PLC步进指令使用

1、第4章 步进指令第4章 步进指令各大公司生产的PLC都开发有步进指令，主要是用来完成顺序控制，三菱FX系列的PLC有两条步进指令，STL（步进开始）和RET（步进结束）。4.1 状态转移（SFC）图在顺序控制中，我们把每一个工序叫做一个状态，当一道工序完成做下一道工序，可以表达成从一个状态转移到另一个状态。如有四个广告灯，每个灯亮1秒，循环进行。则状态转移图如图4-1所示。每个灯亮表示一个状态，用一个状态器S，相应的负载和 初始状态器 定时器连在状态器上，相邻两个状态器之间有一条短线，表示转移条件。当转移条件满足时，则会从上一个状态转移到下一个状态，而上一个状态自动复位，如要使输出负载能保持，

2、则应用SET来驱动负载。每一个状态转移图应有一个初始状态器（S0S9）在最前面。初始状态器要通过外部条件或其他状态器来驱动，如图中是通过M8002驱动。而对于一般的状态器一定要通过来自其他状态的STL指令驱动，不能从状态以外驱动。 下面通过一个具体例子来说明状态转移图的画法。 例4-1 有一送料小车，初始位置在A点，按下启动按钮，在A点装料，装料时间5s,装完料后驶向B点卸料，卸料时间是7s，卸完后又返回A点装料，装完后驶向C点卸料，按如此规律分别给B、C两点送料，循环进行。当按下停止按钮时，一定要送完一个周期后停在A点。写出状态转移图。分析：从状态转移图中可以看出以下几点:(1) 同一个负载

3、可以在不同的状态器中多次输出。(2) 按下起动按钮X4，M0接通，状态可以向下转移，按下停止按钮，M0断开，当状态转移到S0时，由于M0是断开的，不能往下转移，所以小车停在原点位置。(3) 要在步进控制程序前添加一段梯形图（见图4-3b） （b） 梯形图（a） 状态转移图图4-3 控制送料小车状态转移图4.2 步进指令4.2.1步进指令步进指令有两条：STL和RET。STL是步进开始指令，后面的操作数只能是状态器S；在梯形图中直接与母线相连，表示每一步的开始。RET步进结束指令，后面没有操作数，是指状态流程结束，用于返回主程序（母线）的指令。如下图4-4说明STL和RET的用法。STLLDST

4、LLD步进结束LD 图4-4 STL、RET指令使用说明4.2.2 状态转移图与梯形图的转换用步进指令进行编程时，先画出状态转移图，再把状态转移图转换成梯形图和指令表，状态转移图、梯形图、和指令存在一定的对应关系。如图4-5所示。 （a） 状态转移图 （b） 梯形图 (c) 指令表图4-5 状态图、梯形图、指令表的对应关系 4.2.3 程序的分支1、可选则性的分支。在应用步进指令进行编程时，通常会出现有多种情况供选择，就构成一个可选择的分支，在程序执行时，多个分支只进行其中的一个分支，如图4-5(a)所示构成两路分支，X1、X4是选择条件，当程序执行到S21时，X1和X4谁先接通就执行相应的分

5、支，则另一个分支就不能执行。FX系列的PLC最多可以有8个分支。X1接通选择S22，X4接通选择S24，即出现程序分支。 2、并行性的分支如图4-7(a)是一个并行分支的状态转移图。当程序执行到S21时，如果X1接通，则把状态同时传给S22和S24，两个分支同时执行，当两个分支都执行完以后，S23、S25接通，当X4接通后，则把状态传给S26。所以并行性的分支要把所有的分支都执行完以后才可以往下执行。FX系列的PLC可以同时有8路并行的分支。X1接通，同时对S22和S24置位，出现并行分支。当S23、S25、X4同时接通才能把状态传给S26。（a）状态转移图 (b) 梯形图 (c) 指令表4.

6、3 步进指令的应用在解决顺序控制之类的问题时，可以采用步进指令，用步进指令编程时，可以分如下几步进行：1、 根据控制要求，分配I/O地址，并画出状态流程图。2、 把状态流程图转换成梯形图。3、 对梯形图进行运行调试。下面我们通过一些例子，说明用步进指令编程的方法。例4-2 两种液体混合装置如图4-8所示：YV1、YV2电磁阀控制流入液体A、B，YV3电磁阀控制流出液体C。H、M、L为高、中、低液位感应器，M为搅拌电机，控制要求：（1）、初始状态要求容器内是空的，各电磁阀关闭，电机M停转；按下启动，YV1打开，流入液体A，满至M时，YV1关闭；YV2打开，流入液体B，液体满置H时，YV2关闭；此

7、时，搅拌电机M开始搅拌20秒；然后YV3打开，流出混合液体C；当液体减置L时，开始计时，20秒后容器内液体全部流出。电磁阀YV3关闭，完成一个周期，下一个周期自动开始运行。（2）、当按下停机按钮时，一直要到一个周期完成才能停止，中途不能停止。（3）、各工序能单独手动控制。写出PLC的控制程序。 (一)、分析控制要求，分配I/O地址。输入信号：X0启动按钮X1停止按钮X2低位传感器LX3中位传感器MX4高位传感器HX10手动/自动选择 X10=ON自动 X10=OFF手动X11手动流入液体AX12手动流入液体BX13手动流出液体CX14手动启动搅拌机M输出信号：Y1电磁阀YV1 Y2电磁阀YV

8、Y3电磁阀YV3 Y4搅拌机M（二） 写出状态转移图。自动运行时，要求容器内是空的，也即三个液位传感器是断开的，另外各电磁阀是关闭的，搅拌电动机是停止的，即Y1、Y2、Y3、Y4都是OFF状态。所以原点条件程序是：当M0为ON，表示符合自动运行的初始状态。状态转移图如图4-9。 图4-9 液体混合装置的状态转移图（三） 根据状态转移图写出梯形图(图4-10)。 图4-10 液体混合装置梯形图例43： 简易机械手的控制。机械手的动作示意图如图4-11所示，要求机械手将工件从A点送到B点，机械手的上升、下降、左移、右移都是由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的，抓手对物件的松开、夹紧是由单线圈两位电磁

9、阀驱动气缸完成，只要在电磁阀通电时手爪夹紧，断电时手爪松开。该机械手工作原点在左上方，按下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、上升、左移的顺序依次运行。要求有手动、回原点、单步、单周期、自动等五种工作方式。图4-11 简易机械手动作示意图（一）、分析：1、下面就几种工作方式说明如下：操作面板如图412。手动：选择开关打在“手动”档，其动作通过操作各自的按钮完成相应的动作。回原点：选择开关在“回原点”档，按下“原点（X25）”按钮，机械手自动回到原点。单步：选择开关在“单步”档，每次按下“启动（X26）”按钮，机械手按顺序工作一个工步。单周期：选择开关在“单周期”档，机械手处于原点位置，按下“启动

10、（X26）”按钮，自动运行一周在原点停止。若在中途按“停止（X27）”按钮，则停止运行；再按启动按钮，从断点处继续运行，回到原点处自动停止。自动：选择开关在“自动“档，机械手处于原点位置，按下”启动（X26）”按钮，连续反复运行。若中途按停止按钮，运行到原点后停止。图412 机械手操作面板面板上的启动和急停按钮和PLC的运行程序无关。这两个按钮是用来接通或断开PLC外部负载的电源。2、应用步进指令编程，当有多种工作方式时，可以考虑使用功能指令FNC60（IST），该指令能自动设定与各运行方式相应的初始状态。指令格式如下。指令中有三个操作数，第一个操作数X20连续定义了8个元件X20X27，这8

11、个元件的功能是固定的，其功能定义如下表41。S20是自动方式的最小状态器的编号，S29是自动方式的最大状态器的编号。表41 X20X27功能对照表输入继电器X 功 能 输入继电器X 功 能 X20 手动 X24 自动 X21 回原点 X25 回原点启动 X22 单步 X26 自动启动 X23 单周期 X27 停止当指令FNC60(IST)满足条件时，下面的初始状态器及相应的辅助继电器自动被指定如下功能：S0手动操作初始状态S1回原点初始状态S2自动操作初始状态M8048禁止转移M8041开始转移M8042启动脉冲M8047STL监控有效（二）、程序编写。1、初始化程序简易机械手控制系统的初始化

12、程序是设置初始状态和原点位置条件，图4-11是初始化程序的梯形图。特殊辅助继电器M8044作为原点位置条件使用，当原点位置条件满足时，M8044接通。其它初始状态是由IST指令自动设定。图413 初始化程序梯形图2、手动控制程序手动方式梯形图程序如图4-14所示，S0为手动方式的初始状态。手动方式的上升、下降、左移、右移、放松、夹紧是由相应的按钮来控制。3、回原点控制程序回原点控制的状态转移图如图4-15所示,S1是回原点的初始状态。回原点结束后，M8043置1。图4-14 手动控制程序梯形图4、自动控制程序自动控制程序如图416所示，其中S2是自动方式的初始状态。状态转移开始辅助继电器M80

13、41、原点位置条件辅助继电器M8044的状态都在初始化程序中设定，在程序运行中不再改变。由于使用了IST指令，因此单步和单周期控制的程序是包含在自动控制程序中，不需再写程序，因此整个控制系统的程序由图413、图414、图415、图415组成，对应的语句表如图417: 图415 回原点控制状态转移图 图416 自动控制状态转移图图417 机械手控制程序习 题41 用状态转移图和步进指令，设计一个十字路口交通灯的控制程序。42 写出图418所示状态转移图的梯形图和指令表。43 生产线控制。某生产线工作示意图如图419所示，该生产线有自动输送工件至工作站的功能，生产线分三个工作站，工件在每个工作站加

14、工时间为2min。生产线由电动机驱动输送带，工件由入口进入，及自动输送到输送带上，若工件输送到工作站1，限位开关SQ1检测出工件已到位，电动机停转，输送带停止运动，工件在工作站1加工2min,电动机在运行，输送带将工件送到工作站2加工，然后在输送到工作站3加工，最后送到搬运车。用PLC控制该生产线，写出控制程序并调试运行。图418 题42 图419 题4344 输送带自动控制。输送带控制示意图如图420所示。功能：自动输送工件至搬运车，控制要求如下：（1） 按下启动按钮（X0）,电动机1、2(Y1、Y2)运转，驱动输送带1、2移动。按下停止按钮X1，输送带立刻停止。（2） 当工件到达运转点A，

15、SQ1(X2)使输送带1停止，气缸1动作（Y3有输出），将工件送上输送带2。气缸采用自动归位型，当SQ2（X3）检测气缸1到达定点位置，气缸1复位（Y3无输出）。（3） 当工件到达运转点B，碰到SQ3(X4)使输送带2停止，气缸2动作（Y4有输出），将工件送上搬运车。当SQ4（X5）检测气缸2到达定点位置，气缸2复位（Y4无输出）。写出满足上述要求的控制程序。45 定量封装自动控制。定量封装自动控制示意图如图4-21所示。功能：自动封装定量产品，例如大米、饲料等。控制要求如下：（1） 按下启动按钮，定量封装工作开始，进料阀门打开，物料落入包装带中。（2） 当重量达到时，重量开关动作，使饲料阀门

16、关闭，同时封口作业开始，将包装带热凝固封口5s。（3） 移去已包装好的物品，重量开关复位，进料阀打开，进行下一循环封装作业。（4） 按下停止按钮，要工作完一个周期后才能停止。用PLC控制该系统，写出控制程序，并进行调试。图420 输送带控制示意图图421 定量封装自动控制示意图46 某一冷加工自动线有一个钻孔动力头，如图422所示，该动力头的加工过程如下：（1） 动力头在原位，并加上启动信号，这时接通电磁阀YV1，动力头快进。（2） 动力头碰到限位开关SQ1后，接通电磁阀YV2，动力头由快进转为工进。（3） 动力头碰到限位开关SQ2后，开始延时10s。（4） 当延时时间到，接通电磁阀YV3，动力头快退。（5） 动力头退回原位后停止。用PLC实行对动力头的控制，写出控制程序，并进行调试。图422 动力头动作示意