三菱可编程控制器原理与应用课件第四章

1、 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院1第四章 可编程控制器与顺序控制 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院2主要内容 4.1顺序控制及其描述 4.2状态转移图与步进梯形图 4.3单流程的顺序控制 4.4复杂流程的顺序控制 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院34.1 顺序控制及其描述 顺序控制 （国家标准）根据预先规定的程序或条件，对控（国家标准）根据预先规定的程序或条件，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制。制过程各阶段顺序地进行自动控制。 顺序 控制过程中由逻辑规则所决定的信息传输与转控制过程中由逻辑规则所决定的信息传输与转换所具有的次序。换所具有的次序

2、。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院4 顺序控制具体解释顺序控制具体解释0 0n n个阶段的工作过程，初始时处于第个阶段的工作过程，初始时处于第0 0个个阶段（停止阶段）阶段（停止阶段）工作过程开始后，自动进入第工作过程开始后，自动进入第1 1个阶段，同个阶段，同时第时第0 0个阶段结束；个阶段结束；当第当第2 2个阶段的开始条件（第个阶段的开始条件（第1 1个阶段的结束个阶段的结束条件）满足，自动进入第条件）满足，自动进入第2 2个阶段，同时个阶段，同时第第1 1个阶段结束；个阶段结束； PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院5当第当第n n个阶段的开始条件（第个阶

3、段的开始条件（第n n1 1个阶段的个阶段的结束条件）满足，自动进入第结束条件）满足，自动进入第n n个阶段，个阶段，同时第同时第n n1 1个阶段结束；个阶段结束；当第当第n n个阶段的结束条件满足，则进入第个阶段的结束条件满足，则进入第个阶段（停止），或直接进入第个阶个阶段（停止），或直接进入第个阶段（从第个阶段开始自动进行新一轮段（从第个阶段开始自动进行新一轮循环）。循环）。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院6顺序工作过程中的一个工作阶段称为一个顺序工作过程中的一个工作阶段称为一个步步，其中的第个阶段是停止阶段，该阶段一般其中的第个阶段是停止阶段，该阶段一般称为称为初始步

4、初始步，其余各阶段称为，其余各阶段称为工作步工作步; ;从一步过渡到另一步称为从一步过渡到另一步称为转移转移; ;一个步结束（下一个步开始）的条件称为一个步结束（下一个步开始）的条件称为转移转移条件条件; ;每个步中都可能会有一些电器通电，每步中工每个步中都可能会有一些电器通电，每步中工作的电器称为该步的作的电器称为该步的负载负载。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院7 只要知道一个顺只要知道一个顺序控制过程的序控制过程的步步、转移转移、转移条件转移条件和和负载负载，就可以清楚，就可以清楚地描述顺序控制过地描述顺序控制过程。程。通常，顺序控通常，顺序控制过程用制过程用功能流程功能

5、流程图来描述图来描述，功能流功能流程图程图就是用步、转就是用步、转移、转移条件和负移、转移条件和负载来描述顺序控制载来描述顺序控制过程的一种流程图。过程的一种流程图。项目名称项目名称图形符号图形符号初始步工作步转移或转移条件负载相应的电器符号初始步名称工作步名称 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院8功能流程图的绘制规则： 一个一个功能流程图功能流程图至少要有一个至少要有一个初始步初始步； 所有步顺序从上到下画在一条竖带上，矩形框内所有步顺序从上到下画在一条竖带上，矩形框内写步的名称；写步的名称； 步与步不能直接相连，必须用转移分开；步与步不能直接相连，必须用转移分开； 转移转移与

6、转移不能直接相连，必须用步分开，转移与转移不能直接相连，必须用步分开，转移目的地明确时用目的地明确时用“”表示转移，转移目的地会产表示转移，转移目的地会产生歧义时用生歧义时用“”表示转移；表示转移； PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院9 转移条件转移条件画在转移上，即表示转移条件的画在转移上，即表示转移条件的“”画在表示转移的画在表示转移的“”或或“”上，二者垂直上，二者垂直（如（如 ），在），在“”旁写上转移条件的名称；旁写上转移条件的名称； 负载负载画在步的右边，连到相应的步上。当一个画在步的右边，连到相应的步上。当一个负载要在连续几步内工作时，则该负载仅画在负载要在连续几步

7、内工作时，则该负载仅画在其开始通电的步中（旁边注明其开始通电的步中（旁边注明“通电并保持通电并保持”）和结束通电的步中（旁边注明和结束通电的步中（旁边注明“复位复位”）。）。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院10功能流程图的循环方式 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院11例1 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院12液压滑台顺序控制的功能流程图 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院13 注意： 功能流程图只描述了顺序控制过程的各个要素，要具体实现，需要如下操作： 必须根据控制要求选择合适的必须根据控制要求选择合适的PLCPLC 用相应的状态

8、继电器把功能流程图转换成用相应的状态继电器把功能流程图转换成状态状态转移图转移图及及步进梯形图步进梯形图 将步进梯形图或对应的指令程序输入到将步进梯形图或对应的指令程序输入到PLCPLC中中 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院144.2 状态转移图与步进梯形图 状态转移图状态转移图（SFCSFC）用）用步步、转移转移、转移条件转移条件、负载负载来来描述顺序控制过程的一种图形。描述顺序控制过程的一种图形。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院15 功能流程图转换成状态转移图，具体步骤如下： 为为初始步初始步选定一个初始化状态继电器选定一个初始化状态继电器（S0S9S0S

9、9）; ; 为每个为每个工作步工作步选定一个状态继电器。一般根据选定一个状态继电器。一般根据状态继电器的编号连续选用状态继电器的编号连续选用; ; 把把转移条件转移条件全部用全部用PLCPLC的软电器来表示的软电器来表示; ; 把把负载负载全部用全部用PLCPLC的软电器表示的软电器表示; ; 在初始步上方加上一个进入初始步的转移和转在初始步上方加上一个进入初始步的转移和转移条件。移条件。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院16 特殊处理 在功能流程图中，某个负载的旁边注有在功能流程图中，某个负载的旁边注有“置位并置位并保持保持”时，在状态转移图中的处理方法：在该负时，在状态转移

10、图中的处理方法：在该负载开始通电的步中，用载开始通电的步中，用SETSET指令使其置位，而在该指令使其置位，而在该负载结束通电的步中，用负载结束通电的步中，用RSTRST指令使其复位，该负指令使其复位，该负载开始通电步和结束通电步之间的步，不再画该载开始通电步和结束通电步之间的步，不再画该负载。负载。 步的名称用状态继电器的编号代替。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院17例1： PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院18 PLC上电且状态为RUN的第一个扫描周期M8002为ON S0（滑台静止）按下SB（X000为1） S10（快进，Y001通电并保持，Y003通电,

11、直到滑台挡铁碰到SQ2，X002为1） S11（工进，Y001保持通电，Y003断电,直到滑台挡铁碰到SQ3 ,X003为1） S12（快退， Y002通电,直到滑台挡铁碰到SQ1，X001为1） S0（滑台静止，Y002断电） PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院19 状态继电器所起的作用： 标志一个步标志一个步 驱动对应步的负载驱动对应步的负载 提供转移到下一步的条件提供转移到下一步的条件 功能流程图转换成状态转移图后，导出步进梯形图（STL图）。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院20例1： 0 LD M80021 SET S02 STL S03 LD X000

12、4 SET S105 STL S106 SET Y0017 OUT Y0038 LD X0029 SET S1110 STL S1111 LD X00312 SET S1213 STL S1214 RST Y00115 OUT Y00216 LD X00117 OUT S018 RET19 END STL触点 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院21 STL触点用STL指令 STLSTL指令：步进指令，专门用来处理指令：步进指令，专门用来处理STLSTL触点的触点的指令。指令。 STL触点后面所连的电路，按这些电路直接连接到左母线的情形处理。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机

13、与信息学院22 1 1、一个状态继电器只能提供一个步使用、一个状态继电器只能提供一个步使用; ; 2 2、同一软电器的线圈可在不同的步中出现，、同一软电器的线圈可在不同的步中出现，但同一定时器线圈不能出现在相邻的两个步中。但同一定时器线圈不能出现在相邻的两个步中。画状态转移图应注意下列事项： PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院23S50S55Y001Y001S50S52T50S51T50T50K10K20S50S52T50S51T50T50K10K20同一输出继电器线圈的多次使用同一输出继电器线圈的多次使用同一定时器线圈的多次使用同一定时器线圈的多次使用不可不可可以可以 PLC

14、PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院24 3 3、相邻两个状态在转移瞬间同时接通，、相邻两个状态在转移瞬间同时接通，对有互锁要求的负载，在对有互锁要求的负载，在程序中程序中和和硬件硬件上上都应采取互锁措施都应采取互锁措施; ;S10S52Y000S51Y001T50Y001Y000X1X2COMCOMY1Y0PLCKM2KM1KM1KM2相邻步中互锁的处理相邻步中互锁的处理 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院25S25S27S26S28S28转移方式转移方式S25S27S26S28S28表达方式表达方式S25S25S27S26S28S28S26转移方式转移方式表达方式表达方式

15、S25S27S26S28S28S26S27向上跨步转移向上跨步转移向下跨步转移向下跨步转移 4 4、跨步转移或跨流程转移，在状态转、跨步转移或跨流程转移，在状态转移图中不必明确有转移连线，只要有转移图中不必明确有转移连线，只要有转移标志就可以了。移标志就可以了。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院26S20S20S10S0S11S12S1S21S22转移方式转移方式表达方式表达方式S0S11S10S12S1S21S22S21跨流程转移跨流程转移 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院27 状态转移图中的转移线不能交叉状态转移图中的转移线不能交叉S20S22S21S23S

16、25S30S31S24S20S22S21S23S25S30S31S24S25不正确不正确正确正确 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院28 1、初始化状态继电器（、初始化状态继电器（S0S9）的驱动）的驱动 程序开始时：由STL触点以外的其他触点用SET指令置位; 程序结束后：如果还要回到初始状态，初始化状态继电器由STL触点和其他类型的触点共同驱动，由OUT指令置位。 2、非初始化状态继电器（、非初始化状态继电器（S10及以后的及以后的S电器）电器）只能由只能由STL触点用触点用SET指令驱动；指令驱动；画步进梯形图以及写指令程序时应注意的事项： PLC PLC仰恩大学仰恩大学

17、计算机与信息学院29 3、在步进梯形图中，、在步进梯形图中，SET指令与指令与OUT指指令对于令对于STL触点后的状态继电器的作用触点后的状态继电器的作用相同相同; 两者的区别: SET指令用于向连续的状态转移，OUT指令用于向分离的状态转移。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院30 4、STLSTL触点后面连接多条支路，其中没有串联触触点后面连接多条支路，其中没有串联触点的支路要排在最上面。点的支路要排在最上面。Y000Y001Y002S20M20Y000Y001Y002S20M20Y000Y002Y001S20M8000M20STL触点后的电路顺序错误顺序正确顺序正确顺序 P

18、LC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院31 5、进行状态转移的支路要排在最下面进行状态转移的支路要排在最下面Y000Y002S10X002X001SET S11S11Y000Y002S10X002X001SET S11S11进行状态转移的支路位置进行状态转移的支路位置错误错误正确正确 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院32 6、最后一步的、最后一步的STL触点后所连的电路中触点后所连的电路中最后一条电路必须为最后一条电路必须为“RET”。S0S20Y000Y002Y002S0X001RET顺序过程结束的标志顺序过程结束的标志状态转移的支路位置状态转移的支路位置 PLC P

19、LC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院33 7 7、状态继电器的转移目的地可以是其本身，在步、状态继电器的转移目的地可以是其本身，在步进梯形图中该状态继电器要用进梯形图中该状态继电器要用RSTRST指令复位。指令复位。S50X010X007SET Y001S50X010X007SET Y001转移方式转移方式表达方式表达方式X007SET Y001X010RST S50S50梯形图梯形图程序：程序：0 STL S50LD X007SET Y001LD X0101RST S50 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院34 8、步进梯形图中可以使用的基本逻辑指令 指令状态LD AND O

20、R PLS INVLDI ANI ORI PLF OUTLDP ANDP ORF SETLDF ANDF RSTANB MPSORB MRD MPP MCMCR初始状态/一般状态 可使用可使用 可使用可使用不可使用不可使用分支状态 输出处理 可使用可使用 可使用可使用不可使用不可使用汇合状态 转移处理 可使用可使用 不可使用不可使用不可使用不可使用STLSTL指令不能在中断程序和子程序内使用指令不能在中断程序和子程序内使用STLSTL指令内可以使用跳转指令，但容易出错，最好不要使用指令内可以使用跳转指令，但容易出错，最好不要使用 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院35 9、顺序控

21、制中经常使用的特殊辅助继电器: M8000M8000：提供一直为：提供一直为ONON的触点的触点 M8002M8002：为初始化状态继电器置位：为初始化状态继电器置位 M8034M8034：被置位时，程序继续运行，但禁止输出：被置位时，程序继续运行，但禁止输出 M8040M8040：被置位时，禁止状态之间的转移，但状态内的：被置位时，禁止状态之间的转移，但状态内的程序仍继续执行程序仍继续执行 M8046M8046：任一状态接通时，：任一状态接通时，M8046M8046自动接通自动接通 M8047M8047：被置位时，自动读出正在动作中的状态并加以：被置位时，自动读出正在动作中的状态并加以显示显

22、示 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院36 1010、状态内有上升沿检测触点或下降沿检测触点时：状态断开后，触点状态发生变化，在状态再次接通时才会被状态断开后，触点状态发生变化，在状态再次接通时才会被检测出。检测出。Y001SET S11S10X001X010X011不可用电路不可用电路Y001SET S11S10X001M100M101X010M100X011M101可用电路可用电路4.3 单流程的顺序控制 单流程的顺序控制是指在一个顺序控制过程中，每单流程的顺序控制是指在一个顺序控制过程中，每一步向相邻步转移时，只有一个转移。一步向相邻步转移时，只有一个转移。 举例：搬运纸箱

23、的机械手结构示意图如下 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院38气动系统原理图：气动系统原理图： PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院39（1 1）划分工作阶段）划分工作阶段1 1、设计功能流程图、设计功能流程图（2 2）确定转移和转移条件）确定转移和转移条件初始步：升降挡铁位于初始步：升降挡铁位于SQ1SQ1，吸盘位于，吸盘位于A A处正上方处正上方工作步：下降、吸紧、上升、顺时针回转、下降、放松、工作步：下降、吸紧、上升、顺时针回转、下降、放松、上升、逆时针回转上升、逆时针回转（3 3）确定负载）确定负载 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院40机械手的

24、工作阶段及负载机械手的工作阶段及负载 序号顺序工作阶段状态继电器转移条件负载1初始位置，系统静止S0TD有纸箱，SB3启动无负载2下降S10SQ2YA23吸紧S11延时到YA24上升S12SQ1YA15顺时针回转S13SQ4YA46下降S14SQ2YA27放松S15延时到YA08上升S16SQ1YA19逆时针回转S17SQ3YA3 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院41（4）根据步、转移、转移条件和负载可设计出功能流程图 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院42 2 2、将功能流程图转化、将功能流程图转化成状态转移图成状态转移图（1）选择可编程控制器启动按钮SB3 停

25、机按钮SB4复位按钮SB5 手动放松按钮SB64个行程开关：SQ1、SQ2、SQ3、SQ4检测开关：TD（2）分配I/O端子输入信号输入信号 输入端子输入端子 输出端子输出端子 控制对象控制对象SB3X0Y3YA0SB4X1Y4YA1SB5X2Y5YA2SB6X3Y6YA3SQ1X4Y7YA4SQ2X5SQ3X6SQ4X7TDX10 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院43I/O连接图和主电路图连接图和主电路图 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院44(3)画状态转移图初始化状态继电器：S0工作步状态继电器：S10S17定时器：T0、T1S0S10SET M100 Y0

26、05X000X010X010X010S11X005T0K2S12M102Y004T0RST M100Y005S13X004M103Y007S14X007M104Y005S15T1X005K2S16M105Y004S17X004M106Y006X005T1X006S0M101Y003 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院45（4）画 步 进 梯 形 图回SQ1回SQ3起动起动急停急停手动放松手动放松复位纸箱检测纸箱检测T0 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院46YA0放松放松YA1上升上升YA2下降下降YA3逆转逆转YA4顺转顺转 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机

27、与信息学院474.4 复杂流程的顺序控制 顺序控制过程包含几个分支的顺序动作 几个分支中选择一支执行（选择结构）几个分支中选择一支执行（选择结构） 所有分支同时执行，并同时结束（并行结构）所有分支同时执行，并同时结束（并行结构） 执行某个分支时，不是从头到尾每个步都要执行某个分支时，不是从头到尾每个步都要执行，而是跳过某些步（跳转与循环结构）执行，而是跳过某些步（跳转与循环结构） PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院481 1、选择结构、选择结构S0S10S20S21S22S50M8002X000S30S31S32S40S41S42X001X002X003X004X010X011T

28、50X012X020X021T21X022Y001Y003Y002Y010Y004T50Y005Y006T51Y007Y000K5K10S10RETENDX005 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院49 选择结构的状态转移图转换成步进梯形图的处理顺序： 集中处理分支状态集中处理分支状态 集中处理中间状态集中处理中间状态 集中处理汇合状态集中处理汇合状态 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院50SET S0M8002X000SET S10S0S10Y000X001SET S20X010SET S30X020SET S40分支状态分支状态中间状态SET S21S20Y00

29、2X003SET S22S21Y001X002Y003S22SET S31S30T50T50SET S32S31Y004X011Y005S32SET S41S40T51T51SET S42S41Y006X021Y007S42K5分支1中间状态分支2中间状态分支3中间状态 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院52汇合状态汇合状态X004SET S50S22X012SET S50S32X052SET S50S42汇合状态汇合状态S50Y010X005S10RETEND选择结构的状态转移图最多可有选择结构的状态转移图最多可有8 8个分支，若有公共转个分支，若有公共转移条件时，应把公共转移

30、条件归属到各个分支上。移条件时，应把公共转移条件归属到各个分支上。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院532、跳转与循环结构 均为选择结构的特殊形式 跳转结构：顺序动作进行到某步时，若满足某一条件，程序顺序执行；若满足另一条件，程序向下跳过几个状态，再继续执行。 循环结构：顺序动作进行到某步时，若满足某一条件，程序顺序执行；若满足另一条件，程序向上跳过几个状态，返回到上方已执行过的某些状态执行。S9M8002S50S51X000X001Y000Y001T50K5T50S52Y002S53Y003X002X003OUT S50X004X005S54Y004S55T51X006X00

31、6OUT S56X007K10S56Y005T51OUT S9X010X011X011OUT S50RETENDSET S9M8002X000SET S50S9S50Y000X001SET S51S51Y001K5T50 X002T50S50T50 X003SET S52Y002X004SET S53S52S53Y003X005 X006S56X005 X006SET S54S54Y004X007SET S55S55T51T51SET S56K10Y005X010 X011S9X010 X011S56S50RETEND PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院563、并行结构 顺序过程

32、进行到某步，而该步结束后，若转移条件满足时，同时开始所有分支的顺序动作，且全部分支的顺序动作同时结束后汇合到同一个状态。 PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院57S5S10M8002X000Y000S20Y000S21Y002S22Y000T50K5X001X002T50S30S31Y005S32X003X004S40Y006S41Y007S42Y006X005X006SET Y004RST Y004S50X007Y010X010S5RETEND表示分支的开始表示分支的开始和分支的汇合和分支的汇合SET S5M8002X000SET S10S5S10Y000X001SET S20SET S30SET S40Y001X002SET S21S20S21Y002K5T50SET S22S22Y003X003SET S31S30T50SET Y004Y005X004SET S32S31S32RST Y004Y006X005SET S41S40Y007X006SET S42S41S42Y006S22 S32 S42SET S50X007Y010X010S5S50ENDRET PLC PLC仰恩大学仰恩大学 计算机与信息学院59 并行结构最多可有8个分支 并行结构注意事项： 分支开始线的下面不允许直接使用转移条件，分支开始线的下面不允许直接使用转移条件，否则不能保证分支同时开始执