第7章 功能图与顺控指令

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时间到否？ Y 东西向黄灯亮、南北向红灯亮 5s
N
时间到否？ Y
N
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交通信号灯控制系统（续）
7.4 应用举例
IO地址件分配表

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2. 转换：从一个状态到另一状态的变化
转换的方向用有线线段表示，用横线表示转换 转换是一种条件，条件成立，称作转换使能。 转换能够触发必须满足：状态为动状态，转换使能。
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7.1 功能图的基本概念
功能图的构成规则
第七章
S7200 PLC顺控指令及 应用
一、功能图的基本概念
二、顺序控制指令
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三、功能图的主要类型
四、实用举例
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7.1 功能图的基本概念
主要解决具有并发顺序和 选择顺序的顺序控制问题

功能图的定义
功能图又称顺序功能图、功能流程图或状态转换图，是一种描述顺序 控制系统的图形表示方法，是专用于工业顺序控制程序设计的一种功 能性说明语言。
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7.2 顺序控制指令
2.顺序控制指令举例
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顺控指令仅对状态器S有效 SCR段对应的S置位，该段程序执行 不能把同一S用于不同程序中 SCR段不能使用跳转、循环和END 状态发生转换后，所有SCR段的元器件一般要复位； 如果希望继续输出，可采用置位/复位指令 状态的编号可以不按顺序编排
初始步
St op
R R R R =
S2 S3 S4 S5 S1
S3
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注意：不支持双线圈输出，采用 中间继电器最后“或” 输出进 行逻辑过渡。
S4
S5
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7.4 应用举例
4.洗车控制系统（选择性分支和连接）
风干 Q4.3 清水冲洗 Q4.2 泡沫清洗 Q4.1 自动 手动
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③洗车作业完成状态使用S8。
7.4 应用举例
5.化学反应控制系统（并行分支和连接）
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7.4 应用举例
初始态为各泵GP1-GP6停止，加热器 和搅拌机停止，并使4#容器为空。 并行分支合并时，各分支不一定同 时结束，设置等待状态是必须的。
启动 I0.0
交通信号灯控制盘
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7.4 应用举例
交通信号灯控制系统（续）
信号灯的动作受开关总体控制，按一下 起动按钮（I0.0），信号灯系统开始工 作，工作流程如图。
开 始
东西向红灯亮、南北向绿灯亮 20s
时间到否？ Y 东西向红灯亮、南北向黄灯亮 5s
N
时间到否？ Y 东西向绿灯亮、南北向红灯亮 30s
R Q4 . 1 R Q4 . 2 R Q4 . 3 R M 0. 0
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。
S4
S8
R M 0. 0
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功能图的构成
功能图由 “状态”、“转换”及有向线段等元素组成。
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7.1 功能图的基本概念
功能图的构成（续）
1. 状态：是控制系统一个稳定的情形，代编号或代码
初始状态：是功能图的起点，至少有一个初始状态。 工作状态：控制系统正常运行时的状态。分为动状态和静状态。 动状态是指正在运行的状态 静状态是指当前没有运行的状态 与状态对应的动作：每个稳定的状态相应的动作
7.4 应用举例
洗车控制系统（续）
使用选择性分支来实现
Start M 0. 0 S1 M od e S2 T1 S3
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Stop
S M0.0
M od e = Q4. 1 T 1 10 s = Q4. 2 T 2 20 s T2 SB2 = Q4. 3 T3 T 3 5s S7 SB3 = Q4. 3 S5 SB1 S6 = Q4. 2 = Q4. 1

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7.3 功能图的主要类型
4.循环和跳转
根据状态的转换条件，决定流 程是否为多周期循环或跳转
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7.4 应用举例
1.循环灯控制程序
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7.3 功能图的主要类型
1.单流程（直线流程）
最简单的功能图 每个状态仅连接一个转换， 每个转换仅连接一个状态
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7.3 功能图的主要类型
2.选择性分支和连接
一个控制流有多个分支 不允许多个分支同时执行
化学反应控制系统（续）
并行分支合并后转换到新的状态， 有时转换条件永远为“真”，即所有 合并的分支最后的一个状态为ON时，就 可以转换。
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7.4 应用举例
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1.顺序控制指令
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指令的操作对象是顺控继电器S，S也称为状态器，表示功能图的状态 S的范围是 S0.0 – S31.7 LSCR标记一个顺序控制继电器（SCR）段的开始，该段的状态器置位时，允许该SCR工作 SCRT指令有效时，置位下一个SCR段的状态器，同时复位该段的状态器 SCR段必须用SCRE指令结束
7.4 应用举例
2.液体混合控制装置 （例5-2） （循环和跳转）
7.4 应用举例
3.交通信号灯控制系统（循环和跳转）
西向 北向 绿 红 绿 黄 黄 红
东西向
绿 红 黄 南向 红 东向 黄 绿
南北向 红 黄 绿 Q4.3 Q4.4 Q4.5 停止 I0.1
Q4.0 Q4.1 Q4.2
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冲洗
风干
结束
起动
停止
洗车控制面板
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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。 ③任何时候按下停止按钮Stop，则立即停止洗车作业。
7.4 应用举例
交通信号灯控制系统（续）
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。
S1 St art S2 T1 = Q4. 0 = Q4. 5 T 1 20 s = Q4. 0 T2 = Q4. 4 T 2 5s = Q4. 2 = Q4. 3 T3 T 3 30 s = Q4. 1 T4 = Q4. 3 T 4 5s
（直线流程）
按 下 启 动 按 钮 （ I0.0 ） 时 ，
三 只 灯 （ Q0.0 、 Q0.1 、
Q0.2）每隔 1 秒轮流闪亮， 并循环。 按 下 停 止 （ I0.1 ） 时 ， 三 只灯都灭。
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化学反应控制系统（续）
化学反应控制系统 （续）
7.4 应用举例
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本章小结
详述了顺序功能图的基本概念和具体应用
1. 功能图的定义、构成和用途
2. S7-200 PLC 的顺控指令
3. 功能图的基本类型和使用方法
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7.3 功能图的主要类型
3.并行分支和连接
一个控制流必须分成两个或 多个分支控制流 所有的分支控制流同时激活 多个控制流产生的结果相同 时，并行分支合并连接；合 并时，所有分支控制流必须 完成 并行分支用双水平线表示
状态与状态不能相连，中间用转换分隔 转换与转换不能相连，中间用状态分隔 状态与转换、转换与状态之间采用有向线段连接， 从上向下的有向线段，可以省略箭头 一个功能图至少要有一个初始状态

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7.2 顺序控制指令