判断题】(1分)熔断器是串联在电路中。
A.错B.对9【判断题】(1分)低压断路器可以在故障后自动复位。
A.对B.错第三章测试1【判断题】(1分)电气原理图表达的是电器元件的链接关系和工作原理的图，可以表达出元器件的位置和大小。
A.对B.错2【单选题】(1分)为保证交流电动机正反转控制的可靠性,常采用()控制电路。
A.接触器联锁B.手动C.按钮联锁D.按钮、接触器双重联锁3【单选题】(1分)在电动机的连续运转控制中,其控制关键是()。
A.机械联锁B.复合按钮C.互锁触点D.自锁触点4【判断题】(1分)在电动机的点动控制主电路中，往往不需要热继电器进行过载保护。
PLC教案
课程教案学院、部信息工程学院系、所测控授课教师黎勉课程名称可编程控制器原理及应用课程学时28实验学时 6教材名称可编程控制器原理及应用2007年7 月26 日可编程控制器原理及应用课程教案授课类型理论课授课时间 2 节授课题目（教学章节或主题）：第一章概述本授课单元教学目标或要求：1、了解可编程序控制器产生的背景及发展历史；2、了解PLC的定义、功能和特点；3、了解PLC的发展趋势；4、了解PLC的应用领域。
本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：一、可编程序控制器产生的背景及发展历史二、PLC研发指标的核心（1）用计算机代替继电器控制盘。
（2）用程序代替硬件接线。
（3）输入输出电平可与外部装置直接连接。
（4）结构易于扩展。
三、可编程序控制器发展经历的四个阶段四、PLC发展的特征1、功能的发展。
2、适应控制要求。
3适应工业环境的要求。
五、PLC的定义、功能和特点（重点）1、定义：PLC是一种为工业生产过程控制而专门设计的、具有比通用计算机控制系统编程语言更简单、硬件更可靠、可以直接应用于恶劣工业环境的计算机。
2、功能（1）开关逻辑和顺序控制功能。
（2）模拟控制功能。
（3）计数、定时控制功能。
（4）数据处理功能。
（5）信号联锁功能。
（6）通信功能。
（7）监控功能。
3、PLC的特点（1）、可靠性高，抗干扰能力强。
（2）、编程容易，操作、维修方便。
（3）、灵活性好。
4、PLC与微机、单片机的关系六、PLC的发展趋势1、向大型化方向发展，2、PLC向小型化方向发展3、PLC在软件方面的发展七、PLC的应用领域1、逻辑控制；2、运动控制；3、过程控制；4、数据采集及处理；5、通信联网。
第二章可编程控制器的工作原理和结构特点一、PLC的结构（与一般的计算机系统基本相同，也是由硬件系统与软件系统两大部分组成）1、PLC 的硬件系统（1）、中央处理器CPU（2）、存储器（3）、输入、输出模块（I/O接口电路）（4）、输入、输出部件三种常用的输出性能比较可编程控制器的一个重要特点是所有输入输出信号都经过光电隔离。
PLC课件4_顺序功能图
5 第五灯亮 3 第三灯亮
Q0.1· T1 NS Q0.2
NS
Q0.0
4 第四灯亮
Q0.2· T2 NS Q0.3
Q0.3· T3 NS Q0.4
Q0.4· T4
3 第三灯亮
NS
Q0.2
6 结束
Q0.2· T2 4 第四灯亮 Q0.3· T3 NS Q0.3
绘制顺序功能图注意事项
（1） 两个步不能直接相连，必须用一个转 换将两者隔开（如果没有具体的转换条件，一 般都用定时延时来解决）。 （2） 两个转换条件也不能直接相连，必须 用一个步将两者隔开。 （3） 起始步（起始位置）十分重要，它是 进入顺序控制环（循环扫描）的入口，必不可 少。 （4） 一般在OB100中将起始步预置为当前步 ，否则，系统不能正常工作。
命令类型 文字描述 命令序号 （操作）
来自步元素
S NS S
“灯L1亮 ” “电动机M1工作” “提升汽缸下降”
1 2 3
例 如图所示为彩灯循环点亮示意图。设五个彩灯的 输出分别为Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3和Q0.4，图中 I0.0为控制开关。当I0.0打开时，彩灯依次顺序点亮 （当一盏灯亮时，前一盏灯灭），点亮的周期为2s。 试画出顺序功能图。
分析 在按下启动按钮I0.0后，彩灯系统开始 工作，其工作周期包括：2s时间到，第一盏 灯亮；2s时间到，第二盏灯亮（第一盏灯 灭）；2s时间到，第三盏灯亮（第二盏灯 灭）；…2s时间到，第五盏灯亮（第四盏灯 灭）五个过程。
2 第二灯亮
NS
Q0.1
0 起始位置 Q0.0· Q0.1· Q0.2· Q0.3· Q0.4· I0.0 1 第一灯亮 Q0.0· T0 2 第二灯亮 Q0.1· T1 NS Q0.1
Q0.1· T1 NS Q0.2
NS
Q0.0
4 第四灯亮
Q0.2· T2 NS Q0.3
Q0.3· T3 NS Q0.4
Q0.4· T4
3 第三灯亮
NS
Q0.2
6 结束
Q0.2· T2 4 第四灯亮 Q0.3· T3 NS Q0.3
绘制顺序功能图注意事项
（1） 两个步不能直接相连，必须用一个转 换将两者隔开（如果没有具体的转换条件，一 般都用定时延时来解决）。 （2） 两个转换条件也不能直接相连，必须 用一个步将两者隔开。 （3） 起始步（起始位置）十分重要，它是 进入顺序控制环（循环扫描）的入口，必不可 少。 （4） 一般在OB100中将起始步预置为当前步 ，否则，系统不能正常工作。
命令类型 文字描述 命令序号 （操作）
来自步元素
S NS S
“灯L1亮 ” “电动机M1工作” “提升汽缸下降”
1 2 3
例 如图所示为彩灯循环点亮示意图。设五个彩灯的 输出分别为Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3和Q0.4，图中 I0.0为控制开关。当I0.0打开时，彩灯依次顺序点亮 （当一盏灯亮时，前一盏灯灭），点亮的周期为2s。 试画出顺序功能图。
分析 在按下启动按钮I0.0后，彩灯系统开始 工作，其工作周期包括：2s时间到，第一盏 灯亮；2s时间到，第二盏灯亮（第一盏灯 灭）；2s时间到，第三盏灯亮（第二盏灯 灭）；…2s时间到，第五盏灯亮（第四盏灯 灭）五个过程。
2 第二灯亮
NS
Q0.1
0 起始位置 Q0.0· Q0.1· Q0.2· Q0.3· Q0.4· I0.0 1 第一灯亮 Q0.0· T0 2 第二灯亮 Q0.1· T1 NS Q0.1
PLC应用技术第4章 步进顺控指令的应用
1）转移源自动复位功能 当用STL指令进入 初始状态S0时，如果转移条件X0和X3接通，状 态器S20将接通，同时转移源状态器S0自动复位。 2）允许双重输出 步进梯形图中，由STL驱动的 不同状态器可以驱动同一输出，使得双线圈输 出成为可能。 3）主控功能 使用STL指令时，相当于建立一个 子母线，要用LD指令从子母线开始编程；使用 RET指令之后，返回到总母线，LD指令从总母 线开始编程。
X0 Y0 S20
X1 X2 X3 S21 S22 S23
S20
Y0
STL
X1
SET S21
X2
SET S22
X3
SET S23
STL S20
OUT Y0
LD
X1
SET S21
LD
X2
SET S22
LD
X3
SET S23
（a）顺序功能图
（b）梯形图
图4-2 选择序 列分支的编程方法示例
（c）指令表
（2）选择序列合并的编程方法
如果某一步的后面有N条选择序列的分支，则该步的STL触点开始的电路中应有N条 分别指明各转换条件和转换目标的并联电路。对于图4-2 中步S20之后的这三条支路有 三个转换条件X1、X2和X3，可能进入步S21、S22和步S23，所以在S20的STL触点开 始的电路块中，有三条由X1、X2和X3作为置位条件的串联电路。STL触点具有与主控 指令（MC）相同的特点，即LD点移到了STL触点的右端，对于选择序列分支对应的 电路的设计，是很方便的。用STL指令设计复杂系统的梯形图时更能体现其优越性。
SFC图便于阅读，也便于设计。SFC图也可以用STL 图（步进梯形图）来表示，如图4-1（b）所示，状 态步的线圈要用SET指令。其主控接点用STL指令， 主控接点右边为副母线。在SFC图结束后要用RET 指令，图4-1（c）所示为图4-1（a）和图4-1（b） 的指令程序。
X0 Y0 S20
X1 X2 X3 S21 S22 S23
S20
Y0
STL
X1
SET S21
X2
SET S22
X3
SET S23
STL S20
OUT Y0
LD
X1
SET S21
LD
X2
SET S22
LD
X3
SET S23
（a）顺序功能图
（b）梯形图
图4-2 选择序 列分支的编程方法示例
（c）指令表
（2）选择序列合并的编程方法
如果某一步的后面有N条选择序列的分支，则该步的STL触点开始的电路中应有N条 分别指明各转换条件和转换目标的并联电路。对于图4-2 中步S20之后的这三条支路有 三个转换条件X1、X2和X3，可能进入步S21、S22和步S23，所以在S20的STL触点开 始的电路块中，有三条由X1、X2和X3作为置位条件的串联电路。STL触点具有与主控 指令（MC）相同的特点，即LD点移到了STL触点的右端，对于选择序列分支对应的 电路的设计，是很方便的。用STL指令设计复杂系统的梯形图时更能体现其优越性。
SFC图便于阅读，也便于设计。SFC图也可以用STL 图（步进梯形图）来表示，如图4-1（b）所示，状 态步的线圈要用SET指令。其主控接点用STL指令， 主控接点右边为副母线。在SFC图结束后要用RET 指令，图4-1（c）所示为图4-1（a）和图4-1（b） 的指令程序。
第4章 汇编语言程序设计
例: 三字节无符号数相加，其中被加数在内部RAM 的50H、51H和52H 单元中；加数在内部RAM的53H、 54H和55H单元中；要求把相加之和存放在50H、 51H和52H单元中，进位存放在位寻址区的00H位中。
内部RAM
50H 51H 52H
高字节 低字节
53H 54H 55H
R1→55H
结 束
常用程序结构：
顺序程序、分支程序、循环程序。
4-3
顺序程序
顺序程序又称简单程序，程序走向只有一条路径。 例：双字节求补程序(设数据在R4R5中)： 开 始 CLR C MOV A，R5 ；取低字节 处 理 CPL A ADD A，#01H ；低字节变补 处 理 MOV R5，A MOV A， R4 ；取高字节 处 理 CPL A ADDC A，#00H ；高字节变补 结 束 MOV R4，A
片内 RAM 42H 0 十 41H 0 个 40H 十 个
4 -- 4
分支程序（参见书P49-57）
分支程序就是在程序执行过程中要判 断某些条件，当条件成立后程序转移到不 同的功能处运行。在MCS-51单片机中条件 转移指令都可以用在分支程序中。 (复习、参见书P38---39) (1)测试条件符合转移，如： JZ、JNB …等
汇编的主要任务：
1）确定程序中每条汇编语言指令的指令机器码。 2）确定每条指令在存储器中的存放地址。 3）提供错误信息。 4）提供目标执行文件（*.OBJ/*.HEX)和 列表文件（*.LST）。
一、汇编语言指令类型：
1. 机器指令： 指令系统中的全部指令，每条指令有对应的机器代码。 2. 伪指令： 汇编控制指令，仅提供汇编信息，没有指令代码。
在源程序中只能有一条END指令
第四章4节SCADA系统相关技术方案
• 梯形图的每个梯级表示一个因果关系，事件发生的条件表示在梯形的 左面，事件发生的结果表示在梯级的右面。
04:45
13
梯形图LD
PLC的编程语言与编程方法 :PLC的编程语言
• 梯形图（Ladder Diagram） • 指令表（Instruction List）
触点
X0
X1
．
X2
X3
M0
Y0
（ Y0 ） 编程线圈
掩码 255.255.255.240 255.255.255.240 255.255.255.240 255.255.255.240 255.255.255.240
网关 10.90.126.17 10.90.126.31 10.90.126.47 10.90.126.65 10.90.126.97
04:45
（ Y1 ）
母线
(a) 梯形图
LD X0 AND X1 LD X2 ANI X3 ORB OUT Y0 LDI M0 AND Y0 OUT Y1
(b) 指令表
常开触点 常闭触点 输出线圈
04:45
14
• 梯形图语言沿袭了继电器控制电路的形式，梯形图是在常 用的继电器与接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来 的，具有形象、直观、实用等特点，电气技术人员容易接 受，是目前运用上最多的一种PLC的编程语言。
a.以功能为主线，操作过程的条理清楚，便于对操作过程 的理解和沟通。 b.对大型程序可分工设计，采用较灵活的程序结构，节省 程序设计时间和调试时间。 c.常用于系统规模较大，程序关系较为复杂的场合。 d.只有处于活动的步状态，才能被执行，程序控制只对活 动步后的转换进行扫描，因此整个程序的扫描时间比其它 编程语言编制的程序扫描时间要大大缩短。
04:45
13
梯形图LD
PLC的编程语言与编程方法 :PLC的编程语言
• 梯形图（Ladder Diagram） • 指令表（Instruction List）
触点
X0
X1
．
X2
X3
M0
Y0
（ Y0 ） 编程线圈
掩码 255.255.255.240 255.255.255.240 255.255.255.240 255.255.255.240 255.255.255.240
网关 10.90.126.17 10.90.126.31 10.90.126.47 10.90.126.65 10.90.126.97
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（ Y1 ）
母线
(a) 梯形图
LD X0 AND X1 LD X2 ANI X3 ORB OUT Y0 LDI M0 AND Y0 OUT Y1
(b) 指令表
常开触点 常闭触点 输出线圈
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• 梯形图语言沿袭了继电器控制电路的形式，梯形图是在常 用的继电器与接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来 的，具有形象、直观、实用等特点，电气技术人员容易接 受，是目前运用上最多的一种PLC的编程语言。
a.以功能为主线，操作过程的条理清楚，便于对操作过程 的理解和沟通。 b.对大型程序可分工设计，采用较灵活的程序结构，节省 程序设计时间和调试时间。 c.常用于系统规模较大，程序关系较为复杂的场合。 d.只有处于活动的步状态，才能被执行，程序控制只对活 动步后的转换进行扫描，因此整个程序的扫描时间比其它 编程语言编制的程序扫描时间要大大缩短。
第4章PLC基本指令及其应用
（1）指令格式 LAD：
编号
类型
TON TOF
使能输入端
STL： TON Tn,PT
I0.0
Tn
IN TON
PT ？ms
TONR 1ms
说明：
设定值 1~32767
时基
10ms 100ms
延时时间=指令设定值×时基（定时精度）
38
（2）工作过程 ① 输入端（IN）接通时，开始定时。 ② 当前值大于等于设定值（PT）时，定时器状态位变
（）
36
4.3 定时器、计数器指令
• 通电延时定时器TON （On-Delay-Timer） • 断电延时定时器TOF （ OFF-Delay-Timer ） • 保持型通电延时定时器TONR （ Retentive On-
Delay-Timer ）
37
4.3.1 定时器指令
1、 通电延时型定时器TON（On-Delay Timer）
ALD = Q0.0
6．OLD（Or Load）：块并联，表示将两组串联 的触点并接在一起。
I0.0
I0.4 Q0.0
LD I0.0 OLD
（）
A I0.4
= Q0.0
LDN I0.1
I0.1
I0.3
A I0.3
16
7．NOT：取反指令，其功能是将NOT左侧的运算结果 取反。
I 0.0 I 0.1 Q 0.0
编号
Tn
IN TOF
PT ？ms
类型
TON TOF TONR
时基
1ms 10ms 100ms
STL： TOF Tn, PT
40
（2）工作过程
① 输入端（IN）接通时，定时器位立即为ON，当前值为0。 ② 当输入端由接通到断开时，定时器的当前值从0开始加1
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
PLC第4章-步进顺控指令介绍
第4章 步进顺控指令
1. 组成 （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。在顺序功能图中步通常表示某个执行 元件的状态变化。步是根据输出量的状态变化来划分的， 在任何一步内，各个输出量的ON/OFF状态不变，但是 相邻步的输出量总的状态是不同的。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（如状态元件、 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4.1（a）所示。FX2系列的PLC表示步用 状态元件S20-S899。（见教材P20）
初
回 原
始
点
化
方
式
手
工 方 式
自 动 方
式
初
始
状
态
自动方式
第4章 步进顺控指令
第4章 步进顺控指令
4.5 程序设计方法与实例
4.5.1 SFC程序的设计方法 1.基本系列的编程应用 2.使用起保停电路的编程方法。 3.以转换条件为中心的编程方法。 4. 仿STL指令的编程方法。
第4章 步进顺控指令
2、STL触点可以直接驱动或通过别的触驱动Y、M、
S、T等元件的线圈。
3、由于CPU只执行活动步对应的程序段，使用STL指 令时允许双线圈输出，既不同的STL触点可以分别驱 动同一编程元件的一个线圈。
第4章 步进顺控指令
4.2.2 初始状态编程
（如下图）在状态转移图中起始位置的状态即是初始状 态，S0-S9。 1）起始状态最初是由PLC从STOPБайду номын сангаас>RUN切换瞬时动 作的特殊辅助继电器M8002驱动，使其置1（如下图 S0），也可由其他状态元件驱动（如下图中S23）。即 S23必须先处于当前步（工作状态），先于S0前置1。 2）其他状态之外的一般状态元件必须在其他状态后加 入STL指令才能驱动，不能脱离状态而用其他方式驱动。
第4章s7-200系列PLC基本指令及实训
第4章s7-200系列PLC 基本指令及实训本章要点● 梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等常用设计语言的简介 ● 基本位操作指令的介绍、应用及实训● 定时器指令、计数器指令的介绍、应用及实训 ● 比较指令的介绍及应用● 程序控制类指令的介绍、应用及实训4.1 可编程控制器程序设计语言在可编程控制器中有多种程序设计语言,它们是梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等。
梯形图和语句表是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。
供S7-200系列PLC 使用的STEP7-Micro/Win32编程软件支持SIMATIC 和IEC1131-3两种基本类型的指令集，SIMATIC 是PLC 专用的指令集，执行速度快，可使用梯形图、语句表、功能块图编程语言。
IEC1131-3是可编程控制器编程语言标准，IEC1131-3指令集中指令较少，只能使用梯形图和功能块图两种编程语言。
SIMATIC 指令集的某些指令不是IEC1131-3中的标准指令。
SIMATIC 指令和IEC1131-3中的标准指令系统并不兼容。
我们将重点介绍SIMATIC 指令。
1. 梯形图（Ladder Diagram ）程序设计语言梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。
它来源于继电器逻辑控制系统的描述。
在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。
梯形图与操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，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，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。
LAD 图形指令有3个基本形式：（1）触点：触点符号代表输入条件如外部开关，按钮及内部条件等。
电气控制与PLC控制基础理论-第四章
PLC中的编程元件称为“软继电器”或编程“软元件”，有输入继电器X、输出继电器Y、辅助（中间）继电 器M、定时器T、计数器C等。
编程元件的使用主要体现在程序中，一般可认为编程元件和继电接触器元件类似，具有线圈和常开/常闭触点。 由于编程元件实质为存储单元，取用它们的常开/常闭触点实质上是读取存储单元的状态，所以可以认为一个 编程元件具有无数个常开/常闭触点。 编程元件作为计算机的存储单元，在存储器中只占一位，其状态只有置1和置0两种情况，称为位元件。PLC 的位元件还可以组合使用。
顺序功能图（SFC）
顺序功能图利用状态流程框图来表达一个顺序控制 过程，是一种较新的图形化的编程方法。它将顺序流 程动作的过程分成步和转换条件，根据转换条件对控 制系统的功能流程顺序进行分配，一步步地按照顺序 动作。
图4-8所示为简单顺序功能图的示意图。
图4-8 顺序功能图示意图
功能块图（FBD）
功能块图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命 令的图形语言，它与数字逻辑电路类似，极易表现条件与结果之间的 逻辑功能。图4-9所示为先“或”后“与”再输出操作的功能块图。
结构文本（ST）
随着PLC的飞速发展，如果许多高级功能仍然用梯形图来表示，会 很不方便。为了增强PLC的数字运算、数据处理、图表显示、报表打 印等功能，方便用户使用，许多大中型PLC都配备了PASCAL， BASIC，C等高级编程语言，这种编程方式称为结构文本。
FX系列PLC又分为FX2，FX0，FX2C，FX0N，FX0S，FX2N，FX2NC，FX1S，FX1N，FX1NC，FX3U等 几个小系列。本书以FX2N系列PLC为例进行介绍（参见图4-5）。
图4-5 FX2N系列PLC
FX2N系列PLC的命名
编程元件的使用主要体现在程序中，一般可认为编程元件和继电接触器元件类似，具有线圈和常开/常闭触点。 由于编程元件实质为存储单元，取用它们的常开/常闭触点实质上是读取存储单元的状态，所以可以认为一个 编程元件具有无数个常开/常闭触点。 编程元件作为计算机的存储单元，在存储器中只占一位，其状态只有置1和置0两种情况，称为位元件。PLC 的位元件还可以组合使用。
顺序功能图（SFC）
顺序功能图利用状态流程框图来表达一个顺序控制 过程，是一种较新的图形化的编程方法。它将顺序流 程动作的过程分成步和转换条件，根据转换条件对控 制系统的功能流程顺序进行分配，一步步地按照顺序 动作。
图4-8所示为简单顺序功能图的示意图。
图4-8 顺序功能图示意图
功能块图（FBD）
功能块图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命 令的图形语言，它与数字逻辑电路类似，极易表现条件与结果之间的 逻辑功能。图4-9所示为先“或”后“与”再输出操作的功能块图。
结构文本（ST）
随着PLC的飞速发展，如果许多高级功能仍然用梯形图来表示，会 很不方便。为了增强PLC的数字运算、数据处理、图表显示、报表打 印等功能，方便用户使用，许多大中型PLC都配备了PASCAL， BASIC，C等高级编程语言，这种编程方式称为结构文本。
FX系列PLC又分为FX2，FX0，FX2C，FX0N，FX0S，FX2N，FX2NC，FX1S，FX1N，FX1NC，FX3U等 几个小系列。本书以FX2N系列PLC为例进行介绍（参见图4-5）。
图4-5 FX2N系列PLC
FX2N系列PLC的命名
s7-200系列PLC基本指令
2.语句表（Statement List）设计语言 语句表（ 语句表 ）
语句表是用助记符来描述程序的一种设计 语言。 语言。 语句表设计语言具有下列特点： 语句表设计语言具有下列特点： 语句表.doc 第3章\语句表 章 语句表
顺序功能流程图（ 3.顺序功能流程图（Sepuential 顺序功能流程图 Function Chart）程序设计 ）
4.功能块图（Function Block 功能块图（ 功能块图 Diagram）程序设计语言 ）
功能块图设计语言是用逻辑门电路表 示的程序设计语言。功能块图指令由输入、 示的程序设计语言。功能块图指令由输入、 输出端及逻辑关系函数组成。 输出端及逻辑关系函数组成。
第3章\002.doc
4.2 基本位逻辑指令与应用
I0.0
OFF
I0.1
OFF
Q0.0
（OFF ）
输出映像寄存器
Q0.0
OFF
LD O AN =
I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.0
起动 I0.0 停止 I0.1
Q0.0
Q0.0
输入映像寄存器
0 CPU224
I0.0 I0.1
0 1
SB1 SB2
I0.0 I0.1
1L
AC220V
1M 2M L+
KM
顺序功能流程图是近年来发展起来的一种程序设计 语言。 语言。采用顺序功能流程图描述的控制系统被分为若干 个子系统，从功能入手进行设计， 个子系统，从功能入手进行设计，使系统的操作具有明 确的含义，便于设计人员和操作人员设计思想沟通， 确的含义，便于设计人员和操作人员设计思想沟通，便 于程序的分工设计与检查调试。 于程序的分工设计与检查调试。顺序功能流程图的主要 元素是步、转移、转移条件和动作。如下图所示。 元素是步、转移、转移条件和动作。如下图所示。顺序 功能流程图程序设计的特点是： 功能流程图程序设计的特点是： 第3章\001.doc
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第四章 顺序功能流程图
4.4 跳步、重复和循环序列结构
跳步、重复和循环序列结构实际上都是选择序 列结构的特殊形式 。
第四章 顺序功能流程图
4.5 绘制顺序功能图的注意事项
（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）两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。 （3）顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的初始状态，初始 步可能没有输出处于ON状态，但初始步是必不可少的。 （4）自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图 中一般应有由步和有向连线组成的闭环。
4.2 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干个后 续步可供选择，各分支都有各自的转换条件。分支中表 示转换的短划线只能标在水平线之下。
第四章 顺序功能流程图
4.3 并行序列结构
并行序列也有开始和结束之分。并行序列的开 始也称为分支，并行序列的结束也称为合并。
第四章 顺序功能流程图 单序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图 选择序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图 并行序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图
机械手的控制
机械手将工件从A点向B点传送。机械手的上升、下降与左 移、右移都是由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的。抓手对 工件的松夹是由一个单线圈两位电磁阀驱动气缸完成，只有在 电磁阀通电时抓手才能夹紧。该机械手工作原点在左上方，按 下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、上升、左移的顺序依 次运动。它有手动、单步、一个周期和连续工作（自动）四种 操作方式。
第四章 顺序功能流程图 选择序列结构的编程方法
如图所示是自动门控制系统的顺序功能图。
第四章 顺序功能流程图 并行序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图 仅有两步的闭环的处理
第四章 顺序功能流程图 4.4.2 以转换为中心的编程方法
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
第四章 可编程控制器程序设计 1 顺序控制设计法 2 顺序控制设计法的设计基本步骤 3 顺序功能图的组成要素 4 顺序功能图的基本结构 5 顺序功能图的编程方法
第四章 顺序功能流程图 1 顺序控制设计法
顺序控制：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 行机构自动地有序地进行工作。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。
第四章 顺序功能流程图 单序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图 选择序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图 并行序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图
4.4.3 步进梯形指令的编程方法
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
第四章 顺序功能流程图
顺序功能图的组成： 1） 步（可重复循环运行的独立动作内容） （1） 初始步： （2）一般步： 2）转换关系（步与步间的转换关系） （1）有现转换应同时具备两个条件： 1）前级步必须是活动步； 2）对应的转换条件成立。
第四章 顺序功能流程图 4 顺序功能图的基本结构
顺序控制设计法特点： 1）是一种先进的设计方法； 2）容易被接受，程序的调试、修改和阅读也很容易； 3）大大缩短了设计周期，提高了设计效率。
第四章 顺序功能流程图 2 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
第四章 顺序功能流程图
3 顺序功能图的组成要素
连续运行（全自动）：在原点位 置按动启动按钮，连续反复运行。若 在中途按动停止按钮，运行到原点后 停止。面板上的启动和急停按钮与 PLC运行程序无关。这两个按钮是用 来接通和断开PLC外部负载的电源。
起动、保持、停止电路的编程方法
以转换为中心的编程方法
使用STL指令的编程方法。
第四章 顺序功能流程图 5.1 起动、保持、停止电路的编程方法
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 仅有两步的闭环的处理
第四章 顺序功能流程图
单序列结构的编程方法
下图是某小车运动的示意图、顺序功能图和用 起动、保持和停止电路设计的梯形图。
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。
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。
第四章 顺序功能流程图
手动方式：是指用各自的按钮使 各个负载单独接通或断开。
回原点：按下此按钮，机械手自 动回到原点。
单步运行：按动一次启动按钮， 前进一个工步。
单周期运行（半自动）：在原点 位置按动启动按钮，自动运行一遍后 回到原点停止。若在中途按动停止按 钮，则停止运行；再按启动按钮，从 断点处继续运行，回到原点处自动停 止。
❖ 单序列结构 ❖ 选择序列结构 ❖ 并行序列结构 ❖ 跳步、重复和循环序列结构 ❖ 绘制顺序功能图的注意事项
第四章 顺序功能流程图
4.1 单序列结构
顺序功能图的单序列结构形 式最为简单，它由一系列按 顺序排列、相继激活的步组 成。每一步的后面只有一个 转换，每一个转换后面只有 一步
第四章 顺序功能流程图
（5）在顺序功能图中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可 能变成活动步。因此在进入RUN工作方式时，必须用初始化脉冲M8002 的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步，否则因顺序功能图 中没有活动步，系统将无法工作。
第四章 顺序功能流程图 5 顺序功能图的编程方法
根据控制系统的顺序功能图设计梯形图的方法，称为 顺序控制梯形图的编程方法。下面介绍三种编程方法。