西門子S7-200SMART模塊廣東代理價格

利用PLC功能表圖實現(xiàn)順序控制的基本思想

    功能表圖是描述順序控制過程的有效工具，利用功能表圖實現(xiàn)順序控制功能的方法稱為順序控制設(shè)計法。順序控制設(shè)計法與傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計法相比有很大的*性。

    1．順序控制設(shè)計法與經(jīng)驗設(shè)計法的比較

    經(jīng)驗設(shè)計法實際上是試圖用輸入信號X直接控制輸出信號Y，如圖5.22 (a)所示。如果無法直接控制，或為了實現(xiàn)記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能，只好被動地增加一些輔助元件和輔助觸點。由于不同的系統(tǒng)的輸出量Y與輸入量X之間的關(guān)系各不相同，以及它們對聯(lián)鎖、互鎖的要求千變?nèi)f化，不可能找出一種簡單通用的設(shè)計方法。

    順序控制設(shè)計法是用輸入量X控制代表各步的編程元件(如內(nèi)部存儲器位M)，再用它們控制輸出量Y，如圖5.22 (b)所示。工步是根據(jù)輸出量y的狀態(tài)劃分的，M與Y之間具有很簡單的“與”的邏輯關(guān)系，輸出電路的設(shè)計極為簡單。

    圖5.22    輸入／輸出信號關(guān)系圖

    不管系統(tǒng)如何復(fù)雜，代表工步的編程元件的控制回路，其設(shè)計方法都是相同的，并且很容易掌握，所以順序控制設(shè)計法具有簡單、規(guī)范、通用的優(yōu)點。另一方面，由于編程元件是依次順序變?yōu)?ldquo;ON/OFF”狀態(tài)的，實際上已經(jīng)基本上解決了經(jīng)驗設(shè)計法中的記憶、聯(lián)鎖等問題。

    2．順序控制梯形圖的編程方法

    使用順序控制設(shè)計法時，首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出功能表圖，然后根據(jù)功能表圖畫出梯形圖。

    有的PLC為用戶提供了順序功能圖語言，在編程軟件中生成順序功能圖后，便完成了編程工作。它是一種*的程序設(shè)計方法，很容易被初學(xué)者接受，對于有經(jīng)驗的設(shè)計人員，也會提高設(shè)計效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。

    對于沒有提供順序功能圖語言的PLC，利用其指令系統(tǒng)也可以方便地實現(xiàn)由功能表圖到梯形圖的設(shè)計?？梢允褂?/span>PLC指令系統(tǒng)中的基本指令或?qū)ｉT的步進指令來實現(xiàn)順序控制梯形圖的編程。

    那些與觸點和線圈有關(guān)的基本指令，如LD、AND、OR、OUT等，任何一種PLC的指令系統(tǒng)中都有，用這一類指令實現(xiàn)順序控制功能，是一種通用的編程方法，可以適用于任何型號的PLC。

    在利用功能表圖設(shè)計順序控制梯形圖時，可以利用PLC的內(nèi)部輔助繼電器M來代表各工步。某一工步為活動狀態(tài)時，相應(yīng)的輔助繼電器的狀態(tài)為“1”，否則為“0”。某一轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時，該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬剑凹壊阶優(yōu)榉腔顒硬?，則對應(yīng)著相應(yīng)輔助繼電器狀態(tài)的變化。

    注意：很多轉(zhuǎn)換條件都是短時間存在的信號，信號存在的時間比它激活的后續(xù)步為活動步的時間要短。因此，在程序設(shè)計中應(yīng)使用有記憶功能的回路或指令來控制代表步的輔助繼電器的狀態(tài)，如采用前面提到的啟保停回路或置位、復(fù)位指令等。

    許多PLC都專門設(shè)計有用于編制順序控制程序的指令，如Fl系列PLC等就提供有步進指令，使用這類步進指令來編制順序控制程序更為方便。但是，由于各類PLC的步進指令存在較大差別，因此使用這類指令編制的梯形圖不具有通用性。

下面是針對繪制功能表圖時常見的錯誤提出的注意事項。

·兩個步不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將它們隔開。

·兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。

·功能表圖中的初始步一般對應(yīng)于系統(tǒng)等待啟動的初始狀態(tài)，這一步可能沒有什么輸出處于“1”狀態(tài)，因此有的初學(xué)者在畫順序功能圖時很容易遺漏這一步。初始步是*的，一方面因為該步與它的相鄰步相比，從總體上說輸出變量的狀態(tài)各不相同；另一方面如果沒有該步，無法表示初始狀態(tài)，系統(tǒng)也無法返回停止狀態(tài)。

· 自動控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過程，因此在功能表圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應(yīng)從后一步返回初始步。在單周期操作方式下，系統(tǒng)停留在初始狀態(tài)；在連續(xù)循環(huán)工作方式時，將從后一步返回下一工作周期開始運行的一步。

·在順序功能圖中，只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。如果用沒有斷電保持功能的編程元件代表各步，PLC進入運行工作方式時，它們均處于OFF狀態(tài)，必須用初始化脈沖的常開觸點作為轉(zhuǎn)換條件，將初始步預(yù)置為活動步否則因功能表圖中沒有活動步，系統(tǒng)將無工作。如果系統(tǒng)有自動、手動兩種工作方式，功能表圖是用來描述自動工作過程的，這時還應(yīng)在系統(tǒng)由手動工作方式進入自動工作方式時，用一個適當?shù)男盘枌⒊跏疾街脼榛顒硬健?/span>

    1．轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件

    在順序功能圖中，步的活動狀態(tài)的進展是由轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)來完成的。轉(zhuǎn)換實現(xiàn)必須同時滿足以下兩個條件。

    ·該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步。

    ·相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。

    如果轉(zhuǎn)換的前級步或后續(xù)步不止一個，轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)稱為同步實現(xiàn)，為了強調(diào)同步實現(xiàn)，有向連線的水平部分應(yīng)用雙線表示，參見圖5.20 (c)。

    2．轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時應(yīng)完成的操作

    轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時，應(yīng)完成以下兩個操作。

    ·使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬健?/span>

    ·使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬健?/span>

    以上規(guī)則可以用于任意結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換，其區(qū)別如下。

    ·在單序列中，一個轉(zhuǎn)換僅有一個前級步和一個后續(xù)步。

    ·在并行序列的分支處，轉(zhuǎn)換有幾個后續(xù)步，在轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時應(yīng)同時將它們變?yōu)榛顒硬剑?/span>在并行序列的合并處，轉(zhuǎn)換有幾個前級步，它們均為活動步時才有可能實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時應(yīng)將它們?nèi)孔優(yōu)榉腔顒硬健?/span>

    ·在選擇序列的分支與合并處，一個轉(zhuǎn)換實際上只有一個前級步和一個后續(xù)步，但是一個步可能有多個前級步或多個后續(xù)步。轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則是根據(jù)功能表圖設(shè)計梯形圖的基礎(chǔ)，它適用于順序功能圖中的各種基本結(jié)構(gòu)和下一節(jié)介紹的各種順序控制梯形圖的編程方法。
能表圖的基本結(jié)構(gòu)可分為單序列、選擇序列和并行序列3種形式，如圖5.20所示。同時，功能表圖中的某一個工步還可以包括若干個子步和轉(zhuǎn)換，以增強描述問題的層次性。

    1．單序列

    圖5.20 (a)所示為單序列的結(jié)構(gòu)形式。它由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅有一個轉(zhuǎn)換，每一個轉(zhuǎn)換的后面只有一個步。

    2．選擇序列

    圖5.20 (b)所示為選擇序列的結(jié)構(gòu)形式。選擇序列的開始稱為分支，轉(zhuǎn)換符號只能標在水平連線之下。如果步07是活動步，并且轉(zhuǎn)換條件h=1，則發(fā)生由步07→步08的轉(zhuǎn)換；如果步07是活動步，并且轉(zhuǎn)換條件k=1，則發(fā)生由步07→步10的轉(zhuǎn)換。

    注意：如果將選擇條件k改為kh，則當k和h同時為成立時，將優(yōu)先選擇h對應(yīng)的序列。一般只允許同時選擇一個序列。

    選擇序列的結(jié)束稱為合并，幾個選擇序列合并到一個公共序列時，用和需要重新組合的序列相同數(shù)量的轉(zhuǎn)換符號和水平連線來表示，轉(zhuǎn)換符號只允許標在水平連線之上。如果步09是活動步，并且轉(zhuǎn)換條件j=1，則發(fā)生由步09→步12的轉(zhuǎn)換；如果步11是活動步，并且轉(zhuǎn)換條件m=1，則發(fā)生由步11→步12的轉(zhuǎn)換。

    3．并列序列

    當轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)導(dǎo)致幾個序列同時激活時，這些序列稱為并行序列，用來表示系統(tǒng)的幾個同時工作的獨立部分的工作情況，其結(jié)構(gòu)形式如圖5.20 (c)所示。

    并行序列的開始稱為分支。當步15是活動的，并且轉(zhuǎn)換條件p=1時，16和19這兩步同時變?yōu)榛顒硬?，同時步3變?yōu)椴换顒硬?。?/span>16、19被同時激活后，每個序列中活動步的進展將是獨立的。為了強調(diào)轉(zhuǎn)換的同步實現(xiàn)，水平連線用雙線表示，在表示同步的水平雙線之上，只允許有一個轉(zhuǎn)換符號。

    并行序列的結(jié)束稱為合并，在表示同步的水平雙線之下，只允許有一個轉(zhuǎn)換符號。當直接連在雙線上的所有前級步(步17、19)都處于活動狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)換條件s=l時，才會發(fā)生步17、19到步20的轉(zhuǎn)步，即步17、19同時變?yōu)椴换顒硬剑?/span>20變?yōu)榛顒硬健?/span>

    4．子步( Microstep)

    在順序功能圖中，某一步可以包含一系列子步和轉(zhuǎn)換，如圖5.21所示。通常這些序列表示系統(tǒng)的一個完整的子功能。

    子步的使用*地方便了順序功能圖的編寫，使系統(tǒng)的設(shè)計者在總體設(shè)計時容易抓住系統(tǒng)的主要矛盾，用更加簡潔的方式表示系統(tǒng)的整體功能和概貌，而不是一開始就陷入某些細節(jié)之中。

    設(shè)計者可以從簡單的對整個系統(tǒng)的全面描述開始，然后畫出更詳細的順序功能圖，子步中還可以包含更詳細的子步。這種設(shè)計方法的邏輯性很強，可以減少設(shè)計中的錯誤，縮短總體設(shè)計和查錯需要的時間。

西門子S7-200SMART模塊廣東代理價格