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GRAPH編程語言在西門子PLC中的應(yīng)用
付建彬 張遠(yuǎn)梅 2024/1/3 20:36:18
（廣東省嶺南工商第一技師學(xué)院 廣東嶺南 510800）
摘要：S7-GRAPH編程語言是西門子PLC的一種順序功能圖編程語言，適用于順序邏輯控制系統(tǒng)，在日常的工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)中大部分的控制都是順序邏輯控制,熟練運用GRAPH編程語言進行程序設(shè)計與編程能大大減小復(fù)雜控制系統(tǒng)程序設(shè)計的難度，因此學(xué)好GRAPH編程語言對程序設(shè)計者而言顯得非常重要。在西門子PLC中S7-300、S7-400、S7-1500等PLC都擁有GRAPH編程語言編程功能，本文針對GRAPH編程語言的特點及其在設(shè)計順序邏輯控制程序中的運用進行闡述，通過運用GRAPH編程語言能有效降低程序設(shè)計的難度，從而提高編程效率。
關(guān)鍵詞：S7-GRAPH；西門子PLC；順序邏輯控制；工業(yè)生產(chǎn)；程序設(shè)計
前言：在日常的工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，大部分的控制都是順序邏輯控制。所謂順序邏輯控制：即按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間順序，在生產(chǎn)過程中的各個執(zhí)行機構(gòu)自動地、有序地進行操作。S7-GRAPH編程語言就是一種順序功能圖編輯語言，它類似于工作流程圖的編程，利用GRAPH編程語言進行程序編程相對比較方便，程序編程也較容易理解，因此GRAPH編程語言的運用對程序設(shè)計者而言顯得非常重要。本文針對順序邏輯控制的特點，結(jié)合教學(xué)實例：“機械動力頭控制系統(tǒng)”作為案例進行探討說明，如何利用GRAPH編程語言實現(xiàn)對順序邏輯控制的程序編寫。
一、S7-GRAPH編程語言簡介
S7-GRAPH編程語言是西門子PLC的一種順序功能圖編程語言，該編程語言適用于順序邏輯控制系統(tǒng)，在西門子S7-300、S7-400、S7-1500等PLC中都擁有GRAPH編程語言功能。而在西門子博圖編程軟件中，只有在FB函數(shù)塊里才能使用GRAPH編程語言進行編程。其中GRAPH編程界面為圖形界面，能讓設(shè)計者更直觀的查看及分析其控制功能順序。在GRAPH編程控制中最多有8個順控器，每個順控器最多250個步驟，每個步驟最多100個動作，每個順控器最多250個轉(zhuǎn)換條件及250個分支條件等。
二、順序功能圖的特點
1.順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)分為以下三種，如下圖1所示：
（1）單序列結(jié)構(gòu)：單序列功能圖的流程只有一路，每一步的后面只有一個轉(zhuǎn)換，每個轉(zhuǎn)換后面只有一個步。
（2）選擇性序列結(jié)構(gòu)：當(dāng)功能圖的流程產(chǎn)生分支時，便形成選擇序列。在選擇序列的分支處轉(zhuǎn)換符只能標(biāo)在水平線之下，選擇序列的結(jié)束稱為合并，轉(zhuǎn)換符只能標(biāo)在水平線之上。
（3）并行性序列結(jié)構(gòu)：當(dāng)轉(zhuǎn)換導(dǎo)致幾個序列同時被激活時，這些序列稱為并行序列。為強調(diào)轉(zhuǎn)換的同步實現(xiàn)，水平連線用雙線顯示，且水平線上只允許一個轉(zhuǎn)換符。
圖1-順序功能圖結(jié)構(gòu)圖
2.順序功能圖執(zhí)行規(guī)則：
（1）步的開始：每個順序功能圖都是以一個初始步或者多個位于順序功能圖任意位置的初始步開始的。
（2）一個激活步的退出：任意激活的干擾，如互鎖條件的消除或確認(rèn)，并且至后續(xù)步的轉(zhuǎn)換條件滿足時，激活步就退出。
（3）滿足轉(zhuǎn)換條件的后續(xù)步被激活。
（4）順控器的結(jié)束位置的處理：如有一個跳轉(zhuǎn)指令，指向本順控器的任意步，或者其他順控器，此指令可以實現(xiàn)順控器的循環(huán)操作。
（5）激活的步：激活的步是一個當(dāng)前自身的動作正在被執(zhí)行的步。
三、GRAPH編程語言在實例教學(xué)中的應(yīng)用
1.本文以教學(xué)實例中的工業(yè)機械動力頭控制系統(tǒng)為例，運用GRAPH編程語言進行程序設(shè)計，通過GRAPH編程語言的運用能較好的實現(xiàn)其控制要求程序的編寫，大大減小了學(xué)生在程序設(shè)計及程序編寫時的難度，對學(xué)生進行程序理解及程序編程有很好的教學(xué)效果。其中，機械動力頭控制動作示意圖如下圖2所示：
圖2 機械動力頭控制動作示意圖
機械動力頭控制要求：
（1）該控制有手動控制和自動控制兩種運行模式，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA實現(xiàn)模式切換；
（2）手動模式下，可以分別進行：快進、工進、快退、減速等操作；
（3）自動模式下，機械動力頭在機械原點（壓住SQ4）時，按下啟動按鈕，機械動力頭按上圖2所示動作自動進行連續(xù)工作；按下停止按鈕后，機械動力頭必須完成這一周動作后才能停下來；
（4）機械動力頭（未完，下一頁）
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