专题：顺序控制设计法与顺序功能图

专题：顺序控制设计法与顺序功能图PLC与变频技术2021/6/271一、根据继电器电路图设计梯形图1.基本方法⑴分析项目的工作流程⑵分清项目中的输入输出信号，并统计数量⑶根据I/O数量和项目要求确定系统规模(CPU、DI/DO模块数量等)⑷确定PLC外部接线(即确定了I/O地址)⑸梯形图编程。中间继电器、时间继电器和计数器在PLC中用存储位M、定时器T和计数器C代替2021/6/272分析控制对象确定控制内容选择PLC类型硬件设计软件设计系统总装统调符合设计要求投入运行调整硬件否调整软件否是2021/6/2732.实例——电机的Y－起动KM-

KTKTKM-YKM-YKM-

KM-

KTKM-

KMSB1SB2KMFRKMFUQSFR电机A'xB'yC'zKM-YKM-

I0.0I0.1I0.2I0.5可编程控制器Q4.0Q4.1M1L起动按钮停止按钮热继电器DC24VSB2SB1FRAC220VKM-YKM-

KM-

KM-Y2021/6/274KM-

KTKTKM-YKM-YKM-

KM-

KTKM-

KMSB1SB2KMFR电机的Y－起动序号测点号测点名称类型节点型地址通道1START起动按钮DINOI0.002STOP停止按钮DINCI0.113FR热继电器DINCI0.544Y_ONY接触器DONOQ4.005X_ON

接触器DONOQ4.112021/6/2753.注意事项⑴遵循梯形图语法——Step7自动检查⑵梯形图的易读性⑶减少PLC外部接入的I/O数量⑷时间继电器的处理⑸利用存储位作中间环节——代替中间继电器⑹为了安全起见，在外部电路加互锁——硬互锁⑺PLC的输出模块电压电流要与外部负载相配2021/6/276二

、顺序控制设计法与顺序功能图2.1控制系统简介过程控制(ProcessControl)：侧重生产过程中工艺参数的监视、调节与控制。例如DCS，包括：逻辑控制：顺序控制SCS(SequenceControlSystem)：侧重生产设备的启停和工艺流程的联动与闭锁关系。模拟量控制MCS：闭环控制与调节。例如PID。2021/6/2772.2顺序功能图设计法顺序功能图用来编制顺序控制的程序，如：机械手控制、数控机床、立体车库等程序。基本思想：控制过程被划分为若干个时间段——步，每步表示控制输出的一个动作，从一步到另一步的转换由转换条件来控制。转换条件：输入状态的变化，例如内外部输入、定时器、计数器等。编程：根据工艺画顺序功能图→编程→S7Graph。2021/6/278转换初始步动作有向连线步转换条件2.3步与动作——以电机Y－启动为例M0.0M0.1M0.2Q4.0=1Q4.0=0T0I0.0启动T0延时I0.1停止Q4.1=1Q4.0=0Q4.1=0I0.0I0.1Q4.0Q4.1T0

接Y接延时

起M0.0初始M0.1M0.2Y起2021/6/279顺序控制设计法与顺序功能图

顺序控制设计法顺序功能图组成顺序功能图结构2021/6/2710顺序控制设计法顺序控制：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按顺序，对生产过程各个执行机构进行自动有序的操作。11顺序控制设计法1、思路将系统的一个周期划分为若干顺序相连的阶段（步）

用编程元件代表各个阶段

利用转换条件控制代表各步的编程元件

用代表各步的编程元件控制PLC的各输出位输入输出之间无直接联系，简化设计12顺序控制设计法2、步骤

了解工艺生产过程

画出顺序功能图

根据顺序功能图设计梯形图大型和部分中型PLC可直接用顺序功能图进行编程，如S7-300/400的S7-Graph13顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法顺序功能图组成顺序功能图结构2021/6/2714顺序功能图组成组成：1、步2、动作3、转换条件4、有向连线15顺序功能图组成1、步控制系统中的一个相对不变的性质，对应于一个稳定的状态初始步对应控制系统的初始状态，是系统的起点，一个系统至少有一个初始步，用双框线表示相邻两步之间的状态总是不同的步用矩形框表示，有编号16顺序功能图组成1、步2021/6/2717顺序功能图组成1、步按启动按钮I0.0后，先开引风机，延时12s后再开鼓风机；按下停止按钮I0.1后，应先停鼓风机，10s后再停引风机。Q0.0引风机，Q0.1鼓风机初始步M0.1M0.2M0.318一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。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。顺序功能图组成2、动作说明2021/6/2719活动步：当系统处于某一步所在的阶段时，该步处于活动步步处于活动状态时，相应动作被执行处于不活动状态时，相应动作被停止2、动作说明顺序功能图组成2021/6/2720顺序功能图组成

表明各步成为活动步的先后次序，即转移方向默认方向从左到右，从上到下，这两个方向箭头可省略3、有向连线2021/6/2721

在两步之间的有向连线上，用一段短横线表示转换转换条件标注在短横线旁，转换条件满足，两步转换完成4、转换条件顺序功能图组成转移条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注。2021/6/27225、规则顺序功能图组成步与步不能直接相连，必须用转换分开转换与转换不能直接相连，必须用步分开；步与转换、转换与步之间的连线采用有向线段，画功能图的顺序一般是从上向下或从左到右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头。一个功能图至少应有一个初始步。2021/6/27231.步把整个系统按输出状态的变化分成若干个时间段，每个时间段就是一步2.初始步系统的初始状态——静止状态3.活动步活动步：正在执行的动作4.有向连线系统按照有向连线的方向执行顺序步——左→右，上→下5.转换相邻两步的分隔点6.转换条件从一步执行到另一步所需的条件转换初始步动作步转换条件M0.0M0.1M0.2SQ4.0RQ4.0T0I0.0启动T0延时I0.1停止SQ4.1RQ4.0RQ4.1顺序功能图——总结2021/6/27242.4顺序功能图的基本结构单序列、选择系列、并行系列123de5891210hijnk13141516xyzw34510efi67g单序列选择序列并行序列2021/6/2725M0.0M0.1M0.2Q4.0=1Q4.0=0T0I0.0启动T0延时I0.1停止Q4.1=1Q4.0=0Q4.1=0三、使用起保停的顺序控制编程方法3.1单序列：Y－启动2021/6/2726M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4Q4.0Q4.1Q4.2I0.0I0.1I0.3I0.4I0.6M0.5M0.6Q4.3Q4.4I0.5I0.23.2选择和并行序列的编程方法Q4.0I0.0I0.1Q4.0SI0.1I0.0Q4.0RQ4.02021/6/2727M0.0M0.1M0.2Q4.0=1Q4.0=0T0I0.0启动T0延时I0.1停止Q4.1=1Q4.0=0Q4.1=0四、使用置位复位指令的顺序控制编程方法1.单序列：Y－启动2021/6/27282.复杂序列M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4Q4.0Q4.1Q4.2I0.0I0.1I0.3I0.4I0.6M0.5M0.6Q4.3Q4.4I0.5I0.22021/6/2729[作业]三条传输皮带连锁控制起动时，先起动M1，延时20秒后自动起动M2，延时15秒后再自动起动M3。停止时，先停M3，延时30秒后自动停M2，延时20秒后再自动停M1。故障跳闸时，三条皮带全停。M3M2M13#皮带2#皮带1#皮带2021/6/2730根据I/O表格确定模块硬件连接(I/O地址确定)序号测点号测点名称类型接点型地址通道1START起动按钮DINOI0.002STOP停止按钮DINOI0.113Emergency紧急停按钮DINOI0.224M1_STARTM1起动脉冲DONOQ4.115M2_STARTM2起动DONOQ4.446M3_STARTM3起动DONOQ4.772021/6/2731画出顺序功能图根据顺序功能图编程(略)急停的处理：

M0.1~M0.5全部清零

M0.0置1M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4SQ4.1SQ4.4SQ4.7RQ4.7T0I0.0T0T1I0.1T21#起动RQ4.1起动T1停止M0.5RQ4.4T2T3T32#起动3#起动3#停止2#停止1#停止2021/6/2732[作业]交通信号灯控制系统程序设计。启动停止东西向南北向黄红绿Q4.0

Q4.1

Q4.2

Q4.3Q4.4Q4.5交通信号灯控制盘I0.0

I0.12021/6/2733信号灯由控制盘总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯具体控制要求如下表，编写信号灯控制程序。启动停止东西向南北向黄红绿Q4.0

Q4.1

Q4.2

Q4.3Q4.4Q4.5交通信号灯控制盘I0.0

I0.12021/6/2734根据交通信号灯的控制要求，画出信号灯的控制时序如下图。南北向红灯2s3s45s2s3s25s东西向绿灯东西向黄灯东西向红灯南北向绿灯南北向黄灯NS_RNS_GNS_YEW_REW_GEW_Y2021/6/2735画出顺序功能图M0.2T1闪: