模块五 任务二 步进指令及顺控程序

1、任务二 可编程步进顺控指令曹楚君机车车辆教研室高铁学院2目 录顺序控制顺序控制1顺序功能图的结构组成顺序功能图的结构组成2顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构3绘制顺序功能图注意事项绘制顺序功能图注意事项4顺序功能图举例顺序功能图举例4高铁学院3一、顺序控制1.顺序控制在生产中完成一项任务，需要多个工序。每一个工序要按照生产工艺预先规定的顺序预先规定的顺序，在输入信号的作用下，根据内部状态内部状态和时间的顺序，自动地有顺序地进行操作。 在物料传输过程中，为了避免货物堆积，3个运输带的启停顺序为： 启动：321，停止：123高铁学院41.顺序控制一、顺序控制ABAB高铁学院5工艺过程工艺过程

2、顺序功能图顺序功能图梯形图梯形图2.顺序控制设计法思路一、顺序控制顺序功能图顺序功能图梯形图梯形图高铁学院63.顺序功能图 以红绿灯控制为例，其对应的顺序功能图如左图所示。 针对顺序控制要求，PLC提供了顺序功能图（SFC）语言支持。顺序功能图又称状态转移图，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，其中：一、顺序控制高铁学院7二、顺序功能图的结构组成顺序功能图顺序功能图是一种是一种PLCPLC编程语言。主要由编程语言。主要由步、有向连步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）线、转换、转换条件和动作（命令）组成。组成。转换条件转换条件步步动作或命令动作或命

3、令每一步所完成的工作使系统由前级步进入下一步的信号称为转换条件转换有向线段将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段3.顺序功能图高铁学院8 步步将系统的一个工作周期，将系统的一个工作周期，按输出量的状态变化按输出量的状态变化，划划分为若干个顺序相连的阶段，每个阶段叫做步。分为若干个顺序相连的阶段，每个阶段叫做步。 “步步”用编程元件（如用编程元件（如辅助存储器辅助存储器MM和和状态继电器状态继电器S S）表）表示。示。 与系统的与系统的初始状态初始状态对应的步叫对应的步叫“初始步初始步”，用，用双线方框双线方框表表示。示。 当正系统处于某一步说在的阶段时，该步处于活动状当正系统处于某一步

4、说在的阶段时，该步处于活动状态，称该步处于态，称该步处于“活动步活动步”。 步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的态时，相应的非存储型动作被停止执行非存储型动作被停止执行。4. 步与动作二、顺序功能图的结构组成高铁学院9动作动作：一个控制系统可以划分为：一个控制系统可以划分为被控系统被控系统和和施控系统施控系统。对于对于被控系统被控系统，在某一步中要完成某些，在某一步中要完成某些“动作动作”；对；对于于施控系统施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令命令”，将，将动作或命令简称为动作

5、动作或命令简称为动作动作的表示：动作的表示：矩形框中的文字矩形框中的文字或或符号表示符号表示，该矩形框应，该矩形框应与相应的步的符号相连。与相应的步的符号相连。二、顺序功能图的结构组成4. 步与动作高铁学院10保持型动作：保持型动作：若为保持型动作，则该步不活动时若为保持型动作，则该步不活动时继续继续执行该动作执行该动作。非保持型动作：非保持型动作：若为非保持型动作则指该步不活动时，若为非保持型动作则指该步不活动时，动作也停止执行。动作也停止执行。二、顺序功能图的结构组成4. 步与动作5.有向连线有向连线有向连线：功能表图中步的活动状态的顺序进展按有向连线：功能表图中步的活动状态的顺序进展按有

6、向连线规定的路线和方向进行。活动状态的进展方向是规定的路线和方向进行。活动状态的进展方向是从上到从上到下下或或从左至右从左至右，箭头可以省略。其他方向，用箭头注明，箭头可以省略。其他方向，用箭头注明进展方向。进展方向。高铁学院11转换转换：转换是用有向连线上与：转换是用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示有向连线垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转换的实。步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。现来完成的，并与控制过程的发展相对应。转换条件转换条件：转换条件可以用：转换条件可以用文字语言、表达式或图形符号文字语言、

7、表达式或图形符号标注标注在表示在表示转换的短线的旁边转换的短线的旁边。二、顺序功能图的结构组成6.转换与转换条件高铁学院1210s卸料二、顺序功能图的结构组成7.举例初始步步命令有向连线（带箭头）有向连线（不带箭头）转换转换条件开始高铁学院13三、顺序功能图的基本结构3 34 45 5d de e单序列单序列5 511119 96 6d e fd e fm n pm n p5 511119 96 6选择序列选择序列并行序列并行序列5 511119 96 6e e5 511119 96 6d d顺序功能图主要有:单序列、 选择序列、 并行序列高铁学院141、单序列结构如如红红绿绿灯灯控制程序，虽

8、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，称为单序列结构。三、顺序功能图的基本结构高铁学院15 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。2、选择序列 当S0S0之行后，若X2X2先有效，则跳到S22S22执行，此后即使X1X1有效，S21S21也无法执行。 若有多条路径，而只能选择其中一条

9、路径来执行，这种分支方式称为选择序列。三、顺序功能图的基本结构高铁学院16 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列序列。在各条路径都执行后，才会继续往下指令， 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。3、并列序列高铁学院17四、绘制顺序功能图注意事项(1)两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。(2)

10、两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。(3)顺序功能图中的初始步一般对应系统等待起动的初始状态。(4)自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程。(5)在顺序功能图中,只有当某一步的前级步是活动步时,该步才有可能变成活动步。 高铁学院18五、顺序功能图举例剪板机控制剪板机控制1. 1.剪板机动作控制剪板机动作控制动作流程图动作流程图按下启动按钮X10X0、X1、Y0得电板料右行至X3得电Y1得电，压钳下行X4得电，板料压紧Y2得电，剪刀下行X2得电，剪断Y3，Y4得电，上行计数，满5等待下次启动高铁学院191. 1.剪板机动作控制剪板机动作控制五、顺序功能图举例按下启动按钮X10板料右

11、行板料右行高铁学院201. 1.剪板机动作控制剪板机动作控制五、顺序功能图举例剪刀下行剪刀下行压钳下行压钳下行高铁学院21压钳、压钳、剪刀上行剪刀上行五、顺序功能图举例任务二 编程方法曹楚君机车车辆教研室高铁学院23目 录步进指令步进指令1步进梯形图步进梯形图2步进步进指令的表示及其动作指令的表示及其动作3绘制顺序功能图注意事项绘制顺序功能图注意事项4顺序功能图举例顺序功能图举例4高铁学院24 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。一、步进指

12、令高铁学院25STL指令可以生成流程和工作与顺序功能图非常接近的程序。顺序功能图中的每一步对应一小段程序，每一步与其他步是完全隔离开的。一、步进指令S0S9用于初始步; S10S19用于自动返回原点。状态继电器(S)编制顺序控制程序时，应与STL指令一起使用。STL触点具有三个功能：对负载的驱动处理指定转换条件指定转换目标高铁学院26 用步进指令可以将顺序功能图转换为步进梯形图，也可以直接编写步进梯形图。对梯形图和顺序功能图应注意以下几点： 1.状态的动作与输出的重复使用状态编号不可重复使用。如果如果状态触点接通，则与其 相连的电路动作；如果状态触点 断开，则与其相连的电路停止工 作。在不同状

13、态之间，允许对输出元 件重复输出，但对同一状态内不 允许双重输出。二、步进梯形图高铁学院27 3.输出的互锁 在状态转移过程中，由于在瞬间（1个扫描周期），两个相邻的状态会同时接通，因此为了避免不能同时接通的一对输出同时接通，必须设置外部硬接线互锁或软件互锁。 定时器线圈与输出线圈一样，也可对在不同状态的同一软元件编程，但在相邻的状态中不能编程。如果在相邻状态下编程，则工序转移时定时器线圈不能断开，定时器当前值不能复位。 2.定时器的重复使用二、步进梯形图高铁学院28 如右图所示，在状态内的母线将LDLD或LDILDI指令写入后，对不需要触点的驱动就不能再编程，需要按下图方式进行变换。 5.输

14、出的驱动方法或或二、步进梯形图高铁学院29OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态具有同样的功能，都将原来的状态自动复位。此外，还有自保持功能。但是，在使用OUT指令时，用于向状态转移图中的分离状态转移。 6.状态的转移方法 7.可在状态内处理的指令二、步进梯形图高铁学院301.步进指令的顺序功能图表示及其动作三、步进指令的表示及其动作高铁学院312.步进指令的梯形图表示及其动作三、步进指令的表示及其动作高铁学院32高铁学院33本节讲解本节讲解第二节 顺序功能图的类型一、单流程结构二、选择分支流程结构三、并进分支流程结构四、跳转流程结构五、重复流程结构高铁学院34一、单流程结构如如红红绿绿

15、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。高铁学院35 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、选择分支与汇合流程 当S0S0之行后，若X2X2先有效，则跳到S22S22执行，此后即使X1X1有效，S21S21也无法执行。 若有多条路径，而只能选择其中一

16、条路径来执行，这种分支方式称为选择分支。高铁学院36 选择分支流程不能交叉，对左图所示的流程必须按右边所示的流程进行修改。二、选择分支与汇合流程高铁学院37 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进分支流程。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进汇合。 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S24

17、S24执行。三、并进分支与汇合流程高铁学院38三、并进分支与汇合流程 如左图所示的流程都是可能的程序。B流程没有问题，但A流程在并进汇合处有等待动作的状态，请务必注意。高铁学院39三、并进分支与汇合流程 如在并进分支与汇合点处不允许符号*或符号 的转移条件，应按右图修改。高铁学院40四、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。高铁学院41五、重复流程 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，也可以对当前状态复位。高铁学院42高铁学院43一、单流程设计二、选择分支流与汇合程设计三、并进分支与汇合流程设

18、计高铁学院44教学目标教学目标高铁学院45【应用系统设计】 简易红绿灯控制系统高铁学院46高铁学院47高铁学院48高铁学院49高铁学院50T0T1T2T3X0高铁学院51高铁学院52SETSET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作动作。高铁学院53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指令设置动作高铁学院54【应用范例】洗车洗车流程控制二、选择分支与汇合流程设计高铁学院55若方式选择开关（COSCOS）置于手动方式，当按下STARTSTART启动后，

19、 则按下列程序动作：执行泡沫清洗（用MC1MC1驱动）；按PB1PB1则执行清水冲洗（用MC2MC2驱动）；按PB2PB2则执行风干（用MC3MC3驱动）；按PB3PB3则结束洗车。若方式若选择开关（COSCOS）置于自动方式，当按START启动后， 则自动按洗车流程执行。其中泡沫清洗10秒、清水冲洗20 秒、风干5秒，结束后回到待洗状态。任何时候按下STOPSTOP，则所有输出复位，停止洗车项目说明：高铁学院56功能分析：手动、自动只能选择其一，因此使用选择分支来做。依题目说明可将电路规划为两种功能，而每种功能有三种依PBPB按钮或设定时间而顺序执行的状态。手动状态状态S21S21MC1MC

20、1动作状态S22S22MC2MC2动作状态S23S23MC3MC3动作状态S24S24停止自动状态状态S31S31MC1MC1动作状态S32S32MC2MC2动作状态S33S33MC3MC3动作状态S24S24停止高铁学院57元件分配： 启动按钮、停止按钮，使用输入继电器方式选择开关，使用输入继电器清水冲洗按钮，使用输入继电器泡沫清洗驱动，使用输出继电器风干机驱动，使用输出继电器清水冲洗驱动，使用输出继电器风干按钮，使用输入继电器结束按钮，使用输入继电器高铁学院58绘绘制状态流程图STOP动作设 置M 0， 可 暂 存START按钮状态，避免一直按住按钮另一种结束方式：清除本身手手动动流流程程

21、手手动动流流程程自自动动流流程程自自动动流流程程允许再次启动电路高铁学院59步进阶梯图转换高铁学院60键入程序：将程序录入编程器并下载到目标PLC将步进阶梯图转换为语句表高铁学院61【应用系统设计】气压式冲孔加工机气压式冲孔加工机控制系统三、并进分支与汇合流程设计高铁学院62工件的补充、冲孔、测试及搬运可同时进行。控制说明：工件的补充由传送带（电机M0M0驱动）送入。工件的搬运分合格品及不合格品两种，由测孔部分判断。若测孔机在设定时间内能测孔到底（MS2 ONMS2 ON），则为合格品，否则即为不合格品。不合格品在测孔完毕后，由A缸抽离隔离板，让不合格的工件自动掉入废料箱；若为合格品，则在工件

22、到达 搬运点后，由B缸抽离隔离板，让合格的工件自动调入包装箱。高铁学院63功能分析：系统由5个流程组成：复位流程，清除残余工件；工件补充流程，根据有无工件控制传送带的启停；冲孔流程，根据冲孔位置有无工件控制冲孔机是否实施冲孔加工；测孔流程，检测孔加工是否合格，由此判断工件的处理方式；搬运流程，将合格工件送入包装箱。因为只有一个放在工件补充位置的PH0PH0来侦测工件的有无，而另外的钻孔、测孔及搬运位置并没有其他传感装置，那么应如何得知相应位置有无工件呢？本题所使用的方式是为工件补充、钻孔、测孔及搬运设置4个标志，即M10-M13M10-M13。当PH0PH0侦测到传送带送来的工件时，则设定M1

23、0M10为1，当转盘转动后，用左移指令将M10-M13M10-M13左移一个位元，亦即M11M11为1,钻孔机因此标志为1而动作。其他依此类推，测孔机依标志M12M12动作、包装搬运依M13M13动作。高铁学院64元件分配及端子接线： 高铁学院65绘绘制功能流程图a.原点复位流程OFFOFF动作动作定位由定位由OFF变为变为ON时转时转盘停止盘停止驱动转盘驱动转盘电机电机（M1 ON）A缸抽离缸抽离隔离板隔离板判断是否判断是否做完四次做完四次高铁学院66绘绘制功能流程图b.工件补充流程传送带转动传送带转动(M0 ON)设定设定M10M10为为1(1(表示表示有工件有工件) )有工件有工件（PH

24、0PH0动作）动作）时间到时间到没有工件没有工件c.气压冲孔流程钻孔机动作钻孔机动作（Y4 ONY4 ON）钻孔机钻孔机返回返回有无工件标志有无工件标志（M11M11为为1 1表示表示有工件）有工件）设置设置8 8秒秒等待时间等待时间高铁学院67绘绘制功能流程图d.测孔流程e.工件搬运流程高铁学院68初始复位流程定位格由OFF变为ON时转盘停止工件搬运流程测孔流程钻孔流程步进阶梯图转换高铁学院69【练习】机械手臂控制系统高铁学院70工件的补充使用人工控制，可直接将工件放在D D点（LS0LS0动）。控制说明：只要D D点有工件，机械手臂即先下降（B B缸动作）将工件抓取（C C缸动作）后上升（

25、B B缸复位），再将工件搬运（A A缸动作）到E E点上 方，机械手臂再次下降（B B缸动作）后放开（C C缸复位）工件，机械手臂上升（B B缸复位），最后机械手臂再回到原点（A A缸复位）。A,B,C缸均为单作用气缸，使用电磁控制。C缸在抓取或放开工件后，都需有1秒的间隔，机械手臂才能动作。当E点有工件且B缸已上升到LS4LS4时，传送带电机转动以运走工件，经2秒后传送带电机自动停止。工件若未完全运走（计时未到）时，则应等待传送带电机停止后才能将工件移走。高铁学院71要求： 进行功能分析、元件分配、绘制顺序功能图、将顺序功能流程转换为步进梯形图，然后将程序录入计算机并下载到PLC，进行最后的调试。高铁学院72本章小结 本章主要介绍了步进指令、顺序功能图类型及设计步本章主要介绍了步进指令、顺序功能图类型及设计步骤、顺序功能图到步进梯形图的转换方法、步进梯形图设骤、顺序功能图到步进梯形图的转换方法、步进梯形图设计注意事项。并结合实例详细分析了单流程设计、选择分计注意事项。并结合实例详细分析了单流程设计、选择分支与汇