单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用

单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用快乐向导：从传统的继电器逻辑设计方法继承而来,我们称之为经验法。经验法设计的PLC，对于比较复杂的程序设计起来就显得较为困难，而对具有并发顺序、选择顺序的问题就更显得无能为力各元件之间的逻辑关系存在不确定性，阅读、设计程序都需要花费大量的精力。本章我们学习一种能解决更广泛顺序类型问题的程序设计方法——顺序功能图法。顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能、特性的一种图形，它最初很象一种工艺性的流程图，它并不涉及所描述的控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言。2023/2/2主页单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用知识目标：1、了解顺序功能图的相关知识及其应用。2、掌握步进指令的含义及其应用。技能目标：1、掌握状态器的含义及使用方法。2、掌握STL、RET指令的含义及其相关电路的工作原理。3、掌握STL功能图的设计方法及STL梯形图的编写方法。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计一、概述：我们学习利用一种新的PLC程序的设计方法——顺序功能图法来解决两台电动机顺序启动控制的程序设计问题，该方法可以非常方便地解决那些对工作顺序要求严格且比较复杂的程序设计问题。相比前面学习用基本指令实现的PLC设计，这种方法有很大优势。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计二、任务目标：1、知识点：（1）掌握PLC程序设计的顺序功能图设计方法.（2）掌握步进指令的含义与使用方法。（3）掌握状态器的含义及使用方法。（4）掌握单一顺序状态转移图向梯形图的转换方法。2、技能点：（1）设计PLC的外部I/O接线图。（2）设计PLC梯形图。（3）实现顺序控制电路的接线与调试。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计三、相关理论知识1、顺序控制系统如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作或工序，且这些动作或工序必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产的正常进行，这样的控制系统称为顺序控制系统。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计2、顺序控制功能图顺序控制功能图简称顺序功能图，它在PLC程设中有两种用法：（1）直接根据功能图的原理研制PLC，即将功能图作为一种编程语言直接使用。（2）用功能图说明PLC所要完成的控制功能，然后再据此找出逻辑关系并画出梯形图。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计3、功能图的基本概念（1）步：在功能表图中，步通常表示某个或某些执行元件的状态①起始步：起始步用双线框表示，一般步用矩形框表示，矩形框中用数字表示步的编号。②步对应的动作：步是一个稳定的状态，表示过程中的一个动作。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计(2)有向线段:在控制系统中步是变化的，按序向下转移的，其转移的方向是按有向线段规定的路线进行。(3)转移条件:步的转移是有条件的，转移条件在有向线段上划一短横线表示。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计4、功能图的的构成规则：（1）步与步不能直接相连，必须使用转移条件分开。（2）转移与转移不能相连，必须用步分开。（3）步与步之间的连接采用有向线段从上至下或由左至右画出，可以省略箭头。当有向线段从下至上或由右至左时，必须画出箭头以明示方向。（4）至少有1个起始步。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计5、顺序功能图的形式顺序功能图有单一顺序功能图、选择顺序功能图、并发顺序功能图和循环与跳转顺序功能图四种形式2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计四、任务分析在本任务中，要实现两台电动机顺序控制的具体控制要求为：按下启动按钮后，电动机M1开始启动，10秒后电动机M2开始启动；若M1不启动则M2无法启动。按下停止按钮，两台电动机同时停止。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计2023/2/2五、任务实施1、M8002产生初始化脉冲，S0～S21状态器复位，再将S0置位。初始状态下，电动机M1、M2都处于停止状态。2、按下启动按钮X000，状态由S0转到S20，Y0得电（同时S0复位）M1运转，且定时器T0开始计时梯型图

单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务一两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计3、10秒后T0动作，其动合触点闭合，状态转入S21（同时S20复位），输出Y0、Y1均得电，M1、M2一起运转起来。4、若电动机M1发生过载，X002由OFF变为ON状态，状态转移到S0；当电动机M2发生过载，X003由OFF变为ON，状态转移到S0，此时，M1、M2同时停止运转。5、当按下停止按钮X1，状态转移到S0，实现电动机的停车。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计一、概述城市的交通秩序却井然有序离不开交通信号灯，一般情况下，十字路口的交通信号灯共有12盏，东西南北每个方向各有红、绿、黄三盏灯，南北方向的信号灯同步工作，东西方向的信号灯同步工作，而且交通灯的变化是有规律可循的。随着我国城市的交通日益繁忙，可以利用PLC来设计十字路口交通信号灯的控制系统，这样可以随时根据交通状况随时调节红绿灯时间，从而大大提高了城市交通效率。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计二、任务目标1、知识点：（1）掌握PLC程序设计的STL功能图设计方法。（2）掌握步进指令的使用方法。（3）掌握状态器的使用方法。（4）掌握并发顺序STL功能图的画法和STL梯形图的画法。2、技能点：（1）设计PLC的外部I/O接线图。（2）设计PLC梯形图。（3）在实验室模拟交通灯控制电路的接线与调试。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计三、相关理论知识1、并发顺序STL功能图并发顺序STL功能图用双水平线表示。双水平线表示若干个顺序同时开始和结束。并发顺序是指在某一转移条件下，同时启动若干个顺序，完成各自相应的动作后，同时结束并转移到并行的下一个状态。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计2、并发顺序STL功能图及其与STL梯形图的转换2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计三、任务分析：1、交通信号灯工作示意图：2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计2、交通信号灯控制要求启动开关接通为ON时，信号灯系统开始工作；停止开关接通为ON时，交通信号灯系统停止工作。（1）对称无闪烁时，控制如图。2023/2/2东西信号绿灯点亮黄灯点亮红灯点亮时间23S2S25S南北信号红灯点亮绿灯点亮黄灯点亮时间25S23S2S东西信号绿灯点亮绿灯闪烁黄灯点亮红灯点亮时间20S3S2S30S南北信号红灯点亮绿灯点亮绿灯闪烁黄灯点亮时间25S25S3S2S（2）南北、东西方向的红绿灯点亮时间不对称如图。单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计2023/2/2四、任务实施1、第一种控制有四种状态，它们是按一定的时间顺序定时切换的。起始时我们应用初始脉冲M8002进入，按下启动按钮后交通信号灯开始工作，然后使用定时器作为状态之间的转移条件。由于南北方向和东西方向交通灯的工作状态是对称的，因此可以使用单一顺序STL功能图即可实现。单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计梯形图2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计2023/2/22、第二种交通信号灯PLC控制电路程序设计STL功能图如图所示。按照步进顺序控制STL功能图要求，每一个顺序流程图至少应有一个初始状态，初始状态一般是处于等待启动命令（或停止复位）时使用，因此本例将S0设为初始状态。为了实现整个周期状态的自动循环，还应增设循环起始S10状态，将二路并列运行流程从这里分为两支进行：单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计（1）第一分支为东西方向信号灯控制，状态S20激活之后，绿灯亮20秒(Y001)，同时定时器T0开始计时；T0计时20秒时间到，状态进入S21，绿灯闪烁3秒(Y001)，同时T1开始计时；T1计时3秒时间到，状态进入S22，黄灯亮2秒(Y002)，同时T2开始计时；T2计时2秒时间到，状态进入S23，红灯亮30秒（Y004），同时T3开始计时；T3计时30秒时间到，状态进入S24，等待汇合。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计（2）第二分支为南北方向信号灯控制，状态S30激活之后，红灯亮25秒(Y000)，同时定时器T4开始计时；T4计时25秒时间到，状态进入S31,绿灯亮25秒(Y003)，同时T5开始计时；T5计时25秒时间到，状态进入S32，绿灯闪烁3秒(Y005)，同时T6开始计时；T6计时3秒时间到，状态进入S33，黄灯亮秒S（Y005），同时T7开始计时；T7计时2秒时间到，状态进入S34，等待汇合。状态S24、S34汇合后转移进入S10，开始进入循环阶段。（3）按下X001后，系统会自动转向S0状态，因此不管在任何时刻按下停止按钮X001，交通信号灯立即停止工作。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计

梯形图2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务二十字路口交通信号灯PLC控制电路设计本节任务指令表及知识拓展参见配套教材2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计一、概述：随着现代社会的迅速发展，拥有轿车的家庭越来越多，各式各样的汽车美容店、洗车店应运而生，生意火爆。利用PLC可以设计出手动/自动洗车控制电路，以减轻劳动强度。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计二、任务目标1、知识点：（1）掌握PLC程序设计的顺序功能图设计方法。（2）掌握步进指令和状态器使用方法。（3）掌握选择顺序STL功能图转换为STL梯形图的方法。2、技能点：（1）设计PLC的外部I/O接线图。（2）设计PLC梯形图。（3）在实验室模拟PLC洗车控制电路的接线与调试2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计三、相关理论知识1、选择顺序STL功能图选择顺序STL功能图是指在一个状态之后有若干个单一顺序等待选择，且一次仅能选择一个单一顺序执行。选择顺序用单水平线表示，为了保证一次仅选择一个顺序，即选择的优先权，必须对各个转移条件加以约束。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计2、选择顺序STL功能图与STL梯形图的转换2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计四、任务分析手动和自动洗车PLC控制电路的具体要求如下：1、若功能切换开关SA置于手动位置时，按下启动按钮SB0依照下列程序进行手动洗车：（1）执行泡沫清洗（以电动机M1驱动）。（2）按下按钮SB1则执行清水洗净（以电动机M2驱动）。（3）按下按钮SB2则执行风干（以电动机M3驱动）。（4）按下按钮SB3则结束洗车。

2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计2、若功能切换开关SA置于自动位置时，按下启动按钮SB0将按照设定时间以泡沫清洗、清水洗净、风干三个步骤自动切换逐步执行。其中，泡沫清洗时间为5分钟，清水洗净时间为3分钟，风干时间为2分钟，结束后回到待洗状态。由控制要求可知，洗车电路存在两种工作模式，并且每次洗车只能选择其中的一种工作模式。因此，利用选择顺序STL功能图可以解决以上控制要求。2023/2/2单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计五、任务实施2023/2/21、手动模式如图辅助继电器M8002作为初始化脉冲，使状态器从S0～S32都复位（ZRST指令为批复位指令）。在初始状态下，若切换开关X001置于手动位置，按下启动开关X000后，状态进入S20，输出Y000，执行泡沫清洗；单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计2023/2/2按下清洗按钮X002，状态进入S21，输出Y001,执行清水洗净；按下风干按钮X003，状态进入S22，输出Y002,执行风干；按下结束按钮X004，状态进入S23，使状态器S0和S23复位，返回等待，手动控制结束。单元五三菱FX2N系列PLC步进指令的应用任务三手动和自动洗车PLC控制电路设计2023/2/22、自动模式在初始状态下，若切换开关X001置于自动位置，按下启动开关X000后，状态进入S30，输出Y000，执行泡沫清洗，同时定时器T0开始计时；5分钟后