模块四顺序控制设计法

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1、模块四 顺序控制设计法,学习目标,1、掌握顺序功能图的画法； 2、掌握根据顺序功能图进行梯形图程序设计的方法;使用起保停电路和使用顺序控制继电器的设计方法； 3、能够为解决中等难度的问题打下良好的基础。,单元一 学会画出系统的顺序功能图,图4-1 剪板机示意图,任务一 学会画出系统的顺序功能图,1 任务提出,开始时，压钳和剪刀在上限位置，限位开关I0.0和I0.1为ON，按下启动按钮I1.0。工作过程如下：首先板料右行（Q0.0为ON）至限位开关I0.3动作，然后压钳下行（Q0.1为ON并保持），压紧板料后，压力继电器I0.4为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行（Q0.2为ON），剪断板料后，I

2、0.2变为ON，压钳和剪刀同时上行（Q0.3和Q0.4为ON，Q0.1和Q0.2为OFF），他们分别碰到限位开关I0.0和I0.1后，停止上行，都停止后，又开始下一个周期的工作，剪完10块后停止并停在初始状态。,图4-2 锅炉的鼓风机和引风机控制,2. 相关新知识,图4-3 顺序功能图,顺序功能图的组成元件:步、动作、转换、转换条件和有向连线,1.步：系统的一个工作周期根据输出量的不同所划分的各个顺序相连的阶段 使用位存储器M和顺序控制继电器S来代表各步，在顺序功能图中用矩 形方框表示，方框用数字或代表该步的编程元件M和S的地址作为步的 编号 。,2.初始步：系统等待起动命令的相对静止的状态，

3、与系统初始状态相对应的 步用双线方框表示。,3.活动步：系统处于某一步所在的阶段, 其前一步称为“前级步”，其后一步 称为“后续步”，其他各步称为 “不活动步”。,4.动作：系统处于某一步需要完成的工，用矩形方框与步相连。某一步可以 有几个动作，也可以没有动作，这些动作之间无顺序关系。,5.有向连线：将代表各步的方框按照它们成为活动步的先后次序连接起来的 线有向连线在从上到下或从左到右的方向上的箭头可以省略。,6.转换：步与步之间的有向连线上与之垂直的短横线，作用是将相邻的两步 分开。,7.转换条件：与转换对应的条件，是系统由当前步进入下一步的信号。 可以是外部的输入条件，例如按钮、指令开关、

4、限位开关的接 通或断开等；也可以是PLC内部产生的信号，例如定时器、计 数器等触点的接通；还可以是若干个信号的与、或、非的逻辑 组合。,顺序功能图的基本结构：单序列、选择序列和并行序列,单序列：由一系列相继激活的步组成，每一步后仅有一个转换，每一个 转换后也只有一个步 ； 选择序列：系统的某一步活动后，满足不同的转换条件能够激活不同的 步的序列； 并行序列：系统的某一步活动后，满足转换条件能够同时激活若干步的 序列；,单序列,选择序列,顺序功能图的基本原则：,1、转换实现的条件 （1）该转换所有的前级步都是活动步。 （2）相应的转换条件得到满足。 2、转换实现的操作 （1）使所有由有向连线和转

5、换条件相连的后续步变为活动步 （2）使所有由有向连线和转换条件相连的前级步变为不活动步,说明：,(1) 选择序列的开始称为分支，其转换符号只能标在水平连线下方； 选择序列的结束称为合并，其转换符号只能标在水平连线上方； (2) 并行序列的开始称为分支，为强调转换的同步实现，水平连线用双线表示，水平双线上只允许有一个转换符号； 并行序列的结束称为合并，在表示同步的水平双线之下只允许有一个转换符号。,3任务解决方案,图4-5 剪板机顺序功能图,4应用示例,例1 冲床的运动示意图如图4-6所示：初始状态时机械手在最左边，I0.4为ON；冲头在最上面，I0.3为ON；机械手松开（Q0.0为OFF）。按

6、下起动按钮I0.0，Q0.0变为ON，工件被夹紧并保持，2s后Q0.1变为ON，机械手右行，直到碰到右限位开关I0.1，以后将顺序完成以下动作：冲头下行，冲头上行，机械手左行，机械手松开（Q0.0被复位），延时2s后，系统返回初始状态，各限位开关和定时器提供的信号是相应步之间的转换条件。画出控制系统的顺序功能图。,图4-6 冲床运动,系统的顺序功能图：,图4-7 冲床运动控制的顺 序功能图,例2 液体混合装置如图所示，上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为1状态，阀门A、阀门B和阀门C为电磁阀，线圈通电时阀门打开，线圈断电时阀门关闭。开始时容器时空的，各阀门均关闭，各传感器均为0状态。

7、按下起动按钮后，打开阀门A，液体A流入容器，中限位开关变为ON时，关闭阀门A，打开阀门B，液体B流入容器。液面升到上限位开关时，关闭阀门B，电机M开始运行，搅拌液体。30s后停止搅拌，打开阀门C，放出混合液体，当液面下降至下限位开关之后再过5s容器放空，关闭阀门C，打开阀门A，又开始下一个周期的操作。按下停止按钮，当前工作周期的操作结束后，才停止操作，返回并停留在初始状态。,图4-9 液体混合系统的顺序功能图,系统的顺序功能图：,例3 某专用钻床如图所示，使用两只钻头同时钻两个孔，开始自动运行之前两个钻头在最上面，上限位开关I0.3和I0.5为ON。放好工件后，按下起动按钮I0.0，工件被夹紧

8、后两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关I0.2和I0.4设定的深度时分别上行，回到由限位开关I0.3和I0.5设定的起始位置时分别停止上行。两个钻头都到位后，工件被松开，松开到位后，一个工作周期结束系统返回初始状态。,图4-10 专用钻床两只钻头示意图,图4-11 专用钻床顺序功能图,系统的顺序功能图：,单元二 学会使用起保停电路设计顺序功能图的梯形图程序,1.任务提出,任务二 学会使用起保停电路设计顺序功能图的梯形图程序,学会画顺序功能图只是顺序控制设计法的第一步，S7-200系列PLC提供的编程软件不能使用顺序功能图直接进行控制，还需要转换成梯形图程序。对于剪板机的顺序功能图如何转变为梯形

9、图程序呢？,2. 相关新知识,图4-12 顺序功能图,转换实现的条件是它的前级步为活动步，并且满足相应的转换条件，如果步M0.1要变为活动步，条件是它的前级步M0.0为活动步，且转换满足转换条件I0.0。在起保停电路中，将代表前级步的M0.0的常开触点和代表转换条件的I0.0的常开触点串联，作为控制M0.1的起动电路。 当步M0.1为活动步且满足转换条件T37时，步M0.2变为活动步，这时步M0.1应变为不活动步，因此可以将M0.2为1作为使步M0.1变为不活动步的停止条件。 同时在程序中将M0.0的常开触点与起动电路并联作为保持条件。,关键: 找出其起动条件和停止条件,对于步的动作中的输出量

10、的处理分两种情况： 某一输出量仅在某一步中为ON时，可以将它 的线圈与对应步的存储器位的线圈并联； 某一输出量在几步中都为ON时，则将代表各 有关步的存储器位的常开触点并联后一起驱动 该输出的线圈。如果某些输出在连续的几步中 均为ON，可以用置位与复位指令进行控制。,注意：,3任务解决方案,图4-13 顺序功能图,4应用示例,例1 编写图所示顺序功能图的梯形图程序。,图4-14 顺序功能图,梯形图程序,步M0.0后有一个选择序列的分支，当M0.0为活动步时，满足I0.0的转换条件时步M0.1变为活动步，满足I0.2的转换条件步M0.2变为活动步，无论其哪个后续步变为活动步，M0.0都应变为不活

11、动步，所以应将M0.1和M0.2的常闭触点与M0.0的线圈串联作为其停止条件。,步M0.2之前是选择序列的合并，当步M0.1为活动步并且满足I0.1的转换条件或者步M0.0为活动步且满足I0.2的转换条件时，步M0.2都能变为活动步，所以，步M0.2的起动条件为M0.1I0.1M0.0I0.2并联构成。,例2 编写图4-16所示液体混合系统的梯形图程序。,图4-16 液体混合系统的顺序功能图,步M0.1之前是选择的合并，当步M0.0为活动步并且满足I0.3的转换条件，或者步M0.5为活动步并且满足M1.0T38的转换条件时，步M0.1都能变为活动步，因此步M0.1的起动电路由M0.0、I0.3

12、或M0.5、M1.0、T38的常开触点串联而成。,梯形图程序,图4-17 液体混合系统梯形图程序,图4-18 专用钻床顺序功能图,例3 编写图4-18所示专用钻床控制系统的梯形图程序。,梯形图程序,当步M0.1为活动步时，Q0.0线圈得电，夹紧电磁阀通电夹紧工件，当压力达到一定程度，压力继电器I0.1的常开触点接通即满足转换条件，这时步M0.1变为不活动步，而步M0.2和步M0.5同时变为活动步，Q0.1和Q0.3线圈得电，大小钻头同时向下运动进行钻孔。 当两个孔钻完，大、小钻头分别碰到各自的下限位开关I0.2和I0.4后，步M0.3和步M0.6变为活动步，Q0.2和Q0.4线圈得电，两个钻头

13、分别向上运动，碰到各自的上限位开关I0.3和I0.5后停止上行，两个等待步M0.4和M0.7变为活动步。只要步M0.4和M0.7变为活动步，步M1.0马上变为活动步，同时步M0.4和M0.7变为不活动步，线圈Q0.5线圈得电，工件被松开，限位开关I0.7变为ON，系统返回初始状态。,单元三 学会使用SCR指令设计顺序功能图的梯形图程序,顺序功能图中除了使用位存储器M代表各步外，还可以使用顺控制继电器S来代表各步，使用S代表各步的顺序功能图设计梯形图程序时，需要使用SCR指令设计梯形图程序。,1.任务提出,任务三 学会使用SCR指令设计顺序 功能图的梯形图程序,图4-21 使用SCR指令的顺序功

14、能图,2. 相关新知识,说明：,同一个S位不能用于不同的程序中，例如：如果在主程序中使用了S0.1，在子程序中就不能再使用它； 在SCR段之间不能使用JMP和LBL指令，即不允许在SCR段之间跳入、跳出，但可以在SCR段附近使用JMP和LBL指令或者在段内跳转； 在SCR段中不能使用END指令。,3任务解决方案,图4-22 使用SCR指令编写的程序,4应用示例,例1 使用SCR指令编写图4-16所示液体混合系统的梯形图程序。,图4-23 液体混合系统的顺序功能图,梯形图程序,图4-24 液体混合系统的SCR指令程序,例2 使用SCR指令编写图4-25所示顺序功能图的梯形图程序。,图4-25 具有选择、并行序列的顺序功能图,图4-26 选择、并行序列的SCR指令程序,图4-26 选择、并行序列的SCR指令程序,