顺序控制与S7编程.

1、 本章介绍顺序控制的概念、顺控系统的结构及顺序功能本章介绍顺序控制的概念、顺控系统的结构及顺序功能 图的分类，结合具体实例详细分析顺序功能图的设计方法和图的分类，结合具体实例详细分析顺序功能图的设计方法和 设计步骤，最后介绍了如何在设计步骤，最后介绍了如何在S7 GRAPHS7 GRAPH环境下完成顺控器的环境下完成顺控器的 设计及调试。设计及调试。 6.1 6.1 梯形图的经验设计法与继电器电路转换法梯形图的经验设计法与继电器电路转换法 6.2 6.2 顺序功能图顺序功能图 6.3 6.3 顺控器设计举例顺控器设计举例 6.4 S7 GRAPH6.4 S7 GRAPH的应用的应用 6.5 6

2、.5 思考与练习思考与练习 第第6 6章章 顺序控制与顺序控制与S7 GRAPHS7 GRAPH编程编程 返回首页返回首页 返回首页返回首页 6.1 梯形图的经验设计法与继电器电路转换梯形图的经验设计法与继电器电路转换 法法 一、用经验法设计梯形图一、用经验法设计梯形图 1、启动、停止与保持电路、启动、停止与保持电路 I0.0.I0.1 Q4.1 Q4.1 I0.1Q4.1 R I0.0Q4.1 S 起保停电路 置位复位电路 2 2、三相异步电机、三相异步电机 的正反转控制的正反转控制 返回首页返回首页 2 2、三相异步电机的正反转控制、三相异步电机的正反转控制 返回首页返回首页 I0.0 Q

3、4.0 I0.1 I0.2 Q4.1 I0.5 M 1L SB2 SB3 SB1 FR 正转启动正转启动 反转启动反转启动 停车停车 热继电器热继电器 正转正转 反转反转 2 1 . . . . . . . . . . 、常闭触点出入信号的处理、常闭触点出入信号的处理 、小车控制程序的设计、小车控制程序的设计 返回首页返回首页 SB1 FRI0.4 I0.5 I0.0 Q4.0 I0.1 I0.2 I0.3 Q4.1 M 1L 右行右行 左行左行 2 1 SB2 SB3 右行启动右行启动 左行启动左行启动 左限位左限位 热继电器热继电器 右限位右限位 停车停车 Q4.1 I0.1I0.0 I0

4、.4I0.2I0.5Q4.1Q4.0 Q4.0 I0.4 T0 SD S5T#8S I0.0I0.1 I0.3I0.2I0.5Q4.0Q4.1 T0 二、根据继电器电路设计梯形图二、根据继电器电路设计梯形图 1 1、基本方法、基本方法 1 1）了解和熟悉被控设备的工作原理、工艺过程和机械的动作了解和熟悉被控设备的工作原理、工艺过程和机械的动作 情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。 2)确定确定plc的输如信号和输出负载。继电器电路图中的交流接的输如信号和输出负载。继电器电路图中的交流接 触器和电磁阀等执行机构如果采用触器和电磁

5、阀等执行机构如果采用plc的输出位来控制，他的输出位来控制，他 们的线圈接在们的线圈接在plc的输出端。按钮、操作开关和行程开关、的输出端。按钮、操作开关和行程开关、 接近开关、压力继电器等提供接近开关、压力继电器等提供plc的数字量输入信号。继电的数字量输入信号。继电 器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用plc内部的内部的 存储器位和定时器来完成，他们与存储器位和定时器来完成，他们与plc的输入位、输出位无的输入位、输出位无 关。关。 返回首页返回首页 3)选择选择plc的型号，根据系统所需的功能和规模选择的型号，根据系统所需的功能和规模选择p

6、lc模块、模块、 电源模块和数字量输入输出模块，对硬件进行组态，确定电源模块和数字量输入输出模块，对硬件进行组态，确定 输入输出模块在计价中的安装位置和他们的起始地址。输入输出模块在计价中的安装位置和他们的起始地址。S7- 300输入输出模块的起始地址在组态时由系统自动指定，输入输出模块的起始地址在组态时由系统自动指定， 用户也可以进行修改。用户也可以进行修改。 4)确定确定plc各数字量输入信号与输出负载对应的输入位与输出各数字量输入信号与输出负载对应的输入位与输出 位的地址，画出位的地址，画出plc的外部接线图。各输入量和输出量在梯的外部接线图。各输入量和输出量在梯 形图中的地址取决于他们

7、所在的模块的起始地址和模块中形图中的地址取决于他们所在的模块的起始地址和模块中 的接线端子号。的接线端子号。 返回首页返回首页 5)确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯 形图中的存储器位（形图中的存储器位（M）和定时器、计数器的地址。第四）和定时器、计数器的地址。第四 步和第五步建立了继电器电路图中的元件和梯形图中的位步和第五步建立了继电器电路图中的元件和梯形图中的位 地址之间的对应关系。地址之间的对应关系。 6)根据上述的对应关系画出梯形图。根据上述的对应关系画出梯形图。 2 注意事项注意事项 根据继电器电路图设计根据继电器电路

8、图设计plc的外部接线图和梯形图时应注意以的外部接线图和梯形图时应注意以 下问题：下问题： （1）应遵守梯形图语言中的语法规定）应遵守梯形图语言中的语法规定 由于工作原理不同，梯形图不能照搬继电器电路中的某些处由于工作原理不同，梯形图不能照搬继电器电路中的某些处 理方法。例如在继电器电路中，出点可以放在线圈的两侧，理方法。例如在继电器电路中，出点可以放在线圈的两侧， 但是在梯形图中，线圈必须放在电路的最右边。但是在梯形图中，线圈必须放在电路的最右边。 返回首页返回首页 （2）适当分离继电器电路图中的某些电路）适当分离继电器电路图中的某些电路 设计继电器电路原理图时的一个基本原则是尽量减少图中使

9、设计继电器电路原理图时的一个基本原则是尽量减少图中使 用的触电个数，因为这意味着成本的节约，但是这往往使用的触电个数，因为这意味着成本的节约，但是这往往使 某些线圈的控制电路交织在一起。在设计梯形图时，首先某些线圈的控制电路交织在一起。在设计梯形图时，首先 的问题是设计的思路要清晰，设计出的梯形图容易阅读和的问题是设计的思路要清晰，设计出的梯形图容易阅读和 理解，并不特别在意是否多用几个触电，因为这不会增加理解，并不特别在意是否多用几个触电，因为这不会增加 硬件的成本，只是在输入程序时需要多花一点时间。硬件的成本，只是在输入程序时需要多花一点时间。 在将继电器电路图改画为梯形图时，最好将各线圈

10、的控制电在将继电器电路图改画为梯形图时，最好将各线圈的控制电 路分开。仔细观察继电器电路图中每个线圈受哪些触点的路分开。仔细观察继电器电路图中每个线圈受哪些触点的 控制，画出分离后各线圈的控制电路。控制，画出分离后各线圈的控制电路。 返回首页返回首页 v（4）时间继电器的处理 v时间继电器有四种延时触电图5-11是他们的图形符号和动作 时序。图中上面两个触点是通电延时时间继电器的触点，线 圈通电后触点延时动作，线圈断电后触电立即动作，恢复常 态。这种时间继电器对应于s7-300/400的接通延时定时器， plc的定时器的触点是延时动作的触点，虽然他们的形状与普 通的触点形状一样。 v（5）设置

11、中间单元 v在梯形图中，若多个线圈都收某一个触点串并联电路的控制， 为了简化电路，在梯形图中可以设置中间单元，即用该电路 来控制某一存储器位，在各线圈的控制电路中使用其常开触 点。 v（6）设立外部互锁电路 v控制异步电动机正反转的交流接触器如果同时动作，将会造 成三相电源短路。为了防止出现这种事故，应在plc外部设 置硬件互锁电路。 v在继电器电路中如果也采用了其他互锁电路，在改用plc控 制时也应采取同样的硬件互锁措施。 v外部负载的额定电压 vPlc的继电器输出模块和双向晶闸管输出模块一般只能驱动 额定电压AC220V的负载，如果原来的交流接触器的线圈电 压为380V，应换成220V的线

12、圈，或设置外部中间继电器。 顺序功能图（简称顺序功能图（简称SFCSFC）是）是IECIEC标准编程语言，用于编制标准编程语言，用于编制 复杂的顺控程序，很容易被初学者接受，对于有经验的电气复杂的顺控程序，很容易被初学者接受，对于有经验的电气 程师，也会大大提高工作效率。程师，也会大大提高工作效率。 6.2.1 顺序控制顺序控制 6.2.2 顺序功能图顺序功能图 6.2 顺序功能图顺序功能图 返回本章返回本章 6.2.1 顺序控制顺序控制 返回本节返回本节 6.2.2 顺序功能图顺序功能图 1） 2） 3） 返回本节返回本节 并行分支与汇合并行分支与汇合 6.3 6.3 顺控器设计举例顺控器设

13、计举例 6.3.1 6.3.1 单流程设计单流程设计 6.3.2 6.3.2 选择性分支流程设计选择性分支流程设计 6.3.3 6.3.3 并进分支流程设计并进分支流程设计 返回本章返回本章 6.3.1 6.3.1 单流程设计单流程设计 【6-3-16-3-1】 交通信号灯控制系统设计。交通信号灯控制系统设计。 北向 南向 东向 西向 红 红 红 红 黄 黄 黄 黄 绿 绿 绿 绿 启动 停止 东西向 南北向 黄黄 红红 绿绿 Q4.0 Q4.1 Q4.2 Q4.3 Q4.4 Q4.5 交通信号灯控制盘 I0.0 I0.1 返回本节返回本节 上图所示为双干道交通信号灯设置示意图，元件分配表上图

14、所示为双干道交通信号灯设置示意图，元件分配表 如下。如下。 返回上级返回上级 1.1.控制说明控制说明 信号灯的动作受信号灯的动作受 开关总体控制，按一开关总体控制，按一 下起动按钮，信号灯下起动按钮，信号灯 系统开始工作，工作系统开始工作，工作 流程如图所示。流程如图所示。 开 始 东西向红灯亮、南北向绿灯亮 20s 时间到否？ 东西向红灯亮、南北向黄灯亮 5s 时间到否？ 东西向绿灯亮、南北向红灯亮 30s 时间到否？ 东西向黄灯亮、南北向红灯亮 5s 时间到否？ Y Y Y Y N N N N 返回上级返回上级 2.2.顺序功能图顺序功能图 分析信号灯的变分析信号灯的变 化规律，可将工作

15、过化规律，可将工作过 程分成程分成4个依设定时个依设定时 间而顺序循环执行的间而顺序循环执行的 状态：状态：S2、S3、S4 和和S5，另设一个初，另设一个初 始状态始状态S1。由于控。由于控 制比较简单，可用单制比较简单，可用单 流程实现，如图流程实现，如图6-7 所示。所示。 S2 T1 Start S3 T2 S4 T3 S5 S1 Stop R S2 R S3 R S4 R S5 = S1 T4 = Q4.0 = Q4.5 T1 20s = Q4.0 = Q4.4 T2 5s = Q4.2 = Q4.3 T3 30s = Q4.1 = Q4.3 T4 5s 编写程序时，可将顺序功能编写

16、程序时，可将顺序功能 图放置在一个功能块（图放置在一个功能块（FB） 中，而将停止作用的部分程序中，而将停止作用的部分程序 放置在另一个功能（放置在另一个功能（FC）或）或 功能块（功能块（FB）中。这样在系）中。这样在系 统启动运行期间，只要停止按统启动运行期间，只要停止按 钮（钮（Stop）被按动，立即将）被按动，立即将 所有状态所有状态S2S5复位，并返复位，并返 回到待命状态回到待命状态S1。 在待命状态下，只要按动起在待命状态下，只要按动起 动按钮（动按钮（Start），系统即开），系统即开 始按顺序功能图所描述的过程始按顺序功能图所描述的过程 循环执行。循环执行。 返回上级返回上级

17、 6.3.2 6.3.2 选择性分支流程设计选择性分支流程设计 【例【例6-3-26-3-2】 洗车控制系统设计。洗车控制系统设计。 风风干干 Q4.3 泡泡沫沫清清洗洗 Q4.1 清清水水冲冲洗洗 Q4.2 自自动动 手手动动 起起动动 停停止止 冲冲洗洗 风风干干 结结束束 洗洗车车控控制制面面板板 返回本节返回本节 上图所示为上图所示为洗车控制系统布置图洗车控制系统布置图，元件分配表如下。，元件分配表如下。 返回上级返回上级 1.1.控制说明控制说明 洗车过程包含洗车过程包含3 3道工艺：泡沫清洗、清水冲洗和风干。道工艺：泡沫清洗、清水冲洗和风干。 系统设置系统设置“自动自动”和和“手动

18、手动”两种控制方式。控制要求如下：两种控制方式。控制要求如下： 若方式选择开关若方式选择开关ModeMode置于置于“手动手动”方式，按起动按钮方式，按起动按钮 StartStart，则按下面的顺序动作：，则按下面的顺序动作： 首先执行首先执行泡沫清洗泡沫清洗按冲洗按钮按冲洗按钮SB1SB1，则执行，则执行清水冲洗清水冲洗 按风干按钮按风干按钮SB2SB2，则执行，则执行风干风干按完成按钮按完成按钮SB3SB3，则结束洗，则结束洗 车作业。车作业。 若选择方式开关置于若选择方式开关置于“自动自动”方式，按起动按钮后，方式，按起动按钮后， 则自动执行洗车流程：泡沫清洗则自动执行洗车流程：泡沫清洗

19、10s10s清水冲洗清水冲洗20s20s风干风干 5s5s结束结束回到待洗状态。回到待洗状态。 任何时候按下停止按钮任何时候按下停止按钮StopStop，则立即停止洗车作业。，则立即停止洗车作业。 返回上级返回上级 2. 2. 顺序功能图设计顺序功能图设计 由于由于“手动手动”和和“自动自动”工作方式只能选择其一，因工作方式只能选择其一，因 此使此使 用选择性分支来实现，如图所示。用选择性分支来实现，如图所示。 S2 T 1 M ode S3 T 2 S4 T 3 S8 S1 Stop Start S M0.0 M 0.0 T 1 10s = Q 4.2 = Q 4.1 T 2 20s = Q

20、 4.3 T 3 5s S5 SB 1 M ode S6 SB 2 S7 SB 3 = Q 4.2 = Q 4.1 = Q 4.3 R M 0.0 R Q 4.1 R Q 4.2 R Q 4.3 R M 0.0 待洗状态用待洗状态用S1S1表示。表示。 洗车作业流程包括：泡沫清洗车作业流程包括：泡沫清 洗、清水冲洗、风干洗、清水冲洗、风干3 3个工序，因个工序，因 此在此在“自动自动”和和“手动手动”方式下可方式下可 分别用分别用3 3个状态来表示：自动方式个状态来表示：自动方式 使用使用 S2S2S4S4；手动方式使用；手动方式使用S5S5S7S7。 洗车作业完成状态使用洗车作业完成状态使用

21、S8S8。 返回上级返回上级 【6-3-36-3-3】 指示灯控制系统。指示灯控制系统。 某指示灯控制系统有某指示灯控制系统有3 3个指示灯，按下述要求控制：个指示灯，按下述要求控制： 按动起动按钮按动起动按钮StartStart，按一定的时间间隔依，按一定的时间间隔依L0L1L2L0L1L2的顺的顺 序点亮。序点亮。 随时按动停止按钮随时按动停止按钮StopStop，按一定的时间间隔依，按一定的时间间隔依L2L1L0L2L1L0 灭灯，但未被点亮的灯不必执行灭灯动作。例如，若只有灭灯，但未被点亮的灯不必执行灭灯动作。例如，若只有L0L0和和L1L1 被点亮，按动被点亮，按动StopStop后

22、则只执行后则只执行L1L0L1L0灭灯动作。灭灯动作。 元件分配表如下。元件分配表如下。 返回上级返回上级 由于要求由于要求 灯的状态能够灯的状态能够 保持，因此应保持，因此应 使用置位指令使用置位指令 点亮指示灯，点亮指示灯， 用复位指令使用复位指令使 指示灯熄灭。指示灯熄灭。 程序采用带有程序采用带有 跳转的选择性跳转的选择性 分支设计，如分支设计，如 图所示。图所示。 S1 T1 Start S2 T2 S3 Stop S4 T4 S M0.0 S Q4.0 T1 20s S Q4.1 T2 20s S Q4.2 R Q4.2 T4 20s M0.0 S5 T5 R Q4.1 T5 20

23、s S6 R Q4.0 R M0.0 Stop Stop R S6 在在S1S1（L0L0被点亮）被被点亮）被 激活的情况下，若按动停激活的情况下，若按动停 止按钮止按钮StopStop，则跳过，则跳过S2S2 S5S5，直接激活，直接激活S6S6（熄灭（熄灭 L0L0），然后自动复位），然后自动复位S6S6； 在在S2S2（L0L0、L1L1被点亮）被点亮） 被激活的情况下，若按动被激活的情况下，若按动 停止按钮停止按钮StopStop，则跳过，则跳过S3S3、 S 4S 4 ， 直 接 激 活， 直 接 激 活 S 5S 5 （熄灭（熄灭L1L1）；）； 在在S3S3（L0L0、L1L1、

24、L2L2被被 点亮）被激活的情况下，点亮）被激活的情况下， 若按动停止按钮若按动停止按钮StopStop，则，则 激活激活S4S4（熄灭（熄灭L2L2）。）。 返回上级返回上级 6.3.3 6.3.3 并进分支流程设计并进分支流程设计 【例【例6-3-46-3-4】 饮料灌装线的设计。饮料灌装线的设计。 返回本节返回本节 上图为某流质饮料灌装生产线的示意图，在传送带上设上图为某流质饮料灌装生产线的示意图，在传送带上设 有灌装工位和封盖工位，能自动完成饮料的灌装及封盖操有灌装工位和封盖工位，能自动完成饮料的灌装及封盖操 作，元件分配表如下。作，元件分配表如下。 返回上级返回上级 1.1.控制说明

25、控制说明 传送带由传送带由电机电机M1M1驱动，传送带上设有灌装工位工件驱动，传送带上设有灌装工位工件传感器传感器 SE1SE1、封盖工位工件、封盖工位工件传感器传感器SE2SE2和传送带定位和传送带定位传感器传感器SE5SE5。 按动起动按钮按动起动按钮StartStart，传送带，传送带M1M1开始转动，若定位传感器开始转动，若定位传感器 SE5SE5动作，表示饮料瓶已到达一个工位，传送带应立即停止。动作，表示饮料瓶已到达一个工位，传送带应立即停止。 在灌装工位上部有一个饮料罐，当该工位有饮料瓶时，则在灌装工位上部有一个饮料罐，当该工位有饮料瓶时，则 由电磁阀由电磁阀LT1LT1对饮料瓶进

26、行对饮料瓶进行3s3s定时灌装（传送带已定位）。定时灌装（传送带已定位）。 在封盖工位上有在封盖工位上有2 2个单作用气缸（个单作用气缸（A A缸和缸和B B缸），当工位上有缸），当工位上有 饮料瓶时，首先饮料瓶时，首先A A缸向下推出瓶盖，当缸向下推出瓶盖，当SE3SE3动作时，表示瓶盖已推动作时，表示瓶盖已推 到位，然后到位，然后B B缸开始执行压接，缸开始执行压接，1s1s后后B B缸打开，再经缸打开，再经1s A1s A缸退回，缸退回， 当当SE4SE4动作时表示动作时表示A A缸已退回到位，封盖动作完成。缸已退回到位，封盖动作完成。 瓶子的补充及包装，假设使用人工操作，暂时不考虑。瓶

27、子的补充及包装，假设使用人工操作，暂时不考虑。 任何时候按停止按钮任何时候按停止按钮StopStop，应立即停止正在执行的工作：，应立即停止正在执行的工作： 传送带电机停止、电磁阀关闭、气缸归位。传送带电机停止、电磁阀关闭、气缸归位。 返回上级返回上级 2. 2. 顺序功能图设计顺序功能图设计 S2 T1 SE5 S3 S1 Start M0.0 T1 3s R M0.0 = Q4.2 = Q4.0 SE1 SE1 S4 S Q4.2 SE2 T2 S5 SE2 T2 1s T3 S6 R Q4.2 SE3 SE4 S7 R M0.0 S3 S7 Stop R S1 R S2 R S3 R S

28、4 R S5 R S6 R S7 R M0.0 T3 1s S M0.0 = Q4.3 SE3 S1-S1-传送带动作传送带动作 S2-S2-电磁阀动作电磁阀动作 S3-S3-等待等待 S4-AS4-A缸推出缸推出 S5-BS5-B缸压盖缸压盖 S6-BS6-B缸松开，缸松开，A A缸退回缸退回 S7-S7-等待等待 返回上级返回上级 【例【例6-3-56-3-5】 气压式冲孔加工控制系统设计。气压式冲孔加工控制系统设计。 S B 1 S B 2 M1 SE1 SE 2 SB3 S B4 A 缸缸 B 缸缸 M2 返回上级返回上级 上图为气压式冲孔加工控制系统示意图，右边为输送工上图为气压式冲

29、孔加工控制系统示意图，右边为输送工 件的传送带，左边为加工转盘，件的传送带，左边为加工转盘， 元件分配表如下。元件分配表如下。 返回上级返回上级 1.1.控制说明控制说明 在第在第1 1工位上设有转盘定位传感器工位上设有转盘定位传感器SE1SE1和工件检测传感和工件检测传感 器器SE2SE2。当转盘转到工位位置时。当转盘转到工位位置时SE1SE1动作，利用该信号可控制动作，利用该信号可控制 转盘停止；有工件时转盘停止；有工件时SE2SE2动作，利用该信号可控制第动作，利用该信号可控制第2 2和第和第3 3 工位上的气压式冲孔机和测孔机是否动作，也可以控制第工位上的气压式冲孔机和测孔机是否动作，

30、也可以控制第3 3 和第和第4 4工位的隔离挡板是否抽离。工位的隔离挡板是否抽离。 在第在第2 2工位上设有气压式冲孔机，并安装有下限位开工位上设有气压式冲孔机，并安装有下限位开 关关SB1SB1和上限位开关和上限位开关SB2SB2。当该工位有工件时执行冲孔操作，。当该工位有工件时执行冲孔操作， 冲孔完成时冲孔完成时SB1SB1动作；冲孔机返回到位后动作；冲孔机返回到位后SB2SB2动作。动作。 返回上级返回上级 在第在第3 3工位上设有测孔机和由单作用气缸工位上设有测孔机和由单作用气缸A A控制的废料控制的废料 箱隔离挡板。测孔机上设有下限位开关箱隔离挡板。测孔机上设有下限位开关SB3SB3

31、和上限位开关和上限位开关SB4SB4， 当该工位有工件时，首先进行测孔，若测孔机在设定时间内当该工位有工件时，首先进行测孔，若测孔机在设定时间内 能测孔到底（能测孔到底（SB3SB3动作），则为合格品，否则即为不合格品。动作），则为合格品，否则即为不合格品。 不合格品在测孔完毕后，由不合格品在测孔完毕后，由A A缸抽离隔离板，让不合格的工缸抽离隔离板，让不合格的工 件 自 动 掉 入 废 料 箱 ； 若 为 合 格 品 ， 则 送 到 第件 自 动 掉 入 废 料 箱 ； 若 为 合 格 品 ， 则 送 到 第 4 4 工工 位。位。 在第在第4 4工位设有由单作用气缸工位设有由单作用气缸B

32、B控制的包装箱隔离挡板，控制的包装箱隔离挡板， 当合格的工件到达该工位时，有气缸当合格的工件到达该工位时，有气缸B B抽离隔离挡板，抽离隔离挡板， 将合格的工件落入包装箱。将合格的工件落入包装箱。 工件的补充、冲孔、测试及搬运可同时进行，工件的工件的补充、冲孔、测试及搬运可同时进行，工件的 补充由传送带（电机补充由传送带（电机M2M2驱动）送入。驱动）送入。 返回上级返回上级 SE 1 S1 Start 预 置 C1 T 1 S3= Q 4.4 T 1 3s C1减 1 SE 2 S4= Q 4.1 SE 1 S5 = Q 4.0 S2= Q 4.0 C 1 C 1 SE 2 S6 = Q 4

33、.1 SB 1 S8S Q 4.2 SB 1 S9R Q 4.2 SB 2 S1 0 S7 SB 3 S1 1 S Q 4.3 S1 2 R Q 4.3 SB 4 T 4 S1 4 = Q 4.4 T 3 5s T 4 3s T 3 SB 3 S1 3R Q 4.3 SB 4 S1 5 T 6 S1 6= Q 4.5 S1 7 T 6 3s R Q 4.0 R Q 4.1 R Q 4.2 R Q 4.3 R Q 4.4 R Q 4.5 Stop SB 3 R S1 R S2 R S3 R S4 R S5 R S6 R S7 R S8 R S9 R S10 R S11 R S12 R S13 R

34、 S14 R S15 R S16 R S17 2. 2. 顺序功能图设计顺序功能图设计 由于工件的由于工件的 补充、冲孔、测补充、冲孔、测 试及搬运要求同试及搬运要求同 时进行，所以应时进行，所以应 采用并进分支与采用并进分支与 汇合流程设计顺汇合流程设计顺 序功能图。序功能图。 返回上级返回上级 【例【例6-3-6】 机械手臂的控制。机械手臂的控制。 E 点点 D 点点 MC 返回上级返回上级 上图为机械手臂控制系统示意图，元件分配表如下。上图为机械手臂控制系统示意图，元件分配表如下。 返回上级返回上级 1.1.控制说明控制说明 试设计一个使用机械手臂来搬运工件的顺序控制程序，试设计一个使用

35、机械手臂来搬运工件的顺序控制程序， 机械手臂控制示意图左边为传送带，由电机机械手臂控制示意图左边为传送带，由电机MCMC驱动，在传送驱动，在传送 带的右端（带的右端（E E点）设有工件传感器点）设有工件传感器LS5LS5。右边为。右边为3 3个单作用气个单作用气 缸控制的机械手臂，缸控制的机械手臂，A A缸可使机械手臂左右移动，并设置有缸可使机械手臂左右移动，并设置有 左限位开关左限位开关LS1LS1和右限位开关和右限位开关LS2LS2，通电时气缸向左伸出，断，通电时气缸向左伸出，断 电时自动缩回；电时自动缩回；B B缸可使机械手臂上下移动，并设置有下限缸可使机械手臂上下移动，并设置有下限 位

36、开关位开关LS3LS3和上限位开关和上限位开关LS4LS4，通电时气缸向下伸出，断电时，通电时气缸向下伸出，断电时 自动缩回；自动缩回；C C缸为气动抓手，通电时抓手动作将工件抓紧，缸为气动抓手，通电时抓手动作将工件抓紧， 断电时抓手松开。断电时抓手松开。 机械手臂的原点位置：机械手臂的原点位置：A A缸缩回到最右端、缸缩回到最右端、B B缸缩回到缸缩回到 最上端、最上端、C C缸松开状态。缸松开状态。 返回上级返回上级 当人工将工件放置在当人工将工件放置在D D点时点时LS0LS0动作动作BB缸即得电伸出缸即得电伸出 并带动机械手臂下降直到并带动机械手臂下降直到LS3LS3动作动作CC缸得电

37、将工件抓取，然缸得电将工件抓取，然 后延时后延时2sB2sB缸断电复位并带动机械手臂上升直到缸断电复位并带动机械手臂上升直到LS4LS4动作动作 AA缸得电伸出并带动机械手臂，将工件搬运到缸得电伸出并带动机械手臂，将工件搬运到E E点上方直到点上方直到 LS1LS1动作动作BB缸得电伸出并带动机械手臂下降直到缸得电伸出并带动机械手臂下降直到LS3LS3动作动作CC 缸断电放开工件，延时缸断电放开工件，延时2sB2sB缸断电缩回并带动机械手臂上缸断电缩回并带动机械手臂上 升直到升直到LS4LS4动作动作AA缸断电缩回并带动机械手臂返回到原点待缸断电缩回并带动机械手臂返回到原点待 命。命。 当当E

38、 E点有工件（点有工件（LS0LS0动作）且动作）且B B缸已上升到最上方（缸已上升到最上方（LS4LS4 动作）时，传送带电机动作）时，传送带电机MCMC转动以运走工件，经转动以运走工件，经3s3s后传送带电后传送带电 机自动停止。机械手臂应等待传送带电机停止后才能将工件机自动停止。机械手臂应等待传送带电机停止后才能将工件 放置在放置在E E点。点。 返回上级返回上级 S1 Start R Q 4.2 R Q 4.1 R Q 4.0 S3 L S4 L S0 S Q 4.1 S4 L S3 S Q 4.2 T 1 2s S5 T 1 R Q 4.1 S6 L S4 S Q 4.0 L S5

39、S8 L S1 R Q 4.2 T 2 2s T 2 S1 1 S Q 4.3 L S5 T 3 3s S1 2 R Q 4.3 L S2 L S4 T 3 S1 4 Stop R Q 4.3 R Q 4.1 R Q 4.0 S7 S Q 4.1 L S3 S9 R Q 4.1 L S4 S2S1 0 S1 3 2. 2. 顺序功能图设计顺序功能图设计 当按动起动按钮当按动起动按钮StartStart以后，首先激活以后，首先激活S2S2进行原点复位；复位进行原点复位；复位 结束（结束（LS2LS2和和LS4LS4动作），若动作），若D D点有工件（点有工件（LS0LS0动作），则激活动作），则

40、激活S3S3使手使手 臂下降；下降到位后（臂下降；下降到位后（LS3LS3动作）激活动作）激活S4S4，抓取工件并延时，抓取工件并延时2s2s；延时；延时 2s2s后激活后激活S5S5，手臂上升；上升到位后（，手臂上升；上升到位后（LS4LS4动作），若传送带动作），若传送带E E点无点无 工件（工件（LS5LS5未动作），则激活未动作），则激活S6S6，手臂向左伸出；伸出到位后（，手臂向左伸出；伸出到位后（LS1LS1 动作），激活动作），激活S7S7，手臂带动工件下降；下降到位后（，手臂带动工件下降；下降到位后（LS3LS3动作）激活动作）激活 S8S8，抓手松开并放下工件；工件放下后（延

41、时，抓手松开并放下工件；工件放下后（延时2s2s为准）激活为准）激活S9S9，手，手 臂上升，到位后（臂上升，到位后（LS4LS4动作）返回原点待命。动作）返回原点待命。 当按下停止按钮当按下停止按钮StopStop时，激活时，激活S14S14手臂返回原点，但为了防止手臂返回原点，但为了防止 机械损坏，工件不能松开。机械损坏，工件不能松开。 当传送带上的当传送带上的E E点有工件且机械手臂处于上方时，可激活点有工件且机械手臂处于上方时，可激活S10S10、 S11S11，起动传送带电机；延时，起动传送带电机；延时3s3s后激活后激活S12S12，使传送带电机停止，使传送带电机停止 并返回待命状

42、态。并返回待命状态。 由于机械手臂和由于机械手臂和 传送带可以看作传送带可以看作2 2个独个独 立的系统，因此应采立的系统，因此应采 用 并 进 分 支 流 程 设用 并 进 分 支 流 程 设 计。计。 返回上级返回上级 6.4 S7 GRAPH6.4 S7 GRAPH的应用的应用 S7-300 S7-300除了支持前面介绍的梯形图、语句表及功能块除了支持前面介绍的梯形图、语句表及功能块 图等基本编程语言之外，如果使用可选软件包（图等基本编程语言之外，如果使用可选软件包（S7 GRAPHS7 GRAPH） 或或STEP 7STEP 7专业版，还能进行顺序功能图的编写。专业版，还能进行顺序功能

43、图的编写。 6.4.1 6.4.1 创建创建S7 GRAPHS7 GRAPH项目项目 6.4.2 6.4.2 了解了解S7 GRAPHS7 GRAPH编辑器编辑器 6.4.3 6.4.3 编辑编辑S7 GRAPHS7 GRAPH功能块（功能块（FBFB） 6.4.4 6.4.4 在在OB1OB1中调用中调用S7 GRAPHS7 GRAPH功能块（功能块（FBFB） 返回本章返回本章 6.4.1 6.4.1 创建创建S7 GRAPHS7 GRAPH项目项目 利用利用S7 GRAPHS7 GRAPH编程语言，可以清楚快速地组织和编写编程语言，可以清楚快速地组织和编写S7 S7 PLCPLC系统的顺

44、序控制程序。它根据功能将控制任务分解为若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。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、互锁或监视功能用换为下一步。它们的定义、互锁或监视功能用STEP 7STEP 7的编程的编程 语言语言LADLAD或或FB

45、DFBD来实现。来实现。 下面结合下面结合【例【例6-3-16-3-1】交通信号灯控制系统交通信号灯控制系统，介绍如何，介绍如何 用用S7 GRAPHS7 GRAPH编辑顺序功能图。编辑顺序功能图。 返回本节返回本节 1.1.创建创建S7S7项目项目 打开打开SIMATIC ManagerSIMATIC Manager，然后执行菜单命令【，然后执行菜单命令【FileFile】 【NewNew】创建一个项目，并命名为】创建一个项目，并命名为“信号灯信号灯GraphGraph”。 2.2.硬件配置硬件配置 选择选择“信号灯信号灯Graph”Graph”项目下的项目下的“SIMATIC 300 St

46、ation”SIMATIC 300 Station” 文件夹，进入文件夹，进入硬件组态窗口硬件组态窗口按图完成硬件配置，最后编译保按图完成硬件配置，最后编译保 存并下载到存并下载到CPUCPU。 返回上级返回上级 3.3.编辑符号表编辑符号表 返回上级返回上级 4.4.插入插入S7 GRAPHS7 GRAPH功能块（功能块（FBFB） 返回上级返回上级 6.3.2 6.3.2 了解了解S7 GRAPHS7 GRAPH编辑器编辑器 工工作作区区 浮浮动动的的浏浏览览窗窗口口 选选项项卡卡 详详细细信信息息窗窗口口 标标准准工工具具栏栏 浮浮动动工工具具栏栏 转转换换条条件件编编辑辑指指令令 视视

47、图图工工具具栏栏 返回本节返回本节 1.1.视窗工具栏视窗工具栏 区域放大 缩小 放大 显示/隐藏详细信息窗口 显示/隐藏浏览窗口 选择浏览窗口的停泊位置 显示/隐藏步的条件和动作项 显示/隐藏注释区域 切换符号地址显示方式 显示永久性指令 单步显示方式 顺控器显示方式 缩放比例 返回上级返回上级 2. Sequencer2. Sequencer浮动工具栏浮动工具栏 插入顺控器 插入永久性 FC/FB 调用 插入永久性条件 插入动作 插入监视时间 U 插入监视时间 T 并行分支汇合 插入并行分支 选择性分支汇合 插入选择性分支 分支终止 预选和直接方式切换 跳转 插入步和转换 选择对象 返回上

48、级返回上级 3. 3. 转换条件编辑工具栏转换条件编辑工具栏 梯形图分支闭合 插入梯形图分支 插入比较指令 插入常闭指令触点 插入常开指令触点 返回上级返回上级 4. 4. 浏览窗口浏览窗口 图形选项卡 顺控器选项卡 变量选项卡 返回上级返回上级 5. 5. 步与步的动作命令步与步的动作命令 命令区 操作数地址区 动作命令框 转换条件梯形图 步序 步名 转换编号 转换名 返回上级返回上级 标准动作标准动作 对标准动作可以设置互锁（在命令的后面加对标准动作可以设置互锁（在命令的后面加“C”C”），仅），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在步处于活动状态和互锁条件满足时，有互

49、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。行。没有互锁的动作在步处于活动状态时就会被执行。 返回上级返回上级 与事件有关的动作与事件有关的动作 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（号的状态变化、信息（MessageMessage）的确认（）的确认（AcknowledgmentAcknowledgment） 或记录（或记录（RegistrationRegistration）信号被置位，事件的意义见下表。）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。命令只能在事件发生的

50、那个循环周期执行。 返回上级返回上级 ONON命令与命令与OFFOFF命令命令 用用ONON命令或命令或OFFOFF命令可以使命令所在步之外的其他步变为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。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。如果命令动步。如果命令OFFOFF的地址标识符为的地址标识符为S_ALLS_ALL，将除了命令，将除了命令“S1S1 （V1V1，L1L1）OFF”OFF”所在的步之外其他的步变为非活动步。所在的步之外其他的步变为非活动步。 返回上级返回上级 动作中的计数器动作中的计

51、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 值为值为0 0时计数器位为时计数器位为“0”0”，计数值非，计数值非0 0时计数器位为时计数器位为“1”1”。 事件发生时，计数器指令事件发生时，计数器指令CSCS将初值装入计数器。将初值装入计数器。CSCS指令指令 下面一行是要装入的计数器的初值，它可以由下面一行是要装入的计数器的

52、初值，它可以由IWIW、QWQW、MWMW、 LWLW、DBWDBW、BIWBIW来提供，或用常数来提供，或用常数C#0C#0C#999C#999的形式给出。的形式给出。 事件发生时，事件发生时，CUCU、CDCD、CRCR指令使计数值分别加指令使计数值分别加1 1、减、减1 1或或 将计数值复位为将计数值复位为0 0。计数器命令与互锁组合时，命令后面要加。计数器命令与互锁组合时，命令后面要加 上上“C”C”。 返回上级返回上级 动作中的定时器动作中的定时器 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

53、。定时器被执行。互锁功能也可以用于定时器。 TL TL命令为扩展的脉冲定时器命令，该命令的下面一行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是定时器的定时时间“time”time”，定时器位没有闭锁功能。，定时器位没有闭锁功能。 TD TD命令用来实现定时器位有闭锁功能的延迟。命令用来实现定时器位有闭锁功能的延迟。 TR TR是复位定时器命令，一旦事件发生定时器立即停止是复位定时器命令，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定时，定时器位与定时值被复位为“0”0”。 返回上级返回上级 6.6.设置设置S7 GRAPHS7 GRAPH功能块的参数集功能块

54、的参数集 返回上级返回上级 6.4.3 6.4.3 编辑编辑S7 GRAPHS7 GRAPH功能块（功能块（FBFB） 规划顺序功能图规划顺序功能图 编辑步的名称编辑步的名称 动作的编辑动作的编辑 编程转换条件编程转换条件 返回本节返回本节 1.1.规划顺序功能图规划顺序功能图 输入目标步的编号 光标指向目标步的框线 自动添加跳转起始步的转换 插入插入“步及步的转换步及步的转换”； 插入插入“跳转跳转”。 返回上级返回上级 2. 2. 编辑步的名称编辑步的名称 表示步的方框内有步的编表示步的方框内有步的编 号（如号（如S1S1）和步的名称（如）和步的名称（如 Step1Step1），点击相应项

55、可以进行），点击相应项可以进行 修改，不能用汉字作步和转换修改，不能用汉字作步和转换 的名称。的名称。 将步将步S1S1S5S5的名称依次改的名称依次改 为为“InitialInitial（初始化）（初始化）”、 “ER_SGER_SG（东西向红灯（东西向红灯- -南北向南北向 绿灯）绿灯）”“”“ER_SYER_SY（东西向红灯（东西向红灯 - -南北向黄灯）南北向黄灯）”、“EG_SREG_SR （东西向绿灯（东西向绿灯- -南北向红灯）南北向红灯）”、 “EY_SREY_SR（东西向黄灯（东西向黄灯- -南北向南北向 红红 灯）灯）”。 返回上级返回上级 3. 3. 动作的编辑动作的编辑

56、 用鼠标点击用鼠标点击S2S2的动作框的动作框 线，然后点击动作行工具，插线，然后点击动作行工具，插 入入3 3个动作行；在第个动作行；在第3 3个动作行个动作行 中输入命令中输入命令“D”D”回车，第回车，第2 2行行 的右栏自动变为的右栏自动变为2 2行，在第行，在第1 1行行 内输入位地址，如内输入位地址，如M0.0M0.0，然后，然后 回车；在第回车；在第2 2行内输入输入时间行内输入输入时间 常数，如常数，如T#20ST#20S（表示延时（表示延时 20s20s），然后回车。），然后回车。 按照同样的方法，完成按照同样的方法，完成 S3S3S5S5的命令输入。的命令输入。 返回上级返

57、回上级 4.4.编程转换条件编程转换条件 点击转换名右边点击转换名右边 与虚线相连的转换条与虚线相连的转换条 件，在窗口最左边的件，在窗口最左边的 工具条中点击常开触工具条中点击常开触 点、常闭触点或方框点、常闭触点或方框 形的比较器（相当于形的比较器（相当于 一个触点），可对转一个触点），可对转 换条件进行编程，编换条件进行编程，编 辑 方 法 同 梯 形辑 方 法 同 梯 形 图语言。图语言。 返回上级返回上级 6.4.4 6.4.4 在在OB1OB1中调用中调用S7 GRAPHS7 GRAPH功能块（功能块（FBFB） 设置设置S7 GRAPHS7 GRAPH功能块的参数集功能块的参数集

58、 调用调用S7 GRAPHS7 GRAPH功能块功能块 用用S7-PLCSIMS7-PLCSIM仿真软件调试仿真软件调试S7 GRAPHS7 GRAPH程序程序 返回本节返回本节 1.1.设置设置S7 GRAPHS7 GRAPH功能块的参数集功能块的参数集 在在S7 GRAPHS7 GRAPH编辑编辑 器 中 执 行 菜 单 命 令器 中 执 行 菜 单 命 令 【OptionOption】【Block Block SettingSetting】，打开】，打开S7 S7 GRAPHGRAPH功能块参数设置功能块参数设置 对话框，本例将对话框，本例将FBFB设设 置为标准参数集。其置为标准参数集。其 他采用默认值，设置他采用默认值，设置 完毕保存完毕保存FB1FB1。 返回上级返回上级 2.2.调用调用S7 GRAPHS7 GRAPH功能块功能块