机电传动控制9.3 FX2N系列可编程序控制器步进指令及状态编程法

9.3FX2N系列可编程序控制器步进指令及状态编程法,9.3.1步进指令与状态转移图表示方法9.3.2编制SFC图的注意事项和规则9.3.3多流程步进顺序控制9.3.4实现顺序控制的其它方法,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,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；按下启动按钮SB，电机M正转，台车第一次前进；碰到限位开关SQ1时，电机M反转，台车第一次后退。碰到SQ2时，台车暂停5s；延时时间到，台车第二次前进；碰到SQ3时，台车第二次后退；碰到SQ2时，台车暂停5s；重复上述过程。,例：台车往复运动控制,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,9.3.1步进指令与状态转移图表示方法,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,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),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：步进接点指令STL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。,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,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）,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）,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：驱动负载指定转移目标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,转移目标,负载,转移条件,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,延时,延时,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：如何控制单个工作过程？如何控制多个工作过程？如何实现停止？,X3采用按钮,X3采用开关,有多种方法,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，S0S22同时复位,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：,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：,STLS20OUTY20OUTY22LDX5OUTY21,Y22不能编程,Y22可以编程,9.3.2编制SFC图的注意事项和规则,栈指令的位置,指令表：STLS20LDX2MPSANDX3OUTY21MRDANDX4OUTY22MPPANDX5OUTY23,9.3.2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。,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）,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,T6T7,9.3.2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,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,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,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,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,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,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LDX5ZRSTS0S27LDM8002SETS0STLS0LDIY2ANDX2ANDX4OUTY0LDX6,RSTY2RSTY1OUTY3LDX7STLS27OUTY5LDX4OUTS0RETEND,例：搬运机械手的控制,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,9.3.2编制SFC图的注意事项和规则,例：搬运机械手的控制,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,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STLS20OUTY0LDX0SETS21LDX10SETS31STLS21LDX2SETS40STLS31LDX12SETS40STLS40,9.3.3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STLS20OUTY0LDX0SETS21SETS31STLS22STLS32OUTY11STLS22STLS32LDX10SETS40STLS40,9.3.3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),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),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,LDX3RSTS62,9.3.3多流程步进顺序控制,例：多台电机顺序启停控制,状态转移图,指令表,9.3.3多流程步进顺序控制,例：大小球分检装置控制,下降,1吸小球,2吸大球,1上升,2上升,1右行到小球箱,2右行到大球箱,原位,下降,放球,上升,左行,工艺流程示意图,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,下降,1吸小球,2吸大球,1上升,2上升,1右行到小球箱,2右行到大球箱,原位,下降,放球,上升,左行,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,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,状态转移图,时序图,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）,双流程控制,时序图,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,9.3.3多流程步进顺序控制,指令表,状态转移图,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）,脉冲发生器,9.3.3多流程步进顺序控制,某压力机的冲压头初始时停在上面，限位开关X2接通，按下起动按钮X0，Y1控制的电磁阀线圈通电，冲压头下行。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，延时到，Y1断电，而Y2控制的电磁阀线圈通电，冲压头上行。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。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,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,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,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,(34020)103600秒,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,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,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,FNC34SFTR,“步用M”方式一,9.3.4实现顺序控制的其它方法,位右移指令FNC34SFTR的应用举例,连续执行方式,脉冲执行方式,“步用M”方式一,9.3.4实现顺序控制的其它方法,位左移指令FNC35SFTL的应用举例,连续执行方式,脉冲执行方式,“步用M”方式一,9.3.4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,FX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）,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,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,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,M0表示工序原位,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,原点下降夹紧上升,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,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,驱动负载,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,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LDX2ANDX4OUTM0LDM8002ORM9ORX5ZRSTM0M9LDM0ANDX0LDM1ANDX1ORBLDM2SFTLM0M1K9K1,例：搬运机械手的控制,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,梯形图,例：台车往复运动控制,I/O配置图,9.3.4实现顺序控制的其它方法,“步用M”方式一,梯形图,例：台车往复运动控制,顺序流程图,I/O配置图,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,例：台车往复运动控制,9.3.4实现顺序控制的其它方法,控制要求：台车原来处于静止状态；按下启动按钮SB，电机M正转，台车第一次前进；碰到限位开关SQ1时，电机M反转，台车第一次后退。碰到SQ2时，台车暂停5s；延时时间到，台车第二次前进；碰到SQ3时，台车第二次后退；碰到SQ2时，台车暂停5s；重复上述过程。,编程方法总结,PLC的I/O配置图,工艺流程示意图,例：台车往复运动控制,9.3.4实现顺序控制的其它方法,编程方法总结,梯形图（采用基本指令）,方法一,I/O配置图,例：台车往复运动控制,说明：按下停止按钮SB2，X10断开，主控指令MC不起作用，M1断开，工作全部停。,顺序流程图,9.3.4实现顺序控制的其它方法,编程方法总结,状态转移图步进梯形图,方法二,例：台车往复运动控制,I/O配置图,步进梯形图,状态转移图,顺序流程图,9.3.4实现顺序控制的其它方法,编程方法总结