顺序功能图是用来描述顺序控制过程的,任何一个顺序控制过程都可以分解为若干个阶段,称为步或状态,每个状态都有不同的动作,当相邻两状态之间的转换条件得到满足时,就将实现转换,即由上一个状态转换到下一个状态。根据图3.1-1可以画出三台电动机顺序控制的功能图,如图3.1-2所示。
1.顺序功能图的组成
顺序功能图(简称功能图)又叫状态流程图或状态转移图。它由步、有向连线、转换、转换条件和动作(或命令)组成。
(1)步 步是控制系统中的一个相对稳定的状态,它是根据输出量的状态变化来划分的,在任何一步内,各个输出量的ON/OFF状态不变,但是相邻步的输出量总的状态是不同的。在顺序功能图中分为中间步和初始步,如图3.1-3所示。
图3.1-1 工序图
图3.1-2 顺序功能图
图3.1-3 中间步和初始步
(2)有向连线 步与步之间的有向连线用来表示步的活动状态和进展方向。从上到下和从左到右这两个方向上的箭头可以省略,其他方向上必须加上箭头用来注明步的进展方向。图3.1-4中流程方向始终向下,因而省略了箭头。
(3)转换 转换用来将相邻两步分隔开,用与有向连线垂直的短划线表示,如图3.1-4所示。
(4)转换条件 转换条件是与转换有关的逻辑命题,转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线旁边,如图3.1-4所示。
图3.1-4 有向连线
(5)动作(或命令) 一个步表示控制过程中的稳定状态,它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框,在框中用简明的文字说明该步对应的动作。图3.1-5a表示一个步对应一个动作,图3.1-5b表示一个步对应多个动作。
2.设计顺序功能图的方法和步骤
下面以小车往返的控制来说明顺序功能图的绘制方法。
图3.1-6为小车自动往返的示意图,其控制要求如下:
当按下起动按钮SB后,电动机M正转(由输出线圈Q0.0驱动),小车向右前进,碰到限位开关SQ1后,电动机M反转(由输出线圈Q0.1驱动),小车向左后退,当小车后退碰到限位开关SQ2后,小车电动机M停转,小车停车3s后,第二次向右前进,碰到限位开关SQ3,再次后退,当后退再次碰到限位开关SQ2时,小车停止。
图3.1-5 动作(或命令)(www.xing528.com)
图3.1-6 小车往返控制示意图
1)将整个控制过程按任务要求分解成若干个工序,其中的每一个工序都对应一个状态(步),并分配辅助状态继电器,见表3.1-1。
表3.1-1 状态继电器分配表
2)搞清楚每个状态的功能与作用,见表3.1-2。状态的功能是通过PLC驱动各种负载来完成的,负载可由状态元件直接驱动,也可由其他软触点的逻辑组合驱动。
表3.1-2 状态继电器的功能与作用表
3)找出每个状态的转换条件和方向,即在什么条件下将下一个状态“激活”,见表3.1-3。状态的转换条件可以是单一的触点,也可以是多个触点的串、并联电路的组合。
表3.1-3 状态的转换条件表
4)根据控制要求或工艺要求,画出顺序功能图,如图3.1-7所示。
3.使用注意事项
在使用顺序功能图进行编程时,要注意以下几个方面。
1)两个相邻步与步之间不能直接相连,必须用转换分开。
2)两个转换与转换之间不能直接相连,必须用步分开。
3)步与转换、转换与步之间的连线采用有向连线,画功能图的顺序一般是从上向下或从左到右,正常顺序时可以省略箭头,否则必须加箭头。
4)一个功能图至少应有一个初始步,如没有它系统将无法开始和返回。
5)必须用初始化脉冲SM0.1常开触点作为转换条件,将初始步转化为活动步。
图3-1-7 顺序功能图
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