步进顺控指令及其应用课件

步進順控指令及其應用

6.1狀態轉移圖及步進順控指令6.1.1流程圖首先，還是來分析一下第5章的電動機迴圈正反轉控制的例子，其控制要求為：電動機正轉3s，暫停2s，反轉3s，暫停2s，如此迴圈5個週期，然後自動停止；運行中，可按停止按鈕停止，熱繼電器動作也應停止。

從上述的控制要求中，可以知道：電動機迴圈正反轉控制實際上是一個順序控制，整個控制過程可分為如下6個工序（也叫階段）：複位、正轉、暫停、反轉、暫停、計數；

每個階段又分別完成如下的工作（也叫動作）：初始複位、停止複位、熱保護複位，正轉、延時，暫停、延時，反轉、延時，暫停、延時，計數；各個階段之間只要條件成立就可以過渡（也叫轉移）到下一階段。因此，可以很容易地畫出電動機迴圈正反轉控制的工作流程圖，如圖6-1所示。圖6-1工作流程圖6.1.2狀態轉移圖1．狀態轉移圖一是將流程圖中的每一個工序（或階段）用PLC的一個狀態繼電器來替代；二是將流程圖中的每個階段要完成的工作（或動作）用PLC的線圈指令或功能指令來替代；

三是將流程圖中各個階段之間的轉移條件用PLC的觸點或電路塊來替代；四是流程圖中的箭頭方向就是PLC狀態轉移圖中的轉移方向。2．設計狀態轉移圖的方法和步驟（1）將整個控制過程按任務要求分解，其中的每一個工序都對應一個狀態（即步），並分配狀態繼電器。電動機迴圈正反轉控制的狀態繼電器的分配如下：複位→S0，正轉→S20，暫停→S21，反轉→S22，暫停→S23，計數→S24。（2）搞清楚每個狀態的功能、作用。狀態的功能是通過PLC驅動各種負載來完成的，負載可由狀態元件直接驅動，也可由其他軟觸點的邏輯組合驅動。（3）找出每個狀態的轉移條件和方向，即在什麼條件下將下一個狀態“啟動”。狀態的轉移條件可以是單一的觸點，也可以是多個觸點的串、並聯電路的組合。（4）根據控制要求或工藝要求，畫出狀態轉移圖。3．狀態轉移和驅動的過程4．狀態轉移圖的特點（1）可以將複雜的控制任務或控制過程分解成若干個狀態。（2）相對某一個具體的狀態來說，控制任務簡單了，給局部程式的編制帶來了方便。（3）整體程式是局部程式的綜合，只要搞清楚各狀態需要完成的動作、狀態轉移的條件和轉移的方向，就可以進行狀態轉移圖的設計。（4）這種圖形很容易理解，可讀性很強，能清楚地反映全部控制的工藝過程。圖6-2電動機迴圈正反轉控制的狀態轉移圖6.1.3狀態繼電器類別FX1S系列FX1N系列FX2N、FX2NC系列用途初始狀態S0～S9，10點S0～S9，10點S0～S9，10點用於SFC的初始狀態返回狀態S10～S19，10點S10～S19，10點S10～S19，10點用於返回原點狀態一般狀態S20～S127，108點S20～S999，980點S20～S499，480點用於SFC的中間狀態掉電保持狀態S0～S127，128點S0～S999，1000點S500～S899，400點用於保持停電前狀態信號報警狀態----------S900～S999，100點用作報警元件FX系列PLC的狀態繼電器6.1.4步進順控指令

FX系列PLC的步進順控指令有兩條：一條是步進觸點（也叫步進開始）指令STL（StepLadder），一條是步進返回（也叫步進結束）指令RET。1．STL指令

STL步進觸點指令用於“啟動”某個狀態，其梯形圖符號為。2．RET指令

RET指令用於返回主母線，其梯形圖符號為。圖6-3狀態轉移圖和狀態梯形圖的對應關係圖6-4旋轉工作臺的狀態轉移圖和梯形圖6.2步進順控的編程方法6.2.1狀態轉移圖的編程方法1．狀態的三要素2．編程方法3．狀態轉移圖的理解6.2.2編程注意事項（1）與STL步進觸點相連的觸點應使用LD或LDI指令，（2）初始狀態可由其他狀態驅動，但運行開始時，必須用其他方法預先作好驅動，否則狀態流程不可能向下進行。如按圖6-2所示而設計的程式。（3）STL觸點可以直接驅動或通過別的觸點驅動Y、M、S、T等元件的線圈和應用指令。

圖6-5用M8002驅動S0

圖6-6用M8000驅動S0（4）由於CPU只執行活動步對應的電路塊，因此，使用STL指令時允許雙線圈輸出，（5）在步的活動狀態的轉移過程中，相鄰兩步的狀態繼電器會同時ON一個掃描週期，可能會引發暫態的雙線圈問題。（6）並行流程或選擇流程中每一分支狀態的支路數不能超過8條，總的支路數不能超過16條。（7）若為順序不連續轉移（即跳轉），不能使用SET指令進行狀態轉移，應改用OUT指令進行狀態轉移。（8）STL觸點右邊不能緊跟著使用入棧（MPS）指令。STL指令不能與MC、MCR指令一起使用。在FOR、NEXT結構中、副程式和中斷程式中，不能有STL程式塊，但STL程式塊中可允許使用最多4級嵌套的FOR、NEXT指令。（9）需要在停電恢復後繼續維持停電前的運行狀態時，可使用S500～S899停電保持狀態繼電器。6.2.3單流程狀態轉移圖的編程1．單流程2．編程方法和步驟（1）根據控制要求，列出PLC的I/O分配表，畫出I/O分配圖；（2）將整個工作過程按工作步序進行分解，每個工作步序對應一個狀態，將其分為若干個狀態；（3）理解每個狀態的功能和作用，即設計驅動程式；（4）找出每個狀態的轉移條件和轉移方向；（5）根據以上分析，畫出控制系統的狀態轉移圖；（6）根據狀態轉移圖寫出指令表。3．編程實例例1用步進順控指令設計某行車迴圈正反轉自動控制的程式。控制要求為：送電等待信號顯示→按起動按鈕→正轉→正轉限位→停5s→反轉→反轉限位→停7s→返回到送電顯示狀態。

解：（1）I/O分配根據控制要求，其I/O分配如圖6-7所示。（2）狀態轉移圖

圖6-7行車迴圈正反轉控制的I/O分配圖

圖6-8行車迴圈正反轉控制的狀態轉移圖（3）指令表例3用步進指令設計一個電鍍槽生產線的控制程式。控制要求為：具有手動和自動控制功能，手動時，各動作能分別操作；自動時，按下啟動按鈕後，從原點開始按圖6-11所示的流程運行一周回到原點；圖中SQ1～SQ4為行車進退限位開關，SQ5、SQ6為吊鉤上、下限位開關。圖6-11電鍍槽生產線的控制流程

解：（1）I/O分配

X0：自動/手動轉換，X1：右限位，X2：第二槽限位，X3：第三槽限位，X4：左限位；X5：上限位，X6：下限位，X7：停止，X10：自動位起動，X11：手動向上，X12：手動向下，X13：手動向右，X14：手動向左，Y0：吊鉤上，Y1：吊鉤下，Y2：行車右行，Y3：行車左行，Y4：原點指示。（2）PLC的外部接線圖（如圖6-12所示）（3）系統程式（4）指令表程式圖6-12電鍍槽生產線的外部接線圖圖6-13電鍍槽生產線的狀態轉移圖6.3選擇性流程與並行性流程的

程式編制6.3.1選擇性流程及其編程1．選擇性流程程式的特點由兩個及以上的分支程式組成的，但只能從中選擇一個分支執行的程式，稱為選擇性流程程式。2．選擇性分支的編程STL S20LD X010第二分支的轉移條件OUT Y000驅動處理SET S31轉移到第二分支LD X000第一分支的轉移條件LD X020第三分支的轉移條件SET S21轉移到第一分支SET S41轉移到第三分支3．選擇性匯合的編程4．編程實例STL S21第一分支驅動處理LD X021第三分支驅動處理OUT Y021SET S42LD X001STL S42SET S22OUT Y042STL S22STL S22由第一分支轉移到匯合點OUT Y022LD X002STL S31第二分支驅動處理SET S50OUT Y031STL S32由第二分支轉移到匯合點LD X011LD X012SET S32SET S50STL S32STL S42由第三分支轉移到匯合點OUT Y032LD X022STL S41第三分支驅動處理SET S50OUT Y041OUT Y050

例4用步進指令設計電動機正反轉的控制程式。控制要求為：按正轉起動按鈕SB1，電動機正轉，按停止按鈕SB，電動機停止；按反轉起動按鈕SB2，電動機反轉，按停止按鈕SB，電動機停止；且熱繼電器具有保護功能。

解：（1）I/O分配X0：SB（常開），X1：SB1，X2：SB2，X3：熱繼電器FR（常開）；Y1：正轉接觸器KM1，Y2：反轉接觸器KM2。（2）狀態轉移圖（3）指令表根據圖6-15（a）所示的狀態轉移圖，其指令表如圖6-15（b）所示。圖6-15電動機正反轉控制的狀態轉移圖6.3.2並行性流程及其編程1．並行性流程程式的特點由兩個及以上的分支程式組成的，但必須同時執行各分支的程式，稱為並行性流程程式。圖6-18是具有3個支路的並行性流程程式，其特點如下：圖6-18並行性流程程式的結構形式2．並行性分支的編程

3．並行性匯合的編程STL S20SET S21轉移到第一分支OUT Y000驅動處理SET S31轉移到第二分支LD X000轉移條件SET S41轉移到第三分支4．並行性流程程式編程注意事項（1）並行性流程的匯合最多能實現8個流程的匯合。（2）在並行分支、匯合流程中，不允許有圖6-19（a）的轉移條件，而必須將其轉化為圖6-19（b）後，再進行編程。5．編程實例STL S21第一分支驅動處理STL S41第三分支驅動處理OUT Y21OUT Y041LD X001LD X021SET S22SET S42STL S22STL S42OUT Y022OUT Y042STL S31第二分支驅動處理STL S22由第一分支匯合OUT Y031STL S32由第二分支匯合LD X011STL S42由第三分支匯合SET S32LD X002匯合條件STL S32SET S50匯合狀態OUT Y32STL S50圖6-19並行性分支、匯合流程的轉化6.4複雜流程及跳轉流程的程式

編制6.4.1複雜流程的程式編制1．選擇性匯合後的選擇性分支的編程2．複雜選擇性流程的編程3．並行性匯合後的並行性分支的編程4．選擇性匯合後的並行性分支的編程5．並行性匯合後的選擇性分支的編程6．選擇性流程裏嵌套並行性流程的編程圖6-23選擇性匯合後的選擇性分支的改寫圖6-24複雜選擇性流程的改寫

圖6-25並行性匯合後的並行性分支的改寫

圖6-26並行性匯合後的並行性分支的改寫圖6-27並行性匯合後的選擇性分支的改寫6.4.2跳轉流程的程式編制圖6-29跳轉的幾種形式6.5用輔助繼電器實現順序控制

的程式編制6.5.1用輔助繼電器實現順序控制的設計思想用輔助繼電器設計順序控制程式的設計思想為：首先用輔助繼電器M來代替狀態轉移圖中的步（即狀態繼電器），即設計順序功能圖，然後根據順序功能圖設計梯形圖。6.5.2使用起保停電路的編程方法6.5.3使用置位複位指令的編程方法1．設計思想圖6-34給出了使用置位複位指令編程的順序功能圖與梯形圖的對應關係。2．單流程的編程方法圖6-35使用置位複位指令編程的梯形圖3．選擇性流程的編程方法4．並行性流程的編程方法圖6-36使用置位複位指令編程的梯形圖實訓課題6單流程的控制實訓15機械手的PLC控制一、實訓目的（1）熟悉步進順控指令的編程方法；（2）掌握單流程程式的編制；（3）掌握機械手的程式設計及其外部接線。二、實訓器材（1）可編程控制器1臺（FX2N-48MR）；（2）機械手模擬顯示模組1塊（帶指示燈、接線端口及按鈕等）；（3）實訓控制臺1個；（4）電工常用工具1套；（5）掌上型編程器或電腦1臺；（6）連接導線若干。三、實訓要求設計一個用PLC控制的將工件從A點移到B點的機械手的控制系統。其控制要求如下：（1）手動操作，每個動作均能單獨操作，用於將機械手複歸至原點位置；（2）連續運行，在原點位置按起動按鈕時，機械手按圖6-41連續工作一個週期，一個週期的工作過程如下：原點→下降→夾緊（T）→上升→右移→下降→放鬆（T）→上升→左移到原點，時間T由教師現場規定。說明：1．機械手的工作是從A點將工件移到B點；

2．原點位機械夾鉗處於夾緊位，機械手處於左上角位；3．機械夾鉗為有電放鬆，無電夾緊。圖6-41機械手動作示意圖四、軟體程式1．I/O分配X0：自動/手動轉換， X1：停止，X2：自動起動， X3：上限位，X4：下限位， X5：左限位，X6：右限位， X7：手動向上，X10：手動向下， X11：手動左移，X12：手動向右， X13：手動放鬆；Y0：夾緊/放鬆， Y1：上升，Y2：下降， Y3：左移，Y4：右移， Y5：原點指示。2．程式設計方案根據系統的控制要求及PLC的I/O分配，其系統程式如圖6-42所示。五、系統接線根據系統控制要求，其系統接線圖如圖6-43所示（PLC的輸出負載都用指示燈代替）圖6-42機械手的狀態轉移圖

圖6-43機械手控制系統接線圖

六、系統調試（1）輸入程式，（2）靜態調試，（3）動態調試，七、實訓報告實訓17工業洗衣機的PLC控制一、實訓目的（1）熟悉步進順控指令的編程方法；（2）掌握單流程程式的編制；（3）掌握工業洗衣機的程式設計及其外部接線。二、實訓器材（1）可編程控制器1臺（FX2N-48MR）；（2）工業洗衣機模擬顯示模組1塊（帶指示燈、接線端口及按鈕等）；（3）實訓控制臺1個；（4）電工常用工具1套；（5）掌上型編程器或電腦1臺；（6）連接導線若干。三、實訓要求設計一個用PLC控制的工業洗衣機的控制系統。其控制要求如下：起動後，洗衣機進水，高水位開關動作時，開始洗滌。正轉洗滌20s，暫停3s後反轉洗滌20s，暫停3s再正向洗滌，如此迴圈3次，洗滌結束；

然後排水，當水位下降到低水位時進行脫水（同時排水），脫水時間是10s，這樣完成一個大循環，經過3次大循環後洗衣結束，並且報警，報警10s後全過程結束，自動停機。四、軟體程式1．I/O分配X0：起動按鈕， X1：停止開關，X2：高水位開關， X3：低水位開關；Y0：進水電磁閥， Y1：排水電磁閥，Y2：脫水電磁閥， Y3：報警指示，Y4：電動機正轉， Y5：電動機反轉。2．程式設計方案根據系統的控制要求及PLC的I/O分配，畫出其狀態轉移圖。五、系統接線根據系統控制要求，其系統接線圖如圖6-46所示（PLC的輸出負載都用指示燈代替）。圖6-46工業洗衣機的系統接線圖六、系統調試七、實訓報告圖6-46工業洗衣機的系統接線圖

實訓課題7選擇性流程的控制實訓18電動機正反轉能耗制動的PLC控制（2）一、實訓目的（1）熟悉順控指令的編程方法；（2）掌握選擇性流程程式的編制；（3）掌握電動機正反轉能耗制動的程式設計及其外部接線。二、實訓器材其實訓器材與實訓11相同。三、實訓要求其實訓要求與實訓11相同。四、軟體程式1．I/O分配其I/O分配與實訓11相同。2．狀態轉移圖根據控制要求及PLC的I/O分配，畫出其狀態轉移圖如圖6-47所示。圖6-47電動機正反轉能耗制動的狀態轉移圖五、系統接線其系統接線與實訓11相同。六、系統調試其系統調試與實訓11相同。七、實訓報告實訓19皮帶運輸機的PLC控制一、實訓目的（1）熟悉步進順控指令的編程方法；（2）掌握選擇性流程程式的編制；（3）掌握皮帶運輸機的程式設計及其外部接線。二、實訓器材（1）可編程控制器1臺（FX2N-48MR）；（2）皮帶運輸機模擬顯示模組1塊（帶指示燈、接線端口及按鈕等）；（3）實訓控制臺1個；（4）電工常用工具1套；（5）掌上型編程器或電腦1臺；（6）連接導線若干。三、實訓要求設計一個用PLC控制的皮帶運輸機的控制系統。其控制要求如下：在建材、化工、機械、冶金、礦山等工業生產中廣泛使用皮帶運輸系統運送原料或物品。供料由電閥DT控制，電動機M1、M2、M3、M4分別用於驅動皮帶運輸線PD1、PD2、PD3、PD4。

儲料倉設有空倉和滿倉信號，其動作示意簡圖如圖6-48所示，其具體要求如下：圖6-48皮帶運輸機的動作示意簡圖（1）正常起動，倉空或按起動按鈕時的起動順序為M1、DT、M2、M3、M4，間隔時間5s；（2）正常停止，為使皮帶上不留物料，要求順物料流動方向按一定時間間隔順序停止，即正常停止順序為DT、M1、M2、M3、M4，間隔時間5s；（3）故障後的起動，為避免前段皮帶上造成物料堆積，要求按物料流動相反方向按一定時間間隔順序起動，即故障後的起動順序為M4、M3、M2、M1、DT，間隔時間10s；（4）緊急停止，當出現意外時，按下緊急停止按鈕，則停止所有電動機和電磁閥；（5）具有點動功能。四、軟體程式1．I/O點分配X0：自動/手動轉換， X1：自動位起動，X2：正常停止，X3：緊急停止，X4：點動DT電磁閥， X5：點動M1，X6：點動M2， X7：點動M3，X10：點動M4，X11：滿倉信號，X12：空倉信號；Y0：DT電磁