何小麗 重慶化工職業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 400020

淺析將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖的四種方法

何小麗 重慶化工職業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 400020

梯形圖是最常用的編程語言。順序控制設(shè)計(jì)法是設(shè)計(jì)梯形圖程序最常用的方法。順序控制設(shè)計(jì)法是首先根據(jù)控制過程畫出順序功能圖，將順序功能圖轉(zhuǎn)為梯形圖。文中以西門子公司s7-200系列PLC編程軟件STEP-7的梯形圖編程語言為例，說明將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖的四種方法。

梯形圖；順序功能圖；起保停電路轉(zhuǎn)換法；步進(jìn)指令轉(zhuǎn)換法；移位寄存器指令轉(zhuǎn)換法；置位復(fù)指令轉(zhuǎn)換法

引言

S7-200 PLC控制的小車一個(gè)工作周期的動(dòng)作要求如下：

1）按下啟動(dòng)按鈕SB1（I0.0），小車電機(jī)正轉(zhuǎn)（Q0.0），小車第一次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ2 (I0.2)后小車電機(jī)反轉(zhuǎn)（Q0.1），小車后退。

2）小車后退碰到限位開關(guān)SQ1 (I0.1)后，小車電機(jī)停轉(zhuǎn)。5S后，第二次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ3（I0.3），再次后退。

3）小車第二次碰到限位開關(guān)SQ1（I0.1）后，小車停止。準(zhǔn)備下次啟動(dòng)。

如圖1所示：

圖1 小車運(yùn)動(dòng)示意圖

分析小車運(yùn)行過程可知，用順序功能設(shè)計(jì)法很容易解決這個(gè)問題。繪制順序功能圖如圖2。

圖2 順序功能圖

STEP-7編程軟件不支持順序功能圖語言，所以，要小車按控制要求運(yùn)行，還需將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖。下面分別介紹四種方法將圖2轉(zhuǎn)換為梯形圖。

1 起保停電路轉(zhuǎn)換法

起保停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，無需編程元件做中間環(huán)節(jié)，各種型號PLC的指令系統(tǒng)都有相關(guān)指令，加上該電路利用自保持，從而具有記憶功能，且與傳統(tǒng)繼電器控制電路基本相類似，因此得到了廣泛的應(yīng)用。這種編程方法通用性強(qiáng)，編程容易掌握，一般在原繼電器控制系統(tǒng)的PLC改造過程中應(yīng)用較多。由圖2 可見，順序功能圖中是以步作為主線，所以在將順序功能圖轉(zhuǎn)為梯形圖這一環(huán)節(jié)中，定義步是關(guān)鍵。步的定義遵循以下結(jié)構(gòu)：

圖3 起保停電路基本結(jié)構(gòu)

這個(gè)控制過程總共有六步，每一步的定義都符合圖3的結(jié)構(gòu)，所以只要知道了前級步、后續(xù)步，轉(zhuǎn)換條件、本步的定義，步的網(wǎng)絡(luò)就得到了。然后再用步帶上動(dòng)作；在定義M0.0的網(wǎng)絡(luò)里并聯(lián)上SM0.1這個(gè)初始化脈沖，程序就設(shè)計(jì)出來了。

2 置位復(fù)位指令轉(zhuǎn)換法。

置位復(fù)位指令轉(zhuǎn)換法，是用前級步對應(yīng)的中間繼電器的常開觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)，作為使所有后續(xù)步對應(yīng)的中間繼電器置位和使所有前級步對應(yīng)的中間繼電器復(fù)位的條件。

激活各步繼電器M0.0～M0.5的梯形圖結(jié)構(gòu)簡單歸納如圖4所示。

圖4 置位復(fù)位指令轉(zhuǎn)換法的基本電路結(jié)構(gòu)圖

步定義好后，帶上動(dòng)作，程序就設(shè)計(jì)出來了。

3 步進(jìn)指令轉(zhuǎn)換法

步進(jìn)指令是專門為順序控制設(shè)計(jì)提供的指令，它的步只能用順序控制繼電器S來表示。把圖2中的M0.0～M0.5用順序控制繼電器S0.0～S0.5代替，對每步中間繼電器定義結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 步進(jìn)指令實(shí)現(xiàn)順序控制

步的定義結(jié)束后，帶上動(dòng)作，程序就設(shè)計(jì)好了。這種編程方法很容易被初學(xué)者接受和掌握，對于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會提高設(shè)計(jì)效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很容易，使用方便，程序也較短，在順序控制設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮，該法在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用較多。

4 移位指令轉(zhuǎn)換法

從圖2可以看出，在M0.0～M0.5各步中只有一個(gè)步在某時(shí)刻有效而其他步都無效，顯然可以用移位指令實(shí)現(xiàn)控制。圖8為用移位指令編程時(shí)的梯形圖，采用字節(jié)MB0的前六位M0.0～M0.5代表6個(gè)步。用移位指令主要是對移位脈沖、賦初值、數(shù)據(jù)復(fù)位等幾種情況的處理。如圖6——圖9所示。

圖9 移位指令

用圖6至圖9的程序，將步定義完成，然后帶上動(dòng)作，程序就設(shè)計(jì)出來了。該方法設(shè)計(jì)的梯形圖看起來簡潔，所用指令也較少，但對較復(fù)雜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)就不方便，使用過程中在線修改能力差，在工業(yè)控制中使用較少，大多數(shù)應(yīng)用在彩燈順序控制電路中。

5 結(jié)束語

實(shí)踐表明上述四種轉(zhuǎn)換方法很容易被初學(xué)者接受和掌握，用它們可以得心應(yīng)手地設(shè)計(jì)出任意復(fù)雜的順序控制程序。

[1]廖常初主編.P L C編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2 0 0 7年

[2]張萬忠主編.可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例.北京：中國電力出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.019