S7-300PLC第3节程序设计方法.ppt

SFC设计方法是用于工业顺序控制程序设计的一种方法，该方法能描述被控系统的工作过程，其设计规则与步进控制非常相似。1.SFC设计基础SFC的基本元素是流程步、有向线段、转移和动作说明。这些内容与步进控制基本相同。,4.3程序设计方法4.3.1顺序功能图（SFC）设计方法,1）流程步流程步也称作工作步，它是控制系统中的一个稳定状态。流程图用矩形框表示，框内用数字表示该步的编号，编号可以是实际的控制步号，也可以是PLC中的工作位编号。流程步有两种：初始步和一般步。,初始步,一般步,2）转移和有向线段转移就是从一个步向另外一个步的转换条件，两步之间用一个有向线段表示可以从一个步转换到另一个步，代表向下转移方向的箭头可以忽略。,3）动作说明动作说明标在工作步旁,常见动作类型非自锁动作自锁动作复位启动定时/计数器启动功能指令,2.SFC的结构SFC的结构与步进控制结构基本相同1）顺序结构,S1,S2,S3,等待，系统指示灯亮。,M1启动,M1指示灯亮,T0定时启动。,M2启动，M2指示灯亮。,按M1启动按钮,T0定时到,按M1停止按钮,2）选择分支结构,各步动作略,3）并行分支结构,各步动作略,S4,S6,S7,并行条件成立后才输出S8,4）循环结构,S1,S2,S3,A,B,C,S4,D,5）复合结构由上述各种结构构成。,3.SFC描述问题举例例：运料小车控制小车可在A、B两地分别起动。若在A地起动，则小车先返回A地，停车5s等待装料，然后自动驶向B地。到达B地后，停车2s等待卸料，然后再返回A地，如此往复。若从B地起动，则先返回B地，停车2s等待卸料，然后自动驶向A地，停车5s等待装料，如此往复。,B地启动,B点行程开关闭合,2S定时到,停止,停止,停止,停止,A地启动,A点行程开关闭合,5S定时到,S2,S3,S4,S5,4.SFC转换为梯形图1)初始（第1）工作步的梯形图该步的启动条件之一是其它工作步均未工作。,当初始步的建立需要一定的条件时，还应将各条件的逻辑组合作为启动条件。,有循环返回第1步时：,2)其它工作步的梯形图,上一步工作,转移条件,停止条件,下一步工作,本步自锁,工作步,其他启动条件,3)运料小车控制系统的梯形图程序转换,下一步工作,SFC图及地址分配：,I/O分配：I0.0停止I0.1A地启动I0.2B地启动I0.3A地行程开关I0.4B地行程开关Q4.1后退Q4.2前进Q4.3后退指示Q4.4前进指示,中间元件分配：A地定时T1B地定时T2步号M0.1M0.5,运料小车控制系统梯形图程序,I/O分配：I0.0停止I0.1A地启动I0.2B地启动I0.3A地行程开关I0.4B地行程开关Q4.1后退Q4.2前进Q4.3后退指示Q4.4前进指示,中间元件分配：A地定时T1B地定时T2步号M0.1M0.5,接上页:,Network6：,I/O分配：I0.0停止I0.1A地启动I0.2B地启动I0.3A地行程开关I0.4B地行程开关Q4.1后退Q4.2前进Q4.3后退指示Q4.4前进指示,中间元件分配：A地定时T1B地定时T2步号M0.1M0.5,SFC设计习题,习题1：液体混合装置控制,初始状态：混合器为空，V1、V2、V3均关闭，搅拌器不工作。控制要求：按启动按钮（Q）后，V1打开，充液体A；充至I位后，V1关闭，V2打开，充液体B；充至H位后，V2关闭，搅拌器启动，搅拌6秒；搅拌停止后，开V3阀打开，开始排放，排放至L位后，再过2秒，关闭V3，自动开始下一循环。,按停止按钮（T）后，系统不立即停止工作，须待一个循环结束后再停止工作。,液体混合装置控制SFC图,S1,S2,按启动按钮,S3,到I位,V1=ON,V2=ON,S4,到H位,M=ON；定时6s,S5,6s定时到,V3=ON,S6,低于L位,定时2s,2s定时到且未按过停止按钮,2s定时到且按过停止按钮,初始状态,液体混合装置控制梯形图程序,I/O分配：I0.0启动I0.1停止I0.2H位I0.3I位I0.4L位Q4.0MQ4.1V1阀Q4.2V2阀Q4.3V3阀液位开关为淹没时闭合。阀门为带电时打开。,接上页,I/O分配：I0.0启动I0.1停止I0.2H位I0.3I位I0.4L位Q4.0MQ4.1V1阀Q4.2V2阀Q4.3V3阀液位开关为淹没时闭合。阀门为带电时打开。,接上页,I/O分配：I0.0启动I0.1停止I0.2H位I0.3I位I0.4L位Q4.0MQ4.1V1阀Q4.2V2阀Q4.3V3阀液位开关为淹没时闭合。阀门为带电时打开。,习题2：水槽充灌设P1和P2两台水泵，当液位低于L1时，启动一台水泵；当液位低于L2时，启动两台水泵。同时要求，单台工作时。P1、P2轮流工作。,水槽充灌SFC图,S2,S3,S4,S6,L2以上,L2以下,L1以下,L1以上,L1以下,L2以下,L2以上,习题3：电梯控制以三层电梯为例,I/O分配I0.1一层平层开关；I0.2二层平层开关；I0.3三层平层开关；I0.4一层向上（1U）呼叫；I0.5二层向上（2U）呼叫；I0.6二层向下（2D）呼叫；I0.7三层向下（3D）呼叫；Q0.0向上；Q0.1向下；Q0.21U指示；Q0.32U指示；Q0.43U指示；Q0.52D指示；,中间环节：S1S7M10.1M10.7；S8M11.0；S9M11.1M1.0有1U；M2.0有2U；M2.1有2D；M3.1有3D。T1上升时，2层停定时；T2上升时，3层停定时；T3下降时，2层停定时；T4下降时，1层停定时；,3秒到&下面有呼叫（2U或2D或1U之1）,2层到&有2D呼叫或到2层&无1U&有2U,3秒到&有1U呼叫,到2层&无2U呼叫&有3D呼叫,S2上升,上面有呼叫（2U或2D或3D之1）,S3停3秒,2层到&有2U呼叫或到2层&无3D&有2D,S4上升,3秒到&有3D呼叫,S5停3秒,3层到&有3D呼叫,S6下降,S8下降,S9停3秒,1层到,到2层&无2D呼叫&有1U,3秒到,3秒到&上面无呼叫&下面有1U呼叫,3秒到&下面无1U呼叫&上面有3D呼叫,SFC图,S7停3秒,习题4：自动售货机控制动作要求：1）可投1元、5元、10元币。2）果汁每瓶12元，啤酒每瓶15元。3）投币总额大于等于12元时，果汁指示灯亮；大于等于15元时，果汁及啤酒指示灯均亮。4）果汁指示灯亮时，按果汁按钮，售出果汁。5）啤酒指示灯亮时，按啤酒按钮，售出啤酒。6）计算货款余额，并以1元硬币找零。,自动售货机SFC图,自动售货机SFC图,利用S7GRAPH编程语言，可以清楚快速地组织和编写S7PLC系统的顺序控制程序。它根据功能将控制任务分解为若干步，其顺序用图形方式显示出来并且可形成图形和文本方式的文件。可非常方便地实现全局、单页或单步显示及互锁控制和监视条件的图形分离。在每一步中要执行相应的动作并且根据条件决定是否转换为下一步。它们的定义、互锁或监视功能用STEP7的编程语言LAD或FBD来实现。,4.3.2Graph设计方法,1.Graph结构S7-Graph的结构与前面介绍的SFC基本相同，实际上就是STEP7提供的SFC编程插件。用S7-Graph编写的顺序控制程序是一个采用S7-Graph编程的FB块程序，可被其它逻辑块调用。其基本程序也是由转步条件及步的动作组成。,命令区,操作数地址区,地址区,动作命令框,转换条件,梯形图,步序,步名,转换编号,转换名,2.Graph动作命令1）标准动作对标准动作可以设置互锁（在命令的后面加“C”），仅在步处于活动状态和互锁条件满足时，有互锁的动作才被执行。没有互锁的动作在步处于活动状态时就会被执行。,2）与事件有关的动作动作可以与事件结合，事件是指步、监控信号、互锁信号的状态变化、信息（Message）的确认（Acknowledgment）或记录（Registration）信号被置位，事件的意义见下表。命令只能在事件发生的那个循环周期执行。,3）ON命令与OFF命令用ON命令或OFF命令可以使命令所在步之外的其他步变为活动步或非活动步。指定的事件发生时，可以将指定的步变为活动步或非活动步。如果命令OFF的地址标识符为S_ALL，将除了命令“S1（V1，L1）OFF”所在的步之外其他的步变为非活动步。,4）动作中的计数器动作中的计数器的执行与指定的事件有关。互锁功能可以用于计数器，对于有互锁功能的计数器，只有在互锁条件满足和指定的事件出现时，动作中的计数器才会计数。计数值为0时计数器位为“0”，计数值非0时计数器位为“1”。事件发生时，计数器指令CS将初值装入计数器。CS指令下面一行是要装入的计数器的初值，它可以由IW、QW、MW、LW、DBW、BIW来提供，或用常数C#0C#999的形式给出。事件发生时，CU、CD、CR指令使计数值分别加1、减1或将计数值复位为0。计数器命令与互锁组合时，命令后面要加上“C”。,5）动作中的定时器动作中的定时器与计数器的使用方法类似，事件出现时定时器被执行。互锁功能也可以用于定时器。TL命令为扩展的脉冲定时器命令，该命令的下面一行是定时器的定时时间“time”，定时器位没有闭锁功能。TD命令用来实现定时器位有闭锁功能的延迟。TR是复位定时器命令，一旦事件发生定时器立即停止定时，定时器位与定时值被复位为“0”。,3.Graph程序设计步骤1）规划顺序功能图插入“步及步的转换”；插入“跳转”。,输入目标步的编号,光标,光标指向目标步的框线,自动添加跳转起始步的转换,2）编辑步的名称表示步的方框内有步的编号（如S1）和步的名称（如Step1），点击相应项可以进行修改，不能用汉字作步和转换的名称。,以交通灯控制为例：将步S1S5的名称依次改为“Initial（初始化）”、“ER_SG（东西向红灯-南北向绿灯）”“ER_SY（东西向红灯-南北向黄灯）”、“EG_SR（东西向绿灯-南北向红灯）”、“EY_SR（东西向黄灯-南北向红灯）”。,3）动作的编辑使用动作编辑工具编辑各动作命令。,4）编辑转换条件点击转换名右边与虚线相连的转换条件，在窗口最左边的工具条中点击常开触点、常闭触点或方框形的比较器（相当于一个触点），可对转换条件进行编程，编辑方法同梯形图语言。,4）Graph功能块的调用首先在S7GRAPH编辑器中执行菜单命令【Option】【BlockSetting】，打开S7GRAPH功能块参数设置对话框，对其基本参数进行设置本例将FB设置为标准参数集。其他采用默认值，设置完毕保存FB1。,然后在程序中调用该采用Graph编程的FB块。例如在OB1中调用时,打开编辑器左侧浏览窗口中的“FBBlocks”文件夹，双击其中的FB1图标，在OB1的Nework1中调用顺序功能图程序FB1，在模块的上方输入FB1的背景功能块DB1的名称。在“INIT_SQ”端口上输入“Start”，也就是用起动按钮激活顺控器的初始部S1；在“OFF_SQ”端口上输入“Stop”，也就是用停止按钮关闭顺控器。最后用菜单命令【File】【save】保存OB1。,（1）状态转移图状态转移图也称为有限状态机（FSM，FiniteStateMachine），其设计也一般是首先按控制功能进行状态划分，然后根据控制要求画出状态转移图。划分的状态可采用任意编码形式，但为简单起见，通常采用8421编码形式。例如，某个控制任务有8个工作状态，则使用000-111对其进行划分。,4.3.3状态转移图设计方法,（2）状态转移图程序设计以单台电机正反转及点动控制为例：输入：设I1、I2、I3、I4、I5分别为电机正传、反转、停止、点动正传和点动反转信号，且均采用自复位按钮。