编程基本方法——实训三十一

S7-Graph是S7-300/400的顺序功能图编程语言，它属于可选的语言，需要单独的许可证密钥，熟练掌握S7-Graph需要花大量的时间。此外现在很多PLC（包括S7-200和S7-200 SMART）还没有顺序功能图语言。因此有必要学习使用通用的指令，根据顺序功能图来设计顺序控制梯形图的编程方法。

本节介绍的编程方法很容易掌握，用它们可以迅速地、得心应手地设计出任意复杂的数字量控制系统的梯形图。

1.程序的基本结构

绝大多数自动控制系统除了自动工作方式外，还需要设置手动工作方式。下列两种情况需要使用手动工作方式：

1）开始执行自动程序之前，要求系统处于规定的初始状态。如果开机时系统没有处于初始状态，则应进入手动工作方式，用手动操作使系统进入规定的初始状态后，再切换到自动工作方式。

系统满足规定的初始状态以后，应将顺序功能图的初始步对应的存储器位（M）置为1状态，使初始步变为活动步，为启动自动运行做好准备。同时还应将其余各步对应的存储器位复位为0状态，这是因为在没有并行序列或并行序列未处于活动状态时，同时只能有一个活动步。

2）顺序自动控制对硬件的要求很高，如果有硬件故障，例如某个限位开关有故障，不可能正确地完成整个自动控制过程。在这种情况下，为了使设备不至于停机，可以进入手动工作方式，对设备进行手动控制。手动工作方式也可以用于系统的调试。

图5-11 OB1

有自动、手动工作方式的控制系统的程序结构如图5-11 所示，公用程序用于处理自动方式和手动方式都需要执行的任务，以及处理两种工作方式的相互切换。

图中的I2.0是自动/手动切换开关，I2.0为0状态时调用自动程序，为1状态时调用手动程序。

2.编程的基本方法

根据顺序功能图设计梯形图时，用存储器位来代表步。5.1.3节介绍的转换实现的基本规则是设计顺序控制程序的基础。图5-12给出了顺序功能图与梯形图的对应关系。实现图中的转换需要同时满足两个条件：

图5-12 使用置位复位指令的编程方法

1）该转换所有的前级步都是活动步，即M0.4和M0.7均为1状态，它们的常开触点同时闭合。

2）转换条件 满足，即I0.2的常开触点和I2.7的常闭触点组成的串联电路接通。

在梯形图中，M0.4、M0.7、I0.2的常开触点和I2.7的常闭触点组成的串联电路接通时，上述两个条件同时满足，应执行下述的两个操作：

1）将该转换所有的后续步变为活动步，即将代表后续步的存储器位变为1状态，并使它们保持为1状态。这一要求刚好可以用有保持功能的置位指令（S指令）来完成。

2）将该转换所有的前级步变为不活动步，即将代表前级步的存储器位变为0状态，并使它们保持为0状态。这一要求刚好可以用复位指令（R指令）来完成。

这种编程方法与转换实现的基本规则之间有着严格的对应关系，在任何情况下，代表步的存储器位的控制电路都可以用这个统一的规则来设计，每个转换对应一个图5-12所示的控制置位和复位的程序段，有多少个转换就有多少个这样的程序段。这种编程方法特别有规律，在设计复杂的顺序功能图的梯形图时既容易掌握，又不容易出错。用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时，更能显示出它的优越性。

任何一种PLC的指令系统都有置位、复位指令，因此这是一种通用的编程方法，可以用于任意厂家、任意型号的PLC。

3.初始化程序

用新建项目向导生成一个名为“二运输带顺控”的项目（见随书光盘中的同名例程），CPU为CPU 315-2DP。(www.xing528.com)

执行SIMATIC管理器的菜单命令“插入”→“S7块”→“组织块”，将组织块的名称改为“OB100”。单击“确定”按钮确认。

在没有并行序列或并行序列未处于活动状态时，同时只能有一个活动步。双击打开OB100，用MOVE指令将顺序功能图中的各步（M0.0～M0.3）清零，然后将初始步M0.0置位为活动步（见图5-13）。

图5-13 OB100中的梯形图

4.控制步的转换的电路设计方法

将图5-1的运输带控制系统的顺序功能图重新画在图5-14中。实现初始步下面的I0.0对应的转换需要同时满足两个条件，即该转换的前级步是活动步（M0.0为1状态）和转换条件满足（I0.0为1状态）。在梯形图中，用M0.0和I0.0的常开触点组成的串联电路来表示上述条件。该电路接通时，两个条件同时满足。此时应将该转换的后续步变为活动步，即用置位指令（S指令）将M0.1置位。还应将该转换的前级步变为不活动步，即用复位指令（R指令）将M0.0复位。

图5-15中的程序段1～4是用上述方法编写的控制步M0.0～M0.3的置位复位电路，每个转换对应一个这样的电路。

图5-14 顺序功能图

图5-15 OB1中的梯形图

5.输出电路的处理

应根据顺序功能图，用代表步的存储器位的常开触点或它们的并联电路来控制输出位的线圈。Q4.1仅仅在步M0.2为1状态，它们的波形完全相同（见图5-1）。因此可以用M0.2的常开触点直接控制Q4.1的线圈。

接通延时定时器T0的线圈仅在步M0.1接通，因此用M0.1的常开触点控制T0的线圈。由于同样的原因，用M0.3的常开触点控制T1的线圈。

Q4.0的线圈在步M0.1～M0.3均为1状态，因此将M0.1～M0.3的常开触点并联后，来控制Q4.0的线圈。

6.程序的调试

顺序功能图是用来描述控制系统的外部性能的，因此应根据顺序功能图而不是梯形图来调试顺序控制程序。

打开PLCSIM，生成IB0、QB4、MB0、T0和T1的视图对象（见图5-16）。将所有的逻辑块下载到仿真PLC，将仿真PLC切换到RUN-P模式。由于执行了OB100的程序，初始步对应的M0.0为1状态，其余各步对应的存储器位为0状态。

图5-16 PLCSIM

单击两次PLCSIM中I0.0对应的小方框，模拟按下和放开启动按钮。初始步下面的转换条件满足，M0.0变为0状态，M0.1和Q4.0变为1状态，表明转换到了启动延时步。T0的当前值从1000（单位为10ms）开始不断减少（见图5-16），减到0时，10s延时结束，M0.1变为0状态，M0.2和Q4.1变为1状态，表明转换到了步M0.2。

单击两次I0.1对应的小方框，模拟按下和放开停车按钮。步M0.2下面的转换条件满足，M0.2和Q4.1变为0状态，M0.3变为1状态，表明转换到了停车延时步。T1的当前值从1000（单位为10ms）开始不断减少，减到0时，10s的延时结束，M0.3和Q4.0变为0状态，M0.0变为1状态，返回到初始步M0.0。