顺序功能流程图及顺控步进梯形图自动编程方法

顺序功能流程图及顺控步进梯形图自动编程方法

1．顺控流程图基本结构 < br>根据步与步之间转换的不同情况，顺控流程图有单序列结构、选择性分支、汇合
结构、并行分支、 汇合结构、跳步，重复、循环、复位等结构。
(1)单序列结构编程
如图1由一系列按顺序 排列相继激活步组成。每一步后有一到几个转换条件，转
换条件后面只有一步。应用如图4-40运料小 车左右行驶顺序控制.
单序列结构
b
3
C
4
d
5
e
6

图1 单序列结构
(2)选择序列结构编程
如图2有选择开始分和结束选择并
选择分：若4为活动步，如转换条件a、b、C成立，则分别转向5、7、8步。
选择合：若 6、8、10步分别为活动步，其对应转换争件d、e、f分别成立，则它
们分别转向步11，即步6、 8、10合并为步11。

选择分
4
a
57
bc6
d
·
选择合
8
a
11

图2 选择序列结构
10
·
f
9
(3)并列序列结构编程
并行序列也有开始并分与结束并合。如图3。
并行分（图3左）：当转换条件e满足时，活动步3，同时转换为步4、6、8。
并行合（图3右）：当转换条件d满足时，同为活动步的5、7、9可合并为步10。
并行分
3
e
5
并行合
7
d
9
46810

图3
(4)子步结构编程
子步结构是指在流程图中，某一步包含一系列子步和转换 。这在工程总体方案设
计中，经常被采用。如图4，先用几步和转换简洁表示整体系统功能，然后每步再 细
化为若干子步和转换。

单一流程的
编程
选择性分支、汇< br>合的编程
选择性分支，由
e、f选择转移条
件决定分支
并行分支、汇合
的编程
当b选择条件满足
时，状态16、17
并行分支处理
X15.1
X1
5
X6
5.4
X6
子步结构
05< br>04
dh
10
b)
当d选择条件满足
时，状态18、19并行回合处理
5.2
X3
X2
5.3
X5
03
c
07
j
09
d
20
e
06
f
0 8p
18
16
g
19
17
X4
b
0515
a)
选择性汇合，由
h、j选择转移条
件决定汇合
c)图
4

（5）跳步，重复、循环、复位等结构编程
跳步、重复和循环等序列结构，实际上是选择序列结构的特殊形式，如图5。
图5（a）为跳 步结构，当步3为活动步时，如转换条件e成立，则跳过步4、5，
直接进入步6。
图5（b ）为重复结构，当步6为活动步时，如转换条件e成立而条件d不成立，
则重新返回步5，重复执行步5 、6。直到条件d成立，重复结束，转入步7。
图5（C）是循环结构，即在序列步结束后，用重复办 法直接返回始步，形成系统
循环，实现自动运行。

跳转某状态，用
O UT指令代替
SET，注意之前
要写跳转条件指
令LD e
通过转移条件
LD e返回某状
态时，用OUT
指令代替SET
通过转移条件LD
e,最后程序结束
返回初始状态
时，用OUT S0
（S0~S9），并注意要写RET返
回指令，然后再
写结束指令END
a
0
a3
b
4
e
5
d
6
f
(a) 跳步序列 结构
7
ce
6
5
4
a
b
1
cd
3
f
(b) 重复序列结构
e
2
b
c
d
(c) 循环序列结构

图5 跳步、重复和循环序列结构
在实际工程系统中，经常是以上各种序列结构的综合，根据 需要灵活应用。各序
列结构编程，参见以下各例子:
2．编程方法和步骤
（1）根据控制要求，列出PLC的IO分配表，画出IO分配图；
（2）将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应一 个状态，将其
分为若干个状态；
（3）理解每个状态的功能和作用，即设计驱动程序；
（4）找出每个状态的转移条件和转移方向；
（5）根据以上分析，画出控制系统的状态转移图；
（6）根据状态转移图写出指令表。
3。顺控流程图转换成顺控梯形图程序方法

在用三菱公司的编程软件FXGP-WlN-C或GX-Develop顺控流程图(S FC)方法绘图
时，比较困难且难自动生成指令表程序，所以一般先根据工艺程序流程要求手工画出顺控流程图，然后手工转换成顺控梯形图程序，再用编程软件绘制出来并自动转换成
指令表程序，最 后用RS-232异步通信接口专用电缆下载到PLC中，无误后即可试验。
(1) 选择分顺控流程图转换成顺控梯形图程序
S20
STL
X001
S20X002
S21S22
a）
X003
Y000
X004
X002
X003
[ SET S22]
X004
[ SET S23]
b）
图6 选择序列分支的编程方法示例
a) 顺序功能图 b)梯形图 c) 指令表
STL
[ Y000 ]
[ SET S21]
OUT
LD
SET
LD
SET
LD
SET
c）
S20< br>Y000
X002
S21
X003
S22
X004
S 23
·
S23


(2) 选择合顺控流程图转换成顺控梯形图程序
S21
X001
Y001
S22
X002
Y002
S23
X003
Y003
S24
STL
a)
S21
STL
S22
STL
S 23
STL
X003
b)
X002
X001
[ Y001 ]
[ SET S24]
[ Y002 ]
[ SET S24]
[ Y003 ]
[ SET S24]
OUT
LD
SET
STL
OUT
LD
SET
STL
OUT
LD
SET
c)
S21
Y001
X001
S24
S22
Y002
X 002
S24
S23
Y003
X003
S24

图7 选择序列合并的编程方法示例
a) 顺序功能图 b)梯形图 c) 指令表

(3) 并行分顺控流程图转换成顺控梯形图程序
S20
STL
S20
X000
[ SET S31]
S21S31
a）
S41
[ SET S41]
b）
图8 并行序列分支的编程方法示例
a) 顺序功能图 b)梯形图 c) 指令表
X002
[ Y000 ]
[ SET S21]
STLOUT
LD
SET
SET
SET
c）
S20
Y 000
X000
S21
S31
S41
Y000

(4) 并行合顺控流程图转换成顺控梯形图程序
S21
Y001
S31
Y002
S41
Y003
X010
S24
a)
STL
S31
STL
S41
STL
S21
ST L
S31
STL
S41
STL
b)
X010
[ SET S42]
[ Y003 ]
[ Y001 ]
[ Y002 ]
ST L
OUT
STL
OUT
STL
OUT
STL
STL
STL
LD
SET
c)
S21
Y001
S31Y002
S41
Y003
S21
S31
S41
X010
S42

图9 并行序列合并的编程方法示例
a) 顺序功能图 b)梯形图 c) 指令表
[例1]单序列结构编程---运料小车控制

X400
启动按钮
向前
Y430
向后Y432
庭门开（5S）
Y433
T451
翻斗门开
Y431(7S)
T450
后限位开< br>关X402
前限位开关
X401

图10 小车运行过程

图11 运料小车PLC控制系统的单序列结构编程

图10示出了运料小车运行过程 。当小车处于后端，处于原点状态（压下后限位开
关X402）。当按下启动按钮X400，小车前行（ 前行电机接触器Y430接通），当碰到
前限位开关X401后，料仓翻斗门打开装料(电磁伐Y431 )接通，延时7s（T450）后小
车后行（后行电机接触器Y432接通），当碰到后限位开关X40 2后，打开底门卸料
（电磁伐Y433接通），延时5s（T451）后底门自动关上，完成一次操作。

显然,小车运行过程是一个顺序动作过程：初始状态→ 向前运行 翻斗门打开装料
→ 向后运行 →打开底门卸料。对应于S600 →S601→ S602→ S603→ S604的5个状
态。用单序
列结构编程可描述该工艺过程见图11。

[例2]选择性序列分支与汇合编程的应用---自动门控制系统
图12是自动门 控制系统的顺控流程图。当人靠近自动门时，感应器X0为ON，
Y0驱动开门电机高速开门。碰到开门 减速开关X1时，转为减速开门，直至碰开门极
限开关X2时电机仃转，并延时0.5s感应器检测还有 无人？如无人则Y2起动电机高速
关门。碰到关门减速开关X4时，转为减速关门，碰到关门极限开关X 5时电机仃转。
在关门期间若感应器X0检训到有人，则停止关门，T1延电0.5s后自动转换为高速 开
门。
M8002
S0
S20
X1
S21
X2
选择性汇合
S22X0
T0
X0 有人
S20Y0
高 速开门
X1
减速位置
S21
T1
0.5S
T1
X0 有人
S25
T1
高速关门
S24
X0
X5
S23
X0
X4
X0
SETS0
SE TS20
Y0
SETS21
Y1
SETS22
T0
SETS 23
Y2
SETS25
SETS24
T1
SETS20
Y3
SETS25
S0
RET
K5
K5
在开门、关门过程
中（未到极限位置
开关前），X0检测
到有人，都要转为
开门
M8002< br>S0
S0
Y1
减速开门
S25
X2 全开
X5
全关
S22T0
T0
0.5S
S23Y2
X4
减速位置< br>S24Y3
减速关门
选择性分支
END

图12
自动门控制系统选择性序列分支与汇合编程

图12中步S23之后有 一个选择性分支，当X4、X0转换条件满足时分别转向S24、
S25；同样在S24之后也是一个选 择性分支，当X0、X5转换条件条件满足时分别转向
S25、S0。而S20之前则有一个选择性汇合 ，当X0、T1转换条件满足时，S0与S25
汇合成S20。
[例3]选择性序列分支与汇合编程的应用一--电动机正反转的控制程序
控制要求为：按正 转起动按钮SB1，电动机正转，按停止按钮SB，电动机停止；
按反转起动按钮SB2，电动机反转， 按停止按钮SB，电动机停止；且热继电器具有保
护功能。
（1）IO分配
输入：X0：SB（常开），X1：SB1，X2：SB2，X3：热继电器FR（常开）；输出：
Y1 ：正转接触器KM1，Y2：反转接触器KM2
（2）顺控流程图，根据图13（a）所示的顺控流程图，可转化成顺控梯形图程序。
（3）指令表见图13（b）。

M8002
S0
X001< br>SET
SET
S0
S20
S30
Y001
X002< br>SET
S20
S30
S0
S20
X001
S20X000
Y001
X003X000
S20
X002
Y001< br>S30
X003
X003
RET END
RET
(a) 顺控 流程图
Y002
X000
S0
X003
X000
S0
END
PLC IO分配表
顺控梯形图
LD
SET
STL
LD
SET
LD
SET
STL
OUT
STL
OU T
M8002STL
S0LD
S0OR
X001OUT
S20STL
X002LD
S30OR
S20OUT
Y001RET
S30END
Y002
(b) 指令表
S20
X000
X003
S0S30
X000
X003
S0
输入
停止按钮 SB0 X0
正转启动按钮 SB1 X1
反转启动按钮 SB1 X2
热继电器 FR X3
输出
左行接触器 KM1 Y0
右行接触器 KM2 Y1

图13 电动机正反转控制选择性序列分支与汇合编程
[例4]步进梯形指令的并行分支与汇合编程举例:
S21
X1
S21
X1
Y1
并行分支
S22
S22
X2
S23
Y3
S25
Y2
S24
X3< br>Y5
S24
X3
并行汇合
Y66
X5
S23
S25
X4
S25
Y4
X2
S23
Y1
SETS2 2
SETS24
Y2
SETS23
Y3
Y4
SETS25< br>Y5
X4
S26
SETS26
Y6
S26
X5

图13 STL指令的并行序列顺序功能图和梯形图
如图13所示:S2 2-S23和S24-S25组成的两个单序列是并行工作的，它们按工艺
顺序需设计成同时工作和同时 结束，当S21为活动步且X1转换条件满足时，S22、
S24同时变为活动步即并行分支。而S23 、S25变为活动步时且当转换条件X4满足时，
则将S23、S25汇合成S26，实现了而个并行序 列合并。例如两条生产自动线分别组装
零件，然后又汇合成一条生产线完成总装。

[例5]按钮式人行横道指示灯PLC控制系统
并应用行性分支与汇合编程方法设计一个按钮 式人行横道指示灯的控制程序，其工作
示意图如图l所示。控制要求如下：按X0或X1按钮，人行横道 和车道指示灯按图2
所示工作时序点亮。

T0

T1


T3
T2

T4=T5=0
.5s

图2 按钮式人行横道工作时序
图3 按钮式人行横道PLC控制
系统顺控流程图
图4 按钮式人行横道PLC控制系统外部接线