三菱可编程控制器原理与应用课件第四章

第四章

可编程控制器与顺序控制1主要内容4.1顺序控制及其描述4.2状态转移图与步进梯形图4.3单流程的顺序控制4.4复杂流程的顺序控制24.1顺序控制及其描述顺序控制

（国家标准）根据预先规定的程序或条件，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制。顺序

控制过程中由逻辑规则所决定的信息传输与转换所具有的次序。3顺序控制具体解释0－n个阶段的工作过程，初始时处于第0个阶段（停止阶段）工作过程开始后，自动进入第1个阶段，同时第0个阶段结束；当第2个阶段的开始条件（第1个阶段的结束条件）满足，自动进入第2个阶段，同时第1个阶段结束；……4当第n个阶段的开始条件（第n－1个阶段的结束条件）满足，自动进入第n个阶段，同时第n－1个阶段结束；当第n个阶段的结束条件满足，则进入第０个阶段（停止），或直接进入第１个阶段（从第１个阶段开始自动进行新一轮循环）。5顺序工作过程中的一个工作阶段称为一个步，其中的第０个阶段是停止阶段，该阶段一般称为初始步，其余各阶段称为工作步;从一步过渡到另一步称为转移;一个步结束（下一个步开始）的条件称为转移条件;每个步中都可能会有一些电器通电，每步中工作的电器称为该步的负载。6

只要知道一个顺序控制过程的步、转移、转移条件和负载，就可以清楚地描述顺序控制过程。 通常，顺序控制过程用功能流程图来描述，功能流程图就是用步、转移、转移条件和负载来描述顺序控制过程的一种流程图。项目名称图形符号初始步工作步转移↓或∣转移条件—负载相应的电器符号初始步名称工作步名称7功能流程图的绘制规则：一个功能流程图至少要有一个初始步；所有步顺序从上到下画在一条竖带上，矩形框内写步的名称；步与步不能直接相连，必须用转移分开；转移与转移不能直接相连，必须用步分开，转移目的地明确时用“│”表示转移，转移目的地会产生歧义时用“↓”表示转移；8转移条件画在转移上，即表示转移条件的“—”画在表示转移的“↓”或“│”上，二者垂直（如┼），在“—”旁写上转移条件的名称；负载画在步的右边，连到相应的步上。当一个负载要在连续几步内工作时，则该负载仅画在其开始通电的步中（旁边注明“通电并保持”）和结束通电的步中（旁边注明“复位”）。9功能流程图的循环方式

10例1

11液压滑台顺序控制的功能流程图12注意：功能流程图只描述了顺序控制过程的各个要素，要具体实现，需要如下操作：必须根据控制要求选择合适的PLC用相应的状态继电器把功能流程图转换成状态转移图及步进梯形图将步进梯形图或对应的指令程序输入到PLC中134.2状态转移图与步进梯形图状态转移图（SFC）用步、转移、转移条件、负载来描述顺序控制过程的一种图形。14功能流程图转换成状态转移图，具体步骤如下：为初始步选定一个初始化状态继电器（S0~S9）;为每个工作步选定一个状态继电器。一般根据状态继电器的编号连续选用;把转移条件全部用PLC的软电器来表示;把负载全部用PLC的软电器表示;在初始步上方加上一个进入初始步的转移和转移条件。15特殊处理

在功能流程图中，某个负载的旁边注有“置位并保持”时，在状态转移图中的处理方法：在该负载开始通电的步中，用SET指令使其置位，而在该负载结束通电的步中，用RST指令使其复位，该负载开始通电步和结束通电步之间的步，不再画该负载。步的名称用状态继电器的编号代替。16例1：

17PLC上电且状态为RUN的第一个扫描周期M8002为ON→S0（滑台静止）→按下SB（X000为1）→

S10（快进，Y001通电并保持，Y003通电,直到滑台挡铁碰到SQ2，X002为1）→

S11（工进，Y001保持通电，Y003断电,直到滑台挡铁碰到SQ3,X003为1）→S12（快退，Y002通电,直到滑台挡铁碰到SQ1，X001为1）→S0（滑台静止，Y002断电）18状态继电器所起的作用：标志一个步驱动对应步的负载提供转移到下一步的条件功能流程图转换成状态转移图后，导出步进梯形图（STL图）。19例1：

0LD M80021SET S02STL S03LD X0004SET S105STL S106SET Y0017OUT Y0038LD X0029SET S1110STL S1111LD X00312SETS1213STL S1214RSTY00115OUTY00216LDX00117OUTS018RET19ENDSTL触点20STL触点用STL指令STL指令：步进指令，专门用来处理STL触点的指令。STL触点后面所连的电路，按这些电路直接连接到左母线的情形处理。211、一个状态继电器只能提供一个步使用;2、同一软电器的线圈可在不同的步中出现，但同一定时器线圈不能出现在相邻的两个步中。画状态转移图应注意下列事项：22S50S55Y001Y001S50S52T50S51T50T50K10K20S50S52T50S51T50T50K10K20同一输出继电器线圈的多次使用同一定时器线圈的多次使用不可可以233、相邻两个状态在转移瞬间同时接通，对有互锁要求的负载，在程序中和硬件上都应采取互锁措施;S10S52Y000S51Y001T50Y001Y000X1X2COMCOMY1Y0PLC~KM2KM1KM1KM2相邻步中互锁的处理24S25S27S26S28S28转移方式S25S27S26S28S28表达方式S25S25S27S26S28S28S26转移方式表达方式S25S27S26S28S28S26S27向上跨步转移向下跨步转移4、跨步转移或跨流程转移，在状态转移图中不必明确有转移连线，只要有转移标志就可以了。25S20S20S10S0S11S12S1S21S22转移方式表达方式S0S11S10S12S1S21S22S21跨流程转移26状态转移图中的转移线不能交叉S20S22S21S23S25S30S31S24S20S22S21S23S25S30S31S24S25不正确正确271、初始化状态继电器（S0~S9）的驱动程序开始时：由STL触点以外的其他触点用SET指令置位;程序结束后：如果还要回到初始状态，初始化状态继电器由STL触点和其他类型的触点共同驱动，由OUT指令置位。2、非初始化状态继电器（S10及以后的S电器）只能由STL触点用SET指令驱动；画步进梯形图以及写指令程序时应注意的事项：283、在步进梯形图中，SET指令与OUT指令对于STL触点后的状态继电器的作用相同;两者的区别:SET指令用于向连续的状态转移，OUT指令用于向分离的状态转移。294、STL触点后面连接多条支路，其中没有串联触点的支路要排在最上面。Y000Y001Y002S20M20Y000Y001Y002S20M20Y000Y002Y001S20M8000M20STL触点后的电路顺序错误顺序正确顺序正确顺序305、进行状态转移的支路要排在最下面Y000Y002S10X002X001SETS11S11Y000Y002S10X002X001SETS11S11进行状态转移的支路位置错误正确316、最后一步的STL触点后所连的电路中最后一条电路必须为“RET”。S0S20Y000Y002Y002S0X001RET顺序过程结束的标志状态转移的支路位置327、状态继电器的转移目的地可以是其本身，在步进梯形图中该状态继电器要用RST指令复位。S50X010X007SETY001S50X010X007SETY001转移方式表达方式X007SETY001X010RSTS50S50梯形图程序：0STLS50LDX007SETY001LDX010RSTS50338、步进梯形图中可以使用的基本逻辑指令指令状态LDANDORPLSINVLDIANIORIPLFOUTLDPANDPORFSETLDFANDFRSTANBMPSORBMRDMPPMCMCR初始状态/一般状态可使用可使用不可使用分支状态输出处理可使用可使用不可使用汇合状态转移处理可使用不可使用不可使用①STL指令不能在中断程序和子程序内使用②STL指令内可以使用跳转指令，但容易出错，最好不要使用349、顺序控制中经常使用的特殊辅助继电器:M8000：提供一直为ON的触点M8002：为初始化状态继电器置位M8034：被置位时，程序继续运行，但禁止输出M8040：被置位时，禁止状态之间的转移，但状态内的程序仍继续执行M8046：任一状态接通时，M8046自动接通M8047：被置位时，自动读出正在动作中的状态并加以显示3510、状态内有上升沿检测触点或下降沿检测触点时：

状态断开后，触点状态发生变化，在状态再次接通时才会被检测出。Y001SETS11S10X001X010X011不可用电路Y001SETS11S10X001M100M101X010M100X011M101可用电路364.3单流程的顺序控制单流程的顺序控制是指在一个顺序控制过程中，每一步向相邻步转移时，只有一个转移。举例：搬运纸箱的机械手结构示意图如下37气动系统原理图：38（1）划分工作阶段1、设计功能流程图（2）确定转移和转移条件初始步：升降挡铁位于SQ1，吸盘位于A处正上方工作步：下降、吸紧、上升、顺时针回转、下降、放松、上升、逆时针回转（3）确定负载39机械手的工作阶段及负载

序号顺序工作阶段状态继电器转移条件负载1初始位置，系统静止S0TD有纸箱，SB3启动无负载2下降S10SQ2YA23吸紧S11延时到YA24上升S12SQ1YA15顺时针回转S13SQ4YA46下降S14SQ2YA27放松S15延时到YA08上升S16SQ1YA19逆时针回转S17SQ3YA340（4）根据步、转移、转移条件和负载可设计出功能流程图412、将功能流程图转化成状态转移图（1）选择可编程控制器启动按钮SB3停机按钮SB4复位按钮SB5手动放松按钮SB64个行程开关：SQ1、SQ2、SQ3、SQ4检测开关：TD（2）分配I/O端子输入信号输入端子输出端子控制对象SB3X0Y3YA0SB4X1Y4YA1SB5X2Y5YA2SB6X3Y6YA3SQ1X4Y7YA4SQ2X5SQ3X6SQ4X7TDX1042I/O连接图和主电路图43(3)画状态转移图初始化状态继电器：S0工作步状态继电器：S10~S17定时器：T0、T1S0S10SETM100Y005X000X010X010X010S11X005T0K2S12M102Y004T0RSTM100Y005S13X004M103Y007S14X007M104Y005S15T1X005K2S16M105Y004S17X004M106Y006X005T1X006S0M101Y00344（4）画步进梯形图回SQ1回SQ3起动急停手动放松复位纸箱检测T045YA0放松YA1上升YA2下降YA3逆转YA4顺转464.4复杂流程的顺序控制顺序控制过程包含几个分支的顺序动作几个分支中选择一支执行（选择结构）所有分支同时执行，并同时结束（并行结构）执行某个分支时，不是从头到尾每个步都要执行，而是跳过某些步（跳转与循环结构）471、选择结构S0S10S20S21S22S50M8002X000S30S31S32S40S41S42X001X002X003X004X010X011T50X012X020X021T21X022Y001Y003Y002Y010Y004T50Y005Y006T51Y007Y000K5K10S10RETENDX00548选择结构的状态转移图转换成步进梯形图的处理顺序：集中处理分支状态集中处理中间状态集中处理汇合状态49SETS0M8002X000SETS10S0S10Y000X001SETS20X010SETS30X020SETS40分支状态50中间状态SETS21S20Y002X003SETS22S21Y001X002Y003S22SETS31S30T50T50SETS32S31Y004X011Y005S32SETS41S40T51T51SETS42S41Y006X021Y007S42K5分支1中间状态分支2中间状态分支3中间状态51汇合状态X004SETS50S22X012SETS50S32X052SETS50S42｝汇合状态S50Y010X005S10RETEND选择结构的状态转移图最多可有8个分支，若有公共转移条件时，应把公共转移条件归属到各个分支上。522、跳转与循环结构均为选择结构的特殊形式跳转结构：顺序动作进行到某步时，若满足某一条件，程序顺序执行；若满足另一条件，程序向下跳过几个状态，再继续执行。循环结构：顺序动作进行到某步时，若满足某一条件，程序顺序执行；若满足另一条件，程序向上跳过几个状态，返回到上方已执行过的某些状态执行。53S9M8002S50S51X000X001Y000Y001T50K5T50S52Y002S53Y003X002X003OUTS50X004X005S54Y004S55T51X006X006OUTS56X007K10S56Y005T51OUTS9X010X011X011OUTS50RETEND54SETS9M8002X000SETS50S9S50Y000X001SETS51S51Y001K5T50X002T50S50T50X003SETS52Y002X004SETS53S52S53Y003X005X006S56X005X006SETS54S54Y004X007SETS55S55T51T51SETS56K10Y005X010X011S9X010X011S56S50RETEND553、并行结构顺序过程进行到某步，而该步结束后，若转移条件满足时，同时开始所有分支的顺序动作，且全部分支的顺序动作同时结束后汇合到同一个状态。56S5S10M8002X000Y000S20Y000S21Y002S22Y000T50K5X001X002T50S30S31Y005S32X003X004S40Y006S41Y007S42Y006X005X006SETY004RSTY004S50X007Y010X010S5RETEND表示分支的开始和分支的汇合57SETS5M8002X000SETS10S5S10Y000X001SETS20SETS30SETS40Y001X002SETS21S20S21Y002K5T50SETS22S22Y003X003SETS31S30T50SETY004Y005X004SETS32S31S32RSTY004Y006X005SETS41S40Y007X006SETS42S41S42Y006S22S32S42SETS50X007Y010X010S5S50ENDRET58并行结构最多可有8个分支并行结构注意事项：分支开始线的下面不允许直接使用转移条件，否则不能保证分支同时开始执行；分支汇合线的上面不允许直接使用转移条件，否则，不能保证各个分支同时结束。594、组合结构一个顺序过程包含几个选择结构，或包含几个并行结构，或既包含选择结构，又包含并行结构。S0S10M8002X001Y001S11Y002S12Y003X002X003S20Y004S21Y005S22Y004X004X005S30X00