PLC学习课程汇总课件

1、第4章 FX2N系列PLC步进顺控指令系统4.1 状态转移图(SFC图) 4.2 步进顺控指令4.3 状态转移图的流程4.4 状态转移图的工程应用习题 第1页，共69页。4.1 状态转移图(SFC图) 4.1.1 状态转移图的构成 状态转移图(简称SFC图)包含了工步(状态)、具体动作和状态转移条件三个要素。第2页，共69页。注意问题：S0S19，S20S499，S500S899转移条件SET 、OUT区别RETM8002、S0编程方法第3页，共69页。一、处理方法控制过程分为不同的状态，在一个状态下，要完成一个或几个操作，当满足状态转移条件时，就跳转到下一个工作状态，执行下面的不同操作。第4

2、页，共69页。二、状态转移图的实例分析第5页，共69页。机械手的状态转移图第6页，共69页。编程方法第7页，共69页。第8页，共69页。4.1.2 状态继电器状态继电器用以表示状态转移图中的状态，FX2N系列PLC内部的状态继电器的分类、编号、数量和功能见表3.7。在使用状态继电器时，需要注意以下几点：(1) 状态继电器的编号必须在指定的类别范围内使用。(2) 各状态继电器的触点在程序中的使用次数不限。(3) 不使用步进顺控指令时，状态继电器S可以作为辅助继电器使用。第9页，共69页。4.1.3 状态转移图的表示状态转移图就是用其三要素将控制系统的过程以一定的方式表示出来。下面以第3章中小车往

3、复运动控制为例来说明。小车往复运动的控制过程可以分为初始状态、右行状态和左行状态。由初始状态(小车停在中间位置)进入运行状态通过启动信号(X3)控制；启动后小车进入右行状态，当到达右限位行程开关(X1)时，右行状态结束并转为左行状态；当小车左行到达左限位行程开关(X2)时，左行状态结束又转为右行状态；依次实现往复运动。小车往复运动方框图和状态转移图如图4.1所示。 第10页，共69页。图4.1 小车往复运动方框图和状态转移图(a) 方框图；(b) 状态转移图 第11页，共69页。4.2 步进顺控指令 4.2.1 步进顺控(STL和RET) 指令1指令功能STL：步进开始指令，与母线直接相连，表

4、示步进顺控开始。RET：步进结束指令，表示步进顺控结束，用于状态流程结束返回主程序。STL的操作元件为状态继电器S0S899；RET无操作元件。 第12页，共69页。图4.2 SFC图、步进梯形图和指令表(a) SFC图；(b) 步进梯形图；(c) 指令表 第13页，共69页。3指令使用说明(1) 每个状态继电器具有三种功能：驱动相关负载、指定转移条件和转移目标。(2) STL触点与母线相连接，使用该指令后，相当于母线右移到STL触点右侧，并延续到下一条STL指令或者出现RET指令为止。同时该指令使得新的状态置位，原状态复位。(3) 与STL指令相连接的起始触点必须使用LD、LDI指令编程。第

5、14页，共69页。(4) STL触点和继电器的触点功能类似。在STL触点接通时，该状态下的程序执行；STL触点断开时，一个扫描周期后该状态下的程序不再执行，直接跳转到下一个状态。 (5) STL和RET是一对指令，在多个STL指令后必须加上RET指令，表示该次步进顺控过程结束，并且后移母线返回到主程序母线。(6) 在步进顺控程序中使用定时器时，不同状态内可以重复使用同一编号的定时器，但相邻状态不可以使用，如图4.3所示。 第15页，共69页。图4.3 定时器在SFC图中使用 第16页，共69页。(7) 在STL触点后不可以直接使用MPS、MRD和MPP栈操作指令，只有在LD或LDI指令后才可以

6、使用，如图4.4所示。 第17页，共69页。图4.4 栈操作指令在STL图中的使用 第18页，共69页。(8) 在步进梯形图(亦称为STL图)中，OUT指令和SET指令对STL指令后的状态(S)具有相同的功能，都会将原状态自动复位。但在STL中分离状态(非相连状态)的转移必须使用OUT指令。 第19页，共69页。图4.6 转移条件为逻辑表达式时编程(a) 原SFC图；(b) 变换后的SFC图；(c) STL图 第20页，共69页。4.2.2 状态转移图和步进梯形图的互换对于顺序控制程序，既可以使用状态转移图(SFC图)表示，也可以用步进梯形图(STL图)或者采用指令表形式来表示，它们的实质内容

7、完全相同，并且三者之间可以进行相互转换，如图4.8所示。第21页，共69页。第22页，共69页。图4.8(a) SFC图；(b) STL图；(c) 指令表 第23页，共69页。(一)选择性分支、汇合编程第24页，共69页。例第25页，共69页。分拣大小铁球的状态转移图第26页，共69页。选择性分支第27页，共69页。第28页，共69页。（二）并行分支与汇合第29页，共69页。第30页，共69页。第31页，共69页。第32页，共69页。第33页，共69页。自动门控制系统的顺序功能图。 第34页，共69页。4.3 状态转移图的特殊流程 4.3.1流程内跳转在单流程中可以带有重复或者流程内跳转，如图

8、4.9所示，也可以跨流程跳转，即向流程外转移，如图4.10所示。对于分离状态的编程要用OUT指令，而不能使用SET指令。 第35页，共69页。图4.9 带跳转和重复的单流程(a) SFC图；(b) STL图；(c) 指令表 第36页，共69页。图4.10 向流程外跳转的SFC图 第37页，共69页。4.3.2 分支与汇合的组合图4.15为分支与汇合的一种组合形式，从汇合转移到分支采用直接相连，没有中间状态。对于该种组合形式，一般是在汇合转移到分支的中间插入一个空状态，如图4.16所示。 第38页，共69页。图4.15 分支与汇合组合形式的SFC图(a) SFC图(一)；(b) SFC图(二)

9、第39页，共69页。图4.16 插入空状态的分支与汇合组合形式的SFC图(a) SFC图(一)；(b) SFC图(二) 第40页，共69页。图4.16 插入空状态的分支与汇合组合形式的SFC图(a) SFC图(一)；(b) SFC图(二) 第41页，共69页。图4.17 嵌套式选择性分支与汇合形式的SFC图 第42页，共69页。图4.18 选择性分支与汇合的SFC图 第43页，共69页。图4.19 选择性与并行分支与汇合组合形式的SFC图 第44页，共69页。图4.20 选择性与并行分支与汇合组合形式的STL图和指令表(a) STL图；(b) 指令表 第45页，共69页。4.4 状态转移图的工

10、程应用 4.4.1 单流程控制系统1小车往复运动小车往复运动示意图如图3.58(a)所示。X0为原位输入信号，X1为右限位行程开关输入信号，X2为左限位行程开关输入信号，X3为启动输入信号，X4为停止输入信号。Y1、Y2分别为右行和左行的输出控制信号。小车往复运动控制的SFC图、STL图和指令表如图4.21所示。 第46页，共69页。图4.21 小车往复运动控制的SFC图、STL图和指令表(a) SFC图；(b) STL图；(c) 指令表 第47页，共69页。2喷泉控制喷泉组及状态分配如图4.22所示。其中X1、X2分别为启动和停止输入信号。Y1、Y2、Y3分别为A组、B组、C组喷头的输出控制

11、信号。喷泉控制的SFC图、STL图和指令表如图4.23所示。 第48页，共69页。图4.22 喷泉组及状态分配(a) 喷泉组；(b) 时序图及状态分配 第49页，共69页。图4.23 喷泉的状态转移图 第50页，共69页。图4.23 喷泉控制的SFC图、STL图和指令表(a) SFC图；(b) STL图；(c) 指令表第51页，共69页。3十字路口交通信号灯控制十字路口交通信号灯示意图如图3.61所示，交通信号灯时序要求如图3.62所示，控制梯形图如图3.63所示。采用步进顺控编程时对应的SFC图、STL图和指令表如图4.24所示。 第52页，共69页。图 交通信号灯时序图 第53页，共69页

12、。图4.23 交通灯的状态转移图 第54页，共69页。图4.24 十字路口交通信号灯控制的SFC图、STL图和指令表(a) SFC图；(b) STL图；(c) 指令表第55页，共69页。4抢答器控制程序抢答器系统可实现四组抢答，每组两人。共有8个抢答按钮，各按钮对应的输入信号为X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7；主持人的控制按钮的输入信号为X10；各组对应指示灯的输出控制信号分别为Y1、Y2、Y3、Y4。前三组中任意一人按下抢答按钮即获得答题权；最后一组必须同时按下抢答按钮才可以获得答题权；主持人可以对各输出信号复位。抢答器控制系统的SFC图如图4.28所示。STL图和指令表如图4

13、.29所示。 第56页，共69页。图4.28 抢答器控制系统的SFC图 第57页，共69页。图4.29 STL图和指令表(a) STL图；(b) 指令表 第58页，共69页。4.4.3 并行分支与汇合流程控制系统人行横道交通灯控制系统属于并行分支与汇合流程。在车道上有红、黄、绿三色交通信号灯，车道两侧有红、绿两色指示灯。当有人要通过车道时，按下人行道上的按钮，控制车道的交通灯和人行道的指示灯，以保证行人安全横过车道。人行横道交通灯控制系统的工作过程：正常状态下(没有人通过车道)，车道的绿灯和人行道的红灯工作，当有人要横过车道时，按下人行道上的按钮，车道绿灯继续工作30s，黄灯开始工作10s，红

14、灯开始工作，5s后人行道绿灯工作，绿灯持续15s再闪烁5s后，人行道红灯亮，再经过5s车道绿灯亮，恢复正常状态。 第59页，共69页。车道两侧人行道按钮的输入控制信号为X1、X2；人行道指示灯的输出控制信号为Y1(红)、Y2(绿)，车道上的交通灯输出控制信号为Y3(红)、Y4(黄)、Y5(绿)。控制系统的SFC图如图4.30所示。 第60页，共69页。图4.30 人行横道交通灯控制的SFC图 第61页，共69页。习 题 4.1 按第3章习题3.13的要求用步进顺控指令编程。4.2 将图4.27所示的大小球分类传送控制系统的SFC图转换为STL图和指令表。4.3 节日彩灯控制要求：系统启动后，红

15、灯先亮，2s后绿灯亮，再过3s黄灯亮；待红、绿、黄灯全亮1min后，全部熄灭；20s后再重新开始循环。试用步进顺控指令编程。 第62页，共69页。某一冷加工自动线有一个钻孔动力头，该动力头的加工过程控制要求如下：（1）动力头在原位，并加以起动信号，这时接通电磁阀YV1，动力头快进。（2）动力头碰到限位开关SQ1后，接通电磁阀YV1和YV2，动力头由快进转为工进，同时动力头电机转动（由KM1控制）（3）动力头碰到限位开关SQ2后，开始延时3s。（4）延时时间到，接通电磁阀YV3，动力头快退。（5）动力头回到原位即停止。 试设计以上线路，要求画出主回路， I/O分配图和梯形图即可。解：（1）确定输

16、入/输出（I/O）分配表第63页，共69页。第64页，共69页。某加热炉自动送料装置，该动力头的加工过程示意图，如图所示。（1）按SB1启动按钮KM1得电，炉门电机正转炉门开。 （2）压限位开关ST1KM1失电，炉门电机停转；KM3得电，推料机电机正转推料机进，送料入炉到料位。 （3）压限位开关ST2KM3失电，推料机电机停转，延时3秒后，KM4得电，推料机电机反转推料机退到原位。（4）压限位开关ST3KM4失电，推料机电机停转；KM2得电，炉门电机反转炉门闭。（5）压限位开关ST4KM2失电，炉门电机停转；ST4常开触点闭合，并延时3秒后才允许下次循环开始。（6）上述过程不断运行，若按下停止按钮SB2后，立即停止，再按启动按