功能图设计法：优化您的产品设计

时间：2023-06-17 理论教育版权反馈

【摘要】：也称为“起保停”设计法。对于比较复杂的逻辑控制，用经验设计法不合适，适合用功能图设计法。功能图设计法无疑是应用最为广泛的设计方法。因此，设计功能图是整个设计过程的关键，也是难点。图1-22 存储器位的布尔代数式图1-23 多个步对应同一动作时的梯形图4）设计梯形图。图1-32 OB1中的程序图1-32 OB1中的程序（续）图1-33 功能图图1-34 梯形图图1-34 梯形图（续）

功能图设计法：优化您的产品设计

也称为“起保停”设计法。对于比较复杂的逻辑控制，用经验设计法不合适，适合用功能图设计法。功能图设计法无疑是应用最为广泛的设计方法。功能图即顺序功能图，功能图设计法是先根据系统的控制要求画出功能图，再根据功能图画梯形图，梯形图可以是基本指令梯形图，也可以是顺控指令梯形图和功能指令梯形图。因此，设计功能图是整个设计过程的关键，也是难点。

1.起保停设计方法的基本步骤

1）绘制顺序功能图。使用“起保停”设计方法设计梯形图时，要根据控制要求先绘制出顺序功能图，顺序功能图的绘制方法在前面章节中已经详细讲解，在此不再重复。

2）写出储存器位的布尔代数式。对应于顺序功能图中的每一个储存器位都可以写出如图1-22所示的布尔代数式。图中等号左边的M_i为第i个储存器位的状态，等号左边的M_i为第i个储存器位的常开触头，X_i为第i个工步所对应的转换信号，M_i-1为第i-1个储存器位

图1-20 电动机正、反转控制的梯形图

图1-21 小车运输系统的梯形图

的常开触头，M_i＋1为第i＋1个储存器位的常闭触头。

3）写出执行元件的逻辑函数式。执行元件为顺序功能图中的储存器位所对应的动作。一个步通常对应一个动作，输出和对应步的储存器位的线圈并联或者在输出线圈前串接一个对应步的储存器位的常开触头。当功能图中有多个步对应同一动作时，其输出可用这几个步对应的储存器位的“或”来表示，如图1-23所示。

图1-22 存储器位的布尔代数式

图1-23 多个步对应同一动作时的梯形图

　　4）设计梯形图。在完成前3个步骤的基础上，可以顺利设计出梯形图。

2.利用基本指令编写梯形图指令

用基本指令编写梯形图指令是最容易被想到的方法，不需要了解较多的指令。采用这种方法编写程序的过程是：先根据控制要求设计正确的功能图，再根据功能图写出正确的布尔表达式，最后根据布尔表达式画基本指令梯形图。以下用一个例子讲解利用基本指令编写梯形图指令的方法。

【例1-2】步进电动机是一种将电脉冲信号转换为电动机旋转角度的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲，就驱动步进电动机按照设定的方向旋转一个固定的角度（称为步距角）。因此步进电动机是按照固定的角度一步一步转动的。可以通过脉冲数量控制步进电动机的运行角度，并通过相应的装置，控制运动的过程。对于四相八拍的步进电动机。其控制要求如下：

1）按下起动按钮，定子磁极通电过程如图1-24所示，先A通电，1s后A、B同时通电；再过1s，B通电，同时A失电；再过1s，B、C同时通电……，以此类推。

2）有2种工作模式。工作模式1时，按下“停止”按钮，完成一个工作循环后，停止工作；工作模式2时，具有锁相功能，当按下“停止”按钮后，停止在通电的绕组上，下次按下“起动”按钮时，从上次停止的线圈开始通断电工作。

3）无论何种工作模式，只要按下“急停”按钮，系统所有线圈立即断电。

【解】

接线图如图1-25所示，根据题意很容易画出功能图，如图1-26所示。根据功能图编写梯形图程序，如图1-27和图1-28所示。