第四章 PLC的顺序控制指令及应用

功能图 梯 形 图
SM0.1
S0.0
SCR
S0.0
S
1
网络2
网络1
SM0.0 Q0.0 网络3
Ⅰ0.1
S0.1
SCRT
网络4
SCRE 网络5
S0.1
SCR 网络6
SM0.0 Q0.1
网络7
Ⅰ0.2
S0.2
SCRT 网络8
SCRE 网络9
LD S LSCR LD = LD SCRT SCRE LSCR LD = LD SCRT SCRE
系统功能图—进入
梯形图—进入
并行分支和联接功能图
SM0.1
S0.0
Ⅰ0.0
S0.1
Ⅰ0.1
S0.2
Q0.0 Q0.1 Q0.2
Ⅰ0.3
S0.5
Ⅰ0.4
Q0.5
S0.3
Ⅰ0.2
S0.4
Q0.3 Q0.4
并行分支和联接梯形图
SM0.1
S0.0
SCR
S0.0
S
1 网络2
网络1
SM0.0 Q0.0 网络3
状态 转移 有向线段
静态控制系统 转移触发规则
系统动态过程
1.状态
★ 状态是控制系统中一个相对不变的 编 号/代 码
性质，对应于一个稳定的情形。
状态的图形符号
⑴初始状态 初始状态 是功能图运行的
起点，一个控制系统至少要有一个初
编号
始状态。初始状态的图形符号为双线 的矩形框
初始状态的图形符号
⑵工作状态 工作状态是控制系统正 常运行时的状态。系统运行则为动 状态，没有运行为静状态。
语句表—进入
SM0.1
S0.0
跳
Ⅰ0.0
转
Q0.1
S0.1
和
Ⅰ0.1
循
Q0.2
S0.2
环
Ⅰ0.2
功
Ⅰ1.0
Ⅰ1.0
S0.3
Q0.3
网络5
SCRE
网络6 S0.2
SCR
网络7 SM0.0 Q0.2
梯形图
T37
IN TON PT
网络8 T38
+200 S0.3
SCRT
网络9
SCRE
T38
IN TON PT
4.2.3 使用说明
⑴ 顺序指令仅对元件S有效，顺控继电器S也具有一般继电器的 功能，所以对它能够使用其他指令。
⑵ SCR段程序能否执行取决于该状态器（S）是否被置位， SCRE与下一个LSCR之间的指令逻辑不影响下一个SCR段程 序的执行。
第四章 S7-200 PLC顺序控制指令及应用
4.1 功能图的产生及基本概念
4.1.1 功能图的产生 4.1.2 功能图的基本概念 4.1.3 功能图的构成规则
4.2 顺序控制指令
4.2.1 顺序控制指令介绍 4.2.2 举例说明 4.2.3 使用说明
4.3 功能来自百度文库的主要类型
4.3.1 单流程 4.3.2 可选择的分支和联接 4.3.3 并行分支和联接 4.3.4 跳转和循环
SM0.1 S0.0,1 S0.0 SM0.0 Q0.0 Ⅰ0.1 S0.1
S0.1 SM0.0 Q0.1 Ⅰ0.2 S0.2
语句表
4.3.2 可选择的分支和联接
• 在生产实际中，对具有多流程的工作要进 行流程选择或着分支选择。即一个控制流 可能转入多个可能的控制流中的某一个， 但不允许多路分支同时执行。到底进入哪 一个分支，取决于控制流前面的转移条件
SCRE 网络26
4.3.3 并行分支和联接
• 在许多实例中，一个顺序控制状态流必须分成两个或多个不同的分支控制状 态，这就是并行分支或并发分支。当一个控制状态分成多个分支时，所有的 分支控制状态流必须同时激活。当多个控制流产生的结果相同时，可以把这 些控制流合并成一个控制流，即并行分支的连接。在合并控制流时，所有分 支控制流必须都是完成了的。这样，在转移满足条件时才能转移到下一个状 态。并发顺序一般用双水平线表示，同时结束若干个顺序也用双水平线表示。
• 单一顺序、并发和选择是功能图的基本形 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。
系统功能图—进入 梯形图—进入
2
下冲
低位行程开关
3
返回
高位行程开关
功能图就是由多个状态及连线组成的图形，他可以清晰的 描述系统的工序要求，使复杂问题简单化，并且使PLC编 程成为可能，而且编程的质量和效率也会大大提高。
4.2.1 顺序控制指令介绍
顺序控制指令是PLC厂家为用户提供的可使功能图编程简单化和规范化的指令
顺序控制指令的形式及功能
SCRE 网络14
S0.3
SCR
SM0.0
网络15
Q0.3 网络16
Ⅰ0.4
S0.4
SCRT 网络17
SCRE 网络18
S0.4
SCR 网络19
SM0.0 Q0.4 网络20
Ⅰ0.5
S0.5
SCRT
网络21
SCRE 网络22
S0.5
SCR 网络23
SM0.0 Ⅰ0.6
Q0.5 网络24
S0.6
SCRT 网络25
如果希望继续输出，可使用置位/复位指令。 ⑺在使用功能图时状态器的编号可以不按顺序编排。
4.3 功能图的主要类型
单流程
功
可选择的分支
能
和联接
图
类
型
并行分支和联接
跳转和循环
最简单的功能图，特点：动作一个接一 个完成，每个状态仅连接一个状态。
SM0.1
S0.0
Ⅰ0.1
S0.1
Ⅰ0.2
S0.2
Q0.0 Q0.1
转移到 何处 。 ⑶ 转移源自动复位功能 ： 状态转移后，置位下一
个状态同时自动复位原状态。
查看循序控制举例
4.2.2 顺序控制指令举例说明
使用功能图编程时应按照一下步骤：
控制要求
设计
转化
功能流程图
写出 梯形图
程序语句
初始脉冲SM0.1用来置位S0.1，即把S0.1（状态1）状态激活；在状态1的SCR 段要做的工作是置位Q0.4、复位Q0.5和Q0.6、T37同时计时。1s计时到后状态发 生转移，T37即为状态转移条件，T37的常开触点将S0.2（状态2）置位（激活）的 同时，自动使原状态S0.1复位。
STL
LSCR bit (Load Sequential Control)
SCRT bit (Sequential Control Relay
Transition)
LAD
bit
SCR
bit ─(SCRT)
功能
顺序状态开始
顺序状态转移
操作对象
S(位)
S(位)
SCRE
(Sequential Control Relay ─(SCRE) 顺序状态结束
S
1 网络2
网络1
SM0.0 Q0.0 网络3
Ⅰ0.0
S0.1
SCRT 网络4
Ⅰ0.3
S0.3
SCRT 网络5
SCRE 网络6
S0.1
SCR 网络7
SM0.0 Q0.1 网络8
Ⅰ0.1
S0.2
SCRT 网络9
SCRE 网络10
S0.2
SCR 网络11
SM0.0 Q0.2 网络12
Ⅰ0.2
S0.5
SCRT 网络13
Ⅰ0.0
S0.1
SCRT 网络4
S0.3
SCRT SCRE 网络5
S0.1
SCR 网络6
SM0.0 Q0.1 网络7
Ⅰ0.1
S0.2
SCRT 网络8
SCRE 网络9
S0.2
SCR 网络10
SM0.0 Q0.2 网络11
SCRE 网络12
S0.3
SCR
网络13
SM0.0 Q0.3 网络14
Ⅰ0.2
S0.4
哪一个为真。
系统功能图—进入
梯形图—进入
可选择的分支和联接功能图
SM0.1
S0.0
Ⅰ0.0
S0.1
Ⅰ0.1
S0.2
Ⅰ0.2
S0.5
Ⅰ0.6
S0.6
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.5
Ⅰ0.3
S0.3
Ⅰ0.4
S0.4
Ⅰ0.5
Q0.3 Q0.4
可选择的分支和联接梯形图
SM0.1
S0.0
SCR
S0.0
LSCR指令标记一个SCR段的开始，当该段的状态 器置位时，允许该SCR段工作。 SCRT指令置位下一个SCR段的状态器，以便下一 个SCR段开始工作；同时时该段的状态器复位，该 段停止工作。 SCRE指令表示SCR段结束
SCR程序段的三种功能： ⑴ 驱动处理 ： 即在该段状态器有效时，要做什么
工 作，或不作工作。 ⑵ 指定转移条件和目标 ：即满足什么条件后状态
SM0.1 S0.1,1 S0.1 SM0.0 Q0.4,1 Q0.5,2 T37,+10 T37 S0.2
S 0.2 SM0.0 Q0.2 T38,+200 T38 S0.3
网络1 SM0.1
S0.1
S
网络2
1
S0.1
SCR
网络3
SM0.0 Q0.4
S
1 Q0.5
R
2
网络4
+10
T37 S0.2
SCRT
功能图法流程:
控制要求
设计
转化 功能流程图
梯形图程序
4.1.2 功能图的基本概念
功能图(功能流程图/状态转移图):描述顺序控制系统的图解表示方
法,专用于工业顺序控制程序设计的功能性说明语言。 它能完整的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。 功能图主要由“状态”、“转移”及有向线段等元素组成。
在状态2的SCR段，要做的工作是输出Q0.2，同时T38计时，20s计时到后，状 态从状态2（S0.2）转移到状态3（S0.3），同时状态2复位。
SM0.1
功
能
S0.1
图
置位Q0.4 复位Q0.5,Q0.6 启动定时器T37
T37
S0.2
输出Q0.2 启动定时器T38
T38
S0.3 语 句 表
LD S LSCR LD S R TON LD SCRT SCRE LSCR LD = TON LD SCRT SCRE
转移条件
状态A
转移条件
状态B
转移条件
4.1.3 功能图的构成规则
⑴状态与状态不能相连，必须用转移分开； ⑵转移与转移不能相连，必须用状态分开； ⑶状态与转移、转移与状态之间的连接采用
有向线段，从上到下画时，可以省略箭头； 当有向线段从下向上画时，必须画上箭头， 以表示方向； ⑷一个功能图至少要有一个初始状态。
4.4 顺序控制指令应用举例
4.4.1 选择和循环电路举例 6.4.2 并行分支和联接电路举例 4.4.3 选择和跳转电路举例
4.1.1 功能图的产生
原因:基本指令和方法不能解决具有并发顺序和选择顺序的 问题
针对于此: 法国国家标准Grafacet法(NFC03190) IEC”控制系统功能图准备”标准(IEC848)
无
End)
CSCRE
(Conditional Sequence Control Relay End)
条件顺序状态结束
无
从表中可知，顺序控制指令的操作对象为顺序继电
器S，S也称为状态器，每一个S位都表示功能图中的 一种状态。S的范围：S0.0～S31.7。注意：我们使 用的是S的位信息。 顺序控制继电器(SCR）段：从LSCR指令开始到SCR 指令结束的所有指令。
举例：冲压机功能流程图
冲压机的工作顺序可分为三个 状态：初始、下冲和返回状态。 从初始状态到下冲状态的转移 须满足启动信号和高位行程开 关信号同时为ON时才能发生； 从下冲状态到返回状态，须满 足低位行程开关为ON时才能 发生。返回到停止，须高位行 程开关信号为ON才能发生。
1
等待
启动信号及高 位行程开关
• 需要特别说明的是，并行分支连接时，要同时使状态转移到新的状态，完成 新状态的启动。另外在状态S0.2和S0.4的SCR程序段中，由于没有使用 SCRT指令，所以S0.2和S0.4的复位不能自动进行，最后要用复位指令对其 进行复位。这种处理方法在并行分支的连接合并时会经常用到，而且在并行 分支连接合并前的最后一个状态往往是“等待”过渡状态。它们要等待所有 并行分支都为“真”后一起转移到新的状态。这时的转移条件永远为“真”， 而这些“等待”状态不能自动复位，它们的复位要使用复位指令来完成。
编号
动作
⑶与状态对应的动作
状态下动作的表示
2.转移
★ 转移是为了说明从一个状态到另一 个状态的变化。用有向线段加一段横线 表示某个转移。线段方向即为转移方。
★ 转移是一种条件，条件成立称为转 移使能。若该转移能使状态发生转移称 为触发。一个转移能够触发必须满足： 状态为动状态及转移使能。转移条件是 系统状态转移的必要条件，通常用文字 、逻辑方程及符号表示。
⑶ 不能把同一个S位用于不同程序中，例如：如果在主程序中 用了S0.1，则在子程序中就不能再使用它。
⑷ 在SCR段中不能使用JMP和LBL指令，就是说不允许跳入、 跳出或在内部跳转，但可以在SCR段附近使用跳转和标号指 令。
⑸ 在SCR段中不能使用FOR、NEXT和END指令。 ⑹在状态发生转移后，所有的SCR段的元器件一般也要复位，
SCRT 网络15
SCRE 网络16
S0.4
SCR 网络17
SM0.0 Q0.4 网络18
SCRE 网络19
S0.2 S0.4 Ⅰ0.3
S0.5
网络20
S
1 S0.2
R
S0.5
1
SCR 网络21
S0.4
SM0.0
R
Q0.5
1
网络22
Ⅰ0.4
S0.6
SCRT 网络23
SCRE 网络24
4.3.4 跳转和循环