第4章步进顺控指令及其应用 状态转移图及步进顺控指令状态转移图及步进顺控指令 4.14.1 步进顺控的编程方法步进顺控的编程方法 4.24.2 选择性流程与并行性流程的程序编制选择性流程与并行性流程的程序编制4.34.3 复杂流程及跳转流程的程序编制复杂流程及跳转流程的程序编制 4.44.4 4.1 状态转移图及步进顺控指令 ?4.1.1 流程图 ?顺序控制系统是指按照预定的受控执行机构动作顺序及相应的转 步条件，一步一步进行的自动控制系统。其受控设备通常是动作 顺序不变或相对固定的生产机械。这种控制系统的转步主令信号 大多数是行程开关（包括有触点或无触点行程开关、光电开关、 干簧管开关、霍尔元件开关等位置检测开关），有时也采用压力 继电器、时间继电器之类的信号转换元件作为某些步的转步主令 信号。 ?为了使顺序控制系统工作可靠，通常采用步进式顺序控制电路 结构。所谓步进顺序控制，是指控制系统的任一程序步（以下简 称步）的得电必须以前一步的得电并且本步的转步主令信号已发 出为条件。对生产机械而言，受控设备任一步的机械动作是否执 行，取决于控制系统前一步是否已有输出信号及其受控机械动作 是否已完成。若前一步的动作未完成，则后一步的动作无法执 行。这种控制系统的互锁严密，即便转步主令信号元件失灵或出 现误操作，亦不会导致动作顺序错乱。 ? ?分析一下电动机循环正反转控制的例 子， ?其控制要求为：电动机正转3s，暂停 2s，反转3s， ?暂停2s，如此循环5个周期，然后自动 停止；运行中，可按停止 ?按钮停止，热继电器动作也应停止。 图图图图6 6 6 6- - - -1 1 1 1 工作流程图 工作流程图工作流程图工作流程图 ?4.1.2状态转移图 ?1状态转移图 ?一是将流程图中的每一个工序（或阶 段）用PLC的一个状态继电器来替代；二是 将流程图中的每个阶段要完成的工作（或 动作）用PLC的线圈指令或功能指令来替 代； ?三是将流程图中各个阶段之间的转移 条件用PLC的触点或电路块来替代；四是流 程图中的箭头方向就是PLC状态转移图中的 转移方向。 ?2设计状态转移图的方法和步骤 ?（1）将整个控制过程按任务要求分解，其中的每一个工 序都对应一个状态（即步），并分配状态继电器。 ?电动机循环正反转控制的状态继电器 的分配如下： ?复位S0，正转S20，暂停S21，反转 S22，暂停S23，计数S24。 ?（2）搞清楚每个状态的功能、作用。状态的功能是通过 PLC驱动各种负载来完成的，负载可由状态元件直接驱 动，也可由其他软触点的逻辑组合驱动。 ?（3）找出每个状态的转移条件和方向，即在什么条件 下将下一个状态“激活”。状态的转移条件可以是单一 的触点，也可以是多个触点的串、并联电路的组合。 ?（4）根据控制要求或工艺要求，画出状态转移图。 ?3状态转移和驱动的过程 ?4状态转移图的特点 ?（1）可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个状 态。 ?（2）相对某一个具体的状态来说，控制任务简单了，给 局部程序的编制带来了方便。 ?（3）整体程序是局部程序的综合，只要搞清楚各状态需 要完成的动作、状态转移的条件和转移的方向，就可以进 行状态转移图的设计。 ?（4）这种图形很容易理解，可读性很强，能清楚地反映 全部控制的工艺过程。 电动机循环正反转控制的状态转移图电动机循环正反转控制的状态转移图电动机循环正反转控制的状态转移图电动机循环正反转控制的状态转移图 ?4.1.3状态继电器 用作报警元件S900S999， 100点 -信号报警状 态 用于保持停电前 状态 S500S899， 400点 S0S999， 1000点 S0S127， 128点 掉电保持状 态 用于SFC的中间状 态 S20S499， 480点 S20S999， 980点 S20S127， 108点 一般状态 用于返回原点状 态 S10S19，10 点 S10S19，10 点 S10S19，10 点 返回状态 用于SFC的初始状 态 S0S9，10点S0S9，10点S0S9，10点初始状态 用途FX2N、FX2NC系列FX1N系列FX1S系列类别 FXFXFXFX系列系列系列系列PLCPLCPLCPLC的状态继电器的状态继电器的状态继电器的状态继电器 ?4.1.4步进顺控指令 ?FX系列PLC的步进顺控指令有两条： 一条是步进触点（也叫步进开始）指令STL （Step Ladder），一条是步进返回（也叫 步进结束）指令RET。 ?1STL指令 ?STL步进触点指令用于“激活”某个状 态，其梯形图符号为。 ?2RET指令 ?RET指令用于返回主母线，其梯形图 符号为。 状态转移图和状态梯形图的对应关系状态转移图和状态梯形图的对应关系状态转移图和状态梯形图的对应关系状态转移图和状态梯形图的对应关系 旋转工作台的状态转移图和梯形图旋转工作台的状态转移图和梯形图旋转工作台的状态转移图和梯形图旋转工作台的状态转移图和梯形图 4.2 步进顺控的编程方法 ?4.2.1 状态转移图的编程方法 ?1状态的三要素 ?2编程方法 ?3状态转移图的理解 ?4.2.2编程注意事项 ?（1）与STL步进触点相连的触点应使用LD或LDI指 令， ?（2）初始状态可由其他状态驱动，但运行开始时，必 须用其他方法预先作好驱动，否则状态流程不可能向 下进行。如按图6-2所示而设计的程序。 ?（3）STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、 S、T等元件的线圈和应用指令。 用用用用M8002 M8002M8002M8002驱动 驱动驱动驱动S0 S0S0S0 用用用用M8000 M8000M8000M8000驱动 驱动驱动驱动S0 S0S0S0 ?（4）由于CPU只执行活动步对应的电路块，因此，使用 STL指令时允许双线圈输出， ?（5）在步的活动状态的转移过程中，相邻两步的状态继 电器会同时ON一个扫描周期，可能会引发瞬时的双线圈 问题。 ?（6）并行流程或选择流程中每一分支状态的支路数不能 超过8条，总的支路数不能超过16条。 ?（7）若为顺序不连续转移（即跳转），不能使用SET指 令进行状态转移，应改用OUT指令进行状态转移。 ?（8）STL触点右边不能紧跟着使用入栈（MPS）指令。 STL指令不能与MC、MCR指令一起使用。在FOR、 NEXT结构中、子程序和中断程序中，不能有STL程序 块，但STL程序块中可允许使用最多4级嵌套的FOR、 NEXT指令。 ?（9）需要在停电恢复后继续维持停电前的运行状态时， 可使用S500S899停电保持状态继电器。 ?4.2.3 单流程状态转移图的编程 ?1单流程 ?2编程方法和步骤 ?（1）根据控制要求，列出PLC的I/O分配表，画出I/O分配 图； ?（2）将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步 序对应一个状态，将其分为若干个状态； ?（3）理解每个状态的功能和作用，即设计驱动程序； ?（4）找出每个状态的转移条件和转移方向； ?（5）根据以上分析，画出控制系统的状态转移图； ?（6）根据状态转移图写出指令表。 ?3编程实例 ?例1 用步进顺控指令设计某行车循环 正反转自动控制的程序。 ?控制要求为：送电等待信号显示按 起动按钮正转正转限位停5s反转 反转限位停7s返回到送电显示状 态。 ?解：（1）I/O分配 ?根据控制要求，其I/O分配如图所示。 ?（2）状态转移图 行车循环正反转控制的行车循环正反转控制的行车循环正反转控制的行车循环正反转控制的I/O I/OI/OI/O分配图 分配图分配图分配图 行车循环正反转控制的状态转移图行车循环正反转控制的状态转移图行车循环正反转控制的状态转移图行车循环正反转控制的状态转移图 ?（3）指令表 ?例3 用步进指令设计一个电镀槽生 产线的控制程序。 ?控制要求为：具有手动和自动控制 功能，手动时，各动作能分别操作；自 动时，按下启动按钮后，从原点开始按 图所示的流程运行一周回到原点；图中 SQ1SQ4为行车进退限位开关， SQ5、SQ6为吊钩上、下限位开关。 电镀槽生产线的控制流程电镀槽生产线的控制流程电镀槽生产线的控制流程电镀槽生产线的控制流程 ?解：（1）I/O分配 ?X0：自动/手动转换，X1：右限 位，X2：第二槽限位，X3：第三槽限 位，X4：左限位；X5：上限位，X6：下 限位，X7：停止，X10：自动位起动， X11：手动向上，X12：手动向下， X13：手动向右，X14：手动向左，Y0： 吊钩上，Y1：吊钩下，Y2：行车右行， Y3：行车左行，Y4：原点指示。 ?（2）PLC的外部接线图（如图6-12所示） ?（3）系统程序 ?（4）指令表程序 电镀槽生产线的外部接线图电镀槽生产线的外部接线图电镀槽生产线的外部接线图电镀槽生产线的外部接线图 电镀槽生产线的状态转移图电镀槽生产线的状态转移图电镀槽生产线的状态转移图电镀槽生产线的状态转移图 4.3 选择性流程与并行性流程 的 程序编制 ?4.3.1选择性流程及其编程 ?1选择性流程程序的特点 ?由两个及以上的分支程序组成的，但 只能从中选择一个分支执行的程序，称为 选择性流程程序。 ?2选择性分支的编程 SETS41 转移到第三分支SETS21 转移到第一分支 LDX020 第三分支的转移条件LD X000 第一分支的转移条 件 SETS31 转移到第二分支OUTY000 驱动处理 LD X010 第二分支的转移条件STLS20 ?3选择性汇合的编程 ?4编程实例 OUTY050OUTY041 SETS50 第三分支驱动处理 STLS41 LDX022OUTY032 由第三分支转移到汇合 点 STLS42STLS32 SETS50SETS32 LDX012LDX011 由第二分支转移到汇合 点 STLS32OUTY031 SETS50 第二分支驱动处理 STLS31 LDX002OUTY022 由第一分支转移到汇合 点 STLS22STLS22 OUTY042SETS22 STLS42LDX001 SETS42OUTY021 第三分支驱动处理 LD X021 第一分支驱动处理 STLS21 ?例4 用步进指令设计电动机正反转的 控制程序。 ?控制要求为：按正转起动按钮SB1， 电动机正转，按停止按钮SB，电动机停 止；按反转起动按钮SB2，电动机反转，按 停止按钮SB，电动机停止；且热继电器具 有保护功能。 ?解：（1）I/O分配 ?X0：SB（常开），X1：SB1，X2：SB2， X3：热继电器FR（常开）；Y1：正转接触 器KM1，Y2：反转接触器KM2 。 ?（2）状态转移图 ?（3）指令表 ?根据图（a）所示的状态转移图，其指 令表如图（b）所示。 电动机正反转控制的状态转移图电动机正反转控制的状态转移图电动机正反转控制的状态转移图电动机正反转控制的状态转移图 ?4.3.2并行性流程及其编程 ?1并行性流程程序的特点 ?由两个及以上的分支程序组成的，但 必须同时执行各分支的程序，称为并行性 流程程序。下图是具有3个支路的并行性流 程程序，其特点如下： 并行性流程程序的结构形式并行性流程程序的结构形式并行性流程程序的结构形式并行性流程程序的结构形式 ?2并行性分支的编程 ?3并行性汇合的编程 SETS41 转移到第三分支LDX000 转移条件 SETS31 转移到第二分支OUTY000 驱动处理 SETS21 转移到第一分支STLS20 ?4并行性流程程序编程注意事项 ?（1）并行性流程的汇合最多能实现8个流程的汇合。 ?（2）在并行分支、汇合流程中，不允许有图（a）的转移 条件，而必须将其转化为图（b）后，再进行编程。 ?5编程实例 STLS50OUTY32 汇合状态SETS50 STLS32 汇合条件LDX002 SETS32 由第三分支汇合STLS42