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 S7 GRAPH 环境下完成顺控器的设计及调试。

2. 第6章 顺序控制与S7 GRAPH编程 • 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S7 GRAPH环境下完成顺控器的设计及调试。 • §6.1 顺序功能图 • §6.2 顺控器设计举例 • §6.3 S7 GRAPH的应用 • §6.4 思考与练习 返回首页

3. §6.1 顺序功能图 • 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。 • §6.1.1 顺序控制 • §6.1.2 顺序功能图 返回本章

4. §6.1.1 顺序控制 返回本节

5. §6.1.2 顺序功能图 返回本节

6. §6.2 顺控器设计举例 • §6.2.1 单流程设计 • §6.2.2 选择性分支流程设计 • §6.2.3 并进分支流程设计 返回本章

7. §6.2.1 单流程设计 【6-2-1】交通信号灯控制系统设计。 返回本节

8. 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

9. 1.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

10. 2.顺序功能图 分析信号灯的变化规律，可将工作过程分成4个依设定时间而顺序循环执行的状态：S2、S3、S4和S5，另设一个初始状态S1。由于控制比较简单，可用单流程实现，如图6-7所示。 返回上级

11. 2.顺序功能图 分析信号灯的变化规律，可将工作过程分成4个依设定时间而顺序循环执行的状态：S2、S3、S4和S5，另设一个初始状态S1。由于控制比较简单，可用单流程实现，如图6-7 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S2～S5复位，并返 回到待命状态S1。 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

12. §6.2.2 选择性分支流程设计 【例6-2-2】洗车控制系统设计。 返回本节

13. 上图所示为洗车控制系统布置图，元件分配表如下。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

14. 1.控制说明 洗车过程包含3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SB1，则执行清水冲洗→按风干按钮SB2，则执行风干→按完成按钮SB3，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10s→清水冲洗20s→风干5s→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

15. 2. 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S1表示。 ②洗车作业流程包括：泡沫清洗、清水冲洗、风干3个工序，因此在“自动”和“手动”方式下可分别用3个状态来表示：自动方式使用 S2～S4；手动方式使用S5～S7。 ③洗车作业完成状态使用S8。 返回上级

16. 【6-2-3】指示灯控制系统。 某指示灯控制系统有3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L0→L1→L2的顺 序点亮。 ②随时按动停止按钮Stop，按一定的时间间隔依L2→L1→L0 灭灯，但未被点亮的灯不必执行灭灯动作。例如，若只有L0和L1 被点亮，按动Stop后则只执行L1→L0灭灯动作。 元件分配表如下。 返回上级

17. 在S1（L0被点亮）被激活的情况下，若按动停止按钮Stop，则跳过S2～S5，直接激活S6（熄灭在S1（L0被点亮）被激活的情况下，若按动停止按钮Stop，则跳过S2～S5，直接激活S6（熄灭 L0），然后自动复位S6； 在S2（L0、L1被点亮）被激活的情况下，若按动停止按钮Stop，则跳过S3、S4，直接激活S5 （熄灭L1）； 在S3（L0、L1、L2被点亮）被激活的情况下，若按动停止按钮Stop，则 激活S4（熄灭L2）。 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。 返回上级

18. §6.2.3 并进分支流程设计 【例6-2-4】饮料灌装线的设计。 返回本节

19. 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

20. 1.控制说明 传送带由电机M1驱动，传送带上设有灌装工位工件传感器 SE1、封盖工位工件传感器SE2和传送带定位传感器SE5。 ①按动起动按钮Start，传送带M1开始转动，若定位传感器 SE5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LT1对饮料瓶进行3s定时灌装（传送带已定位）。 ③在封盖工位上有2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SE3动作时，表示瓶盖已推到位，然后B缸开始执行压接，1s后B缸打开，再经1s A缸退回， 当SE4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

21. 2. 顺序功能图设计 S1-传送带动作 S2-电磁阀动作 S3-等待 S4-A缸推出 S5-B缸压盖 S6-B缸松开，A缸退回 S7-等待 返回上级

22. 【例6-2-5】气压式冲孔加工控制系统设计。 返回上级

23. 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

24. 1.控制说明 ①在第1工位上设有转盘定位传感器SE1和工件检测传感器SE2。当转盘转到工位位置时SE1动作，利用该信号可控制转盘停止；有工件时SE2动作，利用该信号可控制第2和第3工位上的气压式冲孔机和测孔机是否动作，也可以控制第3 和第4工位的隔离挡板是否抽离。 ②在第2工位上设有气压式冲孔机，并安装有下限位开关SB1和上限位开关SB2。当该工位有工件时执行冲孔操作， 冲孔完成时SB1动作；冲孔机返回到位后SB2动作。 返回上级

25. ③在第3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SB3和上限位开关SB4，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（SB3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4工 位。 ④在第4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M2驱动）送入。 返回上级

26. 2. 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

27. 【例6-2-6】机械手臂的控制。 返回上级

28. 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

29. 1.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LS5。右边为3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LS1和右限位开关LS2，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LS3和上限位开关LS4，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

30. ②当人工将工件放置在D点时LS0动作→B缸即得电伸出并带动机械手臂下降直到LS3动作→C缸得电将工件抓取，然后延时2s→B缸断电复位并带动机械手臂上升直到LS4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LS1动作→B缸得电伸出并带动机械手臂下降直到LS3动作→C缸断电放开工件，延时2s→B缸断电缩回并带动机械手臂上升直到LS4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（LS0动作）且B缸已上升到最上方（LS4动作）时，传送带电机MC转动以运走工件，经3s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

31. 2. 顺序功能图设计 由于机械手臂和传送带可以看作2个独立的系统，因此应采用并进分支流程设 计。 ①当按动起动按钮Start以后，首先激活S2进行原点复位；复位结束（LS2和LS4动作），若D点有工件（LS0动作），则激活S3使手臂下降；下降到位后（LS3动作）激活S4，抓取工件并延时2s；延时2s后激活S5，手臂上升；上升到位后（LS4动作），若传送带E点无工件（LS5未动作），则激活S6，手臂向左伸出；伸出到位后（LS1动作），激活S7，手臂带动工件下降；下降到位后（LS3动作）激活S8，抓手松开并放下工件；工件放下后（延时2s为准）激活S9，手 臂上升，到位后（LS4动作）返回原点待命。 ②当按下停止按钮Stop时，激活S14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S10、S11，起动传送带电机；延时3s后激活S12，使传送带电机停止 并返回待命状态。 返回上级

32. §6.3 S7 GRAPH的应用 • S7-300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（S7 GRAPH） • 或STEP 7专业版，还能进行顺序功能图的编写。 • §6.3.1 创建S7 GRAPH项目 • §6.3.2 了解S7 GRAPH编辑器 • §6.3.3 编辑S7 GRAPH功能块（FB） • §6.3.4 在OB1中调用S7 GRAPH功能块（FB） 返回本章

33. §6.3.1 创建S7 GRAPH项目 利用S7 GRAPH编程语言，可以清楚快速地组织和编写S7 PLC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 7的编程 语言LAD或FBD来实现。 下面结合【例6-2-1】交通信号灯控制系统，介绍如何用S7 GRAPH编辑顺序功能图。 返回本节

34. 1.创建S7项目 打开SIMATIC Manager，然后执行菜单命令【File】→ 【New】创建一个项目，并命名为“信号灯Graph”。 2.硬件配置 选择“信号灯Graph”项目下的“SIMATIC 300 Station”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

35. 3.编辑符号表 返回上级

36. 4.插入S7 GRAPH功能块（FB） 返回上级

37. §6.3.2 了解S7 GRAPH编辑器 返回本节

38. 1.视窗工具栏 返回上级

39. 2. Sequencer浮动工具栏 返回上级

40. 3. 转换条件编辑工具栏 返回上级

41. 4. 浏览窗口 返回上级

42. 5. 步与步的动作命令 返回上级

43. 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

44. 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

45. 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S_ALL，将除了命令“S1（V1，L1）OFF”所在的步之外其他的步变为非活动步。 返回上级

46. 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0时计数器位为“0”，计数值非0时计数器位为“1”。 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#0～C#999的形式给出。 事件发生时，CU、CD、CR指令使计数值分别加1、减1或将计数值复位为0。计数器命令与互锁组合时，命令后面要加 上“C”。 返回上级

47. 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。 ① TL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。 ② TD命令用来实现定时器位有闭锁功能的延迟。 ③ TR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“0”。 返回上级

48. 6.设置S7 GRAPH功能块的参数集 返回上级

49. §6.3.3 编辑S7 GRAPH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

50. 1.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