吕梁西门子授权PLC模块总代理

顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可使功能图编程简单化和规范化的指令S7-200 PLC 提供了3条顺序控制指令LSCR、SCRT、SCRE，LSCR与SCRE之间的全部逻辑组成顺序控制程序段。每一个SCR程序段一般有3种功能。

a.驱动处理。即在该段状态器有效时，处理相应的工作;有时也可能不做任何工作。

b.*转移条件和目标。即满足什么条件后状态转移到何处。

c.转换源自动复位功能。状态发生转换后，置位下一个状态的同时，自动复位原状态。

①单序列的编程 这里仍以图5-17冲床动力头进给运动控制为例介绍单序列的SCR编程方法。在SCR段中，用转换条件对应的触点或电路驱动转换到后续步的SCRT指令，用SMO.0的常开触点驱动在该步中有输出的线圈。利用SCR指令编写的梯形图如图5-24所示。

首先初始步S0.0，由SM0.1置位变为活动步，在SCR段中，只有与S0.0相对应的那一段被执行。在初始状态下，动力头在左面，I0.1=1，按下启动按钮10.0，则指令“SCRTSO.1”执行，使S0.1置位，以便让S0.1的SCR程序段执行，同时使S0.0变为0 状态，即从初始步转换为快进步。在S0.1的SCR程序段中，SM0.0的常开触点闭合，线圈Q0.0得电，动力头向右快进。当碰到减速开头10.2时，I0.2=1，则指令"SCRTS0.2"执行，将实现快进步到工进步的转换。直到碰到右限位开关，10.3=1，则指令"SCRT S0.3"执行，动力头快退，直到返回初始步。

②选择序列的编程 自动门控制系统的顺序功能图如图5-25(a)所示，其 SCR 梯形图如图5-25(b)所示。在梯形图中，分支在其前级步的SCR程序段中表示有几条分支，就有几条支路;每条支路由转换条件对应的触点和SCRT指令串联而成，当前级步为活动步时，哪条分支的转换条件满足，转换就向哪条分支步发展。在自动门控制系统的顺序功能图中，S0.4后有两条分支：当它为活动步，且10.3=1时，则后续步S0.5变为活动步，S0.4 变为静态步;如果它为活动步，且10.0=1时，则后续步S0.6变为活动步，S0.4变为静态步;自动完成分支的转换。

对选择序列的合并来说，在每一个选择序列的后一步对应的SCR程序段中，分别用各自的转换条件所对应的触点驱动指令"SCRTSn"，其中Sn为实现转换合并后的一步，这样就可以实现选择序列的合并。在图5-25(a)中，步S0.1前有一个选择序列的合并。当S0.0为活动步，且转换条件10.0=1时;或者S0.6为活动步，且延时时间T38为1s时;步S0.1都应变为活动步。因此，在S0.0和S0.6对应的SCR程序段中，分别用I0.0和T38的常开触点驱动指令"SCRTS0.1"就能实现选择序列的合并。

③并列序列的编程 **钻床部分控制的顺序功能图如图5-26(a)所示，其 SCR 梯形图如图5-26(b)所示。当并行序列有分支时，在梯形图中的实现是在并行序列前级步所对应的SCR段中，利用转换条件所对应的触点同时驱动并行序列各分支首步的SCRT指令。

在图5-26(a)中，步S0.2后是一个并行序列的分支，当S0.2为活动步，且转换条件10.1=1，步S0.3和步S0.5同时变为活动步，而S0.2变为静态步。因此，在S0.2的SCR 程序段中，用IO.1的常开触点同时驱动指令"SCRTSO.3和SCRTSO.5"，使步 SO.3和步S0.5同时置位，成为活动步，而步S0.2被自动复位，变为静态步，见图5-26(b)。

当并行序列合并时，只有当所有前级步为活动步，且转换条件满足时，才同时实现状态转换，完成新状态的启动。对此类情况，一般使用置位、复位的编程方法。

在图5-26(a)中，步S0.7前是一个并行序列的合并，当步S0.4和步S0.6同时为活动步，且转换条件11.3=1，S0.7为活动步，而步S0.4和步S0.6同时变为静态步。因此，将步S0.4和步S0.6的常开触点与转换条件I1.3对应的常开触点串联，来控制对S0.7的置位及步S0.4和步S0.6的同时复位，从而使S0.7成为活动步，而步S0.4和步S0.6同时变为静态步，见图5-26(b)。

顺序功能图是根据生产工艺和工序所对应的顺序和时序将控制输出划分为若干个时段，每一个时段对应设备运作的一组动作(步、路径和转换)，该动作完成后根据相应的条件转换到下一个时段完成后续动作，并按系统的功能流程依次完成状态转换。顺序功能图能清晰地反映系统的控制时序和逻辑关系，是PLC设计顺序控制程序的理想方法。

 在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

    一、输入输出（I/O）点数的估算

    I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展

    余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。

    二、存储器容量的估算

    存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。

    存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。

    三、控制功能的选择

    该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

    (一)运算功能

    简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。

    (二)控制功能

    控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用**的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。

    (三)通信功能

    大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。

    PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合标准，通信距离应满足装置实际要求。

    PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）**PLC网络（各厂商的**PLC通信网络）。

    为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。

    (四)编程功能

    离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。

    五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。

    (五)诊断功能

    PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。

    PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。

    (六)处理速度

    PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。

处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前，PLC接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.2～0.4Ls，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。

吕梁西门子授权PLC模块总代理

吕梁西门子授权PLC模块总代理