顺序功能图,三种编程方式

项目7 单序列顺序功能图及起保停编程方式一基本要求及学习要点1 顺序功能图的组成要素及意义；2 单序列顺序功能图的绘制；3 单序列顺序功能图与起保停编程方式的对应关系。

二教学内容（一）顺序功能图的要素1．步与动作（1）步在功能表图中用矩形框表示步，方框内是该步的编号。

各步的编号可为ｎ-1、n、n+1等。

编程时一般用PLC内部编程元件来代表各步，因此经常直接用代表该步的编程元件的元件号作为步的编号，如M300，S20等，这样在根据功能表图设计梯形图时较为方便。

（2）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，每一个功能表图至少应该有一个初始步。

（3）动作一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统，例如在数控车床系统中，数控装置是施控系统，而车床是被控系统。

对于被控系图1 单序列顺序功能图示意统，在某一步中要完成某些“动作”，对于施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”，将动作或命令简称为动作，并用矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应的步的符号相连。

如果某一步有几个动作，其动作可以如图示的横排，也可以竖排。

（4）活动步当系统正处于某一步时，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。

若为保持型动作则该步不活动时继续执行该动作，若为非保持型动作则指该步不活动时，动作也停止执行。

一般在功能表图中保持型的动作应该用文字或助记符标注，而非保持型动作不要标注。

2．有向连线、转换与转换条件（1）有向连线在功能表图中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生步的活动状态的顺序进展，这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。

在画功能表图时，将代表各步的方框按它们成为活动步的先后次序顺序排列，并用有向连线将它们连接起来。

活动状态的进展方向习惯上是从上到下或从左至右，在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。

如果不是上述的方向，应在有向连线上用箭头注明进展方向。

3.1PLC梯形图的三种顺序控制设计法PLC以其独特的长处,已经在现今各个领域中取得了普遍的应用,尤其是在组合机床的自动化改造中。

在改造的进程中,主要涉及到PLC硬件的设计和软件的设计, 其中软件的设计主如果编程语言的设计。

PLC常常利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。

但利用最普遍的是梯形图语言。

梯形图语言的设计方式很多,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,没有一套固定的方式和步骤可以遵循,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,用此方式设计的梯形图很难阅读,给系统的维修和改良带来很大困难。

而用顺序控制设计法设计梯形图,却有必然的规律可循,程序的阅读和改良也比较容易,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:顺序控制是依照生产工艺预先规定的顺序,在不同的输入信号作用下,按照内部状态和时间的顺序,使生产进程中的每一个执行机构自动有步骤地进行操作。

在利用顺序控制设计法设计梯形图时,首先要按照系统的工艺进程,设计出顺序功能图,然后按照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进程、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持续阶段,当转换实现时,步便变成活动步,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取得知足,二者缺一不可。

咱们在进行顺序功能图的具体设计时,必需要注意:顺序功能图中必需有初始步,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,必需用一个转换条件将它们分开;应按照不同的控制要求,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需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进程,不出现中断的现象。

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。

plc编程语⾔有哪⼏种？ plc编程语⾔标准(IEC 61131-3)中有五种编程语⾔，即顺序功能图、梯形图、功能框图、指令表和结构化⽂本。

顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)和功能框图(FBD)是图形编程语⾔，指令表(IL)和结构⽂本(st)是书⾯语⾔。

1.顺序功能图 顺序图⽤于描述开关控制系统的功能，是⼀种⾼于其他编程语⾔的图形语⾔，⽤于编制顺序控制程序。

序列图提供了⼀种组织程序的图形化⽅法，根据这种⽅法很容易画出顺序控制梯形图程序，这将在本书第3项中详细介绍。

2.梯形图 梯形图是⽤图形符号及其在图中的关系来表达控制关系的编程语⾔。

它由继电器电路图演变⽽来，是应⽤最⼴泛的PLC图形编程语⾔。

梯形图与继电器控制系统的电路图⾮常相似，直观易懂，便于熟悉继电器控制的电⽓⼈员掌握，特别适⽤于开关逻辑控制。

梯形图由触点、线圈和应⽤说明等组成。

触点代表逻辑输⼊条件，如外部开关、按钮和内部条件。

线圈通常代表逻辑输出结果，⽤于控制外部指⽰灯、交流接触器等。

（看到这初学者可能看不太懂，可以结合plc视频教程来学习） 梯形图通常有左右两条母线(有时只画左母线)，其间是由内部继电器和继电器线圈的常开和常闭触点组成的并联逻辑⾏(或步骤)。

每个逻辑⾏必须从触点与左总线的连接开始，到线圈与右总线的连接结束。

（看到这⾥不明⽩的朋友可以结合） 3.功能框图(FBD) 这是⼀种类似数字逻辑门电路的编程语⾔，有数字电路基础的⼈很容易掌握。

在这种编程语⾔中，逻辑运算关系由类似于与门和或门的块来表⽰。

块的左边是逻辑运算的输⼊变量，右边是输出变量。

输⼊和输出端的⼩圆圈代表⾮操作。

这些块通过电线连接，信号从左到右流动。

中国很少有⼈使⽤功能框图语⾔。

4.指令列表 PLC的指令是⼀种类似于微机汇编语⾔指令的助记表达式。

由指令组成的程序称为指令表程序。

指令表程序很难读懂，其逻辑关系也很难⼀⽬了然，所以设计中⼀般采⽤梯形图语⾔。

如果使⽤⼿持编程器，梯形图必须转换成指令表，然后写⼊PLC。

顺序功能图转梯形图总结三菱FX2N系列PLC 顺序功能图转换成梯形图的三种方法。

画顺序功能图并将其用三种方法转换成梯形图 1.换顺序功能图1)分析题设，将系统分成若干步，每步的动作都要清晰，步之间的转换条件要确定好。

2)在题意完全清晰的基础上，画出顺序功能图。

首先确定步所用的编程元件:启保停和以转换为中心——MM8002 步进指令——SM0如图: 初始步:双矩形框;M8002;M0或S0~S9初始步和动作不之间的转换条件有三种情况:启动开关;初始位;两者的逻辑与动作步:矩形框;M1或S20 M1 Y1动作画在动作步的右侧3)按照题意将所有的不全部画出来。

循环序列:单周期和连续工作单周期(只工作一次就回到初始位置停止)——顺序功能图中返回到初始步上边连续工作(执行一次后接着继续工作，知道按下停止按键为止)——返回到第一动作步上边将顺序功能图转换成梯形图方法一:启保停步和步之间的转换实现原则:前级步为活动，转换条件成立如上图所示，M1步为活动步且X1接通时，M2转换成活动步，用启保停表达出来，谁变成活动步，就是启动哪一步。

启动条件:前几步的常开触点与转换条件串联，停止条件:后续步的常闭触点。

例题:液体混合装置如图所示，上限位X0、中限位X1、下限位X2传感器被液体淹没时为ON，阀A、阀B、阀C为电磁阀，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。

开始时容器是空的，各阀门均关闭，各传感器均为OFF。

按下启动按钮X10后，打开阀门A，液体A流入容器。

中限位，关闭阀门A，打开阀门B，液体B流入容器。

当液面到达上X1为ON限位X0，关闭阀门B，电动机M开始运行，搅动液体。

60s后停止搅动，打开阀门C，放出混合液。

当液面下降至下限位X2之后5s，容器放空，关闭阀C，打开阀A，又开始下一周期的操作。

按下停止按钮X11，在当前工作周期的操作完成结束后，才停止操作(停在初始状态)。

画出控制系统的顺序功能图，并使用启保停电路的编程方法将其转换为梯形图。