4.2 选择序列与跳转、分支回路的限制（课件）《PLC技术及应用》（高教版·第2版）同步精品课堂

任务 4.2选择序列与跳转、分支回路的限制 《PLC技术及应用》（高教版·第2版） 同步精品课堂—中职专业课 学习目标 01 03 02 对照“物料分拣”工序流程图，分析其步骤与转换条件，小组合作绘制对应的SFC程序草图，标注出选择序列分支结构，明确各步的执行逻辑。 给定3个含分支回路的SFC程序案例，独立判断是否符合限制要求，指出违规之处并说明理由，再修改为合规程序。 以“自动送料小车”SFC程序为载体，分别采用“终止步”“强制复位”“转换条件切断”三种方法实现程序停止，记录不同方法的操作步骤与效果差异。 学习目标 课前导入 同学们，工厂里的自动化流水线会按“上料→加工→检测→下料”依次运行，若加工不合格需跳转至返工环节，遇到紧急情况还要立即停止。这些流程如何通过PLC实现？这就离不开SFC编程！今天我们就聚焦SFC的结构、分支限制及停止方法，解决“流程怎么编、分支有啥规矩、如何安全停”的问题，为后续编写复杂控制程序打基础。 如图4-6所示，物料传送与分拣装置主要由入料口、传送带、推料气缸、三相异步电动机、物料回收槽等部分组成。请在该硬件平台上，实现以下功能： 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 问题引入 1.初始位置：手动将设备复位，推料气缸缩回，传送带不转动。 2.启停控制：设备处于初始位置，按下启动按钮，分拣装置启动待命(参见分拣功能);按下停止按钮，分拣装置完成当前物料分拣后停止。 3.分拣功能：启动后，传送带低速运行，当人料口传感器检测到物料，传送带中速运行，将物料运送到相应的位置;若位置传感器检测到金属物料，则位置气缸伸出，将其送到金属同收:若位置②传感器检测到塑料物料，则位置2气缸伸出，将其送到料回收槽。结束当前物料分拣后，传送带再次低速运行，等待下一物料。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 1.I/O 分配(见表 4-2) 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 表4-2 输入输出端子（I/O）分配表 2.工序流程图与 SFC 程序 参照图 4-7 中的标注(①~⑦)，学习 SFC 程序的编写, 说明: (1)梯形图块程序 PLC上电运行后，执行SET指令，使初始状态S0置“ON'(见图中亻 )，变为活动步;辅助继电器 M0 用于检测“设备是否位于初始位置”(②)，M1用于检测“是否有停止操作”(③)，并通过它们的触点作为 SFC 块程序中转换条件(②③)的一部分。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 (2)SFC 块程序 状态 S0为“ON”，设备位于初始位置并按下启动按钮(4)则下一个銼託态 S30 置“ON”，传送带低速运行，待命;根据其后的转换条件确定是进入物料分拣序列((5))还是返回初始状态(6)。 若进入物料分拣序列，当对应转换条件满足时，各状态相继被激活，并执行其对应动作;最后，返回 S30((7))，传送带低速运行，再次待命。 需特别指出的是:某些工序流程图中未能涵盖的功能(3)或是需要一直执行的程序(3 )，均可编写在梯形图块中。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 1.SFC 的结构形式 2 (1)选择序列 如图4-8所示，选择序列的某一步后有若干个单一序列等待选择，根据转准条件确定进入其中一个序列。各序列相互排斥，任何两个序列都不会同时执行。 选择序列的开始称为分支，转换只能标在选择序列“开始”的水平线之下;选择序列的结束称为汇合，转换只能标在“结束”水平线的上方。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 (2)跳转 直接转移到下方的状态或转移到流程外的状态，称为跳转，用“>”表示跳转的目标状态。如图4-9所示，向下转移到 S22或向流程外转移到 S42。 在 GX Developer 中，作为转移对象的状态中会自动显示“。”。在图 4-7(b)中，采用了从S34向下转移到S33 的跳转程序结构。除此之外，还可在 S33前将选择序列进行汇合。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 2.分支回路的限制 如图 4-10 所示，每一个分支点最多允许8个回路;有多个并行分支和选择分支时，从整体而言，每个初始状态中最多16条回路。 注:不能执行从汇合线或汇合前的状态向分支状态转移的处理，以及复位处理。请设置空状态，必须从分支线上向分离状态进行转移，以及复位的处理。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 3.SFC 程序停止的方法 (1)流程的停止 如图 4-11所示，在分拣过程中(①)按下停止(②)按钮，会在完成当前物料分拣返回S30后结束当前流程(③)，再次回到S0等待下次启动。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 (2)复位指定范围的状态 如图 4-12所示，按下停止按钮，状态S0~S50无论哪一状态处于“活动步”都将被复位，可实现对整个SFC 块程序的复位。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 (3)禁止动作中状态的任意输出 如图 4-13 所示，当“禁止输出”条件接通，辅助继电器M10置位;状态 S10中Y1仍接通，而Y5、M30、T4 被断开;当M10暂停信号被复位时，Y5、M30、T4将再次接通。进而可实现暂停某一状态中任意输出的需求。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 (4)断开 PLC 的所有输出继电器(Y) 如图4-14所示，可在梯形图块中通过驱动特殊辅助继电器M8034 实现。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 注意事项: 若位置①/②气缸未能准确将物料推送至回收槽时，可具体问题具体分析，从硬件、软件两个方面探究解决方案。 例如:调整传感器安装位置与灵敏度、气缸伸出速度、软件延时等。通过学习要不断提高辩证思维能力，善于抓住关键、找准重点、洞察系统规律。 选择序列、跳转及分支回路的限制与 SFC 程序停止的方法 课堂练习 1.SFC的结构形式中，选择序列与并行序列的根本区别在于（ ） A. 分支数量不同 B. 转换条件数量不同 C. 分支是否同时激活 D. 连线方向不同 答案：C 解析：选择序列每次仅激活一个分支，并行序列多个分支同时激活，这是两者的核心区别，A、B、D并非根本差异，故选C。 课堂练习 2.在SFC程序中，转换条件的表达式不能包含（ ） A. 常开触点 B. 常闭触点 C. 定时器当前值 D. 步的活动状态 答案：D 解析：转换条件由外部信号（如触点）或内部元件（如定时器）组成，步的活动状态是转换的结果而非条件，若包含会导致逻辑循环，故选D。 课堂练习 3.将“启动按钮→电机运行→停止按钮”的工序流程图转化为SFC程序时，不需要的元素是（ ） A. 初始步 B. 转换条件 C. 并行分支 D. 动作 答案：C 解析：该流程为单一顺序，仅需初始步、执行步、转换条件和动作，无需并行分支，故选C。 课堂练习 4.下列关于SFC程序跳转的说法，正确的是（ ） A. 可随意跳至任意步 B. 跳转后原活动步自动复位 C. 禁止跳至并行分支的中间步 D. 跳转不需要转换条件 答案：C 解析：SFC跳转需遵循逻辑，禁止跳至并行分支中间步以免混乱，A、D说法错误，跳转后原活动步需通过程序复位，B错误，故选C。 课堂练习 5.当需要紧急停止SFC程序时，最快速的方法是（ ） A. 设置终止步 B. 强制复位所有步 C. 切断主电源 D. 切断转换条件 答案：B 解析：强制复位所有步可直接清除所有步的活动状态，实现快速停止；A、D停止较慢，C会影响整个设备，非程序层面的停止，故选B。 课堂练习 6.工序流程图中的“流程线”对应SFC中的（ ） A. 步 B. 转换 C. 有向连线 D. 动作 答案：C 解析：工序流程图的流程线指示工序顺序，与SFC中指示步和转换连接顺序的“有向连线”对应，故选C。 课堂练习 7.SFC分支回路中，每个分支的转换条件应满足（ ） A. 同时为真 B. 互斥关系 C. 无先后顺序 D. 必须为常开触点 答案：B 解析：为避免多个分支同时激活，分支转换条件需为互斥关系（即任一时刻仅一个条件为真），A、C、D均不符合要求，故选B。 课堂练习 8.下列哪种SFC程序停止方法适用于需要完整执行当前工序的场景（ ） A. 强制复位所有步 B. 切断转换条件 C. 设置终止步 D. 断开PLC电源 答案：C 解析：设置终止步需当前步执行完毕并满足转换条件后才停止，可保证当前工序完整；A、B会中断当前工序，D为极端方式，故选C。 课后作业 简述SFC的基本结构形式有哪些？选择序列分支与并行序列分支的核心区别是什么？ 分支回路设计中，对转换条件和步的激活状态有哪些限制？ 画出“按钮启动→电机运行5秒→电机停止”的工序流程图及对应SFC程序。 课堂小结 $