顺序功能图演示文稿

顺序功能图演示文稿第一页，共七十页。顺序功能图第二页，共七十页。小车自动往返运动的梯形图设计第三页，共七十页。外部接线图第四页，共七十页。梯形图第五页，共七十页。根据继电器电路图设计梯形图的方法用PLC的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器控制系统的功能。特点：不需要改动控制面板，操作人员不用改变长期形成的操作习惯。第六页，共七十页。基本方法1)了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。

2)确定可编程序控制器的输入信号和输出负载，对应的梯形图中的输入位和输出位的地址，画出可编程序控制器的外部接线图。

3)确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的存储器位(M)和定时器(T)的地址。

4)根据上述对应关系画出梯形图。第七页，共七十页。某三速异步电动机起动和自动加速的继电器控制电路图第八页，共七十页。PLC外部接线图第九页，共七十页。梯形图第十页，共七十页。组合型逻辑设计步骤分析工艺要求根据工艺要求列写动作表根据动作表列写逻辑式化简逻辑式根据逻辑式绘制梯形图修改补充第十一页，共七十页。2、设计举例例：设计一联锁保护环节，要求三个检测开关中只要有两个或两个以上动作，则相应的电磁阀打开。检测开关为常开型，电磁阀为带电打开。状态元件1234输入X1X2X3110101011111输出Y1111逻辑式：Y=X1X2+X1X3+X2X3+X1X2X3Y=X1X2+X1X3+X2X3第十二页，共七十页。“经验”编程法1.“经验”编程法的设计基础

(找出符合控制要求的系统各个输出的工作条件。

(2)梯形图的基本模式为启-保-停电路。每个启-保-停电路一般只针对一个输出。

(3)编程中约定俗成的基本环节，可以在许多地方借以应用。2.“经验”编程法的编程步骤

(1)合理分配输入输出端。选择必要的定时器、计数器、辅助继电器。

(2)对于一些控制要求较简单的输出，直接写出它们的工作条件

(3)对于较复杂的控制要求，确定组成总的控制要求的关键点。

(4)将关键点用梯形图表达出来。

(5)针对系统最终的输出进行梯形图的编绘。

(6)审查草绘图纸，补充遗漏的功能，更正错误，进行最后的完善。第十三页，共七十页。采用经验编程法的注意事项（1）应遵守梯形图语言中的语法规定（2）合理设置中间单元（3）尽量减少PLC的输入信号和输出信号（4）设立外部联锁电路（5）梯形图优化设计（6）注意外部负载的额定电压第十四页，共七十页。5.1系统设计的步骤1.熟悉被控对象、工艺流程、控制要求。2.确定控制方案、选择输入输出设备。3.选择PLC。4.分配I/O地址、列I/O分配表、绘制接线图、设计控制台(柜)。5.配置PLC、编写控制程序、调试修改6.编写控制系统的技术文件，包括说明书、电气原理图及电气元器件列表、I/O连接图、I/O地址分配表、控制软件。返回本节第十五页，共七十页。5.2顺序功能图设计方法

顺序控制功能图，简称功能图，又叫状态功能图、状态流程图或状态转移图。它是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能说明性语言，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。返回本章首页第十六页，共七十页。步有向连线转换、转换条件动作（或命令）一.顺序功能图的基本元素第十七页，共七十页。1步步的概念步是根据系统输出量的变化，将系统的一个工作循环过程分解成若干个顺序相连的阶段，步对应于系统的一个稳定的状态。步的表示用矩形框表示，框中的数字或符号是该步的编号。活动步正在执行的步称为活动步,其他为不活动步起始步起始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示。Step50图5.1步图5.2起始步第十八页，共七十页。

2有向线段和转换功能图中，步和步按运行时工作的顺序排列并用表示变化方向的有向线段连接起来。步的活动状态习惯的进展方向是从上到下从左到右，这两个方向上的有向连线的箭头可以省略，其它方向不可省略。转换用有向连线上的短划线表示，用于分隔两个相邻的步，步的活动状态的转化由转换实现。转换条件是与转换相关的逻辑命题，可以用文字、布尔表达式、图形符号等标注在表示转换的短线旁边。图5.3有向线段和转移210电机M2起动电机M1起动等待T1延时时间到按下停止按钮按下起动按钮第十九页，共七十页。3动作一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如下图5.4所示。一个步对应多个动作时有两种画法，可任选一种，一步中的动作是同时进行的，动作之间没有顺序关系。可以有存储型、非存储型等，如“打开1号阀们并保持”。图5.4动作的表示第二十页，共七十页。二.顺序功能图设计基本规则1步与步不能直接相连，必须用转移分开；2两个转换也不能直接相连，必须用步分开；3一个功能图必须有一个初始步，用于表示初始状态4自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此功能图应包含有由步和有向连线组成的闭环。第二十一页，共七十页。三、顺序功能图基本结构1单序列结构

2分支结构

选择分支

并列分支

3循环结构

4复合结构

第二十二页，共七十页。1单序列结构图5.5顺序结构210电机M2起动电机M1起动等待T1延时时间到按下停止按钮按下起动按钮单序列结构由若干顺序激活的步组成，每步后面有一个转换，每个转换后也仅有一个步第二十三页，共七十页。2分支结构图5.6选择性分支（1）选择分支选择分支结构含多个可选择的分支序列，多个分支序列分支开始和结束处用水平连线将各分支连起来。在选择分支开始处，转换符号只能标注在水平连线之上。选择序列的结束称合并，合并处的转换符号只能标注在水平线之上，每个分支结束处都有自己的转换条件。选择分支处，程序将转到满足转换条件的分支执行，一般只允许选择一个分支，两个分支条件同时满足时，优先选择左侧分支。第二十四页，共七十页。（2）并列分支当转换条件满足时，并列分支中的所有分支序列将同时激活，用于表示系统中的同时工作的独立部分。图5.7并发性分支为强调转换的同步实现，并列分支用双水平线表示在并列分支的入口处只有一个转换，转换符号必须画在双水平线的上面，当转换条件满足时，双线下面连接的所有步变为活动步。并列序列的结束称为合并，合并处也仅有一个转换条件，必须画在双线的下面，当连接在双线上面的所有前级步都为活动步且转换条件满足时，才转移到双线下面的步第二十五页，共七十页。3循环结构循环结构用于一个顺序过程的多次或往复执行。功能图画法如图5.8所示，这种结构可看作是选择性分支结构的一种特殊情况。

图5.8并发性分支第二十六页，共七十页。4复合结构图5.9功能流程图举例返回本节第二十七页，共七十页。四、顺序功能图转换实现的基本规则1转换实现的条件该转换所有的前级步都是活动步。相应的转换条件得到满足。2转换实现时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。使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。第二十八页，共七十页。3并列序列与选择序列转换的实现并列序列分支处，转换有几个后续步，转换实现时应同时将他们变为活动步并列序列合并处，转换有几个前级步，它们均为活动时才有可能实现转换，在转换实现时应将它们全部变为非活动步在选择序列分支与合并处，一个转换实际上只有一个前级步和一个后续步，，但一个步可能有多个前级步或多个后序步第二十九页，共七十页。

一、启动与停止条件某步变为活动步的条件为前级步为活动步并且转换条件满足得到满足,因此某步的启动条件=前级步状态and转换条件即某步的启动回路应为前级步常开触点和转换条件的常开触点串联,并与自身常开点并联实现自保持当某步的下一步变为活动步时,该步就由活动变为不活动步,因此可以用后续步的常闭触点作为该步的停止条件.5.3基于起保停电路的设计方法Step0Step1Step2Step3SV1SV1SV2SV2S:FSSB1SQ2SQ3SQ1第三十页，共七十页。二、按起保停电路设计梯形图的一般方法：如果工步S（i）的前级步是活动步，即S（i-1）=1，并且他们之间的转换条件成立，即X（i）=1，则工步S（i）变为活动步（由“0”变为“1”）所以，S（i）的启动回路是由S（i-1）和S（i）的常开触点串联而成，并与S（i）的常开触点并联，实现自保持。当后续步S（i+1）变为活动步时，S（i）应该断开，所以将S（i+1）的常闭触点与S（I）的线圈串联。S(i-1)X(i)S(i+1)S(i)S(i)第三十一页，共七十页。三、输出电路的编程方法

仅在一步中为ON的输出量，可以直接与代表步的输出线圈并联若某输出在多个步中都为1状态，应将各步的常开触点并联后，去驱动该输出的线圈。第三十二页，共七十页。快进工进快退SQ1SQ2SQ3四、单序列编程-机床液压动力滑台滑台控制过程：SQ1、SQ2、SQ3分别为左限位、中限位、右限位开关，滑台运动由三个电磁阀SV1、SV2、SV3控制,初始时，滑台停在最左侧（SQ1被压下），按下启动按钮SB1，电磁阀SV1、SV2线圈同时通电打开，滑台向右快速进给（快进）；碰到中限位开关SQ2时变为工作进给（称工进）此时SV1断电关闭，SV2仍通电打开，碰到右限位开关SQ3时暂停8s，SV2线圈断电，滑台停止运行，时间到滑台快速退回（快退），此时SV3线圈通电打开；返回到初始位置时SQ1动作，SV3线圈断电，停止运动。第三十三页，共七十页。图中SB1启动按钮,SQ1，SQ2，SQ3为行程开关SV1，SV2，SV3为控制电磁阀用Step0,Step1,Step2,Step3来代表初始步、快进步、工进步和快退步四个工步，他们应顺序地接通和断开。S:FSSB1SQ2SQ1SQ3Step0Step1Step2Step3SV1SV2SV3初始快进工进快退第三十四页，共七十页。Step0Step1Step2Step3SV1SV2SV3SV2S:FSSB1SQ2SQ3SQ1系统顺序功能图第三十五页，共七十页。Step3SQ1Step1Step0S:FSStep0Step1SQ2Step3Step2Step2Step1SV2Step2Step0SB1Step2Step1Step1SV1Step2SQ3Step0Step3Step3SV3Step0Step1Step2Step3SV1SV2SV3SV2S:FSSB1SQ2SQ3SQ1快进工进快退第三十六页，共七十页。五、选择序列与并列序列的编程Step0Step1Step2Step3OUT0OUT1OUT2SB1SQ1SQ3SQ4Step4SQ2SQ6Step5OUT3SQ5Step6OUT4第三十七页，共七十页。

如图，步Step0后有选择分支，若Step0为活动步，当它的后序步Step1或Step2变为活动步时，它都会变为不活动步，因此应将Step1和Step2的常闭点与Step0的线圈串联作为Step0的停止控制。如果一步后面有一个由N条分支组成的选择序列，该步可能转移到不同的N步去，应该将这N步对应的常闭触点与该步线圈串联，作为该步结束的条件。1选择序列的分支编程方法Step6SQ6Step1Step0Step0Step2Step4第三十八页，共七十页。

如果某步之前有N个转换，即有N个分支进入该步，则该步的启动电路由N条支路并联而成，各支路由某前一级步对应的常开触点与相应转换条件的常开触点串联而成。2选择序列的合并的编程方法Step1SQ1Step3Step2Step0Step2SQ2OUT1第三十九页，共七十页。3并列序列的分支编程

图中Step2后有一个并列分支，当Step2为活动步且转换条件满足时，Step3和Step5同时变为活动步，因此它们的启动电路相同，都是Step2的常开触点与转换条件串联构成；与此同时，Step2变为不活动步，由于后续步同时变为活动，因此因此仅需要其中一步的常闭触点作为其结束条件。Step1SQ1Step3Step2Step0Step2SQ2OUT1第四十页，共七十页。4并列序列合并编程并列序列的合并处转换实现的条件是所有前级步都是活动步且转换条件满足，因此应将所有前级步的常开触点与转换条件串联作为后序步启动条件。如Step05仅有两步的闭环的处理如图，此时Step3不能变为活动步，因此不能用后续步的常闭点作为结束条件，应改为转换条件SB3Step2SQ2Step2Step3Step3Step4(SB3)Step4Step3Step2SB4SB2SB3第四十一页，共七十页。Step0Step1Step2Step3SV1SV2SV3SV2S:FSSB1SQ2SQ3SQ1Step3SQ1Step1Step0S:FSStep0Step1SQ2Step3Step2Step2Step0SB1Step2Step1Step1SV1Step2SQ3Step0Step3Step3SV3Step1SV2Step2快进工进快退第四十二页，共七十页。基于置位、复位指令设计顺序控制梯形图Step0第四十三页，共七十页。选择序列与并行序列第四十四页，共七十页。具有多种工作方式的系统编程机械手的原位：在最上面、最左边且除松开的电磁线圈(YV5)通电外其它线圈全部断电的状态例:机械手控制系统设计第四十五页，共七十页。机械手的控制要求机械手具有手动、单步、单周期、连续、回原点或原位五种工作方式，用开关SA进行选择。

第四十六页，共七十页。PLC的I/O分配为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时），能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM。在PLC开始运行时按下“电源”按钮SB1，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给输出设备提供电源；出现紧急情况时，按下“急停”按钮SB2，KM触点断开电源。第四十七页，共七十页。三、程序设计程序的总体结构：将程序分为公用程序、自动程序、手动程序和回原位程序四个部分，其中自动程序包括单步、单周期和连续工作的程序，这是因为它们的工作都是按照同样的顺序进行，所以将它们合在一起编程更加简单。梯形图中使用跳转指令使得自动程序、手动程序和回原位程序不会同时执行。第四十八页，共七十页。OB1程序结构和公用程序第四十九页，共七十页。手动程序第五十页，共七十页。第五十一页，共七十页。自动程序的顺序功能图第五十二页，共七十页。返回本章首页结束放映交通灯控制北西东南第五十三页，共七十页。交通灯控制控制要求分析在系统工作时，对执行元件——指挥灯，有如下要求：

(1)信号灯系统的工作受启停按钮控制，启动按钮按下开始工作，停止按钮按下停止工作。

(2)南北方向绿灯和东西方向绿灯不能同时亮，如果同时亮则应用自动立即关闭信号灯系统，并立即发出报警信号。

(3)南北红灯亮维持25s，在此间时东西绿灯也亮，并维持20s时间，到20s时，东西绿灯闪亮，闪亮3s后熄火，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮并维持2s。到2s时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

(4)东西红灯亮维持30s，在此同时南北绿灯亮维持25s，然后闪亮3s熄灭，接着南北黄灯亮维持2s后熄灭．同时南北红灯亮，东西绿灯亮。

(5)两个方向的信号灯，按上面的要求周而复始地进行工作。第五十四页，共七十页。交通灯控制I/O接线系统的I/O信号系统开启、停止按钮信号；输出信号有东西方向、南北方向各两组指示灯驱动信号和故障指示灯驱动信号。系统所需的输入点数为2，输出点数为13，且都是开关量。由于每一方向的两组指示灯中，同种颜色的指示灯同时工作，为节省输出点数，可以采用并联输出方法,此时仅需要7个输出点。第五十五页，共七十页。comcom南绿北绿南黄北黄南红北红东绿西绿东黄西黄东红西红报警第五十六页，共七十页。第五十七页，共七十页。等待Step0Step1Step2南北红灯亮东西绿灯亮S:FSSB1T1T1:20S南北红灯亮T2:3S东西绿灯闪烁Step3南北红灯亮T3:2S东西黄灯亮Step4南北绿灯亮T4:25S东西红灯亮Step2南北绿灯闪烁T5:3S东西红灯亮Step3南北黄灯亮T6:2S东西红灯亮T2T3T4T5T6第五十八页，共七十页。几个案例设计一个控制电路，要求第一台电动机启动10s后第二台电动机自动启动，第二台电动机运行10s后第一台电动机停止，继续运行10s后，自动停止。设计一小车控制电路，要求当按下运行按钮后，小车从原始位置移动到终端后停止，并且停留5分钟后自动返回原始位置。第五十九页，共七十页。几个案例

3．设计一个抢答器系统程序，要求：抢答器系统是由三个抢答席和一个主持人席组成的，每个抢答席上各有一个抢答按钮和一盏抢答指示灯。参赛者在允许抢答时，第一个按下抢答按钮的抢答席上的指示灯会亮，且释放抢答按钮后，指示灯仍然亮；此后，另外两个抢答席上即使再按各自的抢答按钮，其指示灯也不会亮。这样，主持人就可以轻易地知道谁是第一个按下抢答器的。该题抢答结束后，主持人按下主持人席上的复位按钮(常闭按钮)，则指示灯熄灭，这样，又可以进行下一题的抢答比赛。第六十页，共七十页。几个案例4.某霓虹灯共有八盏灯，设计一段程序每次只点亮一盏灯，间隔一秒钟循环往复不止。

第六十一页，共七十页。5、编写一霓虹灯控制程序用已学过的基本指令，编写霓虹灯控制程序，控制过程，按下启