顺序功能图三种编程方式
3页1、3.1PLC梯形图的三种顺序控制设计法 PLC以其独特的优点,已经在当今各个领域中得到了广泛的应用,尤其是在组合机床的自动化改造中。在改造的过程中,主要涉及到PLC硬件的设计和软件的设计, 其中软件的设计主要是编程语言的设计。PLC常用的编程语言有梯形图语言、助记符(指令表)语言、功能块图语言、顺序功能图语言、高级编程语言等。但使用最广泛的是梯形图语言。梯形图语言的设计方法很多,主要有经验设计法、翻译法和顺序控制设计法。用经验设计法和翻译法设计梯形图时,没有一套固定的方法和步骤可以遵循,特别是在设计机床复杂控制系统的梯形图时,常要用大量的中间单元来完成记忆、连锁和互锁的功能,需要考虑的因素很多。另外,用此方法设计的梯形图很难阅读,给系统的维修和改进带来很大困难。而用顺序控制设计法设计梯形图,却有一定的规律可循,程序的阅读和改进也比较容易,可以大大提高设计的效率。本文主要以西门子公司S7 - 200 PLC为例来介绍PLC梯形图的三种顺序控制设计法,并对其进行比较分析,总结其特点。 顺序控制与顺序功能图概述:顺序控制是按照生产工艺预先规定的顺序,在不同的输入信号作用下,根据内部状态和时间
2、的顺序,使生产过程中的每个执行机构自动有步骤地进行操作。在使用顺序控制设计法设计梯形图时,首先要根据系统的工艺过程,设计出顺序功能图,然后根据顺序功能图编写出梯形图。顺序功能图( Sequential Function Chart简称SFC)是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形,是设计PLC的顺序控制程序的主要工具。它主要由步、动作、转换、转换条件、有向连线组成(如图1所示) 。在顺序功能图中,步表示将一个工作周期划分的不同连续阶段,当转换实现时,步便变为活动步,同时该步对应的动作被执行。转换实现的条件是前级步为活动步和转换条件得到满足,两者缺一不可。我们在进行顺序功能图的具体设计时,必须要注意:顺序功能图中必须有初始步,如没有它系统将无法开始和返回;两个相邻步不能直接相连,必须用一个转换条件将它们分开;应根据不同的控制要求,合理选择功能图的单行序列、选择序列、并行序列三种不同结构(如图2所示) ;设计的顺序功能图必须要由步和有向连线组成闭合回路,使系统能够多次重复执行同一工艺过程,不出现中断的现象。(1) 步与动作 步的基本概念:顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作
3、周期划分为若干个顺序相连的阶段,这些阶段称为步(step),并用编程元件来代表各步。步是根据输出量的状态变化来划分的,在任何一步之内,各输出量的ON/OFF状态不变,但是相邻两步输出量总的状态是不同的。步的这种划分方法使代表各步的编程元件的状态与各输出量的状态之间有着极为简单的逻辑关系。顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件,让它们的状态按一定的顺序变化,然后用代表各步的编程元件去控制PLC的各输出位。起始步,与系统的初始状态相对应的步称为初始步,初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示,每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。步对应的动作,可以将一个控制系统划分为被控制系统和施控系统。对于被控系统,在某一步中要完成某些“动作”;对于施控系统,在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”。为了叙述方便,下面将命令和动作统称为动作,并用矩形框中的文字或符号表示,该矩形孔应与相应的步的符号相连。活动步,当系统正处于某一步所在的阶段时,该步处于活动状态,称该步为“活动步”。步处于活动状态时,相应的动作被执行;处于不活动状态时,相应的非存储型动作被停止执行。(2)
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