第7章-可編程控制器SFC程序設(shè)計(jì)(用)解讀.ppt

1、第七章 可編程控制器SFC程序設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)：介紹順序功能圖（SFC）程序設(shè)計(jì)的方法。應(yīng)熟練掌握該方法。,1順序控制的特點(diǎn),送料小車自動控制系統(tǒng)的工作過程,規(guī)律性強(qiáng)、時序清晰,2.功能表圖,停15秒,停10秒,2功能圖及其對應(yīng)的梯形圖,功能圖的組成： 步+轉(zhuǎn)向條件+有向連線+動作 （功能表圖又叫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、狀態(tài)圖或流程圖） 功能圖的結(jié)構(gòu) 功能圖的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的梯形圖,功能圖的結(jié)構(gòu),2.1 功能表圖的結(jié)構(gòu),1）單序列結(jié)構(gòu)（順序結(jié)構(gòu)） 單序列由一系列相繼激活的步組成。每一步的后面僅有一個轉(zhuǎn)換條件，每一個轉(zhuǎn)換條件后面僅有一步。,選擇序列結(jié)構(gòu),2.1 功能表圖的結(jié)構(gòu),1）單序列結(jié)構(gòu)（順序結(jié)構(gòu)） 單序列由一系

2、列相繼激活的步組成。每一步的后面僅有一個轉(zhuǎn)換條件，每一個轉(zhuǎn)換條件后面僅有一步。,2）選擇序列結(jié)構(gòu)（選擇性分支） 選擇序列的開始稱為分支。某一步的后面有幾個步，當(dāng)滿足不同的轉(zhuǎn)換條件時，轉(zhuǎn)向不同的步。,并行序列結(jié)構(gòu),2.1 功能表圖的結(jié)構(gòu),1）單序列結(jié)構(gòu)（順序結(jié)構(gòu)） 單序列由一系列相繼激活的步組成。每一步的后面僅有一個轉(zhuǎn)換條件，每一個轉(zhuǎn)換條件后面僅有一步。,2）選擇序列結(jié)構(gòu)（選擇性分支） 選擇序列的開始稱為分支。某一步的后面有幾個步，當(dāng)滿足不同的轉(zhuǎn)換條件時，轉(zhuǎn)向不同的步。,3）并行序列結(jié)構(gòu)（并發(fā)性分支） 并行序列的開始稱為分支。當(dāng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致幾個序列同時激活時，這些序列稱為并行序列（同時開始；全

3、部結(jié)束時才會轉(zhuǎn)移）。,2.2 功能表圖綜合結(jié)構(gòu),4）循環(huán)結(jié)構(gòu),用于一個順序過程的多次反復(fù)執(zhí)行。,5）復(fù)合結(jié)構(gòu),2.2 功能表圖綜合結(jié)構(gòu),2.3 功能表圖對應(yīng)的梯形圖,功能表圖對應(yīng)的梯形圖,步20000為起始步，它的前面有2條分支,功能表圖對應(yīng)的梯形圖,步20001的后面有3條并行序列的分支 ，任選一個。,功能圖對應(yīng)的梯形圖,步20006是單序列的步，步20005、步20007為其前級步和后續(xù)步,功能圖對應(yīng)的梯形圖,步20009的后面有2條選擇序列的分支,相與,功能圖對應(yīng)的梯形圖,步20012的前面有2條選擇序列的分支,功能表圖對應(yīng)的梯形圖,步20015的前面有3條選擇序列的分支，3并列分支都運(yùn)

4、行完才會執(zhí)行下一工作步,3 順序控制程序設(shè)計(jì)舉例,7.1 SFC設(shè)計(jì)方法,該方法是專用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種方法，能夠描述被控系統(tǒng)的工作過程，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要方法。 7.1.1 SFC基礎(chǔ) SFC圖的基本元素是流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動作說明。 1流程步 又稱工作步，是控制系統(tǒng)的一個穩(wěn)定狀態(tài)，用矩形方框表示，框中用數(shù)字表示該步的編號，編號可以是實(shí)際的控制步序號，也可以是PLC中的工作位編號。,對應(yīng)于系統(tǒng)的初始狀態(tài)工作步稱為初始步。是系統(tǒng)運(yùn)行的起點(diǎn)，一個系統(tǒng)至少需要一個初始步。初始步用雙線矩形框表示。,2轉(zhuǎn)移,就是從一個步向另一個步之間的切換條件，兩個步之間用一個有向線段表示,可以從一

5、個步切換到另一個步，代表向下轉(zhuǎn)移方向的箭頭可以忽略。,圖 轉(zhuǎn)移和有向線段,通常轉(zhuǎn)移用有向線段上的一段橫線表示，在橫線旁可以用文字、圖形符號或邏輯表達(dá)式標(biāo)注描述轉(zhuǎn)移的條件。當(dāng)相鄰步之間的轉(zhuǎn)移條件滿足時，就從一個步按照有向線段的方向進(jìn)行切換。,3動作說明 步只是控制系統(tǒng)中的一個穩(wěn)定的狀態(tài)，在這個狀態(tài)可以有一個或多個PLC輸出觸點(diǎn)的動作，但也可以沒有任何輸出動作。對于一個步，可以有一個或幾個動作，表示的方法是在步的右側(cè)加一個或幾個矩形框，并在框中加文字對動作進(jìn)行說明。,4規(guī)則,1、步和步之間必須有轉(zhuǎn)移隔開。 2、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間必須有步隔開。 3、步和轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫SFC圖的

6、方向是從上向下或是從左向右，按照正常順序畫圖時，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。 4、一個SFC圖中至少有一個初始步。,7.1.2 SFC圖的結(jié)構(gòu),1順序結(jié)構(gòu) 是最簡單的一種結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)是步與步之間只有一個轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間只有一個步。,2 選擇性分支結(jié)構(gòu),分支用水平線相連，每一條單一順序的進(jìn)入都有一個轉(zhuǎn)移條件。每個分支的轉(zhuǎn)移條件都位于水平線下方，單水平線上方?jīng)]有轉(zhuǎn)移。 如果某一個分支轉(zhuǎn)移條件得到滿足，則執(zhí)行這一分支。一旦進(jìn)入這一分支后，就再也不執(zhí)行其它分支了。 分支結(jié)束用水平線將各個分支會合，水平線上方的每個分支都有一個轉(zhuǎn)移條件，水平線下方?jīng)]有轉(zhuǎn)移條件。,3并發(fā)性分支結(jié)構(gòu),如果在某一步

7、執(zhí)行完后，需要啟動（同時）若干條分支，這就是并發(fā)分支結(jié)構(gòu)。 分支開始用水平雙線將各個分支相連，雙水平線上方需要一個轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移對應(yīng)的條件稱為公共轉(zhuǎn)移條件。如果公共轉(zhuǎn)移條件滿足，則同時執(zhí)行下面所有分支，水平線下方一般沒有轉(zhuǎn)移條件。,公共轉(zhuǎn)移條件滿足時，同時執(zhí)行多個分支，但因各個分支完成的時間不同，故每個分支的最后一步通常設(shè)置一個等待步。 分支結(jié)束用水平雙線將各個分支匯合，水平雙線的上方一般沒有轉(zhuǎn)移，下方有一個轉(zhuǎn)移。,4循環(huán)結(jié)構(gòu),用于一個順序過程的多次反復(fù)執(zhí)行。,5復(fù)合結(jié)構(gòu),7.3 SFC圖轉(zhuǎn)換成梯形圖,1進(jìn)入有效工作步 1、使用PLC的第一周期標(biāo)志使程序進(jìn)入PLC有效工作步。適用于PLC上電后，需

8、要馬上進(jìn)入有效工作步的情況。 2、使用按鈕使程序進(jìn)入有效工作步，應(yīng)注意啟動條件是否滿足。 3、一般應(yīng)在第0步有效的情況下，啟動第一步或其它步。 4、在梯形圖中，若需要啟動哪個工作步，應(yīng)在該工作步執(zhí)行條件上并聯(lián)一個得電條件。,2停止有效工作步,1、要停止正在運(yùn)行的工作步，需要在工作步的執(zhí)行條件上串聯(lián)停止條件。 因?yàn)椴恢喇?dāng)時程序執(zhí)行到哪一步，所以需要在每個工作步的執(zhí)行條件上都串聯(lián)一個失電條件。若是確切知道在哪一個工作步停止程序運(yùn)行，可以在該工作步的執(zhí)行條件上串聯(lián)失電條件，以使該步在滿足失電條件的情況下停止執(zhí)行。 2、若需要在程序運(yùn)行當(dāng)中重新啟動程序，也需要先停止所有工作步的執(zhí)行，再啟動程序。 3

9、、一般情況下，停止工作步后的有效工作步應(yīng)是第0步。,3最后一個工作步,執(zhí)行完最后一個工作步，一般需要轉(zhuǎn)移到第一個工作步循環(huán)執(zhí)行程序，這就需要最后一個轉(zhuǎn)移條件啟動第一工作步。 若是程序的循環(huán)是有條件的，一般情況是程序執(zhí)行完最后一步后需要循環(huán)，就在最后一個轉(zhuǎn)移條件啟動第1工作步或除0步以外的工作步，若執(zhí)行完最后一個工作步后，不需要循環(huán)，就在最后一個轉(zhuǎn)移條件啟動第0工作步。 4工作步的轉(zhuǎn)移條件 可以是來自PLC外部的按鈕、行程開關(guān)、傳感器的輸出等，也可以是來自PLC內(nèi)部的定時器、計(jì)數(shù)器和功能模塊的輸出等。,5工作步得電和失電,得電條件是：該步的上一個工作步是有效工作步，而該步的下一步?jīng)]有工作，此時如

10、果出現(xiàn)轉(zhuǎn)移條件，則該工作步就會得電變成有效工作步。 失電條件是：該步的下一個工作步得電就是該工作步的失電條件。,6選擇性分支,是在工作步的得電條件中增加一個選擇條件，若滿足選擇條件，則工作步得電，否則不得電。 1、若在工作步轉(zhuǎn)移時出現(xiàn)選擇性分支，則工作步的得電條件應(yīng)為轉(zhuǎn)移條件“與”選擇條件。 2、若在啟動程序時出現(xiàn)選擇分支，則工作步的得電條件應(yīng)為啟動條件“與”選擇條件。,7并發(fā)分支,是在一個得電條件下，幾個并發(fā)分支都得電，所以幾個并發(fā)分支的得電條件是一樣的。 若要工作步轉(zhuǎn)移，則需要所有并發(fā)分支的轉(zhuǎn)移條件相“與”。因?yàn)橹挥性诓l(fā)工作步都結(jié)束后才能進(jìn)行工作步的轉(zhuǎn)移。,8第0工作步,是PLC上電后的

11、狀態(tài)，當(dāng)除第0工作步以外的工作步都無效時，第0工作步有效，故其得電條件是除第0工作步以外的工作步都無效。 停止條件出現(xiàn)后，程序應(yīng)該回到第0工作步。 例：下圖是一個有并發(fā)分支的SFC圖,注：設(shè)停止條件為00410,注：設(shè)停止條件為00410,9動作輸出,a：對于工作步就是動作輸出的系統(tǒng)中，工作步的繼電器就是PLC的輸出繼電器。 b：有些系統(tǒng)中，動作輸出是工作步的邏輯組合。 注意：動作開始時刻就是工作步得電時刻，動作結(jié)束時刻就是工作步失電時刻。若動作時間是一個工作步，則工作步就是輸出；若是該動作還需要在下一個工作步繼續(xù)動作，則這時該動作就是這兩個工作步的“或”。,SFC舉例（課本P312：實(shí)驗(yàn)28

12、）,三臺電動機(jī)M1、M2、M3的啟動和停止需要順序控制。按下啟動按鈕后按如下要求工作： （1）、M1運(yùn)行5秒后，M2開始運(yùn)行； （2）、M2運(yùn)行5秒后，M3開始運(yùn)行，M1停止運(yùn)行； （3）、M3運(yùn)行5秒后，M2停止運(yùn)行； （4）、M3運(yùn)行10秒后，M1開始運(yùn)行，M3停止運(yùn)行。回到第（1）步，不斷循環(huán)。,設(shè)計(jì)步驟,將工作過程分成若干工作步（轉(zhuǎn)移條件是劃分不同工作步的一個重要依據(jù)） 畫出I/O地址分配表 畫出PLC輸入輸出控制圖（根據(jù)提供的PLC型號和輸出線圖電壓） 畫出SFC圖 畫出相應(yīng)的梯形圖,設(shè)計(jì)步驟畫出I/O地址分配表,設(shè)計(jì)步驟畫出PLC輸入輸出控制圖,假設(shè)三個電機(jī)線圈的工作電壓都是DC

13、24V。則可采用CP1H-XA40DT(R)-D(A) 等。,0.00 100.04 100.05 100.06 COM COM,啟動,DC24V,DC24V,M1,M2,M3,設(shè)計(jì)步驟畫出SFC圖,設(shè)計(jì)步驟畫出相應(yīng)的梯形圖,這里，100.00、100.01、100.02分別是W0.01、W0.02、W0.03和W0.04的邏輯組合。,思考題,在本例中，若要求T0定時未到時進(jìn)入第2步，T0定時到時進(jìn)入第3步，則對應(yīng)的SFC圖和梯形圖又應(yīng)如何畫？,圖為送料小車運(yùn)行示意圖，小車可以在A、B之間運(yùn)動，在A、B點(diǎn)各有一個行程開關(guān)。小車從A點(diǎn)向B點(diǎn)前進(jìn)，停車10s后，從B點(diǎn)后退到A點(diǎn)，在A點(diǎn)停車20s后

14、再向B點(diǎn)前進(jìn)，如此往復(fù)不止。要求可以人為控制小車的前進(jìn)啟動和后退啟動，且任何時候都可以停止小車運(yùn)行。,例題7-1,例71 信號接線圖如下：,PLC,00400,00401,00403,00406,00405,00300,00302,例7.1 I/O地址表,例7-1 SFC圖,0.00,0.01,后退啟動,0.02,0.04,0.03,W0.01,W0.03,W0.02,W0.04,T000,T001,前進(jìn),停B點(diǎn),后退,停A點(diǎn),W0.00,例71 梯形圖,若某些場合，需要電機(jī)加電信號和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向信號，則按下圖處理：,例71 梯形圖,例題72,假設(shè)有一輛小車周期地運(yùn)行：從A點(diǎn)出發(fā)駛向1號站，到

15、達(dá)后立即返回原點(diǎn)，然后再次出發(fā)一直駛向2號站，到達(dá)后立即返回原點(diǎn)，小車第三次出發(fā)則一直駛向3號站，到達(dá)后立即返回原點(diǎn)。如果連續(xù)運(yùn)行開關(guān)斷開，則小車只運(yùn)行一個周期（出發(fā)3次）就自動停止，如果連續(xù)運(yùn)行開關(guān)閉合則小車連續(xù)的運(yùn)行，直到按下停止開關(guān)為止，小車啟動的條件是小車在原點(diǎn)。小車運(yùn)行示意圖如下所示。,例72 信號接線圖,例72 I/O地址表,例72 SFC圖,W0.00,W0.01,W0.02,W0.03,W0.04,W0.05,W0.06,啟動小車 0.00,原點(diǎn)行程開關(guān) 0.02,1號行程開關(guān) 0.03,2號行程開關(guān) 0.04,原點(diǎn)行程開關(guān) 0.02,3號行程開關(guān) 0.04,0.06*0.02,0.06*0.02,注：這里的W0.00工作步指的是原點(diǎn)，工作中按下停止開關(guān)小車不一定在原點(diǎn)，所以各工作步?jīng)]有畫出按下停止開關(guān)的流程。,例72 梯形圖,例72 梯形圖,例72 梯形圖,若某些場合