SIMATIC S7-1500 PLC功能圖的畫(huà)法

功能圖的畫(huà)法

功能圖(SFC)是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特征的一種圖解表示方法。它具有簡(jiǎn)單、直觀等特點(diǎn)，不涉及控制功能的具體技術(shù)，是一種通用的語(yǔ)言，是IEC(國(guó)際電工委員會(huì))首選的編程語(yǔ)言，近年來(lái)在PLC的編程中已經(jīng)得到了普及與推廣。在IEC60848中稱順序功能圖，在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 6988-2008中稱功能表圖。西門(mén)子稱為圖形編程語(yǔ)言S7-Graph。

順序功能圖是設(shè)計(jì)PLC順序控制程序的一種工具，適合于系統(tǒng)規(guī)模較大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場(chǎng)合，特別適合于對(duì)順序操作的控制。在編寫(xiě)復(fù)雜的順序控制程序時(shí)，采用S7-Graph比梯形圖更加直觀。

功能圖的基本思想是：設(shè)計(jì)者按照生產(chǎn)要求，將被控設(shè)備的一個(gè)工作周期劃分成若干個(gè)工作階段(簡(jiǎn)稱“步”)，并明確表示每一步要執(zhí)行的輸出，“步”與“步”之間通過(guò)制定的條件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在程序中，只要通過(guò)正確連接進(jìn)行“步”與“步”之間的轉(zhuǎn)換，就可以完成被控設(shè)備的全部動(dòng)作。

PLC執(zhí)行功能圖程序的基本過(guò)程是：根據(jù)轉(zhuǎn)換條件選擇工作“步”，進(jìn)行“步”的邏輯處理。組成功能圖程序的基本要素是步、轉(zhuǎn)換條件和有向連線，如圖1****所示。

圖****1

（4）功能圖的結(jié)構(gòu)分類

根據(jù)步與步之間的進(jìn)展情況，功能圖分為以下幾種結(jié)構(gòu)。

1）單一順序單一順序動(dòng)作是一個(gè)接一個(gè)地完成，完成每步只連接一個(gè)轉(zhuǎn)移，每個(gè)轉(zhuǎn)移至連接一個(gè)步，下圖3和圖4所示的功能圖和梯形圖是一一對(duì)應(yīng)的。一下用“起跑停電路”來(lái)講解功能和梯形圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

為了便于將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，采用代表各步的編程元件的地址(比如M0.2)作為步的代號(hào)，并用編程元件的地址來(lái)標(biāo)注轉(zhuǎn)換條件和各步的動(dòng)作和命令，當(dāng)某步對(duì)應(yīng)的編程元件置1，代表該步處于活動(dòng)狀態(tài)。

①****啟保停電路對(duì)應(yīng)的布爾代數(shù)式標(biāo)準(zhǔn)的啟保停梯形圖如圖2所示：

圖****2

圖中I0.0為M0.2的啟動(dòng)條件，當(dāng)10.0置****1時(shí)，M0.2得電；10.1為M0.2的停止條件，當(dāng)I0.1置1時(shí)，M0.2斷電：M0.2的輔助觸點(diǎn)為M0.2****的保持條件。該梯形圖對(duì)應(yīng)的布爾代數(shù)式為

M0.2=(I0.0+M0.2)·I0.1

②****順序控制梯形圖儲(chǔ)存位對(duì)應(yīng)的布爾代數(shù)式如圖3（a）所示的功能圖，M0.1轉(zhuǎn)換為活動(dòng)步的條件是M0.1步的前一步是活動(dòng)步，相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件(I0.0)得到滿足，即M0.1的啟動(dòng)條件為M0.0·I0.0。當(dāng)****M0.2轉(zhuǎn)換為活動(dòng)步后，M0.1轉(zhuǎn)換為不活動(dòng)步，因此，M0.2可以看成M0.1****的停止條件。由于大部分轉(zhuǎn)換條件都是瞬時(shí)信號(hào)，即信號(hào)持續(xù)的時(shí)間比他激活的后續(xù)步的時(shí)間短，因此應(yīng)當(dāng)使用有記憶功能的電路控制代表步的儲(chǔ)存位。在這種情況下，啟動(dòng)條件、停止條件和保持條件全部具備，就可以采用“啟保停”方法設(shè)計(jì)順序功能圖的布爾代數(shù)式和梯形圖。順序控制功能圖中儲(chǔ)存位對(duì)應(yīng)的布爾代數(shù)式如圖3(b)所示，參照?qǐng)D2所示的標(biāo)準(zhǔn)“啟保?！碧菪螆D，就可以輕松地將圖3所示的順序功能圖轉(zhuǎn)換為圖4所示的梯形圖。

圖****3

圖****4

2）選擇順序

選擇順序是指某一步后有若干個(gè)單一順序等待選擇，稱為分支，一般只允許選擇進(jìn)入一個(gè)順序，轉(zhuǎn)換條件只能標(biāo)在水平線之下。選擇順序的結(jié)束稱為合并，用一條水平線表示，水平線以下不允許有轉(zhuǎn)換條件，如圖5所示。

圖****5

3)并行順序并行順序是指在某一轉(zhuǎn)換條件下同時(shí)啟動(dòng)若干個(gè)順序，也就是說(shuō)轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致幾個(gè)分支同時(shí)激活。并行順序的開(kāi)始和結(jié)束都用雙水平線表示，如圖6所示。

圖****6

4)選擇序列和并行序列的綜合如圖****7所示：M0.0之后有一個(gè)選擇序列的分支，設(shè)M0.0為活動(dòng)步，當(dāng)它的后續(xù)步M0.1或M0.2變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)，M0.0變?yōu)椴换顒?dòng)步，即M0.0為0狀態(tài)，所以應(yīng)將M0.1和M0.2的常閉觸點(diǎn)與M0.0****的線圈串聯(lián)。

圖****7

步M0.2之前有一個(gè)選擇序列合并，當(dāng)步****M0.1為活動(dòng)步(即M0.1為****1狀態(tài))，并且轉(zhuǎn)換條件I0.1滿足，或者步M0.0為活動(dòng)步，并且轉(zhuǎn)換條件I0.2滿足，步M0.2變?yōu)榛顒?dòng)步，所以該步的存儲(chǔ)器M0.2的啟保停電路的啟動(dòng)條件為M0.1·I0.1+M0.0·I0.2，對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)電路由兩條并聯(lián)支路組成。

步M0.2之后有一個(gè)并行序列分支，當(dāng)步M0.2是活動(dòng)步并且轉(zhuǎn)換條件I0.3滿足時(shí)，步M0.3和步M0.5同時(shí)變成活動(dòng)步，這時(shí)用M0.2和I0.3常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路，分別作為M0.3和M0.5的啟動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，與此同時(shí)，步M0.2變?yōu)椴换顒?dòng)步。

步****M0.0之前有一個(gè)并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是所有的前級(jí)步(即M0.4和M0.6)都是活動(dòng)步和轉(zhuǎn)換條件I0.6滿足。由此可知，應(yīng)將M0.4、M0.6和I0.6的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M0.0的啟保停電路的啟動(dòng)電路。圖7所示的功能圖對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖8****所示。

圖****8

(5)功能圖設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)

①狀態(tài)之間要有轉(zhuǎn)換條件。如圖9所示，狀態(tài)之間缺少“轉(zhuǎn)換條件”是不正確的，應(yīng)改成如圖10所示的功能圖。必要時(shí)轉(zhuǎn)換條件可以簡(jiǎn)化，如將圖11****簡(jiǎn)化成圖12。

圖****9

圖****10

圖****11

圖****12

②轉(zhuǎn)換條件之間不能有分支。例如，圖13應(yīng)該改成圖14所示的合并后的功能圖，合并轉(zhuǎn)換條件。

圖****13

圖****14

③順序功能圖中的初始步對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待啟動(dòng)的初始狀態(tài)，初始步是必不可少的。

④順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)。






審核編輯：劉清