浅谈PLC步进顺控程序中状态器的灵活设置

1、浅谈PLC步进顺控程序中状态器的灵活设置    关键词：可编程序控制器顺序控制步进指令状态器 一、前言 可编程序控制器(PLC)作为新一代通用型工业控制器，已广泛用于工业生产过程和生产设备的电气控制，极大地提高了设备的可靠性和自动化程度。许多工业生产设备运行时，都是按一定的工步来工作的，各个执行机构在时间上、空间上均有严格的动作顺序要求，很多电气技术工作人员都喜欢用步进指令来编制这种步进顺序控制程序(以下简称为步进程序)。步进程序具有结构简单、思路清晰、编程效率高、易读、易调试、易修改、易维护的特点，它在工业生产设备PLC电气控制中的广泛应用，体现出了它

2、的可靠性、有效性、灵活性和安全性。 笔者多年对维修电工技师、维修电工高技能人才和电气技术人员进行PLC应用技术的教学培训经验和长期的工作实践表明，灵活地设置步进程序中的状态器，可以更高效地编程。本文以三菱FX 2N系列PLC为例，对步进程序中状态器的设置方法及相关步进程序的编制进行探讨，以期抛砖引玉，共同提高编制PLC控制程序的能力。 二、状态器与步进指令 在步进程序中，顺控系统的一个工作状态(工步)可以用一个状态器来表示，因此状态器是构成步进程序的重要元素。三菱FX2N系列PLC步进程序中的每一个状态器都是用英文字母s和一个十进制数字编号来表示的，机器提供给用户编制步进程序的状态器有900个

3、，其编号范围为SOS899。通常，SO-S499为普通用途，其中SOS9可供初始状态用，S10S19可供返回原点用；而S500S899则为停电保持用。使用状态器编程时，应注意区分不同编号范围状态器的作用和功能。 三菱FX 2N系列PLC的步进指令包括STL(步进开始)指令和RET(步进返回)指令。STL指令是用于与主母线连接的状态器的步进触点指令，其后的子母线可直接连接线圈或通过触点来驱动线圈。连接在子母线上的触点应使用LD、LDI指令。在结束步进指令编程时要使用RET指令，以返回原来的主母线。 顺序控制过程通常可以用状态转移图来表示。使用步进指令后，状态转移图可以用步进梯形图来表示，步进梯形

4、图与状态转移图作为顺序控制过程的表达方式，两者之间有着严格的对应关系，其顺序控制程序的思想是一致的。 三菱FX 2N系列PLC步进指令的基本功能和特点有： (1)步进指令具有主控功能。即当状态器的STL触点接通时，与此连接的电路方可运行；而当STL触点断开时，与此连接的电路停止运行。 (2)步进指令具有转移源自动复位功能。在使用STL指令中，新的状态器置位时，前一个状态器则自动复位。在某状态器被复位后的一个扫描周期，与此状态器STL触点连接的电路就被跳过，而不再执行。 (3)步进指令允许双重输出，以便于在多个工步状态中实现某些输出点的多次输出。 三、设置状态器的方法 步进程序是以状态器为核心来

5、编制的，因此必须正确地、合理地设置(划分)被控对象顺序动作的状态。设置状态器的常规方法是基本状态法，但若编程需要，也可采用合成状态法和假想状态法来灵活地设置状态器。 1、基本状态法 通常，顺控系统的一个完整工作周期可以划分为若干个顺序相连的阶段。若保证每个阶段中PLC各输出端的通，断状态不变，而相邻两个阶段各输出端的通，断状态不完全相同，则这样的每一个阶段可以设定为一个基本状态，并在编程时用一个状态器来表示。这种状态器设置方法，我们可以称之为基本状态法。基本状态法是进行状态器设置的基本方法，其优点是状态器设置清晰、明了，且编程简单，缺点是当PLC输出端通，断状态变化多样时使用状态器的数量较多而

6、使编程耗时较多。 2、合成状态法 若在顺控系统的若干个相邻基本状态中，PLC某些输出端的通，断状态为有规律的循环变化而其余输出端的通，断状态在此期间保持不变时，这时可以将这些基本状态合并而设定为一个合成状态，并在编程时用一个状态器来表示。这种状态器设置法，我们可以称之为合成状态法。编程时，在合成状态中可以用普通逻辑指令来编制PLC输出端的通，断状态有规律循环变化部分的控制程序。合成状态法通常应与基本状态法配合使用，以提高编程效率。 3、假想状态法 某些工业生产设备设置了如手动、单步、单周期、全自动循环等多种工作方式。对于单步、单周期、全自动循环等有严格顺序要求的工作方式可以方便地用步进指令编写

7、程序，而对于无明显顺序要求的手动工作方式通常采用主控指令或跳转指令来编程。其实，我们可以将手动工作方式的操作，也假设为一个状态，并在编程时用一个状态器来表示。这种状态器设置法，我们可以称之为假想状态法。编程时，在假想状态中可以用普通逻辑指令编制相关的手动控制程序。假想状态法一般是作为基本状态法的拓展和补充，在使用假想状态法设置的状态中应处理好其状态的转移问题。 四、应用举例 下面以一个简单例子，来说明状态器的设置及编程方法。        例：某生产设备上有按一定顺序动作的m1、m2、m3和m4四台电动机，并设有手

8、动和连续自动循环两种工作方式。手动方式为各电动机的点动操作。而连续自动循环方式为：按下起动按钮后，四台电动机按以下顺序进行周期性地工作：m1首先起动并保持运行；在m1起动运行1分钟后，m2、m3开始20分钟的交替运行，即m2先起动运行3分钟，接着m3起动运行2分钟，然后m2又开始起动运行3分钟，再接着m3又起动运行2分钟，；m2、m3交替运行了20分钟后均停机，m1也同时停止运行，而m4开始起动运行，m4在运行3分钟后也停止运行，一个周期的顺序工作结束，而下一个周期的运行又自动开始。试编制该设备的PLC控制程序，并要求在连续自动循环工作方式时，运行中若按下停止按钮，则四台电动机均同时停止运行。

9、 在分析该设备的控制要求后，选用三菱FX 2N-48MR型PLC设置PLC的IO设备和IO点的分配如表1所示。 根据该设备的顺序控制要求，工作状态、转移条件及输出关系，按照上述的状态器设置方法，可以绘制出编程用的状态转移图如图1所示，编制的相关控制程序(已在FX 2N-48MR上通过)如图2所示。 在上例中，对于手动操作工作方式，采用了假想状态法，将手动操作工作方式设置为一个状态器$20来编程，而将m2、m3两台电动机交替运行阶段的相邻数个基本状态采用合成状态法，设置为一个状态器S23，这样可以有效地减少程序的步数和编程时间，提高编程效率。 五、结束语 应用步进指令编制PLC步进顺序控制程序时，只要能够正确地分析被控系统