机电传动控制

机电传动控制第一页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法

“经验设计法”

是依据设计者经验进行设计的方法，并无一定的章法可循。

“顺序控制设计法”

基本思想：将控制系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，从而作出顺序功能图(又称功能表图或状态转移图)，再转换成梯形图及指令表。

特点：条理十分清楚，无需考虑状态间的繁杂联锁关系。方便程序的阅读理解，使程序的检查与调试变得非常容易。是程序编制的重要方法及工具。

一、顺序控制及状态编程法第二页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法一、顺序控制及状态编程法控制要求：台车原来处于静止状态；①按下启动按钮SB，电机M正转，台车第一次前进；②碰到限位开关SQ1时，电机M反转，台车第一次后退。③碰到SQ2时，台车暂停5s；④延时时间到，台车第二次前进；⑤碰到SQ3时，台车第二次后退；⑥碰到SQ2时，台车暂停5s；重复上述过程。

例：台车往复运动控制第三页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法一、顺序控制及状态编程法前进后退延时前进后退

例：台车往复运动控制延时第四页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法类别元件编号个数用途及特点初始状态S0～S910用作SFC的初始状态返回状态S10～S1910多运行模式控制当中，用作返回原点的状态一般状态S20～S499480用作SFC的中间状态掉电保持状态S500～S899400具有掉电保持功能，停电恢复后需继续执行的场合，可用这些状态元件信号报警状态S900～S999100用作报警元件FX2N共有1000个状态元件，如下表所示。在不用步进指令时，状态元件可作为辅助继电器用于程序中。二、FX2N状态元件及状态转移图第五页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法二、FX2N状态元件及状态转移图状态转移图

(局部)第六页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法三、FX2N步进指令及状态梯形图FX2N系列PLC的步进指令有两条：

①步进接点指令STL

②步进返回指令RET

STL指令的意义为激活某个状态，在梯形图上体现为从主母线上引出的状态接点。

STL指令有建立子母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上进行。

RET指令用于返回主母线，必须在状态转移程序的结尾使用。第七页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法三、FX2N步进指令及状态梯形图

梯形图（采用基本指令和步进指令）

状态转移图

状态梯形图步进梯形图第八页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法三、FX2N步进指令及状态梯形图

梯形图（采用基本指令和步进指令）

第九页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法状态转移图

梯形图（采用基本指令和步进指令）

第十页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法三、FX2N步进指令及状态梯形图

状态转移图中，状态的三个要素：

①驱动负载②指定转移目标③指定转移条件其中指定转移目标和指定转移条件是必不可少的，而驱动负载则视具体情况，也可能不进行实际的负载驱动。

状态转移图

状态梯形图(步进梯形图)指令表转移目标负载转移条件STLS20LDX1SETS21STLS21OUTY1LDX2SETS22步进接点指令STL内的母线转移目标负载转移条件主母线第十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法

例：台车往复运动控制状态转移图

步进梯形图前进后退延时前进后退前进后退延时前进后退指令表LDSETSTLLDSETSTLLDIOUTLDSETSTLLDIOUTLDSETSTLOUTM8002S0S0X0S20S20Y2Y1X1S21S21Y1Y2X2S22S22T0K50T0S23S23Y2Y1X3S24S24Y1Y2X2S25S25T1K50T1S0LDSETSTLLDIOUTLDSETSTLLDIOUTLDSETSTLOUTLDOUTRETEND延时延时第十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.1步进指令与状态转移图表示方法

例：台车往复运动控制状态转移图

步进梯形图问题：①如何控制单个工作过程？②如何控制多个工作过程？③如何实现停止？X3采用按钮X3采用开关有多种方法第十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期日前进后退延时启动限位1限位2延时到9.3.2编制SFC图的注意事项和规则状态的转移方法，有如下所示两种。初始状态用双线框表示，

通常用特殊辅助继电器M8002

的常开触点提供初始信号。采用应用指令

FNC40（ZRST）（区间复位指令）进行状态的复位。当X10有脉冲信号，S0～S22同时复位实现全部工作停止向下一状态转移向分离状态转移第十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则可在状态内处理的基本指令（即步进接点指令STL内的母线所包含的内容）如下表所示：S20状态内S21状态内第十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则输出的驱动方法（b）对应的指令表：STLS20OUTY20OUTY22LDX5OUTY21Y22不能编程Y22可以编程第十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则栈指令的位置指令表：STLS20LDX2MPSANDX3OUTY21MRDANDX4OUTY22MPPANDX5OUTY23第十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则在不同的步进段，允许有重号的输出。

（注意：状态号不能重复使用）在不相邻的步进段，允许使用同一地址编号的定时器。注意：在相邻的步进段不能使用状态转移时，若需保持某一个输出，可采用置位指令SET，当该输出不需要再保持时，可采用复位指令RST。第十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则例：十字路口交通灯控制

时序图

梯形图（采用基本指令）

T0T2T3T4T1T5T6T7●●●●●●●●●●●●●●●●●●第十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则状态转移图

例：十字路口交通灯控制

时序图T6T7●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●S0●●OS20T0●●①S21T1●●②S22T2●●③S23T3●●④S24T4●●⑤S25T5●●⑥第二十页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则例：十字路口交通灯控制

●●●●●●●●●●●●●●步进梯形图状态转移图

第二十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则状态转移图

●●●●●●●●●●●●●●步进梯形图

梯形图●●●●●●第二十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则工艺流程示意图

PLC的I/O配置图

例：搬运机械手的控制状态转移图

梯形图（采用基本、步进指令、应用指令）指令表第二十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则状态转移图

例：搬运机械手的控制第二十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则例：搬运机械手的控制状态转移图

PLC的I/O配置图

第二十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则梯形图（采用基本、步进、应用指令）

状态转移图

例：搬运机械手的控制第二十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则梯形图（采用基本、步进、应用指令）

指令表LDX5ZRSTS0S27LDM8002SETS0STLS0LDIY2ANDX2ANDX4OUTY0LDX6RSTY2RSTY1OUTY3LDX7……STLS27OUTY5LDX4OUTS0RETEND例：搬运机械手的控制第二十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则具有多种工作方式的系统的编程方式

例：搬运机械手的控制第二十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则例：搬运机械手的控制第二十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.2编制SFC图的注意事项和规则

状态梯形图(步进梯形图)例：搬运机械手的控制第三十页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制一、选择分支与汇合状态转移图

状态梯形图(步进梯形图)指令表STLS20OUTY0LDX0SETS21LDX10SETS31STLS21……LDX2SETS40STLS31……LDX12SETS40STLS40……第三十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制二、并联分支与汇合状态转移图

状态梯形图(步进梯形图)指令表STLS20OUTY0LDX0SETS21SETS31……STLS22……STLS32OUTY11STLS22STLS32LDX10SETS40STLS40……第三十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制一、选择分支与汇合状态转移图

状态梯形图(步进梯形图)二、并联分支与汇合

状态梯形图(步进梯形图)第三十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制一、选择分支与汇合状态转移图

二、并联分支与汇合状态梯形图(步进梯形图)ⓐⓐ第三十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制(b)跳转三、跳转与循环(a)循环(c)向流程外跳转(d)自复位……LDX0OUTS21…………LDX1OUTS33…………LDX2OUTS52…………LDX3RSTS62……第三十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制例：多台电机顺序启停控制LDSETSTLLDSETSTLSETOUTLDOUTLDANISETSTLSETOUTLDOUTLDANIM8002S0S0X0S20S20Y1T1K20X1S25T1X1S21S21Y2T2K30X1S24T2X1S22S22Y3X1S23S23Y3T3K30T3S24S24Y2T4K20T4S25S25Y1Y1S0SETSTLSETLDSETSTLRSTOUTLDSETSTLRSTOUTLDSETSTLRSTLDIOUTRETEND状态转移图

指令表跳转第三十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制例：大小球分检装置控制①下降②1吸小球②2吸大球③1上

升③2上

升④1右行到小球箱④2右行到大球箱原位⑤下降⑥放球⑦上升⑧左行工艺流程示意图

选择第三十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制例：大小球分检装置控制状态转移图

①下降②1吸小球②2吸大球③1上

升③2上

升④1右行到

小球箱④2右行到

大球箱原位⑤下降⑥放球⑦上升⑧左行选择第三十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制例：大小球分检装置控制状态转移图

指令表LDSETSTLLDANDANIOUTLDANDSETSTLOUTOUTLDANDSETLDANISETM8002S0S0X1X3Y0Y7X0Y7S20S20Y1T1K20T1X2S21T1X2S24S21Y0……X4S27S24Y0……X5S27S27Y1……S30S30Y4X1S0STLSET……LDSETSTLSET……LDSETSTLOUT……SETSTLOUTLDOUTRETEND选择第三十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期日●●●●●●●●●●●●●●9.3.3多流程步进顺序控制例：十字路口交通灯控制

单流程控制T6T7●●●●●●S0●●OS20T0●●①S21T1●●②S22T2●●③S23T3●●④S24T4●●⑤S25T5●●⑥状态转移图

时序图第四十页，共六十八页，编辑于2023年，星期日选择9.3.3多流程步进顺序控制●●●●●●S31T4●S34T7●S0●●●T0S20C0●T2S22T1S21●T3S23●S24●S30S32T5S33T6●C1例：十字路口交通灯控制

状态转移图（并行流程）

双流程控制东西方向南北方向60s60s时序图并行东西方向南北方向循环第四十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制状态转移图

（并行流程）

●●●●●●●●●●例：十字路口交通灯控制

选择并行循环第四十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制指令表状态转移图LDSETSTLOUTOUTLDSETSETSTLOUTOUTLDSETSTLOUTLDSETSTLOUTOUTOUTLDM8002S0S0Y6Y0X0S20S30S20Y0T0K250T0S21S21T1K5T1S22S22Y0T2K5C0K3T2C0S21T2C0S23S23Y0T3K20T3S24S24Y2C0S30……C1S24S34T7S0ANIOUTLDANDSETSTLOUTOUTLDSETSTLOUTRSTSTL……RSTSTLSTLLDOUTRETEND第四十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期日●●●●●●●●●●9.3.3多流程步进顺序控制例：十字路口交通灯控制状态转移图

（并行流程）

●●●●●●●●●●●●●●状态转移图（单流程）

S21·T1S22·T2S32·T5S33·T6T6T7脉冲发生器方法2方法1（每种方法适用各种流程）第四十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制①某压力机的冲压头初始时停在上面，限位开关X2接通，②按下起动按钮X0，Y1控制的电磁阀线圈通电，冲压头下行。③压到工件后压力升高，使压力继电器接点X1接通，用T0保压5秒，④延时到，Y1断电，而Y2控制的电磁阀线圈通电，冲压头上行。⑤返回初始位置时碰到限位开关X2，

Y2断电，冲压头停止上行，然后延时10秒。至此完成一次工作过程。⑥自动循环完成上述工作过程。重复5次后，使Y3控制的报警信号灯发出亮1秒、灭0.5秒的闪光信号，30s后停止报警。例：压力机的控制选择循环第四十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制状态转移图(2)

状态转移图(1)

例：压力机的控制选择循环第四十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制有三台电动机M1、M2、M3动作时序如下图所示。启动后，各电动机循环工作，同时循环340秒时，各电动机停止工作，并立即使报警信号灯HL发出亮1秒、灭0.5秒的闪光信号，20秒后停止报警。再自动重复上述工作，并要求从启动后每工作一小时，电动机停止工作，等待重新启动。

例：三台电动机的控制时序图PLC的I/O配置图

第四十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.3多流程步进顺序控制状态转移图

时序图PLC的I/O配置图

例：三台电动机的控制20秒

闪光亮1秒灭0.5秒34秒×10次＝340秒启动/停止(340＋20)×10

＝3600秒34秒T0

T1T2T3T4T534秒选择循环并行第四十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期日

顺序控制设计法中，顺序功能图(又称功能表图或状态转移图)中的“步”，可以采用两种元件：状态S、辅助继电器M，从而使梯形图有多种编程方式。

顺序控制梯形图的编程方式使用STL指令的编程方式使用SFTL指令的编程方式

使用起保停电路的编程方式

以转换为中心的编程方式9.3.4实现顺序控制的其它方法“步”采用辅助继电器M“步”采用状态S下面主要介绍“步用M”

方式一：使用SFTL指令的编程方式

前面已经介绍适用于各种PLC第四十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法编程方法总结经验设计法顺序控制设计法方法一梯形图采用基本指令状态转移图：步进梯形图状态梯形图采用基本指令和步进指令方法二梯形图采用基本指令和SFTL指令方法三“步”采用辅助继电器M“步”采用状态S第五十页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法

位右移指令

FNC34SFTR

（SFTRP）的应用举例应用指令的通则操作数执行条件目标操作数功能号和助记符源操作数其他操作数FNC34SFTR无“P”为连续执行方式即每个扫描周期执行一次有“P”为脉冲执行方式即每个输入脉冲执行一次“步用M”

方式一第五十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法

位右移指令FNC34SFTR的应用举例⑴连续执行方式⑵脉冲执行方式“步用M”

方式一第五十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法

位左移指令FNC35SFTL的应用举例⑴连续执行方式⑵脉冲执行方式“步用M”

方式一第五十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法

比较：F1

系列的SFT

指令、FX系列的SFTL指令F1系列16位的移位寄存器八进制编号：M100～M107M110～M117FX系列的移位寄存器，根据需要来组合位数“步用M”

方式一（F系列的移位寄存器参见P200）第五十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法“步用M”

方式一使用STL指令的编程方式

“步”采用状态S使用SFTL指令的编程方式

“步”采用辅助继电器M例：搬运机械手的控制顺序功能图状态转移图

第五十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法“步用M”

方式一顺序功能图例：搬运机械手的控制使用SFTL指令目标操作数其他操作数源操作数移位输入：从上而下各支路依次接通，对应相邻两个工序的转移条件，每接通一次，进行一次移位，表示完成上工序、开始下工序。K1表示移一位表示M1～M9对应8个工序＋1个复位M0表示工序原位位左移指令步序条件梯形图初始复位移位负载第五十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法“步用M”

方式一顺序功能图例：搬运机械手的控制使用SFTL指令

原点①下降②夹紧③上升梯形图初始复位移位负载第五十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法ⓐ“步用M”

方式一顺序功能图例：搬运机械手的控制使用SFTL指令按钮＝单周启动开关＝多周启动初始条件成批复位左移一位梯形图初始复位移位负载单周停止多周停止按钮＝立即停止每周结束时复位送电时复位第五十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期日⑧M8

左行⑦M7

上升⑤M5

下降9.3.4实现顺序控制的其它方法ⓐ“步用M”

方式一顺序功能图例：搬运机械手的控制使用SFTL指令M0

原位①M1

下降②M2

夹紧④M4

右行⑥M6

放松驱动负载③M3

上升梯形图初始复位移位负载第五十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法ⓐⓐ使用SFTL指令“步用M”

方式一梯形图（采用基本指令和应用指令）

例：搬运机械手的控制㈠㈡㈣㈢初始条件㈠㈡成批复位㈢左移一位㈣驱动负载第六十页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法“步用M”

方式一顺序功能图梯形图指令表LDX2ANDX4……OUTM0LDM8002ORM9ORX5ZRSTM0M9LDM0ANDX0LDM1ANDX1ORBLDM2……SFTLM0M1K9K1……例：搬运机械手的控制梯形图初始复位移位负载初始复位移位负载第六十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期日9.3.4实现顺序控制的其它方法“步用M”

方式一顺序流程图初始条件成批复位左移一位梯形图例：台车往复运动控制I/O配置图

单周复位单周启动单周停止⑤①②④⑥③复位M7原位M5M0M1M2M4M6M3单周运行第六十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期日⑤①②④⑥③复位M7原位M5M0M1M2M4M6M3启停服务初始条件成