PLC原理及应用-三菱FX5U（第2版） 课件 第4章 顺序指令

第四章步进顺序控制指令

第一部分顺序控制功能图第二部分顺序控制的基本结构第三部分顺序控制应用实例（1）当按下启动按钮PB后，小车前进。（2）前进至小前进限位LS1时，立即后退。（3）后退至后退限位LS2后停止，延时5秒再次前进。（4）本次前进越过LS1，直至大前进限位LS3后才后退。（5）后退再次触发LS2后停止，完成一个工作周期。（6）再次按下PB，重复上述过程。4.1顺序控制功能图4.1.1基本概念经验法梯形图程序：小车往复运动控制1.正反转控制：2.判断第1次小前进和第2次大前进：3.左限位之后的延时：4.补充前进/后退的限制条件：工序图顺序功能图SFC小车的整个动作流程，可以用图所示的工序图的顺序控制功能图来表示。◆小车的动作划分为若干个工序。◆每个工序之间用纵线来连接。上一个工序和下一个工序之间，需要相应的转移条件（即上一工序推进到下一工序的条件）。◆每一工序的右侧，对应这一工序需要执行的指令动作。经典的步进梯形图程序STLRETSTL

开始结束指令符名称指令含义STL开始步进梯形图表示步进的开始RETSTL结束步进梯形图表示步进的结束

步进梯形图中用到的部分特殊辅助继电器（FX5U）序号软元件名称内容1SM8040禁止转移如果SM8040置为ON，则所有的状态之间转移被禁止2SM8046STL动作标志任一步进继电器为ON时，SM8046自动变为ON3SM8047STL监控有效如果SM8047置为ON，步进继电器中正在动作的步进继电器编号按照从小到大的顺序存储到SD8040～SD8047中4SD8040～SD8047ON步进继电器编号将为ON的步进继电器编号按照从小到大的顺序存储到SD8040～SD8047（最大8个）中步进顺控指令4.1.2编程输入操作（1）新建SFC程序GXWorks3新建工程文件，在选择【程序语言】时，选取“SFC”点击【确定】之后，软件新增一个SFC程序，默认的程序包含一个初始步，一个结束步，以及中间的一个跳转条件。Initial表示块的起始，每个块需要1个初始步。EndStep表示块的结束。仅结束步不分配步号。（2）新增程序步单击【跳转条件】部分，在其上部显示部分快捷方式，依次分别为【插入步】、【插入转移条件】、【插入运行输出】、【插入选择分支】、【插入并列分支】、【添加选择分支】、【删除】、【剪切】、【复制】和【帮助】，点击【插入步】新增“一步一跳转一输出”。双击跳转条件部分的名称，打开跳转程序的设置画面，可选择梯形图、ST、FBD/LD等程序语言。若选择梯形图，如图所示。点击【确定】后，弹出一个新窗口，在新窗口中可输入跳转条件，最后输出TRAN，完成跳转编程操作。设置完成之后，关闭窗口回到主程序，跳转名下面自动添加下划线，代表当前跳转已经进行了编程设置。同样的，双击每一步的【Action】，弹出类似窗口，可选择梯形图、ST、FBD/LD等程序语言。若选择梯形图，如图所示。点击【确定】后，弹出一个新窗口，在新窗口完成该步工作内容编程。编程完成之后，关闭窗口回到主程序，工作步名下面自动添加下划线，代表当前步已经完成编程。完成所有编程后即可进行程序仿真、监视等调试。单系列选择系列并行系列4.2顺序控制的基本结构如图所示根据控制流程的不同，顺序控制功能图可以分为三种不同的结构形式：单系列、选择系列和并行系列。顺序控制的基本结构有哪些？单系列、选择系列、跳转系列单系列、并行系列、循环系列单系列、选择系列、并行系列单系列、跳转系列、并行系列ABCD提交单选题1分单序列单序列是最基础的顺序结构。其为单流程形式，由一系列相继激活的步组成。单序列的特点主要如下：◆步与步之间采用了由上往下的串联方式。当程序由上一状态转移到下一状态之后，下一状态激活，上一状态自动停止。◆除了转换瞬间外，通常仅有1个步处于活动状态。而在状态转换的瞬间，由于可能存在一个PLC循环周期内相邻两状态同时工作的情况，因此对于需要互锁的场合，应在程序中加入互锁电路。◆原则上定时器也可重复使用，但不能在相邻两状态里使用同一个定时器。4.2.1单序列基本结构【例4-1】如图所示为单序列的顺序控制功能图和梯形图，S20为起始步，输出Y10和Y11，接着通过转换条件执行下一步S21。梯形图中STLS20代表以下为S20是的工步，Y10通过SM400触点来驱动，X1和X2并联输出Y11，在转换条件下置位S21。选择序列根据转移条件的不同，对应多个不同的工序，即不同的分支流程。执行某一分支，称为选择分支。在选择分支处理之后，需要通过选择汇合，将不同转移条件下的状态回归到同一个状态。选择序列的特点主要如下：◆在选择分支中，不同分支的转移条件在同一时刻最多只能有一个为接通状态。◆当程序进入选择性分支后，转移前的状态将变为不动作。◆当程序进入了某一分支后，即使另外一路分支的转移条件导通，也不会相应动作。◆汇合状态可以由任一分支的状态驱动。4.2.2选择序列/汇合序列基本结构【例4-2】如图所示为选择序列的功能图和梯形图，此部分是选择部分，S20为起始步，分别在转换条件X1、X2、X3下转移至目标S21、S31、S41，梯形图中，STLS20代表以下为S20是的工步，Y0通过SM400触点来驱动，接着通过转换条件X1、X2、X3置位S21、S31、S41，【例4-3】如图所示为选择序列汇合部分的功能图和梯形图，S29、S39、S49在转换条件X10、X11、X12下汇合至同一输出S50，S29、S39、S49又分别输出Y0、Y1、Y2。梯形图中，STLS29、STLS39、STLS49代表以下为S29、S39、S49是的工步，Y0、Y1、Y2通过SM400触点来驱动，X10、X11、X12分别动作共同置位S50。即分为驱动处理和转移处理。【例4-4】如图所示为跳转程序的功能图和梯形图，S20为起始步，当X1动作时，输出Y11，在转移条件X2下，转移至S21，在转移条件X3下，跳转至S31。不过需要注意的是，跳转用的指令是OUT，而不是SET，如右图梯形图所示。选择序列相应软件操作如下：在跳转条件之后可插入选择分支，如左图所示；在步的位置之后可插入选择汇合，如右图所示。

选择分支的插入选择汇合的插入程序跳转的相应软件操作如图4-17所示，第一步选中需要跳转条件①，第二步在工具栏的跳转按钮②上点击一下，在原来跳转条件边上出现输入窗口③，输入需要跳转到的步（比如S31），回车后确定，就可在原来位置新增一个跳转分支，结果如④所示。并行序列能够同时处理多个工序用分支，称为并行分支。并行分支执行之后，也需要将不同分支上的状态最终汇总到同一状态输出，我们称之为并行汇合并行序列的特点主要如下：◆在某一转移条件满足的情况下，向多个分支同步并行转移。◆在并行汇合中，所有分支的程序都汇集到汇合点后，当转移条件满足时，程序才能往下汇合。4.2.3并行序列结构【例4-5】如图所示为并行结构并行分支的功能图和梯形图，S20为起始步，输出Y0，在转移条件X0下，转移至目标S21、S31、S41。梯形图中，STLS20代表以下为S20是的工步，Y0通过SM400触点来驱动，接着通过转换条件X0同时置位S21、S31、S41。前边进行驱动处理，后边进行转移处理。【例4-6】如图所示为并行结构并行分支的功能图和梯形图，S29、S39、S49分别输出Y0、Y1、Y2，接着在转移条件下，转移至目标S50；如右图梯形图所示，STLS29、STLS39、STLS49代表以下为S29、S39、S49是的工步，Y0、Y1、Y2通过SM400触点来驱动，X10、X11共同动作置位S50。即分为驱动处理和转移处理。相应的软件操作如图所示，可以在跳转条件或步之后插入并行分支。

下面梯形图属于什么结构？有哪几种处理方式？并行系列；转移处理选择系列；驱动处理选择系列；驱动处理和转移处理并行系列；驱动处理ABCD提交单选题1分4.2.4其他结构1．跳转结构从一个状态直接转移至另一个状态，或跳转到当前流程之外的状态，这类操作称为跳转。通常使用“→”符号指向目标状态。左图中，若未满足转移条件，则顺序执行目标状态S20；否则跳转至目标状态S22；右图中，当转移条件不成立时，执行目标状态S20；否则跳转至目标状态S32。2．循环结构转移到上方的状态称为循环，同样使用“→”表示要转移的目标状态，如图所示，在左图中，执行完最后一个目标状态后，满足一定的转移条件即可回到初始目标状态S0，实现循环；在右图中，中间目标状态S22在满足一定的转移条件后也可返回至目标状态S20。两种情况在顺序功能图中，分别有两种表达方式。一个顺序功能图（SFC）程序可以具有多个初始状态的SFC块，每个SFC块形成一个程序控制流程，不同SFC块之间也支持状态转移，如图所示，SFC程序块1中的目标状态S21在满足一定的转移条件后，可跳转至SFC块3中的S41。3．空状态在顺序控制功能图中还有一种目标状态是空状态，如图所示为常见的4种表达方式，从上一个汇合马上到下一个分支开始，需要在中间加入一个空状态。4.3顺序控制应用实例4.3.1单序列控制实例：喷泉控制系统如图4-23所示，喷泉PLC控制系统要求如下：（1）PLC上电后，系统待机显示灯（Y0）亮。（2）如果处于步进（X2=OFF）连续（X1=OFF）运行模式，则：①按下启动按钮X0后，中央指示灯（Y1）亮2秒；②中央喷泉（Y2）喷水2秒；③环状指示灯（Y3）亮2秒；④环状喷泉（Y4）喷水2秒；⑤回到步骤（1）的待机显示状态（Y0）。（3）如果处于自动连续（X1=ON）运行模式，则执行第（2）步的①～④（Y1～Y4）之后，直接回到①，重复Y1～Y4的动作。（4）如果处于单步（X2=ON）运行模式，则每按一次启动按钮X0，依次输出相应动作一次。【例4-8】如图所示，大、小球分拣搬运PLC控制系统要求如下：（1）左上为原点位置，整个搬运过程按照下降→吸住→上升→右行→下降→释放→上升→左行的顺序依次动作。（2）当机械臂下降后，如果电磁铁压住大球，下限位开关LS2为OFF状态；如果电磁铁压住小球，下限位开关LS2为ON状态。4.3.2选择序列控制实例：大、小球分拣搬运系统大小球分拣系统的I/O分配序号输入功能序号输出功能1X0启动按钮1Y0下降2X1左限位传感器2Y1电磁铁吸合3X2下限位传感器3Y2上升4X3上限位传感器4Y3右移5X4小球右限位传感器5Y4左移6X5大球右限位传感器6Y7原点指示灯7X6压力传感器8X7料斗物料传感器9X10回零按钮如图，按钮式人行横道灯系统采用PLC控制，具体要求如下：（1）PLC由STOP切换到RUN时，进入初始状态S0。此时，车道为绿灯，人行道为红灯。（2）当按下人行道任一按钮（X0或X1）后，车道与人行道的信号灯状态保持不变：车道仍为绿灯，人行道仍为红灯。（3）30秒后，车道信号灯变为黄灯；保持2秒后，车道信号灯变为红灯。（4）再过1秒后，人行道信号灯由红灯变为绿灯。（5）人行道绿灯持续15秒后，开始闪烁。（6）人行道绿灯闪烁5秒后，人行道信号灯变为红灯。（7）维持人行道红灯3秒，随后系统恢复至初始状态：车道绿灯、人行道红灯。（8）系统进入工作周期后，按人行道的横穿按钮X0或X1均不起作用4.3.3并行序列控制实例：按钮式人行道交通信号灯控制系统经典梯形图顺序功能图人行横道红绿灯控制SFC图中有哪些顺序控制结构？并行结构、跳转结构循环结构、跳转结构并行结构、跳转结构、循环结构选择结构、循环结构ABCD提交单选题1分灯光喷水池控制系统，采用PLC控制，具体要求如下：（1）上电后，待机指示灯（Y0）亮。（2）按下启动按钮（X0），系统运行，待机指示灯（Y0）灭。（3）喷泉与灯光系统有两种工作模式。①工作模式A：选择开关X