第五章 S7-200顺控程序设计

各个PLC厂家都开发了相应的顺序功能图，各国家也都制 定了国家标准。我国1986年颁布了顺序功能图国家标准 （GB6988.6-86）。

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CH5 S7-200顺控程序设计
5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
二、顺控设计法的设计步骤
程序的编制 根据顺序功能图，按某种编程方式写出梯形图程序。 如果PLC支持顺序功能图语言，则可直接使用该顺序
5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制

步与动作
动作：一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统。对于被控系 统，在某一步中要完成某些“动作”；对于施控系统，在某一步中则 要向被控系统发出某些“命令”，将动作或命令简称为动作。
动作的表示：矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应的步
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图 一、概述
順序控制的全部过程，可以分成有序的若干步序(STEP)，或 說若干个状态。各步都有自己应完成的动作(ACTION)。从每一 步转移到下一步，一般都是有条件(TRANSITION)的，条件滿 足则上一步动作结束，下一步动作开始,上一步的动作会被清除， 这就是順序功能图（SFC，Sequential Function Chart）的设 计概念。順序功能图又叫功能图、顺序功能图、功能流程图、 状态转移图等。它是一种通用的技术语言。
5.1 梯形图的经验设计法
I/O点分配表
输出 设备 输出点
左慢行接触器 左快行接触器 右快行接触器 右慢行接触器 装料接触器 卸料接触器
KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6
Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6
左进电机 M1 装料 60S T43 SQ1 SQ2
右进电机 M2 卸料 60S SQ3 SQ4 T44
的矩形框相连。
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制
步与动作 活动步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称
该步为“活动步”。步处于活动时，相应的动作被执行。 保持型动作：若为保持型动作，则该步不活动时继续执行 该动作。 非保持型动作：若为非保持型动作则指该步不活动时，动 作也停止执行。 说明：一般在顺序功能图中保持型的动作应该用文字或助 记符标注，而非保持型动作可以不用标注。
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5.1 梯形图的经验设计法
程序说明
左进电机 M1 装料 60S T43 SQ1 SQ2
右进电机 M2 卸料 60S SQ3 SQ4 T44
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总结：
经验设计法对于一些比较简单程序设计是比较奏
效的，可以收到快速、简单的效果。
经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
二、顺控设计法的设计步骤
转换条件的确定
使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。
转换条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接
通/断开等，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器触点的 接通/断开等，
5.1 梯形图的经验设计法



基本思路：在已有的些典型梯形图的基础上，根据被控对象对控 制的要求，通过多次反复地调试和修改梯形图，增加中间编程元 件和触点，以得到一个较为满意的程序。 基本特点：没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的 质量与编程者的经验有很大的关系。 适用场合：可用于逻辑关系较简单的梯形图程序设计。 基本步骤： 分析控制要求、选择控制原则； 设计主令(如启动、停止按钮等)和检测元件，确定输入、输出设 备； 设计控制程序； 检查修改和完善程序。
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第五章 S7-200 顺序控制程序设计
P79-80
5.1 5.2 5.3 5.4
P143-150 P159-180
梯形图的经验设计法（补充） 顺序控制程序设计及顺序功能图 顺序功能图转梯形图方法 顺控程序设计应用举例
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5.1 梯形图的经验设计法
小车运动控制示意图
SQ4 卸料
SQ2 向左慢行
向左快行
SQ1 装料
向右慢行 向右快行 SQ3
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5.1 梯形图的经验设计法

I/O点分配 ：假设SQ1-SQ4分别接s7-200的I1.1-I1.4， 作为小车左行、右行快慢、停止的控制信号,I0.1、I0.2分 别接停止和启动按钮； Q0.1-Q0.4分别接KM1-KM4 4个 接触器的线圈从而控制小车左行、右行的快慢，小车的装 料、卸料分别由Q0.5、Q0.6所接的接触器KM5、KM6控 制。
1987年IEC(国际电工委员会)：IEC848
1994年wk.baidu.comEC(国际电工委员会)：IEC1131
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
二、顺控设计法的设计步骤
步（状态）的划分 转换条件的确定 顺序功能图的绘制 程序的编制
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5.1 梯形图的经验设计法
设计思路 ： 为使小车自动停止，将I1.1和I1.4的常闭触点分别与 Q0.1和Q0.4的线圈串联。为使小车自动起动，将控制卸 料延时的定时器T44的常开触点，分别与手动启动按钮 I0.1常开触点并联，并用两个限位开关对应的I1.1和I1.4 的常开触点分别接通装料、卸料电磁阀和相应的定时器。 此外，为了安全，还应考虑左行时不能右行，右行时 不能左行，这样需要将控制左右行接触器的输出点的常闭 触点串联在对方的控制电路中，以实现互锁。
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5.1 梯形图的经验设计法
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5.1 梯形图的经验设计法
左进电机 右进电机 M2
M1
SQ3 SQ4
SQ1 SQ2
控制要求：假设小车初始在中间，按启动按钮后，KM1得电，先快速左进至 SQ2处，然后KM1失电，KM2得电，慢进至SQ1处KM2失电，停止运行，装料， 60s后装料结束，KM3得电，开始快速右行至SQ3处，KM3失电，KM4得电， 慢速右行至SQ4处，KM4失电，停下卸货，60S后，KM1得电，快速右行，如 此周而复始，直至按下停止按钮。
功能图作为最终程序。
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制

顺序功能图的组成 主要由步（状态）、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制

步与动作
顺序控制设计法： 顺序控制设计法就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。 这种设计方法很容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高 设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便。
PLC为顺序控制系统的程序编制提供了通用和专用的编程元件和 指令，开发了专门供编制顺序控制程序用的顺序功能图，使这种先进 的设计方法成为当前PLC程序设计的主要方法。
步（状态）：用矩形框表示步，方框内是该步的编号。编程时
一般用PLC内部编程元件来代表各步（S7-200中为Sx.x）
初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始步用
双线方框表示，每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。
编号或代码
步或状态的图形符号 编号或代码
初始步或状态的图形符号
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自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程（封闭）。
只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能变成活 动步。PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0”状态，因此必须 要有初始化信号，将初始步预置为活动步，否则顺序功能图中永远 不会出现活动步，系统将无法工作。
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制
例（液压滑台）
SB 工作台 SQ2 液压元件
SQ3
SQ1
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制
例（液压滑台）
SM0.1
S0.0
I0.0
S0.1 Q0.0
I0.1
S0.2 I0.2 S0.3 I0.3 Q0.0
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制

有向连线、转换与转换条件
有向连线：顺序功能图中步的活动状态的顺序进展按有向连线规
定的路线和方向进行。活动状态的进展方向习惯上是从上到下或 从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。如果不是 上述的方向，应在有向连线上用箭头注明进展方向。
右进电机
左进电机 M1 装料 60S T43 SQ1 SQ2
M2
卸料 60S SQ3 SQ4 T44
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输入 设备 启动按钮 急停按钮 左行限位开关 左快行限位开关 右快行限位开关 右行限位开关 SB1 SB2 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 输入点 I0.1 I0.2 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4
5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
二、顺控设计法的设计步骤
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。在PLC中，步一般使用M、S等编程元件来代表。 步是根据被控对象工作状态的变化来划分的，而控对象工作状 态的变化又是由PLC输出状态的变化来改变的，在同一步内，各 输出状态不变，但是相邻步之间输出状态是不同的。
Q0.2
Q0.1
SB 工作台 SQ2 液压元件
SQ3
SQ1
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作业
补充： 某三层大楼通风控制系统的风机由三个电机控制 轮 流打开和关闭，轮换时间为50分钟。设系统由S7-200控制， I0.0为通风控制启动开关，Q0.0、Q0.1和Q0.2分别控制三 个风机电机接触器线圈的通断电，设计系统的顺序功能图。
转换实现的基本规则 转换实现的条件：在顺序功能图中步的活动状态的进展是由
转换实现来完成。转换实现必须同时满足两个条件： 1）该转换所有的前级步都是活动步； 2）相应的转换条件得到满足。 转换实现应完成的操作：转换的实现应完成两个操作： 步3 步4 1）使所有的后续步都变为活动步； 2）使所有的前级步都变为非活动步。 c
步10
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步11
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制

绘制顺序功能图应注意的问题
两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。
两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。
顺序功能图中初始步是必不可少的，一般对应系统的等待启动的 初始状态。
转换：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示，转
换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转换实现来完成 的。
转换条件：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线的旁边。
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
三、顺序功能图的绘制
和随意性，往往需经多次反复修改和完善才能符合 设计要求，设计的结果往往不很规范，因人而异。
特点：考虑不周、设计麻烦、设计周期长；梯形
图的可读性差、系统维护困难。
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图 一、概述（P144）
顺序控制系统：
如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，且这些动作 按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常运行，这种系统叫 顺序控制系统，也称为步进控制系统。
转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。
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5.2 顺序控制程序设计及顺序功能图
二、顺控设计法的设计步骤
顺序功能图的绘制 根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要 求画出顺序功能图。

顺序功能图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种通 用的技术语言，可用于进一步设计以及不同专业的人员之间 进行技术交流。有些PLC能直接使用顺序功能图作为编程语 言。