三菱FX2N系列PLC的步进指令

本章导读本章介绍专门用于步进顺控过程的步进顺控指令及其编程方法——状态转移图法。要求掌握用SFC语言来描述复杂的步进顺控过程的设计思路，掌握单流程结构、选择与并行分支结构以及循环结构的状态编程；要求能用结构化程序设计的特点来分析与设计用SFC语言编制的分支与集合的组合状态流程；要求能熟练的使用FXGP编程软件，设计步进梯形图、指令表和SFC，并能灵活地将SFC转换成步进梯形图。第4章三菱FX2N系列PLC的步进指令

7/8/202414.1.1SFC图的特点与例如例3.2对图3.3动力头1运动控制，分解为几个工步，从而得到了图3.4动力头1的工作流程图。也可以用梯形图来表示动力头1的动作，如图4.1〔a〕所示。4.1状态转移图SFC1图4.1动力头1的状态编程

7/8/20242比较图4.1〔a〕和图3.4，可看出，用SFC语言编制的流程图，要比梯形图编制的程序来得形象、直观、可读性好，清晰地反映了控制的全过程。它将一个复杂的控制过程，分解成假设干个工步，起到了化难为简的作用，也符合结构化程序设计的特点。FX2N系列的PLC增加了两条步进顺控指令，辅以大量的状态元件，就可以用SFC语言的状态转移图编程。在图3.4中将工步1～3用状态S20～S22来代替，将原位状态用S2表示；启动按钮SB2用X000来表示，行程开关输入SQ2、SQ4和SQ1是工步间切换主令，正好相应地用X002、X004和X001来表示各状态间的转换条件；得到动力头1状态转移图，如图4.1〔b〕所示。4.1.1SFC图的特点与例如27/8/202434.1.2FX2N的状态软元件1FX2N系列PLC共有1000个状态元件〔状态存放器〕，是构成步进顺控指令的重要元素，也是构成状态转移图的根本元件，FX2N的状态元件详细参看表A。状态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～S499用作SFC的中间状态；S500～S899电池后备，在掉电时也能保存状态；S900～S999用作报警元件。目的元件Y、M、S、T、C和F〔功能指令〕均可由状态S的接点来驱动，也可由各种接点的组合来驱动。当前状态可由单独接点作为转移条件，也可由各种接点7/8/202444.1.2FX2N的状态软元件2的组合作转移条件。当CPU执行步进顺控程序时，扫描与某状态相连的梯形图，同扫描与主控接点相连的梯形图是一样的。假设该状态为1，相当于主控接点闭合；假设该状态为0，相当于主控接点断开。在图4.1〔b〕SFC中:第1工步初始状态S2,按下SB2，常开X000接通，转移条件满足，状态转移进入S20。电动机M正转，动力头1前进。第2工步当动力头1压下终点限位开关SQ2时，常开X002接通，常闭X002断开，状态从S20转移到S21，在S21状态，因常闭X002断开，输出线圈Y001失电，电机停转，动力头1处在等待状态。同时，因常开X002闭7/8/202454.1.2FX2N的状态软元件3合，将同时起动动力头2前进。〔图3.3中没有画出动力头2，完整的图请看第3章习题中的图3.49〕。第3工步当动力头2压下终点限位开关SQ4时，常开X004接通，状态从S21转移到S22。在S22状态，常开X004接通，输出线圈Y003得电，电机M反转，动力头1后退〔常开X004接通，也将同时使动力头2后退,但在梯形图中未画〕。当动力头1到达原位后压下原位行程开关SQ1，使常闭X001断开，电动机M停转，动力头停在原位，完成一次工作循环。7/8/202464.1.3状态转移图的编制方法

1例4.1画出例3.2动力头1的状态转移图。解:〔1〕状态分配工作过程按工步分解，工步对应状态，状态分配如第1、2列。〔2〕状态输出状态输出是要明确每个状态的负载驱动与功能，如第3列。〔3〕状态转移状态转移是要明确状态转移条件和方向，如第4列。转移条件X000成立时，将从状态S2到S20，即动力头1前进；转移条件表4.1动力头1的状态分配7/8/202474.2步进指令与状态编程X002成立时，将从S20转移到S21，即动力头1等待；转移条件X004成立时，将从S21转移到S22，即动力头1后退；转移条件X001成立时，将从S22回到初始状态S2。由此可给出动力头1状态转移图，如图4.1〔b〕。4.2.1步进指令STL、RET11．指令用法说明〔1〕STL〔步进阶梯〕：与主母线连接常开接点指2表4.2步进指令

7/8/202484.2步进指令与状态编程2令，STL接点用两个小矩形组成的常开接点来表示〔2〕RET〔返回〕：返回主母线指令。2．由实例初识步进指令图4.2〔a〕～〔c〕为动力头1的局部状态转移图、步进梯形图和指令表。〔1〕STL接点〔或称步进接点〕的左端总是与梯形图左母线相连，而与其右端相连的接点要用LD或LDI指令，如图4.2〔c〕中的“16LDX004”、”20LDIX001”等。也就是说，步进阶梯指令STL有建立子母线的功能，当某个状态被激活时，步进梯形图上的母线就移到子母线上，所有操作均在子母线上进行。由此可见，步进指令具有主控功能。7/8/202494.2步进指令与状态编程3〔2〕STL指令仅对状态元件S有效，不能用于非状态元件，只有步进接点才能驱动状态元件S，如图4.2〔c〕中的“13STLS21”。使用STL指令后的状态元件，才具有步进控制功能。当不用于状态时，状态元件S与普通图4.2动力头1局部状态的编程7/8/2024104.2步进指令与状态编程4继电器完全一样，可使用LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、SET和RST等指令。无论S元件是否用于状态，其接点都可当作普通继电器的接点一样地使用。〔3〕当一个新状态被STL指令置位时，其前一状态就自动复位。如图中的S22被驱动时，S21就自动复位。〔4〕步进接点接通时，与其相连的电路才可执行，此时也可直接或用普通的常开/常闭接点驱动线圈，如步序14～15用普通常闭接点驱动线圈Y002。步进接点断开时，与其相连的电路就会停止执行；假设要保持普通线圈的输出，可使用有自保功能的SET和RST，如图4.2〔c〕中的“21OUTY003”，改为“SETY003”，就能保持Y003的输出。137/8/2024114.2步进指令与状态编程5〔5〕当将LD或LDI点返回主母线时，需要使用步进返回指令RET。图4.2〔c〕中的“25RET”指令指示状态流程的结束，返回主程序，即在主母线上继续执行非状态程序。4.2.2单流程SFC与步进梯形图编程1．单流程SFC单流程的SFC是最根本的结构流程,它由顺序排列、依次有效的状态序列组成，每个状态的后面只跟一个转移条件，每个转移条件后面也只连接一个状态，如图4.3〔a〕所示。在图4.3〔a〕中，当状态S20有效时，假设转移条件X001接通，状态将从S20转移到S21，一当转移完成，S20同7/8/2024124.2.2单流程SFC与步进梯形图编程

1时复位。同样，当状态S21有效时，假设转移条件X002接通，将从S21转移到S22，转移完成，S21同时复位。依次类推，直至最后一个状态。图4.3单流程的SFC编程

7/8/2024134.2.2单流程SFC与步进梯形图编程

22．步进梯形图程序设计在梯形图中引入步进接点和步进返回指令后，就可从SFC图转换成相应的步进梯形图和指令表。从图4.3抽出一有代表性的状态S21，其相应的SFC、步进梯形图和指令表，如图4.4〔a〕～〔c〕所示。比较它们之间的关系，提供了一个从SFC转换成步进梯形图和指令表的模板。图4.4状态编程的模板

7/8/2024144.2.2单流程SFC与步进梯形图编程

3〔1〕状态编程规那么每个状态具有三个功能：驱动负载指定转移方向指定转移条件后两个功能是必不可少的，没有负载的状态就不必进行负载驱动。抽出S21状态来看的图4.4〔b〕中，当STL接点接通，S21有效，先用OUT驱动负载Y002，后用SETS22决定转移方向，下一状态为S22。①初始状态的编程初始状态是指一个顺控工艺过程最开始的状态，对应于状态转移图起始位置的状态就是初始状态。S0～S9专用作初始状态。7/8/2024154.2.2单流程SFC与步进梯形图编程

4初始状态编程须在其它状态前，开始运行后，初始状态可由其它状态来驱动，如图4.1〔b〕中是用S22来驱动初始状态S2的。但首次开始运行时，初始状态必须用其它方法预先驱动，否那么状态流程就不能进行。可利用系统的初始条件，如可由PLC从STOP→RUN切换瞬间的初始脉冲使M8002接通来驱动初始状态，如图4.5所示。更好的初始状态编程可用后述的IST指令来编制。每一初始状态下的分支数总和不能超过16个，从每一个分支点上引出的分支不能超过8个，所以超过8个的分支不能集中在一个分支点上引出。2图4.5初始状态S2的驱动梯形图

7/8/2024164.2.2单流程SFC与步进梯形图编程

5②一般状态的编程一般状态组件须在其它状态后参加STL指令，来进行驱动，即不能用除状态组件之外的其它方式驱动。一般状态编程时，必须先负载驱动，后转移处理。所以，都要使用步进接点STL指令，以保证负载驱动和状态转移都是在子母线上进行。如在图4.3〔b〕中，拿状态S20来看，当S20的STL接点被接通后，先是用OUT指令驱动输出线圈Y000，然后才是用SETS21指令决定转移方向，转向下一相邻状态S21。状态组件不可重复使用。③相邻的两状态中不能用同一定时器，否那么会导致定时器没有复位时机，而引起混乱；在非相邻的状态中可使用同一个定时器，如图4.6所示。7/8/2024174.2.2单流程SFC与步进梯形图编程

6④连续转移用SET，非连续转移用OUT如在图4.2〔b〕中，从状态S22向初始状态S2转移时，程序中用的是OUT指令，而不能用SET指令。⑤在STL与RET指令间不能用MC、MCR指令；MPS指令也不能紧接着STL指令后用。在子程序或中断效劳程序中，不能使用STL指令；在状态内部最好不用跳转指令CJ，以免引起混乱。图4.6相邻状态不能使用同一个定时器

7/8/2024184.2.2单流程SFC与步进梯形图编程

7〔2〕状态编程的特点每次只考虑一个状态，而不必考虑其它状态，使编程更容易，特别适用于时间和位移等顺序的控制过程。只有STL接点接通，该状态的负载驱动和状态转移才能被扫描执行。反之，就不能执行。因此，除初始状态外，其它状态只有在转移条件成立时才能被前一状态置位而激活，一旦下一状态激活，前一状态就自动关闭，就象是一环扣一环的链表，不相邻状态间的繁杂联锁关系将不复存在。在状态编程的最后，须用步进返回指令RET，从子母线返回主母线。如在图4.21〔b〕中，假设没有RET指令，会将后面的所有程序还看成是当前状态S22中的指令，也包括了最开始处的指令，就会引起程序出错。7/8/2024194.2.3用三菱FXGP软件设计SFC11．视图菜单梯形图视窗编辑梯形图，指令视窗编辑指令表，SFC视窗和内置梯形图视窗编辑SFC图。可用图4.7所示视图菜单来选择进入不同的视窗：①“视图_梯形图”，进入梯形图编辑窗口。②“视图_指令表”，进入指令表编辑窗口。③“视图_SFC”，进入SFC编辑窗口。④用视图菜单命令：“视图_内置梯形图”，进入内置梯形图编辑窗口。2．SFC视窗进入FXGP并新建或翻开一个程序文件后图4.7视图菜单7/8/2024204.2.3用三菱FXGP软件设计SFC22．SFC视窗就可用菜单命令：“视图_SFC”，进入SFC窗口，如图4.8所示。〔1〕工具栏中的视图与转换按钮图4.8SFC视窗

7/8/2024214.2.3用三菱FXGP软件设计SFC3使用图4.8SFC视窗上部的工具栏按钮将使操作更为快捷，下面是几个比较常用的视图与转换按钮。梯形图、指令表和SFC可以互相转换，它们之间关系如图4.9所示。如果在SFC视窗中画好了一个SFC图〔包括表4.3几个常用的视图与转换按钮功能7/8/2024224.2.3用三菱FXGP软件设计SFC4其内置梯形图〕，只要用鼠标左键单击转换按钮，那么再单击指令表按钮，就可得到对应的指令表，单击梯形图按钮，就可得到对应的梯形图。如果先画好的是梯形图，情况也一样。如果先编好的是指令表，碰到转换不到SFC图时，可以先转换到梯形图视窗，单击转换按钮后，再转到SFC视窗就可以得到对应的SFC图了。如果SFC视窗是翻开的，需要刷新窗口，即将SFC视窗关闭一次后，再翻开才能得到对应的SFC图。总之，FXGP中梯形图、指令表和SFC图可以互相转换的这种关系，使得用户只要编出一种程序，就可以得到另外两种，大大提高了编辑PLC用户程序的效率。图4.9提醒用户,在SFC编辑窗口建立一个SFC程序和内7/8/2024234.2.3用三菱FXGP软件设计SFC5置梯形图以后，一定要将其转换为指令表。即不但在画好了每个内置梯形图后，要按转换按钮，在画好整个SFC后，也要按转换按钮。这是因为，未经转换的SFC程序在SFC编辑窗口关闭时会被擦除。图4.9梯形图、指令表和SFC图之转换关系

7/8/202424〔2〕功能键功能键是用来输入各种SFC图的符号的，每个功能键能在SFC程序中输入的符号如表4.4所示。说明如下：①表中的第一列为“事项”，表示产生的SFC符号的名称；表中的第二列为“屏幕显示的符号”，表示产生的SFC符号；表中的第三列为“功能键”，表示产生第二列的SFC符号要按下的功能键；表中的第四列为“备注”，作了一些必要的说明。②表中的符号是表示按下Shift键不放，同时单击F4功能键按钮〔或按F4功能键〕。③从表4.4的第3、4行可以看到，初始状态是双线框，而一般状态是单线框，但是它们都是用来产生的，怎样区分呢？正如表4.4第3行的备注栏所说，软件会根据状态号自动区分。④表4.4中最后三行是画分支集合线，需要通过练习来体会掌握画法，软件也会按所画符号位置自动识别为选择或并行分支线。4.2.3用三菱FXGP软件设计SFC67/8/202425表

4.4

用

功

能

键

输

入

SFC

中

的

符

号

表7/8/2024264.2.3用三菱FXGP软件设计SFC8图4.8SFC视窗左下部的有10个功能键按钮，如图4.10所示。其功能同按功能键F1～F10一样。图4.1010个功能键按钮

图4.11按下Shift键后的10个功能键按钮

如果按下Shift键不放，将会显示另外10个功能按钮：〔3〕光标位置与符号输入SFC视窗编辑区被划分成许多格子，每个格子从上到下又被划分成5个光标小区域。光标处于这些区域时能输入的符号如下面的图4.12所示。7/8/2024274.2.3用三菱FXGP软件设计SFC9图4.12光标所处区域与能输入的符号关系

7/8/2024284.2.3用三菱FXGP软件设计SFC10每个光标域能输入的符号说明如下：①光标域1：状态输入位，可输入用输入的状态框，并可调用菜单命令建立该状态对应的内置梯形图；可用F8输入阶梯块符号，并可调用菜单命令建立该阶梯块对应的内置梯形图；还可用F6或F7输入跳转和重置〔Reset〕符号。②光标域2：连接位，状态与下一步骤的连接位置。③光标域3：分支集合位，可选择分支或并行分支的集合处，在此位置可以用、和画各种分支集合线。软件能按所画符号位置自动识别为选择或并行分支线。④光标域4：过渡条件位，在此位置可以用输入转移条件，并可调用菜单命令建立该转移条件对应的内置梯形图。⑤光标域5：分支集合位，并行分支或可选择分支的集合处，在此位置可以用、和画各种分支集合线。软件能按所画符号位置自动识别为选择或并行分支线。7/8/2024294.2.3用三菱FXGP软件设计SFC114．SFC编程实例以图4.1〔b〕的SFC为例。建立SFC程序：先确定流程，后画内置梯形图。两局部应该单独编程。〔1〕SFC局部如图4.13〔a〕，SFC局部由阶梯块和状态块组成，编程时主要是输入SFC符号，以确定流程，。〔2〕内置梯形图局部如图4.13〔b〕，它是通过先选中相应的梯形块、状态块或转移条件后，用菜单命令：视图_内置梯形图来画的，在内置梯形图中要确定状态的负载输出和状态的转移条件。注意：在状态块后创立阶梯块时，FXGP将自动插入RET指令，用户不必输入RET指令。7/8/2024304.2.3用三菱FXGP软件设计SFC12图4.13用FXGP对图4.1〔b〕中的SFC编程7/8/2024314.2.3用三菱FXGP软件设计SFC13〔3〕SFC局部的行与列包括阶梯块在内的每个状态都有自己的行数，行数最多不能超过250行；每个状态都有自己的列数，列数最多不能超过16列。例4.2用三菱的FXGP编程软件,画出图4.1〔b〕动力头1的SFC图，并将其转换成相应的步进梯形图和指令表。解：〔1〕单击FXGP执行图标：进入FXGP软件的窗口。 图4.14SFC局部的行与列7/8/2024324.2.3用三菱FXGP软件设计SFC14〔2〕单击新文件按钮_出现如图4.15PLC类型设置对话框:选实际所用的PLC〔缺省为FX2N/FX2NC〕_按确认钮。用菜单命令：文件_另存为,将新建文件命名为EX42.PMW。当然，也可以在步进梯形图画好后关闭时，按程序提示将文件取名为EX42.PMW存盘。〔3〕用菜单命令：视图_SFC_进入SFC窗口，如图4.16所示。图4.15PLC类型设置

7/8/2024334.2.3用三菱FXGP软件设计SFC15图4.16SFC窗口

7/8/2024344.2.3用三菱FXGP软件设计SFC16〔4〕在SFC窗口中画出图4.1〔b〕所示的状态转移图，如图4.21〔a〕所示〔也可见图4.16的SFC窗口左边〕。画法如下：①光标定位后〔光标域1〕，按功能键F8，即出现标注为Ladder0的框，该框如图4.21〔a〕的状态转移图中的最上面所示。在Ladder0框选中后，用图4.7所示视图菜单命令：“视图_内置梯形图”画出对应的梯形图，画好后按转换按钮：,所画梯形图如图4.17所示。图4.17Ladder0的内置梯形图

②回到SFC窗口，光标定位在Ladder0框下一格的光标域1处。按功能键F5，即出现一个单线框。输入S2并按回车，单线框即变成了双线框，这就是初始步框S2。选中S2框下的横线，用命令：视图_内置梯形图，画好其内置梯形图，如图4.18所示。7/8/2024354.2.3用三菱FXGP软件设计SFC17③

回到SFC窗口，光标定位在S2框的下一格的光标域1处。按功能键F5，即出现一个单线框。输入S20并按回车，这就是工作步框S20。选中S20框，用菜单命令：视图_内置梯形图，画好相应的内置梯形图，如图4.19所示。选中S20框下的横线，用同样方法画好其内置梯形图，也如图4.19所示。

图4.18S2的内置梯形图

图4.19S20的内置梯形图

④

同样画好S21～S22工作步框及其相应的转移的内置梯形图。⑤回到SFC窗口，光标定位在S22框的下一格的光标域1处。按7/8/2024364.2.3用三菱FXGP软件设计SFC18⑦全部画好后的状态转移图如图4.21〔a〕所示。再按按钮，可得到相应的步进梯形图，如图4.21〔b〕所示。按按钮，可得相应的指令表，如图4.21〔c〕所示。为了便于比较，将图4.21〔a〕状态转移图和图4.21〔b〕梯形图也粘贴在图4.16窗口中。图4.20Ladder1的内置梯形图功能键F6，即出现一个黑色的箭头，在其旁标有Jump，输入S2并按回车，参看图4.21〔a〕。⑥回到SFC窗口，光标定位在Jump的下一格的光标域1处。按功能键F8，即出现Ladder1框。画好Ladder1框对应的内置梯形图为END，如图4.20所示。7/8/2024374.2.3用三菱FXGP软件设计SFC19图4.21Ladder1的内置梯形图

7/8/2024384.2.4多流程状态程序设计1图4.22为单流程SFC:只有一个转移条件并转向一个分支的单流程状态编程。图4.23为选择结构SFC：要按不同转移条件选择转向不同分支，执行不同分支后再根据不同转移条件集合到同一分支。图4.24为并行结构SFC：要按同一转移条件同时转向几个分支，执行不同的分支后再集合到同一分支。7/8/2024394.2.4多流程状态程序设计21．选择结构状态的编程〔1〕选择结构状态流程的特点在多个分支结构中，当状态的转移条件在一个以上时，需要根据转移条件来选择转向那个分支，这就是选择结构状态流程。在图4.23所示选择结构的SFC中，S20称分支状态，其下面有2个分支，根据不同的转移条件X001和X004来选择转向其中的一个分支。此2个分支不能同时被选中，当X001接通时，状态将转移到S21，而当X004接通时，状态将转移到S23，所以要求转移条件X001和X004不能同时闭合。当状态S21或S23接通时，S20就自动复位。S26称为集合状态，状态S22或S24根据各自的转移条件X003或X006向集合状态转移。一当状态S26接通时，前一状态S22或S24就自动复位。7/8/2024404.2.4多流程状态程序设计3〔2〕选择结构状态的编程选择结构状态的编程与一般状态编程一样，也必须遵循上节中已经指出的规那么。无论是从分支状态向各个流程分支散转时，还是从各个分支状态向集合状态集合时，都要正确使用这些规那么。例4.3对图4.23所示选择结构SFC编程，写出相应指令表。解：对应图4.23所示选择结构SFC的指令表如图4.25所示。①选择性分支的编程从分支状态S20散转的指令如步序7～13所示，转移条件X001和X004在同一时刻只能一个有效，一旦程序转移，另一转移条件再有效时程序也不会理会。选择性分支的用户程序仍遵循先负载驱动，后转移处理。步序15～18的指令是先对左边分支的状态S21编程，步序20～23的指令是后对右边分支的状态S23编程。7/8/2024414.2.4多流程状态程序设计4步序

指

令

4LD X0005SET S207STL S20选择分支的编程8OUT Y000先负载驱动9LD X00110SET S21后转移至左边分支12LD X00413SET S23后转移至右边分支15STL S21先对左分支S21编程16OUT Y00217LDX00218SET S2220STL S23再对右分支S23编程21OUT Y00422LD X00523SET S24步序指令25STL S22集合前先从左至26OUT Y003右负载驱动27STL S2428OUT Y00529STL S2630OUT Y00631LD X00732OUT S234STL S22从左分支转移至35LD X003集合点36SET S2638STL S24从右分支转移至39LD X006集合点40SET S2642RET43END图4.25指令表

7/8/2024424.2.4多流程状态程序设计5②选择集合的编程两个分支至S22和S24时，将向S26集合。集合状态的编程，也是先进行集合前的负载驱动，然后从左至右向集合状态转移，这是为了自动生成SFC图而追加的规那么。步序25～32的指令就是先进行集合前的状态S22、S24和S26的负载驱动，步序34～40的指令那么是后对从左至右向集合状态S26转移的编程。在集合程序中，每个状态都两次使用了STL指令，第一次是引导状态进行负载驱动，第二次那么是为状态转移指示方向。注意，分支与集合的处理程序中，不能用MPS、MRD、MPP、ANB、ORB指令。〔3〕选择结构SFC与步进梯形图的转换对选择结构SFC与梯形图转换时，关键是对分支和集合状态编程的处理。分支状态编程处理：先分支状态的驱动连接，再依次按7/8/2024434.2.4多流程状态程序设计6转移条件置位各分支的首转移状态组件，再从左至右对首转移状态先负载驱动，后转移处理。集合状态编程处理：先进行集合前各分支的最后一个状态和集合状态的驱动连接，再从左至右对集合状态进行转移连接。可见，每个状态也都两次使用了STL指令。例4.4将图4.23选择结构SFC图转换成相应的步进梯形图。解：对应图4.23选择结构SFC图的步进梯形图如图4.26所示①选择性分支的梯形图从分支状态S20散转的梯形图如图4.26中7～12步序间所画，可看到，选择性分支的梯形图，仍遵循先负载驱动，后转移处理。左边分支的状态S21和右边分支的状态S23的梯形图如15～22步序间所画，也是从左至右，逐个编程的。②选择性集合的梯形图两个分支至S22和S24时，将向S26集合。先进行集合前的状态7/8/2024444.2.4多流程状态程序设计7S22、S24和集合状态S26负载驱动，其梯形图如步序25～31间所画。后从左至右向集合状态S26转移，其梯形图如步序34～38间所画。在集合梯形图中状态S22和S24都两次使用了STL接点。第一次是引导状态进行负载驱动，第二次那么是为状态转移指示方向2．并行结构状态的编程〔1〕并行结构状态流程的特点假设某个状态的转移条件满足，将同时执行两个和两个以上分支，称为并行结构分支。图4.24所示即为并行结构的状态流程图，S20称分支状态，其下面有2个分支，当转移条件图4.26步进梯形图

7/8/2024454.2.4多流程状态程序设计8X001接通时，2个分支将同时被选中，并同时并行运行。当状态S21和23接通时，S20就自动复位。S26为集合状态，当两条分支都执行到各自最后状态，S22和S24会同时接通。此时，假设转移条件X003接通，将一起转入集合状态S26。一当状态S26接通，前一状态S22和24就自动复位。用水平双线来表示并行分支，上面一条表示并行分支的开始，下面一条表示并行分支的结束。〔2〕并行结构状态的编程并行结构状态的编程与一般状态编程一样，先进行负载驱动，后进行转移处理，转移处理从左到右依次进行。无论是从分支状态向各个流程分支并行转移时，还是从各个分支状态向集合状态同时集合时，都要正确使用这些规那么。例4.5对图4.24并行结构SFC图编程，写出相应指令表。解：对应图4.24所示并行结构SFC图的指令表如图4.27。①并行分支的编程7/8/2024464.2.4多流程状态程序设计9图4.27指令表

步序

指

令

4LDX0005SETS207STLS20并行分支编程8OUTY00先负载驱动

9LDX001后并行转移10SETS21转向左边分支12SETS23转向右边分支14STLS21先左分支S21编15OUTY002程16LDX00217SETS22

19STLS23再右分支S23编20OUTY004程21LDX00522SETS24步序指令24 STLS22集合前先从左25 OUTY003至右负载驱动26 STLS2427 OUTY00528 STLS26集合状态负载29 OUTY006驱动30 LDX00731 OUTS233 STLS22从左右分支34 STLS24同时向S26汇35 LDX003合点36 SETS2638 RET39 END7/8/2024474.2.4多流程状态程序设计10从分支状态S20并行转移指令如步序7～12，S20有效时只要转移条件X001接通，程序将同时向左右两分支转移，注意到这里用了两个连续的SET指令，这是并行分支程序的特点。接着，先对左分支S21编程，再对右分支S23编程，如步序14～22，可见，并行分支的用户程序仍遵循先负载驱动，后转移处理的。②并行集合的编程两分支至S22和S24时，将向S26集合。从左至右，先进行集合前状态S22、S24和集合状态S26负载驱动，其指令如步序24～31。此后将从左至右向集合状态S26转移，其指令如步序33～36。注意到用了两个连续的STL指令，这也是并行分支程序的特点。在集合程序中，这种连续的STL指令最多能使用8次。〔3〕并行结构SFC与步进梯形图的转换并行结构SFC与梯形图的转换时，关键是对并行分支和并行集合编程处理。7/8/2024484.2.4多流程状态程序设计11并行分支编程：先进行分支状态的驱动连接，再按转移条件同时置位各分支的首转移状态组件，这是通过连续使用SET指令来实现的。再从左至右对首转移状态先负载驱动，后转移处理。对并行集合的编程：先进行集合前各分支的最后一个状态和集合状态的驱动连接，再从左至右对集合状态进行同时转移连接，这是通过串联的STL接点来实现的。各分支的最后一个状态都两次使用了STL指令。例4.6将图4.24并行结构SFC图转换成相应的步进梯形图。解：对应图4.24并行结构SFC图的步进梯形图如图4.28。①并行分支的梯形图从分支状态S20并行转移的梯形图如图4.28中7～12步序间所画，S20有效时只要转移条件X001接通，程序将同时向左右两个分支转移，注意到这里用了两个连续的SET指令，这是并行分支梯形图的特点。左边分支的状态S21和右边分支的状态S23的梯形图7/8/2024494.2.4多流程状态程序设计12如14～21步序所画。可见，并行分支梯形图程序仍遵循先负载驱动，后转移处理，从左至右逐个编程。②并行集合的梯形图两分支至S22和S24时，将向S26集合。先进行集合前状态S22、S24和集合状态S26负载驱动，其梯形图如步序24～30所画。后从左至右向集合状态S26转移。图中S22和S24都两次使用STL接点，这是并行集合梯形图的特点。第一次是引导状态进行负载驱动，第二次STL接点串联那么表示状态转移的特点。只有左右两个分支均运行到最后状态S22和S24，且转移条件X003接通，才能转移至集合状态S26图4.28步进梯形图7/8/2024504.2.4多流程状态程序设计133．分支与集合组合编程已经介绍了三种根本结构流程：单流程的结构，选择性分支与并行分支结构。实际的PLC的状态转移图中也有不能拆分成根本结构的组合。在分支与集合流程中，各种集合的集合线或集合线前的状态上都不能直接进行状态的跳转。但是，按实际需要而设计的SFC中可能会碰到这种不能严格拆分成根本结构的情况，如下面的图4.30〔a〕和图4.31〔a〕的SFC所示。这样的分支与集合的组合流程是不能直接编程，在FXGP软件中对它们转换时将会提示SFC图出错，出错提示框如图4.29所示。图4.29FXGP软件的出错提示

7/8/2024514.2.4多流程状态程序设计14例4.7将图4.30〔a〕不可编程的SFC变换成可编程的流程结构。解:图4.30〔a〕所示SFC是一个选择性集合后的并行分支，集合线后没有中间状态，是不可编程的。可在集合线到平行分支线之间插入一个假想的中间状态S55，如图4.30〔b〕所示，以改变直接从集合线到下一个分支线的状态转移，使之变换成可编程的根本结构流程。图4.30选择后的并行分支的虚状态法7/8/2024524.2.4多流程状态程序设计16例4.8将图4.31〔a〕不可编程的SFC变换成可编程的流程结构。解：图4.31〔a〕所示SFC是一个并行集合后的选择性分支，平行线后没有中间状态，是不可编程的。可在并行线后插入一个假想的中间状态S55，如图4.31〔b〕所示，以改变直接从并行线到下一个分支线的状态转移，使之变换成可编程的根本结构流程。图4.31并行后选择分支的虚状态法

7/8/2024534.2.4多流程状态程序设计174．循环结构状态编程有时状态之间的转移并非连续的，而是要向非相邻的状态转移，称为状态的跳转。利用跳转返回某个状态重复执行一段程序称为循环。循环又可以分为单循环、条件循环和多重循环等。图4.32〔a〕为单循环。程序运行至S26时，假设转移条件X004接通，那么程序将跳转到上面的S21，并重复执行其下的一段程序，进行循环。从S26到S21的跳转一当完成，状态S26就自动复位。图4.32〔b〕为对应的指令表，注意到步序25是用OUT，而不是SET。即所有跳转，无论是同一分支内跳转，还是不同分支间跳转，都必须用OUT驱动；而相邻状态间的连续转移那么是用SET驱动，这是跳转和转移的根本区别。7/8/2024544.2.4多流程状态程序设计18图4.33〔a〕所示为条件循环。程序运行至状态S22时，假设转移条件X004接通，那么程序将跳转到前面的状态S21，如同单循环一样。从S22到S21的跳转一当完成，状态S22就自动复位。假设转移条件X003接通，那么将跳出循图4.32单循环SFC编程

7/8/2024554.2.4多流程状态程序设计19环，程序继续向下执行。可见，X003是循环的结束条件，此条件可以使用计数器的接点，来控制循环的次数。从S22到S26的转移一当完成，状态S22就自动复位。图4.33〔b〕所示即为对应的指令表，因为是跳转，步序23也是用OUT指令，而不是用SET指令。图4.33条件循环SFC编程

7/8/2024564.2.4多流程状态程序设计205．状态复位的编程可对其它任何一个状态进行复位，包括某个正在运行RST指令本身所在状态。编程方法如图4.34〔a〕，当状态S22有效时，假设X003接通，那么将从S22转移到S26，一图4.34复位处理的SFC编程

7/8/2024574.2.4多流程状态程序设计21当转移完成，S22复位，S26置位；假设X004接通，那么将正在运行的状态S22复位，该支路就会停止运行。如果要使该支路重新进入运行，那么必须使输入X000接通。6．操作方式与初始状态设定〔1〕操作方式在实际生产控制过程中，要求设备设置手动和自动不同的工作方式。手动：用各自按钮使各个负载单独接通或断开的方式，按动回原点按钮，被控制的机械自动向原点回归。自动方式分为全自动、半自动和单步三种方式。单步：按动一次启动按钮，完成一个工步操作。半自动〔单周期〕：在原点位置按启动钮后，设备就自7/8/2024584.2.4多流程状态程序设计22动运行一个循环，并在原点停止；假设在中途按动停止按钮设备就中断运行，再按启动按钮，那么将从断点处继续运行，回到原点自动停止。全自动〔连续运行〕：只要在原点位置按启动钮，设备就连续循环运行；假设中途按停止钮，动作将继续到原点为止。设置操作面板实现方式的选择，如图4.35〔a〕。假设将该操作面板用于例3.2动力头工作方式选择，应将选择开关SA与PLC的输入端相连，如图4.35〔b〕，并按此进行各种方式下的编程。图4.35〔b〕中为了保证X010～X014总是只有一个被选中，SA使用了旋转开关；另外，输出驱动的负载大时，也可通过中间继电器〔KA1～KA3〕去接通驱动接触器。7/8/2024594.2.4多流程状态程序设计23〔2〕初始状态设定对有多种运行方式的控制系统，应能自动进入所设置的运行方式，图4.35操作面板

7/8/2024604.2.4多流程状态程序设计24〔2〕初始状态设定对有多种运行方式的控制系统，应能自动进入所设置的运行方式，所以要求系统能自动设定与各个运行方式相应的初始状态。功能指令FNC60IST就能担当此重任，但为了使用此指令，必须指定具有连续编号的输入点，在图4.35〔b〕中也可以看到。各指定的输入点含义如表4.5所示。表4.5具有连续编号的输入点

7/8/2024614.2.4多流程状态程序设计25FNC60

IST功能指令格式：

指令含义：X010：操作方式输入的首组件号，S20：自动方式的最小状态号，S29：自动方式的最大状态号。X010开始的连续8个输入点的功能是固定的，如表4.5。FNC60满足条件时，下面初始状态被指定如下功能：S0 手动操作初始状态 M8041开始转移S1回原点初始状态 M8042启动脉冲S2自动操作初始状态 M8047STL监控有效 M8048 禁止转移一般配合初始状态指令的编程，必须指定具有连续编号的输入点，如果无法指定连续编号，那么要用辅助继电器7/8/2024624.2.4多流程状态程序设计26M作为IST指令的输入首组件号，这时仅要求8个M是连续的，然后用不连续的输入X去控制M就可以了。正在动作的状态按编号从小到大的次序保存在D8040～D8047中，最多8个。IST指令必须写在第一个STL指令出现之前，且该指令在一个程序中只能使用一次。7/8/2024634.3步进指令应用程序例如1例4.9流水行云――设计一个广告牌控制的PLC系统，广告牌以三个广告字彩灯组成。〔1〕功能要求①合启动钮SB2，彩灯HL0～HL2(Y000～Y002)按间隔.5s点亮。②至彩灯HL0～HL2全亮，维持.5s；此后全熄，也维持0.5s；要求全亮全熄闪烁三次。自动重复下一轮循环。〔2〕输入/输出端口设置彩灯PLC控制的I/O端口分配表如表4.6所示。表4.6彩灯PLC控制的I/O端口分配表

7/8/2024644.3步进指令应用程序例如2〔3〕状态表彩灯控制的状态表如表4.7所示，将彩灯控制分为两个工步。第1工步实现每隔0.5s依次点亮彩灯HL0～HL2。第2工步实现3灯全亮全熄，间隔为0.5s。各个状态的输出如第3列中所示，分别用Y000～Y002的输出来控制彩灯HL0～HL2。表4.7彩灯控制的状态表7/8/2024654.3步进指令应用程序例如3〔4〕状态转移图按表4.7彩灯控制的状态表，可画出等效的并行结构的SFC如图4.37所示。〔5〕步进梯形图和指令表彩灯控制的步进梯形图和指令表如图4.40〔a〕和图4.40〔b〕所示。状态S23中控制三灯全亮全熄的振荡电路如图4.40〔a〕中的步序32～39这两行的阶梯所画，振荡器由定时器T4和T5组成，Y000～Y002输出波形如图4.38所示。当步进接点S23接通时，T4和T5即每隔0.5s交替接通，Y000～Y002同时交替输出。接通时间由T4设定，断开时间由T5设定。〔6〕接线图如图4.39，SB2为彩灯启动用普通开关。图4.37状态转移图7/8/2024664.3步进指令应用程序例如4图4.40〔a〕彩灯控制梯形图7/8/2024674.3步进指令应用程序例如5图4.40〔b〕彩灯控制指令表7/8/2024684.3步进指令应用程序例如6图4.39PLC彩灯控制接线图

图4.38振荡器的波形图

7/8/2024694.3步进指令应用程序例如74.11设计一个给咖啡发放三种不同量糖的SFC程序。解：控制程序中的加糖局部，为物料混合逻辑顺序控制。〔1〕功能要求①每按运行钮SB2一次，咖啡机运行一个加糖周期。②在操作面板上设置三个按钮：NONE、1Sugar、2Sugar分别选择发放三种不同量的糖：不加、1份、2份。7/8/2024704.3步进指令应用程序例如8〔2〕输入/输出端口设置咖啡机加糖PLC控制的I/O端口分配如表4.8所示。〔3〕状态表第1工步：实现程序散转，启动不同的放糖过程。第2工步：选择不同量糖的发放。各个状态的转移条件如状态表4.9中第4列。转移条件X004接通从原位进入第1工步，即从状态S2转移到状态S20。S20之下进入选择性分支，假设X005接通，从7/8/2024714.3步进指令应用程序例如9S20转移到S21，Y005没有接通，不放糖；假设X006接通，从S20转移到S22，T5控制Y005接通时间为1s，对应输出放糖1份；假设X007接通，从S20转移到S23，T6控制Y005接通时间为2s，对应输出放糖2份。7/8/202472〔4〕状态转移图和指令表7/8/202473(5)步进梯形图7/8/2024744.3步进指令应用程序例如12从图4.44梯形图中可以看到，在步序3这一行的阶梯，除