第五章-PLC的步进顺控指令系统.ppt

1、小车按下图所示运行：小车先于X4处装料，装料需5s。X5、X3处轮流卸料，卸料需3s；小车在一次工作循环中两次右行都要碰到X5，第一次碰到X5停下来卸料，第二次碰到它时继续前进。试设计能实现此功能的梯形图、指令语句，并画出PLC的外部接线图。,第五章PLC的步进顺控指令系统,顺序功能图SFC用于编制复杂的顺控程序，此梯形图更直观，也为越来越多的电气技术人员所接受。FX系列PLC除了基本指令20条之外，还有两条简单的步进指令，其目标器件是状态器，用类似于顺序功能图SFC语言的状态转移图方式编程。本章介绍步进指令及编程方法。,第一节状态转移图,状态转移图也称功能图。一个控制过程可以分为若干个阶段，

2、这些阶段称为状态。状态与状态之间由转换分隔。相邻的状态具有不同的动作。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现转换，即上面状态的动作结束而下一状态的动作开始，可用状态转移图描述控制系统的控制过程，状态转移图具有直观、简单的特点，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工具。状态器软元件是构成状态转移图的基本元件。FX2系列PLC有状态器900点(S0S899)。其中S059共l0个叫初始状态器，是状态转移图的起始状态。,图5-l是一个简单状态转移图实例。状态器用框图表示。框内是状态器元件号，状态器之间用有向线段连接。其中从上到下、从左到右的箭头可以省去不画，有向线段上的垂直短线和它旁边标注的文字

3、符号或逻辑表达式表示状态转移条件。旁边的线圈等是输出信号。,在图51中，状态器S20有效时，输出Y1、Y2接通(在这里Y1是用OUT指令驱动，Y2是用SET指令置位，末复位前Y2一直保持接通)，程序等待转换条件X1动作。当X1一接通，状态就由S20转到S2l，这时Y1断开，Y3接通，Y2仍保持接通。,下面以图5-2所示的机械手为例，进一步说明状态转移图。机械手将工件从A点向B点移送。机械手的上升、下降与左移、右移都是由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的。抓手对物件的松开、夹紧是由一个单线圈两位电磁阀驱动气缸完成，只有在电磁阀通电时抓手才能夹紧。该机械手工作原点在左上方，按下降、夹紧、上升、右移、

4、下降、松开、上升、左移的顺序依次运行。它有手动，自动等几种操作方式。,图5-3示出了自动运行方式的状态转移图。状态图的特点是由某一状态转移到下一状态后，前一状态自动复位。,S2为初始状态，用双线框表示。当辅助继电器M8041、M8044接通时，状态从S2向S20转移，下降输出Y0动作。当下限位开关X1接通时，状态S20向S21转移，下降输出Y0切断，夹紧输出Y1接通并保持。同时启动定时器To。1s后定时器To的接点动作，转至状态S22，上升输出Y2动作。当上升限位开关X2动作时，状态转移到S23，右移输出Y3动作。,右移限位开关X3接通，转到S24状态，下降输出Y0再次动作。当下降限位开关X1

5、又接通时，状态转移至S25，使输出Y1复位，即夹钳松开，同时启动定时器T1。1s之后状态转移到S26，上升输出Y2动作。到上限位开关X2接通，状态转移至S27，左移输出Y4动作，到达左限位开关X4接通，状态返回S2，又进入下一个循环。,第二节步进顺控指令及其编程,一、步进顺控指令及其编程方法,步进指令有两条：STL和RET。STL是步进开始指令，RET是步进结束指令，图5-4是步进指令STL的使用说明，a)图是状态转移图，b)图是相应的梯形图，c)图是语句表。STL常用符号photo表示。状态转移图与梯形图有严格的对应关系。每个状态器有三个功能：驱动有关负载、指定转移目标和指定转移条件。,ST

6、L接点与母线连接。与STL相连的起始接点要使用LD、LDI指令。使用STL指令后，LD点移至STL接点的右侧，一直到出现下一条STL指令或者出现RET指令止。RET指令使LD点返回母线。使用STL指令使新的状态置位，前一状态自动复位。STL接点接通后，与此相连的电路就可执行。当STL接点断开时，与此相连的电路停止执行。但要注意在STL接点接通转为断开后，还要执行一个扫描周期。,STL步进指令仅对状态器有效。但状态器也可以是LD、LDI、AND等指令的目标元件。也就是说，状态器不作为步进指令的目标元件时，就具有一般辅助继电器的功能。STI指令和RET指令是一对步进(开始和结束)指令。在系列步进指

7、令STL后，加上RET指令，表明步进梯形指令功能的结束。LD点返回到原来母线。详见图5-5。,二、状态转移图与梯形图的转换,状态转移图编程时可以将其转换成梯形图，再写出语句表。,初始状态的编程要特别注意。初始状态可由其它状态器件驱动，如图5-6中的S23。最开始运行时，初始状态必须用其它方法预先驱动，使之处于工作状态。在图5-6中，初始状态是由PLC从停目一启动运行切换瞬间使特殊辅助继电器M8002接通，从而使状态器S0置1。除初始状态器之外的一般状态器元件必须在其它状态后加入STL指令才能驱动，不能脱离状态器用其它方式驱动。编程时必须将初始状态器放在其它状态之前。,第三节选择性分支与汇合及其

8、编程,一、选择性分支与汇合的特点,从多个分支流程中选择某一个单支流程，称之为选择性分支。图5-7是可选择的分文与汇合的状态转移图和梯形图。,分支选择条件X1和X4不能同时接通。在状态器S2l时，根据X1和X4的状态决定执行哪一条分支。当状态器S22或S24接通时，S2l自动复位。状态器S26由S23或S25置位，同时，前一状态器S23或S25自动复位。,图5-7对应的语句表如下：,1.选择性分支的编程方法与对一般状态图的编程一样，先进行驱动处理，再设置转移条件，编程时要由左至右逐个编程。,2.选择性汇合的编程方法先进行汇合前状态的输出处理，再朝汇合状态转移，此后由左至右进行汇合转移。,二、选择

9、性分支与汇合的编程,第四节并行性分支与汇合及其编程,一、并行性分支与汇合的特点,并行分支是指同时处理的程序流程。图58是并行的分支与汇合的状态图和梯形图。,1.并行性分支的编程方法与对一般状态图的编程一样，先进行驱动处理，再进行转移处理，转移的处理要从左至右依次进行。,2.并行性汇合的编程方法与一般状态转移图编程一样，先进行驱动处理，再进行转移处理，转移处理从左至右依次进行。,二、并行性分支与汇合的编程,与图5-8对应的语句表如下,当转换条件X1接通时，由状态器521分两路同时进入状态器522和S24，以后系统的两个分支并行工作。图5-8中水平双线强调的是并行工作，实际上与一般状态编程一样，先

10、进行驱动处理，然后进行转换处理，从左到右依次进行。当两个分支都处理完毕后，S23、S25同时接通，转换条件X4也接通时，S26接通，同时S23、S25自动复位。多条文路汇合在一起，实际上是STL指令连续使用(在梯形图上是STL接点串联)。STL指令最多可连续使用8次，即最多允许8条并行支路汇合在起。,第五节步进指令的应用,步进指令是专为J顺序控制而设立的，当然在顺控系统，使用步进指令是相当方便的。下面以一个具有多种工作方式的顺控系统简易机械手为例，介绍顺控程序的设计方法。,一、工艺要求与工作方式,简易机械手的工作示意图在图5-2中已有说明。工件工作原点在左上方，机械手运动示意如图5-9所示。,

11、该机械手工作方式有手动、单步、一个周期和连续工作(自动)四种形式。简易机械手的操作面板如图5-l0所示。工作方式选样开关分四档与四种方式对应。上升、下降、左移、右移、放松、夹紧几个步序一目了然。下面就操作面板上标明的几种工作方式说明如下：,手动方式是指用各自的按钮使各个负载单独接通或断开。回原点：按下此按钮，机械手自动回到原点。单步：按动一次启动按钮，前进一个工步。单周期:在原点位置按动启动按钮，自动运行一遍后再在原点停止。若在中途按动停止按钮，则停止运行；再按启动按钮，从断点处继续运行，回到原点处自动停止。连续工作(自动状态)：在原点位置按动启动按钮，连续反复运行。若中途按动停止按钮，运行到

12、原点后停止。,面板上的启动和急停按钮与PLC运行程序无关。这两个按钮是用来接通或断开PLC外部负载的电源。有多种运行方式的控制系统，应能根据所设置的运行方式自动进入，这就要求系统应能自动设定与各个运行方式相应的初始状态。后述的FNC60(IST)功能指令就具有这种功能。为了使用这个指令，必须指定具有连续编号的输人点。此例中指定的输入点如表5-1所示。,表5-1对照表,二、初始状态设定,利用后述的功能指令FNC60(IST)自动设定与各个运行方式相应的初始状态。后述的FNC60(IST)功能指令形式，如右图所示。X20是输入的首元件编号；S20是自动方式的最小状态器编号；S29是自动方式的最大状

13、态器编号。,当应用指令FNC60满足条件时，下面的初始状态器及相应特殊辅助继电器自动被指定如下功能：S0-手动操作初始状态S1-回原点初始状态S2-自动操作初始状态M8048-禁止转移M8041-开始转移M8042-启动脉冲M8047-STL监控有效,三、简易机械手顺控程序编写,(一)初始化程序任何一个完整的控制程序都要初始化。所谓程序初始化就是设置控制程序的初始化参数。简易机械手控制系统的初始化程序是设置初始状态和原点位置条件。图5-11是初始化程序的梯形图。,特殊辅助继电器M8044作为原点位置条件用。当在原点位置条件满足时，M8044接通。其它初始状态是由IST指令自动设定。需要指出的是初始化程序是在开始时执行一次，其结果存在元件映像寄存器中，这些元件的状态在程序执行过程中大部分都不再变化。有些则不然，像S2状态器就是随程序运行改变其状态的。,(二)手动方式程序手动方式梯形图程序如图5-12