可編程邏輯控制器（基于S7-200系列）課件 第4章PLC開(kāi)關(guān)量及順序控制梯形圖程序設(shè)計(jì)方法

第4章PLC開(kāi)關(guān)量及順序控制梯形圖程序設(shè)計(jì)方法

前面所介紹的S7-200基本指令，可以設(shè)計(jì)一般的順序、選擇和循環(huán)程序，其設(shè)計(jì)方法具有很大的隨機(jī)性。

對(duì)于一些較復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)，為了便于編程，可以使用順序控制的編程方法，S7-200PLC還提供了專(zhuān)用的順序類(lèi)型控制指令。4.1PLC邏輯量程序設(shè)計(jì)方法

PLC程序設(shè)計(jì)方法有繼電器電路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換法、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法和順序控制設(shè)計(jì)。

4.1.1基于繼電器電路結(jié)構(gòu)的梯形圖程序設(shè)計(jì)方法

根據(jù)繼電器電路來(lái)設(shè)計(jì)PLC梯形圖，是設(shè)計(jì)PLC梯形圖的簡(jiǎn)捷、直觀有效的方法。圖4-1是繼電器自鎖電路轉(zhuǎn)換為PLC控制電路及梯形圖程序。圖a)為繼電器電路；圖c)為轉(zhuǎn)換后的PLC端口接線，SB1、SB2控制功能和繼電器電路完全一樣；圖b)為轉(zhuǎn)換后的PLC梯形圖程序?？梢钥闯?，梯形圖程序和繼電器電路結(jié)構(gòu)基本相同，只不過(guò)繼電器電路中的停止（常閉）按鈕，在梯形圖中必須對(duì)應(yīng)為常開(kāi)觸點(diǎn)，否則電路不能正常工作。4.1.2梯形圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

所謂的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是指利用已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)（一些典型的控制程序、控制方法等），對(duì)其進(jìn)行重新組合或改造，再經(jīng)過(guò)多次反復(fù)修改，最終得出符合要求的控制程序。4.1.3梯形圖邏輯設(shè)計(jì)法

由于電氣控制線路與邏輯代數(shù)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此對(duì)開(kāi)關(guān)量的控制過(guò)程可用邏輯代數(shù)式表示、分析和設(shè)計(jì)，邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法基本步驟如下。

1）根據(jù)控制要求列出邏輯代數(shù)表達(dá)式。

2）對(duì)邏輯代數(shù)式進(jìn)行化簡(jiǎn)。

3）根據(jù)化簡(jiǎn)后的邏輯代數(shù)表達(dá)式設(shè)計(jì)梯形圖。下圖為由功能圖轉(zhuǎn)換為邏輯代數(shù)表達(dá)式，由梯形圖程序描述邏輯代數(shù)。4.2PLC功能圖概述4.2.1功能圖基本概念

功能圖也稱(chēng)功能流程圖，它是專(zhuān)用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種方法，是一種功能描述語(yǔ)言。利用功能圖可以向設(shè)計(jì)者提供控制問(wèn)題描述方法的規(guī)律，能完整地描述控制系統(tǒng)的工作過(guò)程、功能和特性。

功能圖結(jié)構(gòu)包括：順序結(jié)構(gòu)選擇性分支結(jié)構(gòu)并發(fā)性分支結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)4.2.2功能圖結(jié)構(gòu)1.順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)也稱(chēng)為單流程。

0、1、2為狀態(tài)又稱(chēng)流程步或工作步。表示控制系統(tǒng)中的一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。狀態(tài)左（右）側(cè)為動(dòng)作，表示狀態(tài)需要執(zhí)行的功能操作。3）兩個(gè)狀態(tài)之間用一個(gè)有向線段表示轉(zhuǎn)移（從一個(gè)狀態(tài)變化為另一個(gè)狀態(tài)的切換條件）。

2.選擇性分支結(jié)構(gòu)選擇性分支結(jié)構(gòu)是指下一個(gè)狀態(tài)是多分支狀態(tài)，但只能轉(zhuǎn)入其中的某一個(gè)控制流狀態(tài)。具體進(jìn)入哪個(gè)狀態(tài)，取決于控制流前面轉(zhuǎn)移條件（A、C、F）為真的分支。

3.并發(fā)性分支結(jié)構(gòu)如果某一個(gè)狀態(tài)的下面需要同時(shí)啟動(dòng)若干個(gè)狀態(tài)流，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為并發(fā)性分支結(jié)構(gòu)。4循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)用于一個(gè)順序過(guò)程的多次重復(fù)執(zhí)行。4.3順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法

所謂順序控制，也就是按照生產(chǎn)過(guò)程規(guī)定的操作順序，把生產(chǎn)過(guò)程分成各個(gè)操作段，在輸入信號(hào)的控制下，根據(jù)過(guò)程內(nèi)部運(yùn)行的規(guī)律、要求和輸出對(duì)設(shè)備的控制，按順序一步一步地進(jìn)行操作。順序控制的設(shè)計(jì)步驟如下。

1）首先將被控制對(duì)象的工作過(guò)程按輸出狀態(tài)的變化分為若干步，并指出工步之間的轉(zhuǎn)換條件和每個(gè)工步的控制對(duì)象，以此確定PLC輸入輸出端口分配。

2）以步為核心，畫(huà)出順序功能圖。

3）選擇適應(yīng)的順序控制設(shè)計(jì)方法，將功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖程序。順序控制設(shè)計(jì)（功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖）方法包括起保停電路、置位復(fù)位指令、移位寄存器指令及專(zhuān)用PLC順序控制指令設(shè)計(jì)方法4.4順序控制指令及應(yīng)用4.4.1.順序控制指令

S7-200PLC編程環(huán)境提供了三條順序控制指令，其指令的格式、功能及操作數(shù)形式為：

LSCR指令（在前）：為功能圖中一個(gè)狀態(tài)的開(kāi)始。

SCRE指令（在后）：為這個(gè)狀態(tài)的結(jié)束。

LSCR指令操作對(duì)象bit為順序控制繼電器S中的某個(gè)位（范圍為S0.0~S31.7），當(dāng)某個(gè)位有效時(shí)，激活所在的SCR段。S中各位的狀態(tài)用來(lái)表示功能圖中的一種狀態(tài)。順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令SCRT：該指令操作數(shù)bit置位激活下一個(gè)SCR段的狀態(tài)，使下一個(gè)SCR段開(kāi)始工作，同時(shí)使該指令所在段停止工作，狀態(tài)器復(fù)位。2.示例使用順序控制指令將功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖示例：3.順序指令使用說(shuō)明

順序控制指令由于自身的特殊性及其操作數(shù)據(jù)的有限范圍，在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面順

1）順序控制控指令僅對(duì)順序控制繼電器元件S的位有效。由于S具有一般繼電器的功能，所以，也可以使用其它邏輯指令對(duì)S進(jìn)行操作；

2）SCR段程序能否執(zhí)行取決于該狀態(tài)器（S位）是否被置位，SCRE與下一個(gè)LSCR之間可以安排其它指令，但它們不影響下一個(gè)SCR段程序的執(zhí)行；

3）同一個(gè)S位不能用于不同程序中。

4）不允許跳入或跳出SCR段，在SCR段也不能使用JMP和LBL指令（不允許內(nèi)部跳轉(zhuǎn)，但可以在SCR段附近使用跳轉(zhuǎn)和標(biāo)號(hào)指令；

5）在SCR段中不允許使用FOR、NEXT和END指令；

6）在狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移后，所有的SCR段的元器件一般也要復(fù)位，如果希望繼續(xù)輸出，可使用置位/