顺序功能图的定义
顺序功能图常用来编制复杂的顺序控制类程序,这种方法也为调试、试运行带来许多方便。它包含步、动作、转换这3个要素。顺序功能图编程方法可将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态,对这些小的工作状态的功能分别处理后再按一定的顺序控制要求连接成整体的控制程序。下图所示为顺序功能图。
顺序功能图的组成要素
顺序功能图主要由步(初始步和活动步)、有向连线、转换、转换条件和动作(或命令)等要素组成。
初始步:与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示,每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。
活动步:当系统处于某一步所在的阶段时,该步处于活动状态,称该步为活动步。步处于活动状态时,相应的动作被执行;步处于不活动状态时,相应的非存储型命令被停止执行。
动作:对于被控系统,在某一步中要完成某些“动作”;对于施控系统,在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”。为了叙述方便,本书将命令或动作统称为动作。
转换条件:与转换相关的逻辑命题。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划线旁边。转换条件X和(X特符号),分别表示当二进制逻辑信号X为“1”和“0”状态时条件成立;转换条件(X 特符号)和(X 特符号)分别表示当 X 从“1”(接通)到“0”(断开)和从“0”到“1”状态时条件成立。
顺序功能图的基本结构
根据步与步之间的转换的不同情况,顺序功能图有3种不同的基本结构形式:单序列结构、选择序列结构和并行序列结构。
常见绘制方法
根据系统的顺序功能图设计出梯形图的方法,称为顺序控制功能图的编程方法。目前常用的编程方法有3种:使用启保停电路的编程方法、使用STL指令的编程方法、以转换为中心的编程方法。
根据顺序功能图来设计梯形图时,可以使用辅助继电器 M 来代表步。某一步为活动步时,对应的辅助继电器为 ON,某一转换实现时,该转换的后续步变为活动步,前级步变为不活动步。由于很多转换条件都是短信号,即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短,因此应使用有记忆(或称保持)功能的电路(如启保停电路和置位复位指令组成的电路)来控制代表步的辅助继电器。
顺序功能图绘制的注意事项
(1)两个步绝对不能直接相连,必须用一个转换将它们隔开。
(2)两个转换也不能直接相连,必须用一个步将它们隔开。
(3)一个顺序功能图至少有一个初始步,初始步一般对应于系统等待启动的初始状态,初始步可能没有任何输出动作,但初始步是必不可少的。
(4)自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程,因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环,即在完成一次工艺过程的全部操作之后,应从最后一步返回初始步,系统停留在初始状态,在连续循环工作方式时,将从最后一步返回下一个工作周期开始运行的第一步。
(5)在顺序功能图中,只有当某一步的前级步是活动步时,该步才有可能变成活动步。如果用没有断电保持功能的编程元件代表各步,进入 RUN 工作方式时,它们均处于 OFF 状态,必须用初始化脉冲M8002的动合触点作为转换条件,将初始步预置为活动步,否则,因顺序功能图中没有活动步,系统将无法工作。如果系统有自动、手动两种工作方式,顺序功能图是用来描述自动工作过程的,这时还应在系统由手动工作方式进入自动工作方式时,用一个适当的信号将初始步设置为活动步。