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西门子S7-300教程_第6章

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2019-06-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《西门子S7-300教程_第6章ppt》,可适用于高等教育领域

Date:*Page:*Date:*Page:*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设计步骤最后介绍了如何在SGRAPH环境下完成顺控器的设计及调试。§顺序功能图§顺控器设计举例§SGRAPH的应用§思考与练习第章顺序控制与SGRAPH编程返回首页Date:*Page:*顺序功能图(简称SFC)是IEC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程师也会大大提高工作效率。§顺序控制§顺序功能图§顺序功能图返回本章Date:*Page:*§顺序控制返回本节Date:*Page:*§顺序功能图返回本节Date:*Page:*§顺控器设计举例§单流程设计§选择性分支流程设计§并进分支流程设计返回本章Date:*Page:*§单流程设计【】交通信号灯控制系统设计。返回本节Date:*Page:*上图所示为双干道交通信号灯设置示意图元件分配表如下。返回上级Date:*Page:*控制说明信号灯的动作受开关总体控制按一下起动按钮信号灯系统开始工作工作流程如图所示。返回上级Date:*Page:*顺序功能图分析信号灯的变化规律可将工作过程分成个依设定时间而顺序循环执行的状态:S、S、S和S另设一个初始状态S。由于控制比较简单可用单流程实现如图所示。返回上级Date:*Page:*顺序功能图分析信号灯的变化规律可将工作过程分成个依设定时间而顺序循环执行的状态:S、S、S和S另设一个初始状态S。由于控制比较简单可用单流程实现如图所示。编写程序时可将顺序功能图放置在一个功能块(FB)中而将停止作用的部分程序放置在另一个功能(FC)或功能块(FB)中。这样在系统启动运行期间只要停止按钮(Stop)被按动立即将所有状态S~S复位并返回到待命状态S。在待命状态下只要按动起动按钮(Start)系统即开始按顺序功能图所描述的过程循环执行。返回上级Date:*Page:*§选择性分支流程设计【例】洗车控制系统设计。返回本节Date:*Page:*上图所示为洗车控制系统布置图元件分配表如下。返回上级Date:*Page:*控制说明洗车过程包含道工艺:泡沫清洗、清水冲洗和风干。系统设置“自动”和“手动”两种控制方式。控制要求如下:①若方式选择开关Mode置于“手动”方式按起动按钮Start则按下面的顺序动作:首先执行泡沫清洗→按冲洗按钮SB则执行清水冲洗→按风干按钮SB则执行风干→按完成按钮SB则结束洗车作业。②若选择方式开关置于“自动”方式按起动按钮后则自动执行洗车流程:泡沫清洗s→清水冲洗s→风干s→结束→回到待洗状态。③任何时候按下停止按钮Stop则立即停止洗车作业。返回上级Date:*Page:*顺序功能图设计由于“手动”和“自动”工作方式只能选择其一因此使用选择性分支来实现如图所示。①待洗状态用S表示。②洗车作业流程包括:泡沫清洗、清水冲洗、风干个工序因此在“自动”和“手动”方式下可分别用个状态来表示:自动方式使用S~S手动方式使用S~S。③洗车作业完成状态使用S。返回上级Date:*Page:*【】指示灯控制系统。某指示灯控制系统有个指示灯按下述要求控制:①按动起动按钮Start按一定的时间间隔依L→L→L的顺序点亮。②随时按动停止按钮Stop按一定的时间间隔依L→L→L灭灯但未被点亮的灯不必执行灭灯动作。例如若只有L和L被点亮按动Stop后则只执行L→L灭灯动作。元件分配表如下。返回上级Date:*Page:*由于要求灯的状态能够保持因此应使用置位指令点亮指示灯用复位指令使指示灯熄灭。程序采用带有跳转的选择性分支设计如图所示。在S(L被点亮)被激活的情况下若按动停止按钮Stop则跳过S~S直接激活S(熄灭L)然后自动复位S在S(L、L被点亮)被激活的情况下若按动停止按钮Stop则跳过S、S直接激活S(熄灭L)在S(L、L、L被点亮)被激活的情况下若按动停止按钮Stop则激活S(熄灭L)。返回上级Date:*Page:*§并进分支流程设计【例】饮料灌装线的设计。返回本节Date:*Page:*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作元件分配表如下。返回上级Date:*Page:*控制说明传送带由电机M驱动传送带上设有灌装工位工件传感器SE、封盖工位工件传感器SE和传送带定位传感器SE。①按动起动按钮Start传送带M开始转动若定位传感器SE动作表示饮料瓶已到达一个工位传送带应立即停止。②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LT对饮料瓶进行s定时灌装(传送带已定位)。③在封盖工位上有个单作用气缸(A缸和B缸)当工位上有饮料瓶时首先A缸向下推出瓶盖当SE动作时表示瓶盖已推到位然后B缸开始执行压接s后B缸打开再经sA缸退回当SE动作时表示A缸已退回到位封盖动作完成。④瓶子的补充及包装假设使用人工操作暂时不考虑。⑤任何时候按停止按钮Stop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。返回上级Date:*Page:*顺序功能图设计S传送带动作S电磁阀动作S等待SA缸推出SB缸压盖SB缸松开A缸退回S等待返回上级Date:*Page:*【例】气压式冲孔加工控制系统设计。返回上级Date:*Page:*上图为气压式冲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元件分配表如下。返回上级Date:*Page:*控制说明①在第工位上设有转盘定位传感器SE和工件检测传感器SE。当转盘转到工位位置时SE动作利用该信号可控制转盘停止有工件时SE动作利用该信号可控制第和第工位上的气压式冲孔机和测孔机是否动作也可以控制第和第工位的隔离挡板是否抽离。②在第工位上设有气压式冲孔机并安装有下限位开关SB和上限位开关SB。当该工位有工件时执行冲孔操作冲孔完成时SB动作冲孔机返回到位后SB动作。返回上级Date:*Page:*③在第工位上设有测孔机和由单作用气缸A控制的废料箱隔离挡板。测孔机上设有下限位开关SB和上限位开关SB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(SB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A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工位。④在第工位设有由单作用气缸B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B抽离隔离挡板将合格的工件落入包装箱。⑤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M驱动)送入。返回上级Date:*Page:*顺序功能图设计由于工件的补充、冲孔、测试及搬运要求同时进行所以应采用并进分支与汇合流程设计顺序功能图。返回上级Date:*Page:*【例】机械手臂的控制。返回上级Date:*Page:*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Date:*Page:*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机械手臂控制示意图左边为传送带由电机MC驱动在传送带的右端(E点)设有工件传感器LS。右边为个单作用气缸控制的机械手臂A缸可使机械手臂左右移动并设置有左限位开关LS和右限位开关LS通电时气缸向左伸出断电时自动缩回B缸可使机械手臂上下移动并设置有下限位开关LS和上限位开关LS通电时气缸向下伸出断电时自动缩回C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。①机械手臂的原点位置:A缸缩回到最右端、B缸缩回到最上端、C缸松开状态。返回上级Date:*Page:*②当人工将工件放置在D点时LS动作→B缸即得电伸出并带动机械手臂下降直到LS动作→C缸得电将工件抓取然后延时s→B缸断电复位并带动机械手臂上升直到LS动作→A缸得电伸出并带动机械手臂将工件搬运到E点上方直到LS动作→B缸得电伸出并带动机械手臂下降直到LS动作→C缸断电放开工件延时s→B缸断电缩回并带动机械手臂上升直到LS动作→A缸断电缩回并带动机械手臂返回到原点待命。③当E点有工件(LS动作)且B缸已上升到最上方(LS动作)时传送带电机MC转动以运走工件经s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放置在E点。返回上级Date:*Page:*顺序功能图设计①当按动起动按钮Start以后首先激活S进行原点复位复位结束(LS和LS动作)若D点有工件(LS动作)则激活S使手臂下降下降到位后(LS动作)激活S抓取工件并延时s延时s后激活S手臂上升上升到位后(LS动作)若传送带E点无工件(LS未动作)则激活S手臂向左伸出伸出到位后(LS动作)激活S手臂带动工件下降下降到位后(LS动作)激活S抓手松开并放下工件工件放下后(延时s为准)激活S手臂上升到位后(LS动作)返回原点待命。②当按下停止按钮Stop时激活S手臂返回原点但为了防止机械损坏工件不能松开。③当传送带上的E点有工件且机械手臂处于上方时可激活S、S起动传送带电机延时s后激活S使传送带电机停止并返回待命状态。由于机械手臂和传送带可以看作个独立的系统因此应采用并进分支流程设计。返回上级Date:*Page:*§SGRAPH的应用S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(SGRAPH)或STEP专业版还能进行顺序功能图的编写。§创建SGRAPH项目§了解SGRAPH编辑器§编辑SGRAPH功能块(FB)§在OB中调用SGRAPH功能块(FB)返回本章Date:*Page:*§创建SGRAPH项目利用SGRAPH编程语言可以清楚快速地组织和编写SPLC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。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STEP的编程语言LAD或FBD来实现。下面结合【例】交通信号灯控制系统介绍如何用SGRAPH编辑顺序功能图。返回本节Date:*Page:*创建S项目打开SIMATICManager然后执行菜单命令【File】→【New】创建一个项目并命名为“信号灯Graph”。硬件配置选择“信号灯Graph”项目下的“SIMATICStation”文件夹进入硬件组态窗口按图完成硬件配置最后编译保存并下载到CPU。返回上级Date:*Page:*编辑符号表返回上级Date:*Page:*插入SGRAPH功能块(FB)返回上级Date:*Page:*§了解SGRAPH编辑器返回本节Date:*Page:*视窗工具栏返回上级Date:*Page:*Sequencer浮动工具栏返回上级Date:*Page:*转换条件编辑工具栏返回上级Date:*Page:*浏览窗口返回上级Date:*Page:*步与步的动作命令返回上级Date:*Page:*标准动作对标准动作可以设置互锁(在命令的后面加“C”)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Date:*Page:*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、互锁信号的状态变化、信息(Message)的确认(Acknowledgment)或记录(Registration)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。返回上级Date:*Page:*ON命令与OFF命令用ON命令或OFF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。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OFF的地址标识符为SALL将除了命令“S(VL)OFF”所在的步之外其他的步变为非活动步。返回上级Date:*Page:*动作中的计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。计数值为时计数器位为“”计数值非时计数器位为“”。事件发生时计数器指令CS将初值装入计数器。CS指令下面一行是要装入的计数器的初值它可以由IW、QW、MW、LW、DBW、BIW来提供或用常数C#~C#的形式给出。事件发生时CU、CD、CR指令使计数值分别加、减或将计数值复位为。计数器命令与互锁组合时命令后面要加上“C”。返回上级Date:*Page:*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定时器被执行。互锁功能也可以用于定时器。①TL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“time”定时器位没有闭锁功能。②TD命令用来实现定时器位有闭锁功能的延迟。③TR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“”。返回上级Date:*Page:*设置SGRAPH功能块的参数集返回上级Date:*Page:*§编辑SGRAPH功能块(FB)规划顺序功能图编辑步的名称动作的编辑编程转换条件返回本节Date:*Page:*规划顺序功能图①插入“步及步的转换”②插入“跳转”。返回上级Date:*Page:*编辑步的名称表示步的方框内有步的编号(如S)和步的名称(如Step)点击相应项可以进行修改不能用汉字作步和转换的名称。将步S~S的名称依次改为“Initial(初始化)”、“ERSG(东西向红灯南北向绿灯)”“ERSY(东西向红灯南北向黄灯)”、“EGSR(东西向绿灯南北向红灯)”、“EYSR(东西向黄灯南北向红灯)”。返回上级Date:*Page:*动作的编辑①用鼠标点击S的动作框线然后点击动作行工具插入个动作行在第个动作行中输入命令“D”回车第行的右栏自动变为行在第行内输入位地址如M然后回车在第行内输入输入时间常数如T#S(表示延时s)然后回车。②按照同样的方法完成S~S的命令输入。返回上级Date:*Page:*编程转换条件点击转换名右边与虚线相连的转换条件在窗口最左边的工具条中点击常开触点、常闭触点或方框形的比较器(相当于一个触点)可对转换条件进行编程编辑方法同梯形图语言。返回上级Date:*Page:*§在OB中调用SGRAPH功能块(FB)设置SGRAPH功能块的参数集调用SGRAPH功能块用SPLCSIM仿真软件调试SGRAPH程序返回本节Date:*Page:*设置SGRAPH功能块的参数集在SGRAPH编辑器中执行菜单命令【Option】→【BlockSetting】打开SGRAPH功能块参数设置对话框本例将FB设置为标准参数集。其他采用默认值设置完毕保存FB。返回上级Date:*Page:*调用SGRAPH功能块打开编辑器左侧浏览窗口中的“FBBlocks”文件夹双击其中的FB图标在OB的Nework中调用顺序功能图程序FB在模块的上方输入FB的背景功能块DB的名称。在“INITSQ”端口上输入“Start”也就是用起动按钮激活顺控器的初始部S在“OFFSQ”端口上输入“Stop”也就是用停止按钮关闭顺控器。最后用菜单命令【File】→【save】保存OB。返回上级Date:*Page:*用SPLCSIM仿真软件调试SGRAPH程序返回上级Date:*Page:*§思考与练习对图进行编程控制并在SGRAPH环境下进行设计调试。要求系统具备“自动”和“手动”两种方式。返回本章Date:*Page:*如图所示有条传送带顺序相连按下起动按钮号传送带开始工作s后号传送带自动起动再过s后号传送带自动起动。停机的顺序与起动的顺序相反间隔仍然为s。试进行PLC端口分配并设计控制梯形图。返回本节Date:*Page:*相拍步进电动机控制程序的设计。按下述控制要求画出PLC端子接线图并设计控制顺序功能图。①相步进电动机有个绕组:A、B、C正转通电顺序为:A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为:A→CA→C→BC→B→AB。②用个开关控制步进电机的方向及运行速度:SB控制其运行(启停)SB控制其低速运行(转过一个步距角需s)SB控制其中速运行(转过一个步距角需s)SB控制其高速运行(转过一个步距角需s)SB控制其转向(ON为正转OFF为反转)。返回本节Date:*Page:*设有台电动机作顺序循环控制控制时序如图所示。SB为运行控制开关试设计控制顺序功能图。返回本节Date:*Page:*一台间歇润滑用油泵由一台三相交流电动机拖动其工作情况如如图所示。按起动按钮SB系统开始工作并自动重复循环直至按下停止按钮SB系统停止工作。设采用PLC进行控制请绘出主电路图、PLC的IO端口分配图、梯形图以及编写指令程序。返回本节

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