准备工作必备知识：如何做好准备？

1. 顺序功能图简介

顺序功能图是按照顺序控制的思想, 根据工艺过程, 将程序的执行分成各个程序步, 每一步由进入条件、 程序处理、 转换条件和程序结束4 部分组成。 通常用顺序控制继电器位S0.0 ～S31.7 代表程序的状态步。

1) 顺序功能图的组成

顺序功能图由以下几部分组成。

(1) 步。 将一个复杂的顺序控制程序分解为若干个状态, 这些状态称为步。 步用单线方框表示, 框中编号可以是PLC 中的位存储(M) 或顺序控制继电器(S) 的编号。

步又分为活动步和静步。 活动步是指当前正在运行的步, 静步是没有运行的步。 步处于活动状态时, 相应的动作被执行。

(2) 动作。 步方框右边用线条连接的符号为本步的工作对象, 简称为动作。 当位存储器(M) 或顺序控制继电器(S) 接通时(ON), 工作对象得电动作。

(3) 有向连线。 有向连线表示状态的转移方向。 在画顺序功能图时, 将代表各步的方框按先后顺序排列, 并用有向连线将它们连接起来。 表示从上到下或从左到右这两个方向的有向连线的箭头可以省略。

(4) 转换条件。 转换条件用与有向连线垂直的短线来表示, 将相邻两状态隔开。 转换条件标注在短线的旁边。 转换条件是与转移逻辑相关的接点, 可以是外部输入信号, 如按钮、 开关等的通断, 也可以是PLC 内部产生的信号, 如定时器、 计数器的通断等, 还可以是若干信号的与或非组合。

2) 顺序功能图的表示方法及分类

顺序功能图的表示方法如图3 -11 -1, 较完整的顺序功能图构成如图3 -11 -2。

图3-11-1　顺序功能图的表示方法

(a) 步的图形符号; (b) 初始步的图形符号; (c) 动作的标识

顺序功能图有单序列顺序功能图、 选择序列顺序功能图和并行序列顺序功能图三种, 如图3 -11 -3 所示。

(1) 图3 -11 -3 (a) 为单序列顺序功能图, 其每一步的后面仅有一个转换, 每一个转换的后面仅有一步。

图3-11-2　顺序功能图构成

(a) 转换符号; (b) 冲压机运行过程图

图3-11-3　顺序功能图的分类

(a) 单序列顺序功能图; (b) 选择序列顺序功能图;(c) 并行序列顺序功能图

(2) 图3 -11 -3 (b) 为选择序列顺序功能图, 其开始部分称为分支, 在分支处, 转换符号只能标注在水平连线之下。 若步1 处于活动步, 当满足转换条件a 时, 则将步2 变为活动步; 当满足转换条件d 时, 则将步4 变为活动步。(www.xing528.com)

(3) 图3 -11 -3 (c) 为并行序列顺序功能图, 其开始部分称为分支。 当步1 处于活动步时, 转换条件a 满足时将使步2 和步4 同时变为活动步, 此时左右两个序列中活动步的发展将是独立的。 在表示同步的水平双线之上, 只允许有一个转换条件。 并行序列的结束部分称为合并, 在其表示同步的水平双线之下, 只允许有一个转换条件。 当直接连接在水平双线上的所有前级步(步3、 步5) 都处于活动步, 且满足转换条件d 时, 才会将步6 变为活动步。

2. 顺序功能图中转换的实现规则

在顺序功能图中, 步的活动状态的进展是由转换来完成的, 转换的实现必须同时满足以下两个条件:

(1) 该转换的所有前级步均为活动步;

(2) 对应的转换条件得到满足。

转换实现时应完成以下两个操作:

(1) 所有与相应转换条件相连的后续步都变为活动步;

(2) 所有与相应转换条件相连的前级步都变为静步。

绘制顺序功能图时需注意以下几点。

(1) 两个步是不能直接相连的, 必须用一个转换将其分开。

(2) 两个转换是不能直接相连的, 必须用一个步将其分开。

(3) 初始步是必不可少的。 初始步一般对应于系统等待启动的初始状态, 但初始步可能没有输出, 处于ON 状态;

(4) 制动控制系统应能多次重复执行同一生产过程, 因此在顺序功能图中一般应为闭环结构, 即完成一次全部操作后, 应从最后一步返回初始步, 系统处于初始状态。 若该生产过程为循环工作方式, 则顺序功能图应从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。

以上几点中的第(1) 点和第(2) 点可作为检查顺序功能图是否正确的依据。

3. 顺序控制继电器指令

S7 -200 PLC 专门提供了一类用于顺序控制系统设计的指令, 即顺序控制继电器(SCR) 指令, 其包含LSCR 指令、 SCRT 指令和SCRE 指令。 顺序控制继电器指令的格式、功能及操作对象如表3 -11 -1 所示。 LSCR 指令标记一个顺序控制继电器SCR 程序段的开始; SCRT 指令执行SCR 程序段的转移; SCRE 指令标记一个SCR 程序段的结束。 S7 -200 PLC CPU 含有256 个顺序控制继电器, 即S0.0 ～S31.7。 顺序控制继电器指令可以方便地将顺序功能图转换成梯形图, 有的PLC 还为用户提供了顺序功能图语言, 这样, 用户只需在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作。

表3-11-1　顺序控制继电器指令的格式、 功能及操作对象

使用SCR 指令的规则如下。

(1) 不能把同一个顺序控制继电器位用于不同的程序中。 例如, 如果在主程序中用了S0.1, 在子程序中就不能再使用它。

(2) 在SCR 程序段中不能使用跳转和标号指令, 也就是说不允许跳入、 跳出或在内部跳转。 可以在SCR 程序段的附近使用跳转和标号指令。

(3) 在SCR 程序段中不能使用循环和结束指令(结束指令在后文进行介绍)。

(4) SCR 指令由LSCR 与SCRE 指令之间的全部逻辑组成一个SCR 程序段, SCRT 指令位于该程序段内部。 当程序执行到SCRT 指令时, 将启动下一个SCR 程序段, 并停止本段程序的执行。