顺序功能图三种编程方式

Rockwell A-B的PLC由于支持多种编程方式，具有丰富的编程指令，加上各系列的PLC都有相应的编程软件，调试仿真软件，因此在自动化领域中已越来越受到广泛的应用。

一、编程方式所有的A-B PLC（Micrologix1000, SLC500, PLC-5和Controllogix）都支持梯形图的编程方式，而大多数PLC-5系列处理器（增强型以上系列）还支持结构文本及顺序功能图两种编程方式。

1、梯形图梯形图是一种最典型，也是最基本的编程方式，它采用图形语言，沿用了继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，并增加了一些继电接触控制没有的符号。

梯形图形象、直观，对于熟悉继电器表示方式的人来说，非常容易接受，而不需要学习更深的计算机知识。

这是一种最为广泛的编程方式，适用于顺序逻辑控制、离散量控制、定时/计数控制等操作。

梯形图一般由多个不同的阶梯组成，每一个阶梯又可以由一个或几个输入指令及一个输出指令组成。

输出指令应出现在阶梯的最右边，而输入指令则出现在输出指令的左边，如图1所示。

图12、结构文本结构文本类似于BASIC编程，利用它可以很方便地建立、编辑和实现复杂的算法，特别在数据处理、计算存储、决策判断、优化算法等涉及描述多种数据类型的变量应用中非常有效。

对于PLC-5处理器结构文本可以支持以下结构。

赋值：赋一个整数或浮点数值给一个数据单元非保持型位赋值：赋一个二进制数给一个位单元，当处理器工作模式从编程方式到运行方式时或当顺序功能图（SFC）的步被扫描后，这些位被清零。

保持型位赋值：赋一个二进制数给一个位单元，当处理器工作模式从编程方式到运行方式时或SFC的步被扫描后，这些位并不被清零。

IF-THEN-ELSE：有条件的执行一段程序FOR-NEXT：重复执行一段程序WHILE：只要输入表达式为真就重复执行一段程序REPEAT：重复执行一段程序直至某输入表达式为真EXIT：在处理器到达正常结束条件之前退出循环结构（REPEAT，FOR 或WHILE）CASE：根据一个数学表达式或操作数据的值有条件地执行一段程序；；：相当于一个无操作指令NOP梯形图功能：可调用任一梯形图程序或指令。

3.1PLC梯形图的三种顺序控制设计法PLC以其独特的优点,已经在当今各个领域中得到了广泛的应用,尤其是在组合机床的自动化改造中。

在改造的过程中,主要涉及到PLC硬件的设计和软件的设计,其中软件的设计主要是编程语言的设计。

PLC常用的编程语言有梯形图语言、助记符(指令表)语言、功能块图语言、顺序功能图语言、高级编程语言等。

但使用最广泛的是梯形图语言。

梯形图语言的设计方法很多,主要有经验设计法、翻译法和顺序控制设计法。

用经验设计法和翻译法设计梯形图时,没有一套固定的方法和步骤可以遵循,特别是在设计机床复杂控制系统的梯形图时,常要用大量的中间单元来完成记忆、连锁和互锁的功能,需要考虑的因素很多。

另外,用此方法设计的梯形图很难阅读,给系统的维修和改进带来很大困难。

而用顺序控制设计法设计梯形图,却有一定的规律可循,程序的阅读和改进也比较容易,可以大大提高设计的效率。

本文主要以西门子公司S7 - 200 PLC为例来介绍PLC梯形图的三种顺序控制设计法,并对其进行比较分析,总结其特点。

顺序控制与顺序功能图概述:顺序控制是按照生产工艺预先规定的顺序,在不同的输入信号作用下,根据内部状态和时间的顺序,使生产过程中的每个执行机构自动有步骤地进行操作。

在使用顺序控制设计法设计梯形图时,首先要根据系统的工艺过程,设计出顺序功能图,然后根据顺序功能图编写出梯形图。

顺序功能图( Sequential Function Chart简称SFC)是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形,是设计PLC的顺序控制程序的主要工具。

它主要由步、动作、转换、转换条件、有向连线组成(如图1所示)。

在顺序功能图中,步表示将一个工作周期划分的不同连续阶段,当转换实现时,步便变为活动步,同时该步对应的动作被执行。

转换实现的条件是前级步为活动步和转换条件得到满足,两者缺一不可。

我们在进行顺序功能图的具体设计时,必须要注意:顺序功能图中必须有初始步,如没有它系统将无法开始和返回;两个相邻步不能直接相连,必须用一个转换条件将它们分开;应根据不同的控制要求,合理选择功能图的单行序列、选择序列、并行序列三种不同结构(如图2所示) ;设计的顺序功能图必须要由步和有向连线组成闭合回路,使系统能够多次重复执行同一工艺过程,不出现中断的现象。

顺序功能流程图及顺控步进梯形图自动编程方法1．顺控流程图基本结构根据步与步之间转换的不同情况，顺控流程图有单序列结构、选择性分支、汇合结构、并行分支、汇合结构、跳步，重复、循环、复位等结构。

(1)单序列结构编程如图1由一系列按顺序排列相继激活步组成。

每一步后有一到几个转换条件，转换条件后面只有一步。

应用如图4-40运料小车左右行驶顺序控制.单序列结构b3C4d5e6图1 单序列结构(2)选择序列结构编程如图2有选择开始分和结束选择并选择分：若4为活动步，如转换条件a、b、C成立，则分别转向5、7、8步。

选择合：若6、8、10步分别为活动步，其对应转换争件d、e、f分别成立，则它们分别转向步11，即步6、8、10合并为步11。

cf图2 选择序列结构(3)并列序列结构编程并行序列也有开始并分与结束并合。

如图3。

并行分（图3左）：当转换条件e 满足时，活动步3，同时转换为步4、6、8。

并行合（图3右）：当转换条件d 满足时，同为活动步的5、7、9可合并为步10。

并行分并行合346810579ed图3(4)子步结构编程子步结构是指在流程图中，某一步包含一系列子步和转换。

这在工程总体方案设计中，经常被采用。

如图4，先用几步和转换简洁表示整体系统功能，然后每步再细化为若干子步和转换。

单一流程的编程选择性分支、汇合的编程并行分支、汇合的编程5X1X65.2X2X35.3X4X55.1X15.4X6子步结构4（5）跳步，重复、循环、复位等结构编程跳步、重复和循环等序列结构，实际上是选择序列结构的特殊形式，如图5。

图5（a）为跳步结构，当步3为活动步时，如转换条件e成立，则跳过步4、5，直接进入步6。

图5（b）为重复结构，当步6为活动步时，如转换条件e成立而条件d不成立，则重新返回步5，重复执行步5、6。

直到条件d成立，重复结束，转入步7。

图5（C）是循环结构，即在序列步结束后，用重复办法直接返回始步，形成系统循环，实现自动运行。

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·172·2021年第14期文章编号：2095－6835（2021）14－0172－02顺序功能图（SFC）在西门子S7-200SMART上的编程实现方法及比较＊刘海洋，王峰（江苏省宿迁学院机电工程学院，江苏宿迁223800）摘要：采用顺序功能图法可以实现复杂顺序控制PLC程序的编制，具有简单、直观、高效等优点。

对于S7-200SMARTPLC，还要使用其编程指令对顺序功能图进行转换。

转换有三种方法，分别是基于起保停的转换方法、基于置位复位指令的转换方法、基于SCR指令的转换方法。

以一个实例，介绍这三种转换方法，并对这三种方法进行比较。

关键词：顺序功能图；S7-200SMART；编程；实现方法中图分类号：TH39；TM571.61文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2021.14.070顺序功能图是PLC中一种解决复杂顺序控制的语言，它的出现使顺序控制类编程变得简单明了。

国际电工委员会（IEC）于1988年公布了“控制系统功能图准备”标准（IEC848），中国在1986年颁布了功能图的国家标准（GB6988-6-86）。

目前国际电工委员会正在实施并发展这种语言的编程标准，1994-05公布的IEC可编程序控制器标准（IEC1131）中，顺序功能图被确定为PLC位居首位的编程语言。

S7-200SMARTPLC是西门子近年来主推的小型PLC，是S7-200的升级换代产品。

对于S7-200SMART，顺序功能图还要使用其编程指令进行转换，转换有三种方法，分别是基于起保停的转换方法、基于置位复位指令的转换方法、基于SCR指令的转换方法。

下面通过一个实例介绍这三种转换方法，并对三种方法进行比较。

1顺序功能图顺序功能图是一种图形化编程语言，它是用流程图来表达一个顺序控制过程，由步、转换条件及有向连线组成。