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(dòng)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程,規(guī)律性強(qiáng)、時(shí)序清晰,2.功能表圖,停15秒,停10秒,2功能圖及其對(duì)應(yīng)的梯形圖,功能圖的組成： 步+轉(zhuǎn)向條件+有向連線+動(dòng)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(duì)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(gè)轉(zhuǎn)換條件，每一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)換條件，每一個(gè)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(gè)步，當(dāng)滿足不同的轉(zhuǎn)換條件時(shí)，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(gè)轉(zhuǎn)換條件，每一個(gè)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(gè)步，當(dāng)滿足不同的轉(zhuǎn)換條件時(shí)，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(gè)序列同時(shí)激活時(shí)，這些序列稱為并行序列（同時(shí)開始；全

3、部結(jié)束時(shí)才會(huì)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(gè)順序過(guò)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(duì)應(yīng)的梯形圖,功能表圖對(duì)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(duì)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(gè)。,功能圖對(duì)應(yīng)的梯形圖,步20006是單序列的步，步20005、步20007為其前級(jí)步和后續(xù)步,功能圖對(duì)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(duì)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(duì)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(huì)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(guò)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(dòng)作說(shuō)明。 1流程步 又稱工作步，是控制系統(tǒng)的一個(gè)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(hào)，編號(hào)可以是實(shí)際的控制步序號(hào)，也可以是PLC中的工作位編號(hào)。,對(duì)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(gè)系統(tǒng)至少需要一個(gè)初始步。初始步用雙線矩形框表示。,2轉(zhuǎn)移,就是從一個(gè)步向另一個(gè)步之間的切換條件，兩個(gè)步之間用一個(gè)有向線段表示,可以從一

5、個(gè)步切換到另一個(gè)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(hào)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(shí)，就從一個(gè)步按照有向線段的方向進(jìn)行切換。,3動(dòng)作說(shuō)明 步只是控制系統(tǒng)中的一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)可以有一個(gè)或多個(gè)PLC輸出觸點(diǎn)的動(dòng)作，但也可以沒(méi)有任何輸出動(dòng)作。對(duì)于一個(gè)步，可以有一個(gè)或幾個(gè)動(dòng)作，表示的方法是在步的右側(cè)加一個(gè)或幾個(gè)矩形框，并在框中加文字對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)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(shí)，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。 4、一個(gè)SFC圖中至少有一個(gè)初始步。,7.1.2 SFC圖的結(jié)構(gòu),1順序結(jié)構(gòu) 是最簡(jiǎn)單的一種結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)是步與步之間只有一個(gè)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間只有一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)移條件。每個(gè)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(gè)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(gè)分支會(huì)合，水平線上方的每個(gè)分支都有一個(gè)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(dòng)（同時(shí)）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(gè)分支相連，雙水平線上方需要一個(gè)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移對(duì)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(shí)執(zhí)行下面所有分支，水平線下方一般沒(méi)有轉(zhuǎn)移條件。,公共轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，同時(shí)執(zhí)行多個(gè)分支，但因各個(gè)分支完成的時(shí)間不同，故每個(gè)分支的最后一步通常設(shè)置一個(gè)等待步。 分支結(jié)束用水平雙線將各個(gè)分支匯合，水平雙線的上方一般沒(méi)有轉(zhuǎn)移，下方有一個(gè)轉(zhuǎn)移。,4循環(huán)結(jié)構(gòu),用于一個(gè)順序過(guò)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(dòng)條件是否滿足。 3、一般應(yīng)在第0步有效的情況下，啟動(dòng)第一步或其它步。 4、在梯形圖中，若需要啟動(dòng)哪個(gè)工作步，應(yīng)在該工作步執(zhí)行條件上并聯(lián)一個(gè)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(shí)程序執(zhí)行到哪一步，所以需要在每個(gè)工作步的執(zhí)行條件上都串聯(lián)一個(gè)失電條件。若是確切知道在哪一個(gè)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(dòng)程序，也需要先停止所有工作步的執(zhí)行，再啟動(dòng)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(gè)工作步,執(zhí)行完最后一個(gè)工作步，一般需要轉(zhuǎn)移到第一個(gè)工作步循環(huán)執(zhí)行程序，這就需要最后一個(gè)轉(zhuǎn)移條件啟動(dòng)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(gè)轉(zhuǎn)移條件啟動(dòng)第1工作步或除0步以外的工作步，若執(zhí)行完最后一個(gè)工作步后，不需要循環(huán)，就在最后一個(gè)轉(zhuǎn)移條件啟動(dòng)第0工作步。 4工作步的轉(zhuǎn)移條件 可以是來(lái)自PLC外部的按鈕、行程開關(guān)、傳感器的輸出等，也可以是來(lái)自PLC內(nèi)部的定時(shí)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(gè)工作步是有效工作步，而該步的下一步?jīng)]有工作，此時(shí)如

10、果出現(xiàn)轉(zhuǎn)移條件，則該工作步就會(huì)得電變成有效工作步。 失電條件是：該步的下一個(gè)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(gè)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(shí)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(dòng)程序時(shí)出現(xiàn)選擇分支，則工作步的得電條件應(yīng)為啟動(dòng)條件“與”選擇條件。,7并發(fā)分支,是在一個(gè)得電條件下，幾個(gè)并發(fā)分支都得電，所以幾個(gè)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(wú)效時(shí)，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(wú)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(gè)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(dòng)作輸出,a：對(duì)于工作步就是動(dòng)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(dòng)作輸出是工作步的邏輯組合。 注意：動(dòng)作開始時(shí)刻就是工作步得電時(shí)刻，動(dòng)作結(jié)束時(shí)刻就是工作步失電時(shí)刻。若動(dòng)作時(shí)間是一個(gè)工作步，則工作步就是輸出；若是該動(dòng)作還需要在下一個(gè)工作步繼續(xù)動(dòng)作，則這時(shí)該動(dòng)作就是這兩個(gè)工作步的“或”。,SFC舉例（課本P312：實(shí)驗(yàn)28

12、）,三臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3的啟動(dòng)和停止需要順序控制。按下啟動(dòng)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?；氐降冢?）步，不斷循環(huán)。,設(shè)計(jì)步驟,將工作過(guò)程分成若干工作步（轉(zhuǎn)移條件是劃分不同工作步的一個(gè)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(hào)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(gè)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(dòng),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(shí)未到時(shí)進(jìn)入第2步，T0定時(shí)到時(shí)進(jìn)入第3步，則對(duì)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(dòng)，在A、B點(diǎn)各有一個(gè)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(dòng)和后退啟動(dòng)，且任何時(shí)候都可以停止小車運(yùn)行。,例題7-1,例71 信號(hào)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(dòng),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(chǎng)合，需要電機(jī)加電信號(hào)和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向信號(hào)，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(hào)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(hào)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(hào)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(gè)周期（出發(fā)3次）就自動(dòng)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(dòng)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(hào)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(dòng)小車 0.00,原點(diǎn)行程開關(guān) 0.02,1號(hào)行程開關(guān) 0.03,2號(hào)行程開關(guān) 0.04,原點(diǎn)行程開關(guān) 0.02,3號(hào)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(chǎng)合