模块四步进顺控指令多学时课堂用详解

模块四步进顺控指令多学时课堂用详解演示文稿目前一页\总数六十二页\编于十点优选模块四步进顺控指令多学时课堂用目前二页\总数六十二页\编于十点（4）确定关键点后，用起保停电路编程方法或基本电路的梯形图，编制画出各输出信号的梯形图。梯形图经验设计法的步骤（5）在上述基础上，审查已编成的梯形图，调试运行，更正错误，补充遗漏，进行最后优化。目前三页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社

继电器控制电路移植法设计梯形图设计步骤1.了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况。2.确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC外部接线图。继电器电路中的按钮，行程开关和各种传感器信号的触点接在PLC的输入端，用PLC的输入继电器替代，用来给PLC提供控制命令；而交流接触器和电磁阀等执行机构的硬件线圈接在输出端，用输出继电器替代。目前四页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社

继电器控制电路移植法设计梯形图3.根据上述对应关系画出梯形图。设计梯形图时以线圈为单位，分别考虑继电器电路中每个线圈受到哪些触点和电路的控制，然后画出相应的等效梯形图。（可能需要设置适当的M)4.根据梯形图编程的基本规则，进一步优化梯形图。目前五页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社模块四

三菱FX系列PLC的步进顺控指令及其应用1顺序控制设计法2顺序控制设计法的设计基本步骤

3顺序功能图的组成要素

4顺序功能图的基本结构5顺序功能图的编程方法目前六页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社一

状态转移图法（顺序控制法）顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间的顺序,在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行工作。使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺过程，画出状态转移图SFC（顺序功能图），然后根据状态转移图画出梯形图。目前七页\总数六十二页\编于十点项目4.1运料小车自动往返控制图4-1运料小车运行过程示意图目前八页\总数六十二页\编于十点工作原理分析如图4-1所示，小车处于原位时，压下后限位开关，当合上起动按钮时，小车前进，当运行至压下前限位开关后，打开漏斗门，延时8s后，漏斗门关上小车向后运行，到后端时压下后限位开关，打开小车底门(延时6s后)，底门关上，完成一次动作。小车的前进、后退由两个接触器控制电机的正反转进行拖动，漏斗门和小车底门分别由两个电磁铁控制。目前九页\总数六十二页\编于十点1.输入与输出点分配表4-1运料小车自动往返PLC控制系统的I／O端口地址分配表目前十页\总数六十二页\编于十点2.PLC外部接线图图4-2PLC接线示意图目前十一页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社二、

SFC（状态转移图或顺序功能图）的绘制(一)、状态转移图的组成要素：

状态转移图是由状态，状态转移条件及状态转移方向构成的一种工作流程图。状态转移图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）等要素组成。

状态转移图是一种通用的技术语言，是描述控制系统的控制过程，功能和特性的一种图形。目前十二页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社(二)、状态转移图的设计步骤：(144页）1、任务分解：每个工序对应一个状态(称为步），可以用编程元件（M或S）来代表各步。初始步一般是系统等待启动命令相对静止的状态。当系统正工作于某一步时，该步称为活动步。2、理解每个状态的动作，各状态的动作是通过PLC驱动其各种负载来完成的。3、找出每个状态的转移条件和转移方向：即在什么条件将下一状态激活。条件可以是单一的，也可以是多个条件的串并联组合，步与步之间用有向线连接，并用转换将步分开。转换用与有向连线垂直的短划线表示。4、设置初始状态：一般用系统的初始条件，若无初始条件，可用M8002进行驱动。（初始状态没有预先驱动，流程不可能向下进行）目前十三页\总数六十二页\编于十点状态转移图的设计步骤图4-4运料小车自动往返控制的状态转移图目前十四页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社(三)、状态转移图中转换实现的基本规则：1、前级步必须是活动步，对应的转换条件成立，才能实现步的转换。2、下一个状态一旦被激活，上一个状态就自动关闭3、PLC由STOP进入RUN时，各步均处于OFF，须用初始化脉冲M8002的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步目前十五页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社(四)、绘制SFC图的注意事项（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）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于系统等待起动的初始状态，初始步可能没有输出处于ON状态，但初始步是必不可少的。（4）自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环。（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。因此在进入RUN工作方式时，必须用初始化脉冲M8002的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步，否则因顺序功能图中没有活动步，系统将无法工作。第四章可编程控制器程序设计目前十六页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社

三、SFC图的编程方法根据控制系统的SFC图设计梯形图的方法，称为顺序控制梯形图的编程方法。下面介绍三种编程方法。

起动、保持、停止电路的编程方法转换为中心的编程方法（即使用SET/RST指令）

使用STL指令的编程方法。第四章可编程控制器程序设计目前十七页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社可用辅助继电器M来代表各步。某一步为活动步时，对应的辅助继电器为ON，某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，前级步变为不活动步。很多转换条件是短信号，因此应使用有记忆（或称保持）功能的电路来控制代表步的辅助继电器。方法：使用启保停电路编程

（一）起保停方法编程目前十八页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社1、单序列结构的编程方法下图是某小车运动的示意图、顺序功能图和用起动、保持和停止电路设计的梯形图。第四章可编程控制器程序设计目前十九页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社项目举例：自动门控制系统人靠近自动门时，感应器X0为ON，Y0驱动电动机高速开门，碰到开门减速开关X1时，变为减速开门，碰到开门极限开关X2时电动机停转，开始延时。若在0.5秒内感应器检测到无人，Y2启动高速关门。碰到减速开关X4时，改为减速关门，碰到关门极限开关X5时电动机停转。在关门期间若感应器检测到有人，停止关门，T1延时0.5秒后自动转为高速开门。目前二十页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社2、选择序列结构的编程方法

如图所示是自动门控制系统的顺序功能图。

目前二十一页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社3、并行序列结构的编程方法目前二十二页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社（二）、

以转换为中心的编程方法在以转换为中心的编程方法中，用该转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联，作为使所有后续步对应的辅助继电器置位(SET指令)和使所有前级步对应的辅助继电器复位(RST指令)的条件。每一个转换对应一个这样的控制置位和复位的电路块，有多少个转换就有多少个这样的电路块。注意：使用这种方法编程时，不能将输出继电器的线圈与SET和RST指令并联。应根据SFC图，用代表步的辅助继电器的常开触点或它们的并联电路来驱动输出继电器的线圈。目前二十三页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社单序列结构的编程方法目前二十四页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社选择序列结构的编程方法目前二十五页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社并行序列结构的编程方法目前二十六页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社SFC程序的特点：SFC在执行程序时始终只有处于工作状态的步才能执行逻辑处理和状态输出，而其余不活动步的全部指令和输出都无效。所以在设计SFC程序时，只需确定每一步所需的输出及步与步之间的转换条件，运用最简单的逻辑指令，便可完成程序设计。目前二十七页\总数六十二页\编于十点项目任务图4-1运料小车运行过程示意图目前二十八页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社（三)、步进梯形指令的编程方法步进指令单序列结构的编程方法

选择序列结构的编程方法并行序列结构的编程方法第四章可编程控制器程序设计目前二十九页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社步进指令许多PLC都有专门用于编制顺序控制程序的步进梯形指令及编程元件。

STL指令:步进梯形指令（状态母线生成指令），目标元件S

RET指令:步进梯形程序结束指令。步进梯形图常用于时间和位移等顺序的操作过程。STL指令只有与状态继电器S配合才具有步进功能。目前三十页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社状态继电器S是构成状态转移图的基本因素。与步进指令配合可实现步进顺控功能，也可作辅助继电器用。注意：S0—S9，用作SFC的初始状态S10—S19，用作多运行模式中返回原点状态S20—S999，用作SFC的中间状态（均具有断电保持功能）目前三十一页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社步进指令STL指令(状态母线生成指令）的执行过程是：当步S20为活动步时，S20的STL触点接通，负载Y0输出。如果转换条件X0满足，后续步被置位成活动步，同时前级步自动断开变成不活动步，输出Y0也断开。使用说明：1、步进梯形指令STL只有与状态继电器S配合才具有步进功能。S0~S9用于初始步，S10~S19用于自动返回原点,S20~S999用于SFC的中间状态。2、使用STL指令的状态继电器的常开触点称为STL触点，用符号胖常开表示，没有常闭的STL触点。3、STL触点与左母线相连，与STL触点相连的起始触第四章可编程控制器程序设计目前三十二页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社点要用LD，LDI指令。4、状态编程顺序为先进行负载驱动(在此注意负载驱动的顺序），再进行状态转移，不能颠倒。5、使用STL指令使新的状态置位（用SET指令，注意转换条件），前一状态自动复位。如此依次进行下去。直到最后用OUTS0（S0~S9指令）使系统返回并停在初始步。6、RET指令：在一系列步进梯形指令之后，结束处一定要加上RET指令，表明步进梯形指令功能的结束，使LD触点返回左母线。否则系统不能正常工作。7、在由STOP切换到RUN时，可用初始脉冲M8002将初始状态置为ON，可用区间复位指令（ZRST)将除初始步以外的其余各步的状态复位。8、在步进程序中，不同时激活的双线圈是允许的。第四章可编程控制器程序设计目前三十三页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社单序列结构的编程方法第四章可编程控制器程序设计目前三十四页\总数六十二页\编于十点举例：项目3.4多种液体混合装置图3-40多种液体自动混合装置示意图目前三十五页\总数六十二页\编于十点(1)初始状态装置初始状态为：液体A、液体B阀门关闭(YV1、YV2为OFF)，放液阀门将容器放空后关闭。

（2）启动操作：1)YV1=ON，液体A流入容器，液面上升；当液面达到L2处时，L2为ON，使YV1为OFF，YV2为ON，即关闭液体A阀门，打开液体B阀门，停止液体A流入，液体B开始流入，液面继续上升。

2)当液面上升达到L1处时，L1为ON，使YV2为OFF，电动机M为ON，即关闭液体B阀门，液体停止流入，开始搅拌。

3)搅拌电动机工作1min后，停止搅拌(M为OFF)，放液阀门打开(YV3为ON)，开始放液，液面开始下降。

4)当液面下降到L3处时，L3由ON变到OFF，再过20s，容器放空，使放液阀门YV3关闭，开始下一个循环周期。

：目前三十六页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社项目4.2选择序列结构SFC的编程状态与状态之间有多个工作流程的SFC称多流程结构相关名词：分支：由单流程向并联多流程分离的结构汇合：由并联多流程向单流程进行合并的结构选择性分支：根据不同的转换条件，在多个并联流程中只能选择其中之一进行工作的分离方式选择性汇合：根据不同的转换条件，不同的并联流程统一向单流程进行的合并并行分支：所有并联流程的转换条件相同，全部并联流程可以同时工作的分离方式并行合并：转换条件相同，所有的并联流程向单流程进行的合并目前三十七页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社选择性分支结构的SFC的特点：1.选择性分支的并联回路总数有限制，在FX系列中，最大为8条：若同时使用选择性分支与并行分支，最大为16条2.选择性分支分离的转换条件必须位于分离连接横线之后；分支中的单流程，其转换条件不能相同，也不能引起歧义，必要时应对转换条件进行变换3.在实际工作中，只有一个流程通道在工作，所以跟单流程一样，可以使用重复线圈，定时器等思考：并行分支的特点有何不同？目前三十八页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社选择性汇合结构的SFC的特点：1.选择性汇合是由数个单流程通道，通过不同的转换条件，向统一的单流程进行的合并连接2.采用并联连接方式时，在由一个状态向多个状态转换或由多个状态向同一状态转换时，如果需要使用不同的转换条件，则转换条件与转换条件间不可以直接相连两种处理方法：合并转换条件的连接，插入空状态的连接思考：并行汇合的特点有何不同？并行汇合连接线之前不能编入转换条件，应合并转换条件，并将其放在合并连接线之后目前三十九页\总数六十二页\编于十点选择性分支与汇合状态转移图的特点图4-13选择性分支与汇合状态转移图目前四十页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社并行序列结构的编程方法目前四十一页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社选择性分支与汇合SFC的指令编程原则：先集中处理分支状态，然后再集中处理汇合状态见书153页分支状态和汇合状态的处理思考：并行分支与汇合的处理方式由何异同？目前四十二页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社选择序列结构的编程方法目前四十三页\总数六十二页\编于十点项目4.2传送带大小工件分拣系统

-----选择序列结构的SFC设计图4-11传送带大、小工件分拣控制系统目前四十四页\总数六十二页\编于十点图4-23人行横道与公路车道红绿灯控制项目4.3公路交通信号灯控制

-----并行结构的SFC设计目前四十五页\总数六十二页\编于十点1.控制要求分析图4-24人行横道与车道红绿灯控制时序目前四十六页\总数六十二页\编于十点2.输入／输出点分配表4-5人行横道与车道红绿灯PLC控制的输入/输出(I／O)端口分配表目前四十七页\总数六十二页\编于十点3.PLC外部硬接线图4-25人行横道与车道红绿灯PLC控制接线示意图目前四十八页\总数六十二页\编于十点作业十字交通灯程序设计图4-37交通灯控制时序图目前四十九页\总数六十二页\编于十点3.特殊辅助继电器为有效地编写(SFC)图，需要采用数种特殊辅助继电器，较常用的主要有:M8000——RUN监视。PLC在运行过程中，需要一直接通的继电器。可作为驱动程序的输入条件或作为PLC运行状态的显示来使用。M8002——初始脉冲。在PLC由STOP→RUN时，仅在瞬间(1个扫描周期)接通的继电器。用于程序的初始设定或初始状态的置位。M8040——禁止转移。驱动该继电器，则禁止在所有状态之间转移。然而，即使在禁止转移状态下，由于状态内的程序仍然动作，因此，输出线圈等不会自动断开。M8034---驱动该继电器，所有输出都停止。其他特殊辅助继电器及其功能请参照各外围设备的手册。目前五十页\总数六十二页\编于十点4.5PLC程序设计方法比较下面将经验设计法和顺序控制设计法进行适当比较,以便设计时选用。采用经验设计法设计梯形图时，不可能找出一种简单通用的设计方法。顺序控制设计法将整个程序分成了控制程序和输出程序两个部分。由于步是根据输出Y的状态划分的，所以M和Y之间具有很简单的逻辑关系，输出程序的设计极为简单。而代表步的辅助继电器或状态继电器的控制程序，不管多么复杂，其设计方法都是相同的，并且很容易掌握。目前五十一页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社项目举例：工业自动清洗机系统工作过程：工作时将需要清洗的部件放在小车上，按启动按钮后小车自动进入清洗池制定位置A，首先加入酸性洗料，小车再继续前进到另一位置B，然后返回到位置A，打开排酸阀门将酸性洗料放出，完成一次酸洗后，再加入碱性洗料，清洗过程同酸洗。等碱性洗料完全放出后，小车从位置A回到起始位置，等待下次启动信号。控制要求：装完需要清洗的工件。按下启动按钮SB1，KM1吸合小车前进，到达限位SQ1位置停车，KM3吸合加入酸性洗料5分钟，KM1吸合小车继续前进到达限位SQ2位置停车，KM2吸合小车后退至SQ1处，KM5吸合放出酸性洗料5分钟，KM4吸合加入碱性洗料5分钟，KM1吸合小车继续前进到达限位SQ2处停止，KM2吸合退至SQ1位置，KM6吸合放出碱性洗料5分钟，KM2吸合小车退至初始SQ3位置，完成一个清洗周期。目前五十二页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社机械手的控制

机械手将工件从A点向B点传送。机械手的上升、下降与左移、右移都是由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的。抓手对工件的松夹是由一个单线圈两位电磁阀驱动气缸完成，只有在电磁阀通电时抓手才能夹紧。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、左移的顺序依次运动。它有手动、单步、一个周期和连续工作（自动）四种操作方式。目前五十三页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社机械手的控制

手动方式：是指用各自的按钮使各个负载单独接通或断开。回原点：按下此按钮，机械手自动回到原点。单步运行：按动一次启动按钮，前进一个工步。单周期运行（半自动）：在原点位置按动启动按钮，自动运行一遍后回到原点停止。若在中途按动停止按钮，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。连续运行（全自动）：在原点位置按动启动按钮，连续反复运行。若在中途按动停止按钮，运行到原点后停止。面板上的启动和急停按钮与PLC运行程序无关。这两个按钮是用来接通和断开PLC外部负载的电源。第四章可编程控制器程序设计目前五十四页\总数六十二页\编于十点初始状态指令IST状态初始化指令IST与STL指令一起使用，（用于自动设置多种工作方式的系统的顺序功能图），专门用来设置具有多种工作方式的控制系统的初始状态的输入继电器和特殊继电器。IST指令只能使用一次，它应放在程序开始的地方，被它控制的STL电路应放在它的后面。该系统的初始化程序如图4.46，用来设置初始状态和原点位置条件。IST指令中的S20和S27用来指定在自动操作中用到的最小和最大状态继电器的元件号，IST中的源操作数可取X、Y和M，图4.46中IST指令的源操作数X20用来指定与工作方式有关的输入继电器的首元件，它实际上指定从X20开始的8个输入继电器。当IST指令的执行条件满足时，初始状态继电器S0—S2和下列的特殊继电器被自动指定为下列功能。目前五十五页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社第四章可编程控制器程序设计机械手的控制初始化程序系统的初始化程序如图所示。用来设置初始状态和原点位置条件。目前五十六页\总数六十二页\编于十点清华大学出版社机械手的控制回原点方式程序回原点方式的顺序功能图如图所示，S1是回原点的初始状态。自动返回