如何画顺序控制的顺序功能图

如何画顺序控制的顺序功能图

作者：王艳美

来源：《读与写·教育教学版》2010年第06期

摘要:为了满足生产的需要,很多工业设备要求有顺序的动作,这在当下大力提倡职业学校技能教学中,有重点要求,在各级竞赛中,也是必有的一个项目。由于参赛和学习条件的限制,使PLC 编程语言和编程方式也不尽相同,如何能既简单清楚地理清顺序动作要求,又能满足各种设计需要呢?本文就这些问题,详细讲解了顺序功能图的特点和运用。

关键词:PLC顺序控制顺序功能图

中图分类号: G718文献标识码: C文章编号:1672-1578(2010)06-0191-02

随着针对职业教育的各级技能大赛轰轰烈烈的开展,专门为机电专业所设立的机电组装和调试,是每年各级赛事上必不可少的一个项目,而且题目大多要求机械手或带传动按照要求完成一套规定的动作,实现一定功能即为顺序控制。顺序控制在日常生活和生产中有许多运用,其中有繁有简、相应的控制要求和适用场合也各不相同。例如:送料小车开始时停止在左侧限位开关处,当按下起动按钮时打开贮料斗的闸门开始装料,10S后关闭贮料斗的闸门,开始右行当碰到右侧限位时停下来卸料,5S后开始左行碰到左侧限位开关返回初始状态,停止运行。要求送料小车按要求运行,实现顺序动作。

上例是在生产中很常见而且非常简单的顺序控制,但是若用基本指令的经验编程法来编写该程序,就需要用大量的中间单元来完成记忆、联锁和互锁等功能,由于需要考虑的因素很多,而它们往往又交织在一起,分析起来非常困难,很容易遗漏一些该考虑的问题,修改某一局部电路很困难,而且会对系统的其它部分产生意想不到的影响,因此,这种方法编制的梯形图修改很麻烦,有可能花了很长时间还得不到一个满意的结果。在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间顺序,在生产过程中各个执行机构自动有秩序地进行,这就是顺序控制。初学者很容易接受,即使是有经验的工程师也会提高设计效率。程序的调试、修改和阅读也很方便。而上例中有非常明显的工艺顺序要求,完全符合顺序控制要求。而顺序控制中最有力的工具就是顺序功能图,它不涉及所描述的控制功能的具体技术,是一种通用技术语言,可以供进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用。它由步、有向连线、转换、转换条件和动作(或命令)组成。

在顺序控制的编制程序过程中,只要先完成了顺序功能图,其后是直接用顺序功能图还是梯形图去编程,是用三菱还是欧姆龙或者松下的语言编程,都可以很容易地把顺序功能图转换成你需要的形式,完成题目要求完成的动作要求。

1画顺序功能图的步骤

1.1确定步数和编号

步是顺序控制中的基本单元,是顺序功能图中首先要确定的部分,一个顺序功能图中到底应该有多少步呢?步之间的顺序又是什么呢?其中的关键就是找出该题目要求完成的几种动作要求,如上例就要求完成装料、右行、卸料、左行等四种要求,歩号即为S20～S23。因为每一个顺序控制必须有初始步,所以再加上用双框表示的初始步S0即可。(如图1所示)

1.2找出步内要求完成的命令或动作

动作是顺序控制的具体执行部分,即找出该步要求完成的什么样的动作或命令。如上例:S20步动作为装料;S21步动作为右行;S22步动作为卸料;S23步动作为左行,把它们分别添到图1中即可。(如图2所示)

1.3找出转换条件

转换条件是完成顺序控制的关键点,即为找出如何从上一步动作转为下一步动作的原因和条件,它可能是常开或常闭的触点,也可能是外部条件或内部条件,或可能是几个单一条件的组合,甚至是有好几个条件中的任意一个,它们都可能会是转换条件,具体情况要认真分析题目找出关键点。如上例:初始步的条件一般为初始化脉冲M8002;装料的条件是按下启动按钮;右行的条件是时间10S;卸料的条件是压下(碰到)右限位开关;左行则是时间5S;停止(返回原点或初始状态)为压下(碰到)左限位开关。把它们添到图2中即可。(如图3)

1.4填入条件地址

地址是顺序控制中可操作部分,有输入地址和输出地址。根据转换条件设置输入地址编号;根据步要求完成的动作设置输出地址编号,其中还有内部用到的定时器或计数器等的编号。其中只有I/O(输入/输出)地址为八进制外其它的均为十进制,包括定时器T和计数器C及内部辅助继电器M等。上例中输入地址可设成:启动地址为X0;10S为内部定时器T0;右限位地址是

X1;5S为内部定时器T1;左限位为X2。输出地址可设成:装料为Y0;右行为Y1;卸料为Y2;左行为Y3。同时因为有定时器T0和T1作为转换条件,则应该在对应转换条件的前一步,输出对应的定时器T0和T1的线圈,把它们对应添到图3中即可。(如图4所示)

2注意事项

2.1顺序功能图基本结构

上例所示的是单序列结构,还有选择序列和并行序列。它们的区别在于:可以执行多种动作中一种的选择序列,它的转换有多个在单分支线之内;可以同时执行多个动作的并行序列,它的转换只有一个并且在双分支线外。

2.2顺序功能图中转换基本规则

(1)转换实现的条件。该转换所有的前级步都是活动步,而且相应的转换条件得到满足。

(2)转换实现应完成的操作。使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步,而相应前级步都变为不活动步,所以顺序功能图中不会有双线圈输出现象。

(3)两个步绝对不能直接相连,必须用一个转换将他们隔开;两个转换也不能直接相连,必须用一个步将他们隔开。

2.3顺序功能图的初始步

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,是必不可少的,否则无法表示初始状态,系统也无法返回停止状态,一般用初始化脉冲M8002来启动。

2.4顺序功能图的循环

自动控制系统应能多次执行同一工艺过程,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,即在完成一次工艺过程的全部操作之后,应从最后一步返回初始步,系统停留在初始状态,在连续循环工作方式时,将从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。

2.5顺序功能图的跳步

顺序功能图默认的执行顺序是从上到下的顺序,若顺序功能图中的序列是从上到下时,可以省略表示方向的箭头,若不是按照这个顺序执行则为跳步。其中有从上面开始跨越中间若干步不执行直接至下面的某一步,有从下面某一步直接向上面某一步跳跃,或者从这一列跳跃至另一列的某一步等,都需要有箭头和连线表示跳跃的方向和跳跃的目的地。

顺序控制在生产和生活中有很多的运用,也是学习和比赛中的重点和难点。若能很好的运用顺序功能图,就不会出现双线圈的现象,只要找准条件和动作就可以完成控制,而且条理清楚简单易学,也很容易找出问题和修改问题。能很好的简化复杂的顺序控制中前后连锁等问题,而且适用于任何语言和编程方式。