S7-200的顺序控制指令与应用

1、S7-200 PLC顺序控制指令与应用一、什么是顺序控制二、功能图的产生三、功能图的基本概念六、顺序功能图的基本结构（主要类型）七、顺序控制指令示例四、功能图的构成规则五、顺序控制指令 所谓顺序控制顺序控制就是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秩序地进行操作。 顺序控制设计法的关键是根据系统的工艺过程，绘制顺序功能图SFC（Sequential Function Chart）（简称功能图）。 顺序功能图是一种真正的图形化的编程语言，对一个顺序控制问题，不管有多复杂，都可以用图形的方式把问题表达或叙述清楚。大部分基于IE

2、C61131-3编程的PLC都支持SFC，即可以直接SFC直接编制程序。但多数非IEC61131-3的PLC产品（包括S7-200系列）都不接收SFC直接编制的程序。 对于不支持SFC的PLC而言，一般都是根据控制要求设计顺序功能图，再根据功能图指令将其转化为梯形图程序 。一、什么是顺序控制一、什么是顺序控制二、功能图的产生二、功能图的产生 20世纪80年代初，法国科技人员PETRI NET理论，提出了可编程序控制器设计的Grafacet法。 Grafacet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，即顺序功能图SFC语言，现已成为法国国家标准NFC03190。 国际电工委员会IEC

3、于1988年公布了类似的“控制系统功能图准备”标准IEC848。 1993年5月公布的IEC的PLC标准IEC61131中，顺序功能图是位居首位的PLC编程语言。三、功能图的基本概念三、功能图的基本概念 功能图又称顺序功能图、功能流程图、状态转移图。 顺序功能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性语言，它能完整地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。1、功能图的组成元素（1）状态（或步）（2）有向连线（或有向线段）（3）转移使能（或转换条件）（4）动作（或命令） 适当运用功能图的组成元素即可得到控制系统的

4、静态表示法；再根据转移触发规则（即转换条件）则模拟系统运行，就可以得到的动态过程。2、状态（或步） 顺序控制设计法最基本的思想就是将系统的一个工作周期划分为有限个顺序相连的阶段，习惯称为有限状态或步。每个状态在控制系统工作过程中具有相对不变的性质，对应一个稳定的情形。状态（或步）分为两种： （1）初始状态（或初始步）。初始状态是系统等待启动命令的相对静止的状态，它是功能图运行的起点，每一个控制系统至少有一个初始状态。初始状态的图形符号多为双初始状态的图形符号多为双线方框表示线方框表示，也有画单线矩形框或一条横线表示功能图的开始。 （2）工作状态。它是控制系统正常运行时的的状态。当前运行的状态称

5、为动状态（或称活动步）；当前没有运行的状态称为静状态。工作状态的图像符号为单线矩形框工作状态的图像符号为单线矩形框。2、有向连线（有向线段） 在顺序功能图中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生工作动状态的进展，这种“进展”按有向连线规定的路线和方向进行。 在绘制功能图中，将代表工作状态的方框按动状态的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。 动状态进展排列的方向习惯是自上而下或自左而右，此时有向连线的方向箭头可以忽略。否则，要用有向连线的箭头注明工作状态的进展方向。 在复杂的功能图中或几个图来表示一个顺序功能图时，有向连线需要中断或断开，此时就需要在有向连线的中断之处标明下一工作状

6、态的标号和所在的页数。3、转移使能（转换条件） 从一个状态到下一状态的变化即为转移（或转换），也就是说转移将相邻的两个工作状态分隔开。 转移用有向连线且在有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示。 使系统从当前状态进入下一状态的信号或必要条件称为转移使能（或转换条件）。转移条件通常用文字、逻辑方程及符号来表示。 转换条件可以是外部输入信号，如指令开关触点的接通或断开等，也可以是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器触点的接通或断开等，还可以是若干信号的组合逻辑。4、（与状态对应的）动作（或命令） 每一个稳定的状态一般会有相应的动作或命令，并用矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应的状态符号相

7、连。 若某一状态有几个动作或命令，且不隐含这些动作之间的任何顺序，可以表述如下。 另外，说明动作的语句需要清楚表明该命令是否属于存储型是否属于存储型。如某一状态的存储型动作“打开1号阀并保持”，说明在该状态为动状态时1号阀打开，在该状态为静状态时继续打开；非存储型动作“打开1号阀”，说明在该状态为动状态时1号阀打开，在该状态为静状态时关闭。四、功能图的构成规则四、功能图的构成规则 控制系统功能图的绘制必须满足以下规则： （1）状态与状态不能直接相连，必须用一个转移将它们分开； （2）转移与转移不能直接相连，必须用一个状态将它们分开； （3）状态与转移、转移与状态之间的连接采用有向连线，自上而下

8、绘制时可以省略箭头，自下而上绘制时必须用箭头代表方向； （4）一个功能图至少有一个初始状态。初始状态一般对应于系统等待启动的过渡状态，初始状态可以没有任何输出动作，但初始状态必不可少。 （5）在顺序功能图中一般应由状态和有向连线组成闭环。完成一次过程的全部操作后，应从最后状态返回初始状态。 （6）在顺序功能图中，只有当某一状态的前一状态为动状态时，该状态才有可能变成动状态。如果用没有断电保持功能的编程元件代表各状态，进入RUN工作方式时，它们均处于OFF状态，必须用初始化脉冲必须用初始化脉冲SM0.0的动合触点作为转换条件，将初始状态预置为的动合触点作为转换条件，将初始状态预置为动状态动状态，

9、否则，功能图中因没有动状态而导致系统无法工作。 【示例】某一冲压机的初始位置是冲头抬起处于高位，当操作者按下启动按钮时，冲【示例】某一冲压机的初始位置是冲头抬起处于高位，当操作者按下启动按钮时，冲头向工件冲击，到最低位置时，触动低位行程开关；然后冲头抬起，回到高位，触动高头向工件冲击，到最低位置时，触动低位行程开关；然后冲头抬起，回到高位，触动高位行程开关，停止运行。冲压机运行过程的功能图如下图所示。位行程开关，停止运行。冲压机运行过程的功能图如下图所示。五、顺序控制指令五、顺序控制指令S7-200PLC提供了4条顺序控制指令。顺序控制指令的形式及功能STLLAD功能描述功能描述操作对象操作对

10、象备注备注LSCR S_bit顺序状态开始S（位）SCRT S_bit顺序状态转移S（位）SCRE顺序状态结束无CSCRE条件顺序状态结束无很少使用 注意：这里使用的是“S的位信息”，也就是操作对象为顺控继电器顺控继电器S（也称状态状态器器），每一个S位都表示功能图中的一种状态，S的范围为的范围为S0.0S31.7（可代表256个状态）。1、顺序控制指令说明（SCR段的功能）（1）什么是SCR段？ 从LSCR指令开始到SCRE指令结束的所有指令组成一个顺序控制继电器（SCR）段。 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。SCR段必须用SCRE指令结束。 当

11、SCRT指令的输入端有效时，一方面置位下一个SCR段的状态器S，以便使下一个SCR段开始工作；另一方面又同时使该段的状态器复位，使该段停止工作。（2）SCR段的功能 每一个SCR程序段一般有以下三种功能： a、驱动处理：即在该段状态器有效时，要做什么工作；有时也可能不做任何工作； b、指定转移条件和目标：即满足什么条件后状态转移到何处； c、转移源自动复位功能：状态发生转移后，置位下一个状态的同时自动复位原状态。（3）CSCRE指令 使用CSCRE指令可以结束正在执行的SCR段，使条件发生处和SCRE之间的指令不再执行。该指令不影响S位和堆栈。使用CSCRE指令后会改变正在进行的状态转移操作。

12、2、顺序控制指令示例梯形图（LAD）功能图（SFC）语句表（STL） 使用功能图编程时，应先绘制功能图，然后对应于功能图绘制梯形图。3、顺序控制指令使用说明 （1）顺控指令仅对元件S有效，顺控继电器也具有一般继电器的功能，所以对它能够使用其它指令； （2）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； （3）不能把同一个S位用于不同程序中，如主程序中用了S0.1，在子程序中就不能再使用S0.1； （4）在SCR段中不能使用JMP和LBL指令，即不允许跳入、跳出或在内部跳转； （5）在SCR段中不能使用FOR、NEXT和

13、END指令； （6）在状态发生转移后，所有的SCR段的元器件一般也要复位，如果希望继续输出，可使用置位/复位指令； （7）在使用功能图时，状态的编号可以不按顺序编排。六、顺序功能图的基本结构（功能图的主要类型）六、顺序功能图的基本结构（功能图的主要类型）单序列（单流程）单序列（单流程）选择序列（可选择分支）选择序列（可选择分支）并行序列（并行分支）并行序列（并行分支）混合序列混合序列1、单序列（单流程）型 单序列由一系列相继被激活的状态组成，每一个状态的后面仅有一个转换，每一个转换的后面仅一个状态。 在单序列中，有向连线没有分支和合并。LADSFCSTL单序列示意图单序列示意图2、选择序列（可

14、选择分支）型 在实际中，对具有多流程的工作要进行流程选择或分支选择，即一个控制流程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，究竟转移到哪一个分支取决于转移条件哪一个为真。选择序列示意图选择序列示意图 选择序列的开始成为分支，转换条件只能标在水平连线之下。如在动状态3时，当条件d=1时，动状态转移到4；当条件m=1时，动状态转移到6。一般只允许选择其中一个序列，可见各序列是互相排斥的。 选择序列的结束成为合并，转换条件只能标在水平连线之上。如在动状态5时，当条件f=1时，动状态转移到8；在动状态7时，当条件r=1时，动状态转移到8。LADSFC可选择分支示例：3、并行序列（并

15、行分支） 在实际中，一个顺序控制状态流需要分成多个不同分支控制状态流，这就是并行分支并行分支或并发分支并发分支。或者，当一个控制状态流分成多个分支时，且转换的实现导致所有的分支序列同时激活同时激活，这些序列称为并行序列。并行序列示意图并行序列示意图 为了强调转移的同步实现，并发顺序用双水平线表示。当状态4、6同时激活后，每个子序列的动状态进展是独立的。在表示同步的双水平线之上，只允许有一个转换条件。 并行序列的结束称为合并。合并时，在表示同步的双水平线之下，只允许有一个转换条件。当连接到双水平线上的所有的前级状态8、7都处于动状态，且转换条件e=1时，才会发生状态8和状态7到状态10的进展，此时状态8和状态7变为静状态，状态10变为动状态。LAD并行分支示例：SFC4、混合序列 单一顺序、选择和并发是功能图的基本形式。多数情况下，这些形式会混合出现，即所谓混合序列。在混合序列中，跳转和循环是非常典型的跳转和循环是非常典型的。 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