第二篇可编程控制器技术(第七章)

1、集美大学机械工程学院集美大学机械工程学院弓清忠弓清忠20011.8复习复习v 2020条基本逻辑指令的意义、助记符、操作元件及使用方法条基本逻辑指令的意义、助记符、操作元件及使用方法v 梯形图编程规则与编程技巧梯形图编程规则与编程技巧v I/OI/O接线图的设计及输入常闭触点的处理接线图的设计及输入常闭触点的处理v 三相异步电动机简单控制电路的三相异步电动机简单控制电路的PLCPLC程序设计程序设计v 定时器使用定时器使用断电延时、长延时定时器的实现断电延时、长延时定时器的实现v 振荡电路的实现振荡电路的实现 1.许蓼、王淑英许蓼、王淑英 主编主编 电器控制与电器控制与PLC控制技术控制技术

2、北京：北京： 机械工业出版社，机械工业出版社，2005.1 2.梁为梁为 主编主编 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用 北京：北京： 煤炭工业出版社，煤炭工业出版社，2003.10 3.张万忠张万忠 主编主编 可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术 北京：北京： 化学工业出版社，化学工业出版社，2002.1 4.刘美俊刘美俊 主编主编 可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术 福州：福州： 福建科学技术出版社，福建科学技术出版社，2006.41.中国工控网中国工控网 http:/ 2.凹凸网凹凸网-自动化技术信息网自动化技术信息网 http:/ 3.中国自动化在线中国自动化在线 h

3、ttp:/www.automation- 4.工控大世界工控大世界 http:/ 5.PLC之家之家 http:/ 6.思南下载思南下载 http:/ 7.啸峰工作室啸峰工作室 http:/ 8. 工控人家园工控人家园 http:/ 1.电子世界电子世界 http:/ 2.走进电子世界走进电子世界 http:/ 3. 自动化仪表自动化仪表 http:/ 4.微计算机信息微计算机信息 http:/ 5.start magazine杂志杂志 http:/ 6.国外电子元器件国外电子元器件杂志杂志 http:/ 7.电气时代电气时代 http:/ 8.传感器世界传感器世界 http:/ 9.冶金自动

4、化冶金自动化 http:/ 10.自动化博览自动化博览 http:/ 11.电工技术电工技术 http:/ 复习回顾复习回顾v2727条基本指令的功能、助记符、梯形图表示、操作元条基本指令的功能、助记符、梯形图表示、操作元件及使用方法件及使用方法; ;v梯形图编程规则与编程技巧梯形图编程规则与编程技巧; ;v简单基本控制环节电路的简单基本控制环节电路的PLCPLC程序设计程序设计; ;v定时器使用定时器使用通电延时、断电延时、长延时定时器的通电延时、断电延时、长延时定时器的实现实现; ;v振荡电路的实现。振荡电路的实现。本节讲解本节讲解第一节第一节 步进指令与状态转移图表示方步进指令与状态转移

5、图表示方法法四、状态转移图（SFC）转换状态梯形图（STL)一、步进指令二、状态元件三、状态转移图五、状态编程思想六、使用步进指令注意的几点 FX系列PLC提供了一对步进指令。 STLSTL是利用内部软元件（状态S S）在顺控程序上进行工序步进式控制的指令。 RETRET是用于状态（S S）流程的结束，实现返回主程序（母线）的指令。STL和RET指令只有与状态器S配合才能具有步进功能。它在梯形图中的符号为 ，它没有常闭触点。 SR E T指令助记符、名称指令助记符、名称功能功能步进梯形图的表示步进梯形图的表示程序步程序步STL 步进接点指令步进接点指令步进接点驱动步进接点驱动1RET 步进返回

6、指步进返回指令令步进程序结束返回步进程序结束返回1 FX2N系列系列PLC提供提供S0S999共共1000个状态元件供个状态元件供编程使用。编程使用。 状态软元件状态软元件（也称状态继电器，简称状态），其（也称状态继电器，简称状态），其系统提供系统提供S0S999共共1000个状态供编程使用，分类、地址（个状态供编程使用，分类、地址（以十进制数以十进制数）编号及用途如下所示。）编号及用途如下所示。 S0S0S9S9： 初始状态专用S10S10S19S19： 原点复位用 S20S20S499S499： 一般用S500S500S899S899：停电保持用S900S900S999S999：报警用 1

7、.顺序控制系统 对于流程作业的自动化控制系统而言，一般都包含若干个状态（也就是工序），当条件满足时，系统能够从一种状态转移到另一种状态，我们把这种控制叫做顺序控制。对应的系统则称为顺序控制系统或流程控制系统。规律性强、时序清晰规律性强、时序清晰 2.2.状态转移图状态转移图（SFC） 状态转移图又称顺序功能图（Sequential function chart）、状态图、流程图。 针对顺序控制要求，PLC提供了状态转移图语言支持。由一系列状态（用S表示）组成。系统提供S0S999共1000个状态供编程使用。状态转移图(SFC) 图中每一步包含：图中每一步包含：驱动内容（负载）驱动内容（负载）、

8、转移条件转移条件、转换目标转换目标，称为状态三要素称为状态三要素。（动作、转换、步）。（动作、转换、步） 怎样将状态转移图怎样将状态转移图(SFC)转换成状态梯形图转换成状态梯形图(STL)？状态转移图状态转移图状态梯形图状态梯形图步进指令步进指令1.步进指令的状态转移图（SFC）表示及其动作比较一下：步进指令的状态转移图（SFC）和状态梯形图（STL）两种表示及其动作2.步进指令的状态梯形图（STL）表示及其动作步进指令的表示及其动作n 以上面的运料小车为例以上面的运料小车为例n （1）将整个过程按任务要求）将整个过程按任务要求分解分解，其中的每一个工序均，其中的每一个工序均对应一个状态，并

9、分配状态元件如下。对应一个状态，并分配状态元件如下。 初始状态初始状态 S0 装料装料 S20 右行右行 S21 卸料卸料 S22 左行左行 S23n 以上面的运料小车为例以上面的运料小车为例n （2）弄清每一个状态的功能、作用。）弄清每一个状态的功能、作用。 初始状态初始状态 S0 上电做好准备上电做好准备 装料装料 S20 输出输出YA1,T0 右行右行 S21 输出输出Y1,驱动电机驱动电机M正转正转 卸料卸料 S22 输出输出YA2,T1 左行左行 S23 输出输出Y2,驱动电机驱动电机M反转反转n 以上面的运料小车为例以上面的运料小车为例n （3）找出每个状态的转移条件。）找出每个状

10、态的转移条件。初始状态初始状态 S0 M8002装料装料 S20 首次首次X000（SB1），），X001 （SQ1）右行右行 S21 T0（延时（延时15秒）秒）卸料卸料 S22 X002（SQ2）左行左行 S23 T1（延时（延时10秒）秒）n 以上面的运料小车为例以上面的运料小车为例n （4）I/O分配分配输入：输入： X000 (SB1) 启动左行启动左行 X001 (SQ1) 装料处行程开关装料处行程开关 X002 (SQ2) 卸料处程开关卸料处程开关输出：输出： Y021 (YA1) 装料启动线圈装料启动线圈 Y022 (YA2) 卸料启动线圈卸料启动线圈 Y001 (Y1) 驱动

11、电机驱动电机M正转，右行正转，右行 Y002 (Y2) 驱动电机驱动电机M反转，左行反转，左行状态转移图（状态转移图（SFC)状态转移图（状态转移图（SFC)状态梯形图（状态梯形图（STL)状态梯形图（状态梯形图（STL)语句表语句表状态梯形图（状态梯形图（STL)语句表语句表1、SFC可将一个复杂的控制过程可将一个复杂的控制过程分解分解成若干个工序成若干个工序(工作状态工作状态)的的,有利于程序的结构化设计。有利于程序的结构化设计。 2、对这些小的工序（工作状态）来说，控制任务实现了对这些小的工序（工作状态）来说，控制任务实现了简化简化，给，给局部程序的编写带来了方便。局部程序的编写带来了方

12、便。 3、对这些小的工序（工作状态）的弄对这些小的工序（工作状态）的弄清各工作状态的工作细节清各工作状态的工作细节（状态功能、转移条件和转移方向状态功能、转移条件和转移方向），再依一定的顺序控制要求连），再依一定的顺序控制要求连接组合成整体的控制程序。接组合成整体的控制程序。 优点：优点：SFC容易理解，可读性强，能清晰地反映全部控制工艺过程。容易理解，可读性强，能清晰地反映全部控制工艺过程。 （1）STL触点是与左侧母线相连的常开触点，STL触点接通，右侧产生新母线的触点用LD或LDI指令开始，执行完RET后返回左母线。 （2）当STL接点接通时，其后面的电路才能按逻辑动作。如果STL接点断

13、开，则后面的电路则全部断开，相当于该段程序跳过。若需要保持输出结果，可用SET和RST指令。 （3）可在状态内处理的指令Y001Y001Y001STL内母线S10X001X003X004X005MPSMRDMPPLD X001栈操作指令在状态内的正确使用栈操作指令在状态内的正确使用 栈操作指令栈操作指令MPS/MRD/MPPMPS/MRD/MPP在状态内不能直接与步进接点后在状态内不能直接与步进接点后的内母线连接，应接在的内母线连接，应接在LDLD或或LDILDI指令之后。指令之后。栈操作指令在状态内的正确使用栈操作指令在状态内的正确使用 （4）允许同一编号元件的线圈在不同的STL接点后面多次

14、使用。但是应注意，同一编号定时器线圈不能在相邻的状态中出现。在同一个程序段中，同一状态继电器地址号只能使用一次。同一负载需要多个状态驱动可使用多重输出，同一负载需要多个状态驱动可使用多重输出，但相邻状态定时器编号不能相同但相邻状态定时器编号不能相同 （5）在STL指令的内母线上将LD或LDI指令编程后，对图（a）所示没有触点的线圈Y003将不能编程，应改成按图（b）电路才能对Y003编程。 状态内没有触点线圈的编程状态内没有触点线圈的编程 （6）为了控制电机正反转时避免两个线圈同时接通短路，在状态内可实现输出线圈互锁，方法如图所示。S20X001S21Y001Y002Y001Y002正转反转状

15、态地址号输出线圈的互锁 n 介绍使用介绍使用FX-GP/WIN-C编程软件编程软件复习回顾复习回顾四、状态转移图（SFC）转换状态梯形图（STL)一、步进指令二、状态元件三、状态转移图五、状态编程思想六、使用步进指令注意的几点一、编制一、编制SFC的主要事项：的主要事项：（1）对状态编程时必须使用步进接点指令）对状态编程时必须使用步进接点指令STL。程序的最后必须程序的最后必须使用步进返回指令使用步进返回指令RET，返回主母线。返回主母线。 （2）初始状态的软元件用初始状态的软元件用S0S9,要用要用双框双框表示表示；中间状态软元件；中间状态软元件用用S20S899等状态，用等状态，用单框单框

16、表示表示。若需要在若需要在停电恢复后继续原状停电恢复后继续原状态运行态运行时，可使用时，可使用S500S899停电保持状态元件。停电保持状态元件。此外此外S10S19在采用在采用状态初始化状态初始化指令指令FNC60（IST）时时,可用于特殊目的。可用于特殊目的。（3）状态编程顺序为：）状态编程顺序为：先进行驱动，再进行转移，不能颠倒。先进行驱动，再进行转移，不能颠倒。 （4）当）当同一负载同一负载需要连续需要连续多个状态驱动多个状态驱动时，可使用多重输出，在状态程时，可使用多重输出，在状态程序中，序中，不同时不同时“激活激活”的的“双线圈双线圈”是允许的是允许的，如下图（，如下图（a）。）。

17、另外另外,相相邻状态使用的邻状态使用的T、C元件，编号不能相同元件，编号不能相同。如下图（。如下图（b）所示。所示。 同一负载需要多个状态驱动可使用多重输出，同一负载需要多个状态驱动可使用多重输出，但相邻状态定时器编号不能相同但相邻状态定时器编号不能相同 （5）负载的）负载的驱动驱动、状态转移条件状态转移条件可能为多个元件的可能为多个元件的逻辑组合逻辑组合，视具体，视具体情况，按情况，按串串、并联并联关系处理，关系处理，不能遗漏不能遗漏。如图（。如图（a）。）。 负载组合驱动的处理负载组合驱动的处理 （6）顺序状态转移用置位置指令）顺序状态转移用置位置指令SET,若顺序不连续转移，也可以使用若

18、顺序不连续转移，也可以使用OUT指令进行状态转移。如图（指令进行状态转移。如图（b）。）。 状态向不连续状态转移的处理状态向不连续状态转移的处理（7）在）在STL与与RET指令之间指令之间不能不能使用使用MC、MCR指令。指令。（8）初始状态可由其他状态驱动，但运行开始必须用）初始状态可由其他状态驱动，但运行开始必须用其他方法其他方法预先作好驱动预先作好驱动，否则状态流程不可能向下进，否则状态流程不可能向下进行。一般用系统的初始条件，若行。一般用系统的初始条件，若无初始条件无初始条件，可用，可用M8002（PLC从从STOPRUN切换时的初始脉冲）进切换时的初始脉冲）进行驱动。行驱动。1若向上

19、转移（称重复）、向非相连的下面转移或向其他流程状若向上转移（称重复）、向非相连的下面转移或向其他流程状态转移（称跳转），称为顺序不连续转移，顺序不连续转移的态转移（称跳转），称为顺序不连续转移，顺序不连续转移的状态不能使用状态不能使用SET指令，要用指令，要用OUT指令进行状态转移，并要在指令进行状态转移，并要在SFC图中用图中用“ ”符号表示转移目标。如图符号表示转移目标。如图7-11所示。所示。图7-11 非连续转移在SFC图中的表示 2在流程中要表示在流程中要表示状态的自复位处理时，状态的自复位处理时，要用要用“ ”符号表示符号表示,自复位状态在程序中用自复位状态在程序中用RST指令表示

20、，如图指令表示，如图7-12所示。所示。 3.SFC图中的图中的转移条件转移条件不能使用不能使用ANB,ORB,MPS, MRD,MPP指指令令。应按图。应按图7-13(b)所示确定转移条件。所示确定转移条件。 （a）（b）图图 7-13 7-13 复杂转移条件的处理复杂转移条件的处理虚设状态虚设状态4.状态转移图中和流程状态转移图中和流程不能交叉不能交叉，应按图，应按图7-14处理。处理。图图 7-14 SFC7-14 SFC图中交叉流程的处理图中交叉流程的处理 5若要对某个区间状态进行若要对某个区间状态进行复位复位，可用，可用区间复位指令区间复位指令ZRST按图按图7-15（a）处理；处理

21、； 若要使某个状态中的若要使某个状态中的输出禁止输出禁止，可按图，可按图7-15（b）所示方法处理所示方法处理； 若要使若要使PLC的全部输出继电器的全部输出继电器(Y)断开断开，可用特殊辅助继电，可用特殊辅助继电器器M8034接成图接成图7-15（c）电路，当电路，当M8034为为ON时，时，PLC继继续进行程序运算，但所有输出继电器（续进行程序运算，但所有输出继电器（Y）都断开了。都断开了。 【应用系统设计】 简易红绿灯控制系统T0T1T2T3X0SETSET在步进梯形图中，作为状态转移指令使用。STLSTL为状态动作的步进起始指令STLSTL与SETSET指令之间的部分为该状态所需做的动

22、作动作。用LD或LDI指令设置转移条件用SET指令设置状态以STL指令开始设置动作母线用OUT指令设置动作本节讲解本节讲解第三节第三节 多流程步进顺序控制多流程步进顺序控制一、单流程结构程序二、选择性分支与汇合及其编程三、并行分支与汇合的编程四、跳转流程结构五、重复流程结构一、单流程结构程序如如红红绿绿灯灯控制程序，虽然是循环控制，但都以一定顺序逐步执行且没有分支，所以属于单一顺序流程。图中在S21S21执行完后即结束。在步进阶梯图中，以复位（RSTRST）正在执行的步阶来结束步进动作。 从头到尾只有一条路可走，称为单流程结构。特点：每一个工步的后面只能有一个转每一个工步的后面只能有一个转 移

23、条件，且转向仅有一个工步。移条件，且转向仅有一个工步。 状态不必按顺序编号。状态不必按顺序编号。 当S0S0之行后，若X1X1先有效，则跳到S21S21执行，此后即使X2X2有效，S22S22也无法执行。之后若X3X3有效，则脱离S21S21而跳到S23S23执行，当X5有效后，则结束流程。二、选择性分支与汇合的编程 当S0S0之行后，若X2X2先有效，则跳到S2S22 2执行，此后即使X X1 1有效，S2S21 1也无法执行。 若有多条路径，而只能选择其中一条路径来执行，这种分支方式称为选择分支。特点：有两个或两个以上分支流程。有两个或两个以上分支流程。 有分支状态和汇合状态。有分支状态和

24、汇合状态。编程原则是编程原则是先集中处理分支状态，然后再集中处理汇合状态。先集中处理分支状态，然后再集中处理汇合状态。二、选择性分支与汇合的编程 1. 1. 分支状态的编程分支状态的编程二、选择性分支与汇合的编程2、汇合状态的编程二、选择性分支与汇合的编程3.选择性分支状态转移图对应的状态梯形图二、选择性分支与汇合的编程特点：多选一，只要一个条件满足就执行多选一，只要一个条件满足就执行 。 当S0S0执行后，若X1X1有效，则S20S20及S21S21同时执行。 若有多条路径，且必须同时执行，这种分支的方式称为并行分支流程。在各条路径都执行后，才会继续往下指令，像这种有等待功能的方式称之为并行

25、汇合。 当S22S22及S23S23都已执行后，若X4X4有效，则脱离S22S22及S23S23而跳到S24S24执行，程序结束。 当左边路径已执行到S22S22，而右边路径尚停留在S21S21时，此时即使X4X4有效，也不会跳到S24S24执行。三、并行分支与汇合的编程三、并行分支与汇合的编程编程原则是编程原则是先集中进行并行分支处理，再集中进行汇合处理。先集中进行并行分支处理，再集中进行汇合处理。三、并行分支与汇合的编程 1并行分支的编程并行分支的编程三、并行分支与汇合的编程 2、并行汇合处理编程、并行汇合处理编程三、并行分支与汇合的编程3.并行分支并行分支SFC图对应的状态梯形图图对应的状态梯形图特点：分支同时执行，一起执行。特点：分支同时执行，一起执行。三、并行分支与汇合的编程并行分支、汇合编程应注意的问题（2）并行分支与汇合流程中，并联分支后面不能使用选择转移条件，在转移条件*后不允许并行汇合，（1）并行分支的汇合最多能实现8个分支的汇合。 四、跳转流程 向下面状态的直接转移或向系列外的状态转移被成为跳转，用符号指向转移的目标状态。五、重复（循环）流程 向前面状态进行转移的流程称为重复。用指向转移的目标状态。使用重复流程可以实现一般的重复，也可以