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1、5.4顺序控制设计法与顺序功能图顺序控制设计法与顺序功能图5.4.1顺序控制设计法顺序控制设计法 1用用经验设计法设计梯形图经验设计法设计梯形图时，没有一套时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试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。梯形图往一种通用的容易掌握的设计方法。梯形图往往很难阅读，系统的维修和改进困难往很难阅读，系统的维修和改进困难。2定定义义：所所谓谓顺顺序序控控制制，就就是是按按照照生生产产工工艺艺预预先先规规定定的的顺顺序序，在在各各个个输输入入信信号号的的作作用
2、用下下，根根据据内内部部状状态态和和时时间间的的顺顺序序，在在生生产产过过程程中中各各个个执执行行机机构构自自动动地地有秩序地进行操作。有秩序地进行操作。3.顺顺序序控控制制设设计计法法的的基基本本思思想想：将将系系统统的的一一个个工工作作周周期期划划分分为为若若干干个个顺顺序序相相连连的的阶阶段段，这这些些阶阶段段称称为为步步，并并用用编编程程元元件件来来代代表各步。表各步。n na.步步的的划划分分:根根据据输输出出量量的的状状态态,在在任任何何一一步步之之内内，各各输输出出量量的的ONOFF状状态态不不变变，但是相邻两步输出量的状态是不同的。但是相邻两步输出量的状态是不同的。n nb.转
3、转换换条条件件:使使系系统统由由当当前前步步进进入入下下一一步步的信号。的信号。5.4.2顺序功能图顺序功能图1顺序功能图的由来顺序功能图的由来功功用用：描描述述控控制制系系统统的的控控制制过过程程、功功能能和和特特性性的的一一种种图图形形，也也是是设设计计可可编编程程序序控控制制器器的的顺序控制程序的有力工具。顺序控制程序的有力工具。n n组成：步、有向连线、转换、转换条件、组成：步、有向连线、转换、转换条件、动作动作2.步步：是是控控制制系系统统中中相相对对不不变变的的，对对应应一一个个稳稳定的状态定的状态 1）表表示示方方法法：用用矩矩形形方方框框，方方框框中中可可以以用用数字，编程元件
4、的地址作为步的编号。数字，编程元件的地址作为步的编号。2）初初始始步步：与与系系统统的的初初始始状状态态相相对对应应的的步步称为初始步，初始步用双线方框表示。称为初始步，初始步用双线方框表示。3）可以有几个与步对应的动作或命令。）可以有几个与步对应的动作或命令。4）活活动动步步：系系统统正正处处于于某某一一步步所所在在的的阶阶段段时，该步处于活动状态，相应的动作被执行时，该步处于活动状态，相应的动作被执行。5）相邻两个步之间的状态总是不同的。相邻两个步之间的状态总是不同的。3有向连线与转换条件有向连线与转换条件 1）有有向向连连线线：从从上上到到下下或或从从左左至至右右箭箭头头不标，反之标出。
5、不标，反之标出。2）转转换换：用用有有向向连连线线上上与与有有向向连连线线垂垂直直的短划线来表示，将相邻两步隔开。的短划线来表示，将相邻两步隔开。3）转转换换条条件件：转转换换条条件件是是与与转转换换相相关关的的逻逻辑辑命命题题，转转换换条条件件可可以以用用文文字字语语言言、布布尔尔代代数数表表达达式式或或图图形形符符号号标标注注在在表表示示转转换换的的短短线的旁边。线的旁边。施耐德施耐德SFC图例图例典型示例n n例例1、按下启动按钮、按下启动按钮I0.0后，先开引风机，后，先开引风机，延时延时5S后开鼓风机。按下停止按钮后开鼓风机。按下停止按钮I0.1后，后，先停鼓风机，先停鼓风机，5S后
6、停引风机。后停引风机。步的划分：以对外部设备的状态（或输出位的状态）步的划分：以对外部设备的状态（或输出位的状态）为依据划分。为依据划分。注意：每注意：每1步之内，状态是保持不变的。步之内，状态是保持不变的。初始步初始步步步1步步3步步2n n例2、画出下图所示时序波形变化对应的顺序功能图初始步初始步步步1步步3步步2步步动作动作转换条件转换条件有向连线有向连线转换转换例例3 3、下图是送料小车运行示意图，小车可以在、下图是送料小车运行示意图，小车可以在A A、B B之间之间运动，在运动，在A A、B B之间各有一个行程开关。小车从之间各有一个行程开关。小车从A A点向点向B B点前点前进，达
7、到进，达到B B点，停车点，停车10S10S后，从后，从B B点后退到点后退到A A点，在点，在A A点停车点停车20S20S后再向后再向B B点前进，如此往复不止。要求可以人为控制小点前进，如此往复不止。要求可以人为控制小车的前进启动和后退启动，并任何时候均可停止小车。车的前进启动和后退启动，并任何时候均可停止小车。AB停车停车10S停车停车20S信号接线图信号接线图问题分析：问题分析：1 1）4 4个步：个步：小车前进、小车前进、定时定时10S10S、小车后退、小车后退、定时定时20S20S。2 2）转移条件：转移条件：到达到达B B点点后行程开关闭合、后行程开关闭合、B B点点定时定时1
8、0S10S到、到达到、到达A A点后点后行程开关闭合和行程开关闭合和A A点定点定时时20S20S到。到。3 3）动作：动作：A A点到点到B B点的前进动作，启动点的前进动作，启动10S10S定时器动作、定时器动作、B B点到点到A A点的退回动作和启动点的退回动作和启动20S20S定时器动作。定时器动作。人为控制小人为控制小车前进车前进人为控制小人为控制小车后退车后退任何时任何时候停止候停止小车小车n n2.输出电路的设计方法：输出电路的设计方法：n n 1）某某一一输输出出量量仅仅在在某某一一步步中中为为ON，将将 它它 的的 线线 圈圈 与与 对对 应应 步步 的的 存存 储储 器器
9、位位（M0.2）的线圈并联。）的线圈并联。n n 2）某一输出在几步中都为）某一输出在几步中都为ON，将代，将代表各有关步的存储器位的常开触点并联表各有关步的存储器位的常开触点并联后，驱动该输出的线圈。（后，驱动该输出的线圈。（M0.1MO.3的常开触点并联驱动的常开触点并联驱动Q0.0的线圈）的线圈）4基本结构基本结构1）单序列）单序列2）选择序列）选择序列3）并列序列）并列序列4）顺序功能图举例）顺序功能图举例n n5转换实现的基本规则转换实现的基本规则n n 1）转换实现的条件）转换实现的条件 n n (1)该转换所有的前级步都是活动步。该转换所有的前级步都是活动步。n n (2)相应的
10、转换条件得到满足。相应的转换条件得到满足。n n 2）转换实现应完成的操作）转换实现应完成的操作n n (1)使使所所有有由由有有向向连连线线与与相相应应转转换换符符号号相连的后续步都变为活动步。相连的后续步都变为活动步。n n (2)使使所所有有由由有有向向连连线线与与相相应应转转换换符符号号相连的前级步都变为不活动步。相连的前级步都变为不活动步。6注意事项注意事项 (1)两两个个步步绝绝对对不不能能直直接接相相连连必必须须用用一一个个转转换将它们隔开。换将它们隔开。(2)两两个个转转换换也也不不能能直直接接相相连连必必须须用用一一个个步步将它们隔开。将它们隔开。(3)初初始始步步一一般般对
11、对应应于于系系统统等等待待起起动动的的初初始始状态，始步是必不可少状态，始步是必不可少。(4)自动控制系统应能多次重复执行同一工艺自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，一般应有由步和有向连线组成的闭环，过程，一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步返回初始步，系统停留在初始状态，最后一步返回初始步，系统停留在初始状态，在连续循环工作方式时，将从最后一步返回下在连续循环工作方式时，将从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。一工作周期开始运行的第一步。(5)只有当某一步的前级步是活动步时，该步只有当某一步的前
12、级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。才有可能变成活动步。某液体混合装置如下图，其中具有上、中、下三个限位传感器某液体混合装置如下图，其中具有上、中、下三个限位传感器开关，当被液体淹没时开关接通，阀开关，当被液体淹没时开关接通，阀A A、B B、C C为电磁阀，线圈为电磁阀，线圈通电时打开，断电时关闭，初始状态容器为空，各阀门关闭。通电时打开，断电时关闭，初始状态容器为空，各阀门关闭。按下启动按钮后，打开阀按下启动按钮后，打开阀A A，液体，液体A A流入容器，当淹没中限位开流入容器，当淹没中限位开关时，关闭阀关时，关闭阀A A打开阀打开阀B B，液体，液体B B流入容器。液面上升到上限位流
13、入容器。液面上升到上限位开关时，关闭阀开关时，关闭阀B B，电动机，电动机MM动作开始搅拌，动作开始搅拌，6060秒后停止搅拌，秒后停止搅拌，阀门阀门C C打开，放出混合液，当液面下降到下限位后再过打开，放出混合液，当液面下降到下限位后再过5 5秒，关秒，关闭阀门闭阀门C C，打开阀门，打开阀门A A，开始下一周期操作。，开始下一周期操作。案例X0X1X1X2X2X4X4X5X5自自动动门门控控制制系系统统案例l l人靠近自动门时，感应器人靠近自动门时，感应器X0X0为为ONON，Y0Y0驱动电驱动电动机高速开门；动机高速开门；l l 碰到开门减速开关碰到开门减速开关X1X1时，变为低速开门；
14、时，变为低速开门；l l 碰到开门极限开关碰到开门极限开关X2X2时电动机停转，开始延时电动机停转，开始延时。时。若在若在0.5s0.5s内感应器检测到无人，内感应器检测到无人，Y2Y2起动电起动电动机高速关门；动机高速关门；l l 碰到关门减速开关碰到关门减速开关X4X4时，改为低速关门；时，改为低速关门；l l 碰到关门极限开关碰到关门极限开关X5X5时电动机停转。在关门时电动机停转。在关门期间若感应器检测到有人，停止关门，期间若感应器检测到有人，停止关门，T1T1延时延时0.5s0.5s后自动转换为高速开门。后自动转换为高速开门。n例例1 1、断电延时动作的、断电延时动作的PLCPLC程
15、序梯形图程序梯形图当X13接通时，M0线圈接通并自锁，Y3线圈通电，这时T13由于X13常闭触点断开而没有接通定时；当X13断开时，X13的常闭触点恢复闭合，T13线圈得电，开始定时。经过10s延时后，T13常闭触点断开，使M0复位，Y3线圈断电，从而实现从输入信号X13断开，经10s延时后，输出信号Y3才断开的延时功能。n例例2 2、占空比可调的脉冲信号发生器、占空比可调的脉冲信号发生器采用两个定时器产生连续脉冲信号，脉冲周期为采用两个定时器产生连续脉冲信号，脉冲周期为5秒，占秒，占空比为空比为3：2（接通时间：断开时间）。接通时间（接通时间：断开时间）。接通时间3s，由定，由定时器时器T1
16、设定，断开时间为设定，断开时间为2s，由定时器，由定时器T0设定，用设定，用Y0作作为连续脉冲输出端。为连续脉冲输出端。例例3、用、用PLC控制一个信号灯，通控制一个信号灯，通5秒断秒断3秒。并且说秒。并且说明被控对象的动作和动作顺序。明被控对象的动作和动作顺序。n例例4 4、设计满足下图所示波形的梯形图。设计满足下图所示波形的梯形图。QQn实例分析：送料小车在限位开关X4处装料，20s后装料结束，开始右行，碰到X3后停下来卸料，25s后左行，碰到X4后又停下来装料，这样不停地循环工作，直到按下停止按钮X2。按钮X0和X1分别用来起动小车右行和左行。n设小车在起动时是空车，按下设小车在起动时是
17、空车，按下左行起动按钮左行起动按钮X1，Y1得电，得电，小车开始左行，碰到左限位开小车开始左行，碰到左限位开关时，关时，X4的常闭触点断开，的常闭触点断开，使使Y1失电，小车停止左行。失电，小车停止左行。nX4的常开触点接通，使的常开触点接通，使Y2和和T0的线圈得电，开始装料和的线圈得电，开始装料和延时。延时。20s后后T0的常开触点闭的常开触点闭合，使合，使Y0得电，小车右行。得电，小车右行。n小车离开左限位开关后，小车离开左限位开关后，X4变为变为“0”状态，状态，Y2和和T0的线的线圈失电，停止装料，圈失电，停止装料，T0被复被复位。位。n对右行和卸料过程的分析与上对右行和卸料过程的分析与上面的基本相同。如果小车正在面的基本相同。如果小车正在运行时按停止按钮运行时按停止按钮X2，小车，小车将停止运动，系统停止工作。将停止运动，系统停止工作。