顺序功能图是用约定的几何图形、有向线段和简单的文字来说明和描述PLC的处理过程及程序的执行步骤。
顺序功能图由步、转换、转换条件、有向线段和动作(命令)等元素组成。
1.步
步(状态)是顺序功能图中最基本的组成部分。它是将一个工作周期分解为若干个顺序相连的清晰阶段,对应一个相对稳定的状态。步用编程元件(如标志位存储器M或顺序控制继电器S)代表,其划分的依据是PLC输出量的变化。在任何一步内,输出量的状态应保持不变,但两步之间的转换条件满足时,系统就由原来的步进入新的步。
在功能图中,步用矩形框表示,矩形框中的数字是该步的编号。步可分为初始步和工作步两种。
1)初始步(初始状态)。初始步表示控制系统的初始状态,是顺序控制的起点,也是功能图运行的起点,一个控制系统至少要有一个初始步。初始步用双线的矩形框表示,如图5-6a所示。
2)工作步(工作状态)。工作步是控制系统正常运行时的状态(即除初始状态以外的各个稳定状态)。工作步用单线矩形框表示,如图5-6b所示。
图5-6 初始步与工作步
a)初始步 b)工作步
3)活动步与非活动步。根据控制系统是否运行,步又可分为活动步和非活动步两种。当系统正运行于某个阶段(步)时,该阶段(步)处于活动状态,则称该阶段(步)为活动步。其前一步称为“前级步”,后一步称为“后续步”,“活动步”以外的其他各步则称为“非活动步”。
4)与状态(步)对应的动作或命令。在功能图中,与状态步对应的动作,用该步右边的一个带文字或符号说明的矩形框表示,一个步可以同时与多个动作或命令相连,这些动作可以水平布置或垂直布置,如图5-7所示。这些动作或命令是同时执行的,没有先后之分。
图5-7 以水平布置或垂直布置的步
a)水平布置 b)垂直布置
动作或命令的类型有很多种,如定时、延时、脉冲、存储型和非存储型等。
若某步为活动步时,与其相连的动作或命令被执行,而该步为非活动步时,此动作或命令返回到该步活动前的状态,则此动作或命令类型是非存储型。
若某动作在与之相连的步成为非活动步时依然保持它在该步为活动步时的状态,则此动作或命令类型为存储型。存储型动作或命令仅能被后续的步激励并复位,返回它的原始状态。动作或命令说明语句应正确选用,以明确表明该动作或命令是存储型还是非存储型,且正确的说明语句还可区分动作与命令之间的差别。(www.daowen.com)
由以上语句说明的动作或命令称为公用动作或命令,此外,使用动作或命令的修饰词可以在一步中完成不同的动作或命令,如表5-6所示。修饰词允许在不增加逻辑的情况下控制动作或命令。
表5-6 动作的修饰词
2.有向连线
在画顺序功能图时,将代表各步的矩形框按它们成为活动步的先后顺序排列,并用带有箭头的有向连线将它们连接起来。带有箭头的有向连线则表示状态转移的路线,该路线表明步转移的方向。从上到下,从左向右转移时,通常可省略有向连线的箭头。
在画图时,如果有向连线必须中断,或用几个图来表示一个顺序功能图时,应在中断点处指明下一步的编号或来自上一步的编号和所在的页号,如“步23、8页”。
有向连线可分为选择和并行两种。选择连线间的关系是逻辑“或”,哪条连线转换条件最先得到满足,则这条连线就被选中,程序就沿着这条线往下执行。选择连线的分支与合并一般用单横线表示。并行连线间的逻辑关系是逻辑“与”,只要转换条件满足,下面所有连线必须同时执行。并行连线的分支与合并一般用双横线表示。
3.转换
转换是结束某一步的操作,启动下一步操作的条件,步的活动状态的进展由转换的实现来完成,并与控制过程的发展相对应。转换在功能图中用与有向连线垂直的短划线表示,将相邻的两步分开。转换也称变迁或过渡。
使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件,转换条件可以是外部的输入信号,例如按钮、指令开关、限位开关的接通和断开等;也可以是PLC内部产生的信号,例如定时器、计数器常开触点的接通等,转换条件还可以是若干个信号与、或、非逻辑的组合。
转换条件的表达形式有文字符号、布尔代数表达式、梯形图符号和二进制逻辑图符号4种,使用最多的是布尔代数表达式,它们标注在转换的短线旁边,如图5-8所示。
图中,转换条件↑I3.2表示当I3.2状态从0→1时实现转换。由于不加“↑”符号,转换也是在I3.2的上升沿实现的,所以“↑”符号可以不画出来。
图5-8 标注布尔代数表达式
而转换条件↓I1.0·I0.2表示I1.0的常开触点和I0.2的常闭触点串联且I1.0的常开触点闭合和I1.0的常闭触点断开后转换发生。即↓I1.0·I0.2的状态从1→0状态时转换实现。
步、有向连线和转换的关系为:步经有向连线连接到转换,转换经有向连线连接到步。为了能在全部操作完成后返回初始状态,步和有向连线应构成一个封闭的环状结构。当工作方式为连续循环时,最后一步应该能够回到下一个流程的初始步,也就是循环不能够在某步被终止。
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