4.3 步进指令及状态编程法

如果用来设计复杂系统梯形图，存在以下问题：考虑不周、设计麻烦、设计周期长用经验设计法设计复杂系统的梯形图程序时，要用大量的中间元件来完成记忆、联锁、互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些问题。梯形图的可读性差、系统维护困难用经验设计法设计的梯形图是按设计者的经验和习惯的思路进行设计。因此，即使是设计者的同行，要分析这种程序也非常困难，更不用说维修人员了，这给PLC系统的维护和改进带来许多困难。,如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常运行，这样的控制系统称为顺序控制系统，也称为步进控制系统。其控制总是一步一步按顺序进行。在工业控制领域中，顺序控制系统的应用很广，尤其在机械行业，几乎无例外地利用顺序控制来实现加工的自动循环。小车自动往返运行,采用顺序控制设计法进行程序设计的基本步骤：步的划分顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，并且用编程元件（状态器S）来代表各步。,转换条件的确定使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通/断开等，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器计数器触点的接通/断开等，转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。上例中的SB、SQ1、SQ2、SQ3均为转换条件。,功能表图的绘制根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出功能表图。绘制功能表图是顺序控制设计法中最为关键的一个步骤。梯形图的编制根据功能表图，按某种编程方式写出梯形图程序。如果PLC支持功能表图语言，则可直接使用该功能表图作为最终程序。,功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。功能表图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是种通用的技术语言，可以进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流。各个PLC厂家都开发了相应的功能表图，各国家也都制定了功能表图的国家标准。我国于1986年颁布了功能表图的国家标准（GB6988.6-86）。,功能图表的绘制,步：在功能表图中用矩形框表示步，方框内是该步的编号。如图所示各步的编号为-1、n、n+1。编程时一般用PLC内部编程元件来代表各步，因此经常直接用代表该步的编程元件的元件号作为步的编号初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始状态一般是系统等待起动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个功能表图至少应该有一个初始步。,步与动作,动作：一个控制系统可以划分为被控系统和施控系统例如在数控车床系统中，数控装置是施控系统，而车床是被控系统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”对于施控系统，在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”，将动作或命令简称为动作，并用矩形框中的文字或符号表示，该矩形框应与相应的步的符号相连。如果某一步有几个动作，可以用如图所示的两种画法来表示。,活动步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。步处于活动状态时，相应的动作被执行。,单流程：单流程指状态转移只有一个顺序，每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步，如图所示。,功能表图的基本结构,选择序列：选择序列的开始称为分支，如图所示，转换符号只能标在水平连线之下。在某一时刻一般只允许选择一个序列，选择序列的结束称为合并，,功能表图的基本结构,并行序列：并行序列的开始称为分支，如图所示，当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。,功能表图的基本结构,某组合机床液压滑台进给运动示意图如图所示，其工作过程分成原位、快进、工进、快退四步，相应的转换条件为SB、SQ1、SQ2、SQ3。液压滑台系统各液压元件动作情况如表所示。根据上述功能表图的绘制方法，液压滑台系统的功能表图。,FX2N系列PLC的状态器S0S9用于初始步，S10S19用于返回原点，S20S499为通用状态，S500S899有断电保持功能，S900S999用于报警。用它们编制顺序控制程序时，应与步进梯形指令一起使用。FX系列还有许多用于步进顺控编程的特殊辅助继电器以及使状态初始化的功能指令IST，使STL指令用于设计顺序控制程序更加方便。,步进指令（STL/RET）STL（步进触点指令）RET（步进返回指令）STL和RET指令只有与状态器S配合才能具有步进功能。例如：STLS200表示状态常开触点，称为STL触点（步进触点），它在梯形图中的符号为，它没有常闭触点,使用步进指令的编程方式STL触点驱动的电路块具有三个功能：对负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。,状态号不可重复如果STL触点接通，则与其相连的回路动作。在不同的状态中，可输出同样的软元件,从状态内的母线，一旦写入LD或LDI指令后对不需触点的指令就不能再编程,在状态内，不