第七讲 顺序功能图设计法1

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1、第七讲：顺序控制设计法与顺序功能图一、使用起保停电路的编程方法根据顺序功能图来设计梯形图时，可以用辅助继电器M来代表步。某一步为活动步时，对应的辅助继电器为ON，某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，前级步变为不活动步。很多转换条件都是短信号，即它存在的时间比它激活的后续步活动步的时间短，因此应使用有记忆（或称保持）功能的电路（如起保停电路和置位复位指令组成的电路）来控制代表的辅助继电器。起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，任何一种PLC的指令系统都有这一类指令，因此这是一种通用的编程方法，可以用于任意型号的PLC。二、顺序控制设计法用经验设计法设计梯形

2、图时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的容易掌握的设计方法，在设计复杂系统的梯形图时，用大量的中间单元来完成记忆、联锁和互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些应该考虑的问题。修改某一局部电路时，可能对系统的其他部分产生意想不到的影响，因此梯形图的修改也很麻烦，花了很长的时间还得不到一个满意的结果。用经验法设计出的梯形图往往很难阅读，给系统的维修和改进带来了很大的困难。所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和

3、时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。使用顺序控制设计法首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。有的PLC编程软件为用户提供了顺序功能图（SFC）语言，在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作。顺序控制设计法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便，某厂有经验的电气工程师用经验设计法设计某控制系统的梯形图，花了两周的时间，同一系统改用顺序控制设计法，只用了不到半天时间，就完成了梯形图的设计和模拟调试，现场试车一次成功。使系统由当前步进入下

4、一步的信号弹称为转换条件，转换条件可以是外部的输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通/断开等；也可以是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器常开触点的接通等，转换条件还可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。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的各输出继电器。顺序功能图（Sequentialfunctionchart,简称为SFC）是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一通用的技术语言，

5、可以进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用。1993年5月公布的IECPLC标准（IEC1131）中，顺序功能图被定为PLC位居首位的编程语言，顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）组成。步与动作步顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期的划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步（Step）,可以用编程元件，（例如辅助继电器M和顺序控制继电器S）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

6、的状态是之间有着极为简单的逻辑关系。送料小车开始停在左测限们开关X2处（见下图），按下起动按钮X0，X2变为ON，打开贮料斗的闸门，开始装料，同时用定时器T0定时，10s后关闭贮料斗的闸门，Y0变为ON，开始右行，碰到限位开关X1后停下来卸料（Y3为ON），同时用定时器T1定时；5s后Y1变为ON，开始左行，碰到限位开关X2后返回初始状态，停止运行。根据Y0～Y3的ON/OFF状态的变化，显然一个工作周期可以分为装料，右行、卸料和左行这4步，另外还应设置等待起动的初始步，分别用M0～M4来代表这5步，图中左上部是小车运动的空间示意图，左下部是是有关编程元件的波形图

7、（时序图），右边是描述该系统的顺序功能图，图中用矩形方框表示步，方框中可以用数字表示该步的编号，一般用代表该步的编程元件的元件的元件号作为步的编号，如M0等，这样在根据顺序功能图设计梯形图较为方便。初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起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。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。与步对应的动作或命令可以将一个控制系统划分为被控系统和施控系

8、统，例如在