PLC编程与应用课件 项目三顺序控制设计法 任务1：三条皮带控制顺序功能图画法的讲解

项目三：

顺序控制设计法任务1三条皮带的传送知识目标1.顺序控制设计法的概念；2.知道顺序控制的几个概念，并会划分的工作步；3.会找出每步的转换条件及转换方向，并能画出顺序控制功能图。

任务资讯知识点1：顺序控制法的概念

顺序控制：

就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号和内部软元件的作用下，根据输出量的状态变化和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有顺序地循环进行操作的控制。

顺序功能图（SequentialFunctionChart,SFC)是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形语言，也是设计PLC的顺序控制程序的依据。知识点2：顺序控功能图的几个基本概念每一个顺序功能图都是由步、有向线段、转换条件和动作（或命令）组成的。（1）步的基本概念顺序控制设计法最基本的思想是根据输出量的变化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（Step），并用编程元件（例如：辅助继电器M）来代替各步的编号，如：M0.0、M0.1、M0.2、……等。任务资讯如：小车自动往返顺序控制系统示意图，如图3-1-1所示：控制要求：运料小车在原始位置压合着行程开关SQ2（I0.2），当按下按钮SB1（I0.0）时电磁阀YV1（Q0.0）打开，为小车装料同时定时5s，当时间到关闭电磁阀YV1，控制小车运动的电动机开始正转KM1（Q0.2）向右移动，当小车压合行程开关SQ1（I0.1）时，小车停止，打开电磁阀YV2（Q0.2）开始卸货，同时定时5s，时间到关闭电磁阀YV2（Q0.1），控制小车运动的电动机开始反转KM2（Q0.3）向左移动，当小车压合行程开关SQ2（I0.2）时返回原始位置，小车停止。图3-1-1小车自动往返顺控制系统示意图任务资讯根据控制系统的要求画出时序图，如图3-1-2所示：在这一过程中根据输出状态的不同，划分了4步。分别为：小车装货→小车正转右移→小车卸货→小车反转左移。图3-1-2运料小车时序图任务资讯（2）步的分类：步分为初始步、不活动步和活动步。

①初始步：

与系统的初始状态相对应的步称为初始步。

说明：

初始步在顺序功能图中放在最上面，且用双线框来表示（其它步用单线框表示），每个顺序功能图中至少要有一个初始步。

初始步可用辅助继电器M0.0、M1.0、M2.0、M3.0、M4.0等表示，但一定要注意不能用系统存储器字节来表示。

任务资讯②不活动步

当系统程序没有正处在该步时，该步就为不活动步。③活动步

当系统程序正运行到某一步所在阶段时，该步即为活动步。当该步为活动步时，执行相应的动作；当向下转换的条件满足时，就会转换到下一步。知识点提示：

在S7－1200对CPU组态时，如果设置默认的MB1为系统存储器字节地址，则必须使用开机后仅在PLC进入RUN模式时接通一个扫描周期的M1.0位存储器的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步，其它各步的编程元件都处于“0”状态为不活动步，这样就为系统工作做好了准备，否则顺序控制系统中没有活动步，就无法向下运行。也可不用默认的辅助继电器MB1为系统存储器字节地址，可以自定义其它的辅助继电器字节为系统存储器字节地址，如MB2、MB3等。当MB1不是系统存储器字节地址时，则可以用M1.0表示初始步。任务资讯

知识点提示：

每个活动步在满足转移条件时，都会转移到下一步，并结束上一步，因此必须清楚各步要完成的任务、转移的条件和转移的方向。（2）有向线段在画顺序功能图时，将代表各步的方框按时间的推移和内部状态的改变，按进展的顺序排列起来，在框与框之间用有向线段将它们连接起来，进展的方向用有向线段的箭头来表示。（如是垂直线时，箭头可以省略）（3）转换从一个步到另外一步之间存在着步的转换，即用转换将相邻两个步隔离开，用在有向线段上与之垂直的短线来表示。（4）转换条件转换条件是发生转换时的条件，它标注在转换短线的旁边。转换条件可以是外部的输入信号，如：按钮、行程开关、传感器等的接通或断开；也可以是PLC内部产生的信号，如：辅助继电器、定时器、计数器等触点的接通或断开。

转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式、图形符号或逻辑符号来表示，使用最多的是布尔代数表达式。任务资讯知识点提示：

转换的实现必须同时满足两个条件：一、该转换的所有前一步都必须是活动步。二、相应的所有转换条件都必须得到满足。

转换实现的结果有两个：一、使所有转换有向线段所指的后续步都成为“活动步”。二、使所有转换有向线段相连的前级步都成为“不活动步”。

条件可以是一个信号也可以是多个信号的逻辑组合。

任务资讯（5）动作（或称为命令）

在实际工作中，将“命令”和“动作”统称为动作，并把动作用文字或符号写在矩形框内，放在该步的右侧且用直线连接起来。如果是多个动作则把矩形框分成多个矩形框水平排列或竖直排列，把表示动作的文字和符号写在其中，任务资讯知识点3：顺序功能图的画法（1）画顺序功能图的步骤：①画顺序功能图前，应根据控制系统的需要，分配PLC的输入和输出点。②为了清晰地分析控制过程，要求画出时序图。③一个完整的状态流程图必须有初始状态，即首先确定它的初始状态。然后将复杂的控制任务或工作过程根据输出状态的变化分成若干个步（即工序），分解后的每步都应分配一个或多个工作任务，即本步做什么。④画顺序功能图。根据控制顺序把代表每一步用编程元件（M）的地址写在方框内，它所执行的动作写在该步的右面，并用一条水平直线连接。下一步写在下面，并用箭头连接，表示转移的方向，在竖线上画一横线把转换条件写在横线的旁边。若满足转移条件，则上步判断，开始下一步的运行，以此类推。最后一步，当满足转换条件恢复到原始状态，从该步用直线连接到初始步，一个完整的顺序功能图即完成。任务资讯（2）画顺序功能图时的注意事项图3-1-5运料小车自动往返顺序控制的顺序功能图

①两个步不能直接相连两个步之间必须有转换及转换条件

②两个转换也不能直接相连，必须用步隔开

③初始步就是系统的等待启动的初始状态，在此可能没有输出量，但初始步必不可少。

④在系统组态时，在CPU的属性→脉冲发生器→选择系统和时钟存储器中选择启动系统存储器字节的地址，默认状态下是MB1，也可设置为其它字节。如选MB1时就用M1.0这个初始化脉冲常开触点来启动初始步，否则初始步就不是活动步。⑤自动控制系统中一般情况下是能重复执行某一控制过程的，因此控制过程应该是闭环的。任务资讯知识点3：顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构有：单序列、选择性序列和并行序列三种。（1）单序列结构

（2）选择性序列结构

（3）并行序列结构

图3-1-8单序列图3-1-9选择性序列图3-1-10并行序列任务资讯

传送带工作示意图如右所示。其中1#、2#和3#为三条皮带，分别由电动机M1、M2和M3控制。(1)逆物流方向顺序起动。按下起动按钮SB1后，起动3#皮带；按下起动按钮SB2后，起动2#皮带；按下起动按钮SB3后，起动1#皮带，同时开启漏斗闸门（YV=ON），起动完毕。

(2)顺物流方向顺序停车。按下停止按钮SB4，关闭漏斗闸门，为防止货物堆积需延时8s，然后再停止1#皮带；按下停止按钮SB5，停止2#皮带；按下停止按钮SB6，停止3#皮带,停车完毕。(说明：漏斗闸门由单向电磁阀YV控制，YV得电，闸门打开，反之，闸门关闭。)任务布置：输入输出输入器件文字符号作用输入继电器输出器件文字符号作用输出继电器启动按钮SB1启动M3I0.0接触器KM1控制M1Q0.0启动按钮SB2启动M2I0.1接触器KM2控制M2Q0.1启动按钮SB3启动M1I0.2接触器KM3控制M3Q0.2停止按钮SB4停止M1I0.3电磁阀YV控制漏斗Q0.3停止按钮SB5停止M2I0.4

停止按钮SB6停止M3I0.5

据题意分析：该系统有三个启动按钮、三个停止按钮共六个输入，三个接触器一个电磁阀共4个输出。I/O地址分配表如下表所示：

三条皮带的控制线路接线图如下图所示，在安装时，为了安全在未把程序调试成功之前先不接输出负载。在接线时各种电路保护：短路（FU）、过载（FR）、工作接零（PE）一定要安装全面，硬件上实现了各种保护软件上就不设置了。按下启动按钮SB1

分析三条皮带的控制要求，画出时序图，据时序图可把其控制过程的一个周期分为以下各步：

初始步：M2.0——漏斗关闭（Q0.3＝0），三条皮带都处于停止状态（Q0.0＝0、Q0.1＝0、Q0.2＝0）。

第一步：M2.1——启动3#皮带即接触器KM3得电（Q0.2＝1）

第二步：M2.2——启动2#皮带即接触器KM2得电（Q0.1＝1）

第三步：M2.3——启动1#皮带即接触器KM1得电（Q0.0＝1），同时物料漏斗打开即电磁阀YV得电（Q0.3＝1）

第四步：M2.4——关闭漏斗即电磁阀YV失电（Q0.3＝0）,并延时8S

第五步：M2.5——停止1#皮带即接触器KM1失电（Q0.0＝0）

第六步：M2.6——停止2#皮带即接触器KM2失电（Q0.1＝0）

第七步：M2.7——停止3#皮带即接触器KM3失电（Q0.2＝0）转换的条件为：按下启动按钮SB2按下停止按钮SB4按下启动按钮SB3定时器T0时间到按下停止按钮SB5第三条皮带停止用Q0.2表示按下停止按钮SB6画出顺序功能图：M2