三菱PLC触摸屏与变频器应用技术四

1、三菱PLC触摸屏和变频器应用技术 主编 曹菁 1)掌握PLC的另一种编程方法状态转移图法,掌握状态转 移图法的编程步骤。 2)掌握步进指令的编程方法，同时要求能用步进指令灵活地 实现从状态转移图到步进梯形图的转换。 3)掌握单流程结构、选择性分支结构和并行分支结构的状态 编程。 1)能根据项目要求,熟练地画出PLC控制系统的状态转移图、 步进梯形图，并能写出相应的指令程序。 2)能熟练地使用三菱公司的编程软件设计步进梯形图和指令 程序，并写入PLC进行调试运行。 一、项目任务 一、项目任务 图4-1运料小车运行过程示意图 二、项目分析 1.工作原理分析 2.输入与输出点分配 3. PLC接线示

2、意图 4.工作流程图 1.工作原理分析 如图41所示，小车处于原位时，压下后限位 开关，当合上起动按钮时，小车前进，当运行至 压下前限位开关后，打开漏斗门，延时8s后，漏 斗门关上小车向后运行，到后端时压下后限位开 关，打开小车底门(延时6s后)，底门关上，完成 一次动作。 小车的前进、后退由两个接触器控制电机的正 反转进行拖动，漏斗门和小车底门分别由两个电 磁铁控制。 2.输入与输出点分配 表4-1运料小车自动往返PLC控制系统的IO端口地址分配表 2.输入与输出点分配 图4-2PLC接线示意图 3. PLC接线示意图 4.工作流程图 1)将复杂的任务或过程分解成若干个工序(或状态)，能清晰

3、地反 映控制系统的全部工艺流程，可读性很强，很容易理解，有利于 程序的结构化设计。 2)相对某一个具体的工序来说，控制任务实现了简化，给局部程 序的编制带来了方便。 3)只要弄清各工序成立的条件、工序转移的条件和转移的方向， 就可进行工作流程图的设计。 4.工作流程图 图4-3小车的工作流程图 三、相关知识点 1.状态转移图 2.步进指令与单流程步进梯形图编程 3.特殊辅助继电器 4.复杂转移条件的程序处理 1.状态转移图 (1)状态转移图编程的特点使用经验法及基本指令编制的梯形图 和指令程序虽然能达到控制要求，但也存在一些问题。 (2)FX2N系列PLC的状态软元件分类FX2N系列PLC共有

4、1000个状 态软元件(或称状态寄存器)，它们是状态转移图的基本构成因素 之一，也是PLC的重要软元件之一。 (3)状态转移图的设计步骤状态转移图设计步骤可分为：任务分 解、理解每个状态功能、找出每个状态的转移条件及转移方向和 设置初始状态4个阶段。 (2)FX2N系列PLC的状态软元件分类 表4-2F系列PLC的状态软元件分类及性能 (3)状态转移图的设计步骤 图4-4运料小车自动往返控制的状态转移图 2.步进指令与单流程步进梯形图编程 (1)步进指令(STL、RET)的指令用法和指令功能说明步进梯形 指令(Step Ladder Instruction)即STL指令，简称步进指令，它是利

5、用内部软元件在顺控程序上面进行工序步进式控制的指令。 (2)单流程步进梯形图编程 (1)步进指令(STL、RET)的指令用法和指令功能说明步进梯形 指令(Step Ladder Instruction)即STL指令，简称步进指令，它是利 用内部软元件在顺控程序上面进行工序步进式控制的指令。 表4-3步进指令 (2)单流程步进梯形图编程 图4-5步进指令用法之一 (2)单流程步进梯形图编程 图4-6步进指令用法之二 (2)单流程步进梯形图编程 图4-7步进梯形图和指令程序的转换 3.特殊辅助继电器 为有效地编写(SFC)图，需要采用数种特殊辅助继电器，较常用 的主要有： M8000RUN监视。P

6、LC在运行过程中，需要一直接通的继电 器。可作为驱动程序的输入条件或作为PLC运行状态的显示来使 用。 M8002初始脉冲。在PLC由STOPRUN时，仅在瞬间(1个扫 描周期)接通的继电器。用于程序的初始设定或初始状态的置位。 M8040禁止转移。驱动该继电器，则禁止在所有状态之间转 移。然而，即使在禁止转移状态下，由于状态内的程序仍然动作， 因此，输出线圈等不会自动断开。 其他特殊辅助继电器及其功能请参照各外围设备的手册。 4.复杂转移条件的程序处理 图4-8复杂转移条件的程序处理 四、项目实施 1.小车自动往返控制步进梯形图和指令程序设计 2.运行并调试程序 1.小车自动往返控制步进梯形

7、图和指令程序设计 图4-9步进梯形图和指令程序 2.运行并调试程序 1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。 2)将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状 态，可以进行程序编写。 3)在作为编程器的计算机上，运行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX D eveloper编程软件。 4)将图4-9所示的梯形图程序或指令程序输入到计算机中。 5)执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到P LC中。 6)将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方 式。 7)按下起动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。 8)记录程序调试的结果。 1.图4

8、-10是某控制系统的状态转移图，请绘出其步进梯形图，并 写出指令。 图4-10第1题图 2.设计一个控制3台电动机M1M3顺序起动和停止的SFC程序。 (1)当按下起动按钮SB2后，M1起动；M1运行2s后，M2也一起起 动；M2运行3s后，M3也一起起动。 (2)按下停止按钮SB1后，M3停止；M3停止2s后，M2停止；M2 停止3s后，M1停止。 (2)画出PLC的外部接线示意图。 (3)画出状态转移图。 (4)编写步进梯形图和指令程序。 3.有一商店名叫“飘渺坊”，要求设计一个PLC控制系统，用HL 1HL3 3个灯分别点亮“飘渺坊”3个广告字装饰灯，并实现自 动闪烁。 (1)列出输入输

9、出端口地址分配表。 (2)画出PLC的外部接线示意图。 (3)画出状态转移图。 (4)编写梯形图和指令程序。 一、项目任务 二、项目分析 1.动作过程分析 2.输入与输出点分配 3. PLC接线示意图 1.动作过程分析 图4-11传送带大、小工件分拣控制系统 2.输入与输出点分配 表4-4送带大、小工件分拣PLC控制系统输入/输出(I/O)端口地址分配表 3. PLC接线示意图 图4-12PLC的外部接线示意图 三、相关知识点 1.选择性分支与汇合状态转移图的特点 2.选择性分支与汇合状态转移图与步进梯形图的转换 3.选择性分支与汇合状态转移图的指令编程方法 1.选择性分支与汇合状态转移图的特

10、点 1)该状态转移图有3个流程顺序，见图4-14所示。 2)S20为分支状态。 3)S50为汇合状态，可由S23、S33、S43任一状态驱动。 1.选择性分支与汇合状态转移图的特点 图4-13选择性分支与汇合状态转移图 1.选择性分支与汇合状态转移图的特点 图4-14选择性分支与汇合状态转移图的3个流程顺序 2.选择性分支与汇合状态转移图与步进梯形图的转换 图4-15选择性分支梯形图 3.选择性分支与汇合状态转移图的指令编程方法 (1)分支状态的处理分支状态的编程方法是先进行分支状态的驱 动处理，再依顺序进行转移处理。 (2)汇合状态的处理汇合状态的编程方法是先进行汇合前状态的 驱动处理，再依

11、顺序进行向汇合状态的转移处理。 四、项目实施 1.状态转移图的编制 2.步进梯形图和步进指令程序的编写 3.运行并调试程序 4.思考 1.状态转移图的编制 图4-17大、小工件分拣控制系统状态转移图 2.步进梯形图和步进指令程序的编写 根据控制系统的状态转移图可画出相应的步进梯 形图和指令程序，如图418所示。 3.运行并调试程序 1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。 2)将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状 态，可以进行程序编写。 3)在作为编程器的计算机上，运行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX D eveloper编程软件。 4)将图4-18所示的梯形图

12、程序输入到计算机中。 5)执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到P LC中。 6)将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方 式。 7)按下起动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。 8)记录程序调试的结果。 7)按下起动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。 4z18.TIF 8)记录程序调试的结果。 五、知识进阶 1.选择性分支汇合后的选择性分支的编程 2.复杂选择性流程的编程 1.选择性分支汇合后的选择性分支的编程 图4-19选择性分支汇合后的选择性分支的状态转移图、步进梯形图和指令程序 2.复杂选择性流程的编程 4Z20A.TIF 2.复

13、杂选择性流程的编程 图4-20复杂选择性流程的状态转移图、步进梯形图和指令程序 一、项目任务 图4-23人行横道与公路车道红绿灯控制 二、项目分析 1.控制要求分析 2.输入输出点分配 3.PLC接线示意图 1.控制要求分析 图4-24人行横道与车道红绿灯控制时序 2.输入输出点分配 表4-5人行横道与车道红绿灯PLC控制的输入/输出(IO)端口分配表 2.输入输出点分配 图4-25人行横道与车道红绿灯PLC控制接线示意图 3.PLC接线示意图 三、相关知识点 1.并行分支状态转移图及其特点 2.并行分支与汇合状态转移图与步进梯形图的转换 3.并行分支与汇合状态转移图的指令编程方法 4.分支、

14、汇合的组合流程及虚拟状态 1.并行分支状态转移图及其特点 图4-26并行分支状态转移图 1.并行分支状态转移图及其特点 图4-27并行分支状态转移图的执行顺序 2.并行分支与汇合状态转移图与步进梯形图的转换 图4-28并行分支梯形图 3.并行分支与汇合状态转移图的指令编程方法 分支状态的处理分支状态的编程方法是先进行分支状态的 驱动处理，再依顺序进行转移处理。按分支状态的编程方法，首 先对S20进行驱动处理(0UT Y0)，然后按S21、S31、S41的顺序进 行转移处理，指令程序如下： 汇合状态的处理汇合状态的编程方法是先进行汇合前状态 的驱动处理，再依顺序进行向汇合状态的转移处理。按照汇合

15、状 态的编程方法，依次将S21、S22、S23、S31、S32、S33、S41、 S42、S43的输出进行处理，然后按顺序进行从S23(第一分支)、S 33(第二分支)、S43(第三分支)向S50的转移。 4.分支、汇合的组合流程及虚拟状态 运用状态编程思想解决问题时，当设计出状态转移图后，发现 有些状态转移图不单单是某一种分支、汇合流程，而是若干个或 若干类分支、汇合流程的组合。例如，并行分支、汇合中存在选 择性分支，只要严格按照分支、汇合的原则和方法，就能对其编 程；但有些分支、汇合的组合流程不能直接编程，需转换后才能 进行编程。 另外，还有一些分支、汇合组合的状态转移图，它们连续地直 接

16、从汇合线移到下一个分支线，而没有中间状态。这样的流程组 合既不能直接编程，又不能采用上述办法先转换后编程。这时， 需在汇合线到分支线之间插入一个状态，以改变直接从汇合线到 下一个分支线的状态转移。但在实际工艺中，这个状态并不存在， 所以只能虚设，这种状态称为虚拟状态。加入虚拟状态之后的状 态转移图就可以进行编程了。 四、项目实施 1.状态表 2.状态转移图 3.步进梯形图和指令程序设计 4.运行并调试程序 1.状态表 表4-6人行横道与车道红绿灯PLC控制的状态表 1.状态表 表4-6人行横道与车道红绿灯PLC控制的状态表 2.状态转移图 1)在系统开始运行时，通过M8002使初始状态S0动作

17、，车道灯为 绿，人行横道灯为红。 2)按下按钮X0或X1，从状态S0并行转移到状态S20和S30，继续 保持车道灯为绿，人行横道灯为红。 3) S20用T0计时，使车道绿灯保持30s后，控制状态转移到S21， Y1得电，车道黄灯亮。 4) S21用T1计时，使车道黄灯保持10s后，控制状态转移到S22， Y0得电，车道红灯亮。 5)S22用T2计时5s，使车道红灯亮5s后，才控制右边并行分支的S 30转移到S31，Y4得电，人行横道绿灯亮。 2.状态转移图 6)S31用T3定时，使人行横道绿灯保持15s后，控制状态转移到S3 2，人行横道绿灯变暗；S32用T4计时，0.5s后，控制从状态S32

18、 转移到状态S33，Y4得电，人行横道绿灯又亮。 7)S34用T6计时，5s后与S22同时返回初始状态S0。 2.状态转移图 图4-29人行横道与车道红绿灯PLC控制的状态转移图 3.步进梯形图和指令程序设计 图4-30人行横道与车道红绿灯PLC控制的步进梯形图 4.运行并调试程序 1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。 2) 将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态， 可以进行程序编写。 3) 在作为编程器的计算机上，运行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Dev eloper编程软件。 4) 将图4-30所示的梯形图程序输入到计算机中。 5) 执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PL C中。 6) 将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。 7) 分别按下按钮SB0或SB1对程序进行调试运行，观察程序的运行 情况。 8)记录程序调试的结果。 五、知识进阶 1.并行性汇合后的并行性分支的编程 2.选择性汇合后的并行性分支的编程 3.并行性汇合后的选择性分支的编程 4.选择性分支里嵌套并行性分支的编程 5. 跳转流程的程序编制 1.并行性汇合后的并行性分支