《可编程控制器应用》课件-项目三 步进顺控指令及其应用

可编程序控制器及其应用项目三步进顺控指令及其应用

任务一状态转移图及步进顺控指令

项目三步进顺控指令及其应用基本概念什么是顺序控制

就是按照生产工艺的流程顺序，在各个输入信号及内部软元件的作用下，使各个执行机构自动有序地运行。使用顺序功能图设计程序时，首先应根据系统的工艺流程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图或写出指令表。

项目三步进顺控指令及其应用基本概念顺序控制方式特点

用梯形图或指令表方式编程固然为广大电气技术人员接受，但对于一些复杂的控制程序，尤其是顺序控制程序，由于其内部的联锁、互动关系极其复杂，在程序的编制、修改和可读性等方面都存在许多缺陷。因此，近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外增加了符合IECll313标准的顺序功能图语言。顺序功能图（SequentialFunctionChart，SFC）是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形语言，专门用于编制顺序控制程序。三菱FX1N系列PLC，在基本逻辑指令之外还增加了两条简单的步进顺控指令，同时辅之以大量的状态继电器，用类似于SFC语言的状态转移图来编制顺序控制程序。

项目三步进顺控指令及其应用任务一状态转移图及步进顺控指令任务二步进顺控的编程方法

任务三选择性流程与并行性流程的程序编制任务四复杂流程及跳转流程的程序编制

实训11机械手的PLC控制

实训12工业洗衣机的PLC控制

实训13电动机正反转能耗制动的PLC控制

实训14自动交通灯的PLC控制

目录知识目标

1、了解PLC工作的流程图和状态继电器。

2、理解状态转移图的概念。

3、了解步进顺控指令。能力目标

1、学会编制工作流程图。图3-1工作流程图

2、学会设计状态转移图，掌握其设计方法和步骤。

3、学会步进顺控指令的格式。情感目标

1、培养逻辑分析能力。

2、养成严谨认真的工作习惯。

3、锻炼学生的沟通表达能力。

4、进一步培养学生的编程能力。

任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用一流程图任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用事例分析

首先，还是来分析一下项目二的电动机循环正反转控制的例子，其控制要求为：电动机正转3s，暂停2s，反转3s，暂停2s，如此循环5个周期，然后自动停止；运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。从上述的控制要求中，可以知道：电动机循环正反转控制实际上是一个顺序控制，整个控制过程可分为如下6个工序（也叫阶段）：复位、正转、暂停、反转、暂停、计数；每个阶段又分别完成如下的工作（也叫动作）：初始复位、停止复位、热保护复位，正转、延时，暂停、延时，反转、延时，暂停、延时，计数。任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用

各个阶段之间只要条件成立就可以过渡（也叫转移）到下一阶段。

由上图分析，我们可以很容易地画出电动机循环正反转控制的工作流程图，如图3-1所示。图3-1工作流程图二状态转移图

任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用

各状态转移图又称状态流程图，它是一种用状态继电器来表示的顺序功能图，是FX2N系列PLC专门用于编制顺序控制程序的一种编程方式。那么，如何将流程图转化为状态转移图呢？其实很简单，只要进行如下的变换：一是将流程图中的每一个工序（或阶段）用PLC的一个状态继电器来替代；二是将流程图中的每个阶段要完成的工作（或动作）用PLC的线圈指令或功能指令来替代；三是将流程图中各个阶段之间的转移条件用PLC的触点或电路块来替代；四是流程图中的箭头方向就是PLC状态转移图中的转移方向。2.1．状态转移图任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用2.2．设计状态转移图的方法和步骤1任务分解

将整个控制过程按任务要求分解，其中的每一个工序都对应一个状态（即步），并分配状态继电器。电动机循环正反转控制的状态继电器的分配如下：复位→SO，正转→S20，暂停→S21，反转→S22，暂停→S23，计数→S24。注意：虽然S21和S23这两个状态的功能相同，但它们是状态转移图中的不同状态，其状态继电器不同。任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用2.2．设计状态转移图的方法和步骤2功能作用分析

电动机循环正反转控制的各状态功能如下。SO：PLC初始复位、停止复位及热保护复位等功能；S20：正转、延时（驱动Y1、TO的线圈，使电动机正转3s）；S21：暂停、延时（驱动T1的线圈，使电动机暂停2S）；S22：反转、延时（驱动Y2、T2的线圈，使电动机反转3S）；S23：暂停、延时（驱动T3的线圈，使电动机暂停2S）；S24：计数（驱动CO的线圈，对循环进行计数）。任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用2.2．设计状态转移图的方法和步骤3转移条件和方向

找出每个状态的转移条件和方向，即在什么条件下将下一个状态“激活”。电动机循环正反转控制的各状态转移条件如下。SO：初始脉冲M8002、停止按钮（常开触点）XO、热继电器（常开触点）X2，并且，这3个条件是或的关系，另外，还有一个是从S24来的计数器的常开触点CO；S20：一个是起动按钮X1，另一个是从S24来的计数器的常闭触点CO；S21：定时器的延时闭合触点TO；S22：定时器的延时闭合触点T1；S23：定时器的延时闭合触点T2；S24：定时器的延时闭合触点T3。任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用2.2．设计状态转移图的方法和步骤4画状态转移图

根据控制要求或工艺要求，画出状态转移图。经过以上3步，可画出电动机循环正反转控制的状态转移图，如图3－2所示。图3-2电动机循环正反转控制的状态转移图任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用2.3．状态转移和驱动的过程

在右图中，SO为初始状态，用双线框表示，其他状态用单线框表示，垂直线段中间的短横线表示转移的条件，例如：X1动合点为S20的转移条件，TO动合点为S21的转移条件。状态方框右侧连接的水平横线及线圈表示该状态驱动的负载。

任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用2.3．状态转移和驱动的过程

图中的状态转移和驱动的过程如下。当PLC开始运行时，M8002产生一初始脉冲使初始状态SO置1，进而使ZRST（ZRST是一条区间复位指令，将在第5章学习）和RST指令有效，使S20至S24及CO复位。当起动按钮X1接通，状态转移到S20，使S20置1，同时SO在下一扫描周期自动复位，S20马上驱动Y1、TO(正转、延时）。当转移条件TO闭合，状态从S20转移到S21，使S21置1，同时驱动T1计时，而S20则在下一扫描周期自动复位，Y1、TO线圈也就断电。后面的状态S22、S23与此相似。当T3闭合，状态转移到S24，驱动计数器CO计数，若计数次数未到，CO的常闭触点接通，状态转移到S20，继续循环（共计5次）；若计数次数到了，CO的常开触点接通，状态转移到SO，使初始状态SO又置位，为下一次起动作准备。在上述过程中，若停止按钮XO或热继电器X2闭合，则随时可以使状态S20至S24及计数器CO复位，同时Y1、Y2、TO～T3的线圈也复位，电动机停止。任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用2.4．状态转移图的特点1、可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个状态。无论多么复杂的过程都能分解为若干个状态，有利于程序的结构化设计。

2、相对某一个具体的状态来说，控制任务简单了，给局部程序的编制带来了方便。

3、整体程序是局部程序的综合，只要搞清楚各状态需要完成的动作、状态转移的条件和转移的方向，就可以进行状态转移图的设计。

4、这种图形很容易理解，可读性很强，能清楚地反映全部控制的工艺过程。

特点三状态继电器

任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用

状态继电器是构成状态转移图的基本元素，是PLC的软元件之一。状态继电器除了在状态转移图中使用以外，也可以作一般的辅助继电器用，它们的触点在PLC梯形图内可以自由使用，次数不限。FX2N系列PLC的状态继电器的分类、编号、数量及用途如下页表所示。基本概念任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用类别符号、点数用途初始状态S0～S9，10点用于SFC的初始状态返回状态S10～S19，10点用于返回原点状态一般状态S20～S499，480点用于SFC的中间状态掉电保持状态S500～S899，400点用于保持停电前状态信号报警状态S900～S999，100点用作报警元件表3-1FX2N系列PLC的状态继电器

四步进顺控指令

任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用FX2N系列PLC的步进顺控指令有两条：一条是步进触点（也叫步进开始）指令STL（StepLadder），一条是步进返回（也叫步进结束）指令RET。利用这两条指令，可以很方便地编制状态转移图的指令表程序。

基本概念任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用4.1．STL指令STL步进触点指令用于“激活”某个状态，其梯形图符号为┤STL├。在梯形图上体现为从主母线上引出的状态触点，有建立子母线的功能，以使该状态的所有操作都在子母线上进行，状态转移图和状态梯形图的对应关系如图3－3所示。图3-3状态转移图和状态梯形对应关系任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用4.1．STL指令STL触点一般是与左侧母线相连的常开触点，当某一步被“激活”成为活动步时，对应的STL触点接通，它右边的电路被处理，即该步的负载线圈可以被驱动。当该步后面的转移条件满足时，就执行转移，即后续步对应的状态继电器被SET或OUT指令置位，后续步变为活动步，同时原活动步对应的状态继电器被系统程序自动复位，原活动步对应的STL触点断开，其后面的负载线圈复位（SET指令驱动的除外）。STL触点驱动的电路块具有3个功能，即对负载的驱动处理、指定转移条件和指定转移目标（即方向）。STL触点驱动的电路块可以使用标准梯形图的绝大多数指令（包括应用指令）和结构。

任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用4.2．RET指令RET指令用于返回主母线，其梯形图符号为－RET。该指令使步进顺控程序执行完毕时，非状态程序的操作在主母线上完成，防止出现逻辑错误。状态转移程序的结尾必须使用RET步进返回指令。基本概念任务一状态转移图及步进顺控指令项目三步进顺控指令及其应用4.2．RET指令