PLC步进顺控实例

1、项目3:可编程控制器步进顺序控制指令的应用实例，步进顺序控制编程方法是可编程控制器编程的一种重要方法。分步顺序控制编程是将系统的工作过程分成几个阶段(几个步骤)并画出状态转移图。然后，根据状态转移图，设计阶梯图程序和指令表程序，使程序设计工作变得清晰，不易遗漏或冲突。本章主要介绍三菱FX2N系列可编程控制器的步进顺序控制编程思想、状态元素、状态转换图、步进顺序控制指令以及单支路、选择支路和并联支路的编程方法。(1)任务分析当自动送料小车处于初始位置时，按下限位开关SQ1，按下启动按钮SB，小车按照图31所示的顺序移动，完成一个工作循环。电机向前旋转，当小车接触到右侧的限位开关SQ2时，电机停止

2、，小车停留在原位；停留5秒钟后，电机反转，小车向左移动；触摸限位开关SQ3后，电机开始再次向前转动，小车移动到初始位置，按下下限位开关SQ1，停在初始位置。这是顺序控制的典型例子。小车的工作循环可分为四个阶段，即启动右线、暂停等待、换到左线和返回原位。这种类型的程序最适合用步进顺序控制的思想编程。步骤顺序控制概述控制过程可分为几个阶段，称为状态或步骤。状态被转换条件分开。当满足两个相邻状态之间的转换条件时，就实现了状态转换。状态转移只有一个流向，称为单支流向顺序控制结构。像自动小车一样，控制过程中只有一个顺序。2.FX系列可编程逻辑控制器状态元素S的每个状态或步骤由一个状态元素表示，S0是初始

3、步骤，也称为准备步骤，表示初始准备是否到位。其他人正在工作。状态元素是状态转移图的基本元素，是可编程控制器的软元素之一。FX2N有1000个状态部件，其分类、数量、数量和用途见表3-1。表3-1 FX2N的状态组件，注意：必须在指定范围内选择状态数。各种状态元件的触点可在可编程逻辑控制器中自由使用，次数不限。当不使用步进顺序控制指令时，状态元素可用作程序中的辅助继电器。通过设置参数，可以改变一般状态元素和掉电保持状态元素的地址分配。3.状态转换图的绘制，也称为功能图。用于描述控制系统的控制过程，简单直观，是设计PLC顺序控制程序的有力工具。状态转换图中的状态有三个元素：驱动动作、指定转换目标和

4、指定转换条件。其中，转移目标和转移条件是必不可少的，而驾驶行为取决于具体情况，可能没有实际行动。如图所示，在初始步骤S0中，没有驱动动作，S20是其转移目标，X0和X1是串联转移条件；在步骤S20，Y1是其驱动动作，S21是其转移目标，X2是其转移条件。步骤之间的方向线表示过程的方向，其中可以省略向下和向右箭头。图中的流向总是向下，因此省略了箭头。4.状态转换的实现和步骤之间的状态转换需要满足两个条件：第一，前一步必须是主动步骤；其次，应建立相应的转换条件。步骤之间的转换可以通过满足上述两个条件来实现。值得注意的是，一旦后续步骤成功转换为活动步骤，前一步骤将被重置为非活动步骤。这样，状态转移图

5、的分析就变得非常清晰，不考虑状态之间复杂的连锁关系，这可以理解为：“只做你需要做的事情，不考虑其他任何事情”。此外，它还促进了对程序的阅读和理解这样，整个控制程序就一步一步地编译好了。FX系列可编程控制器有两个指令，即步进触点驱动指令STL和步进返回指令ret，专门用于编制步进顺序控制程序。STL:步进触点驱动指令STL表示处于某一步进状态的元件的常开触点与总线相连，如图33所示。使用STL指令的触点称为步进触点。STL指令具有主控的含义，即在STL指令后面的触点应使用LD指令或LDI指令。STL指令具有自动复位前一步的功能(当状态转换成功时，在第二个扫描周期内自动复位前一步)，所以用STL指

6、令编程时，不考虑前一步的复位问题。RET:后退指令在一系列STL指令之后，必须在步进程序的末尾使用RET指令，指示步进顺序控制功能(主控制功能)的末尾，如图34所示。步骤梯形图和指令语句表编程：根据状态转换图，步骤指令STL和RET编译的梯形图程序和指令表程序如图34所示，应注意以下几点：首先是驱动动作处理，然后是状态转换处理，不能颠倒。STL指令用于驱动步进触点，OUT指令用于驱动动作。如果一个动作需要在几个连续的步骤中驱动，使用设置/RST命令。LD/LDI指令用于连接到STL指令的触点，SET指令用于连续向下状态转换，否则，使用OUT指令。中央处理器只执行对应于有效步进的电路块，因此步进

7、梯形图允许双线圈输出。如果两个相邻步骤的动作不能同时驱动，则应布置相互限制的联锁连杆。在步骤顺序控制结束时，必须使用RET指令。(3)任务实现，选择输入输出设备，分配地址，绘制输入输出接线图。该控制任务要求自动小车启动后，按照图31中箭头所示的路线运行一个周期，然后停在原来的位置。这种操作模式成为单循环操作。因此，输入设备只需要开始按钮，而不需要停止按钮。另外，需要三个行程开关SQ1、SQ2和SQ3，分别安装在原位、右端极限位置和左端极限位置。小车的左右运行实际上是由电机的正反转驱动的，因此本控制任务的输出设备是电机的正转接触器KM1和反转接触器KM2。根据图31中分配的输入/输出地址，在图3

8、5中示出了绘制的输入/输出布线图。根据自动送料小车的运行情况，自动送料小车的工作周期分为四个阶段，即启动右线、停留等待、换到左线和返回原位。据此绘制的状态转换图如图36所示。3.自动小车的编程步骤梯形图程序和指令表程序根据上述状态转换图，相应的步骤梯形图程序和指令表程序如图37所示进行编程。在每个步骤中，首先处理驱动动作，然后通过转换条件处理状态转换。因为STL指令用于编程，所以不需要考虑前一步的复位。应当注意，当步骤S22转移到步骤S23时，台车从“向左改变”转移到“向右并返回到原始位置”。也就是说，在这里的前进和后退步骤中，马达应该从反向旋转直接改变为正向旋转。从继电器接触器控制可知，电机

9、的正向和反向接触器KM1和KM2不允许同时开启，否则电源将短路。如前所述，步进指令STL具有自动复位前一步的功能，但只有在状态转换成功时，它才会在第二个扫描周期中复位前一步。也就是说，在刚刚从步骤S22转移到步骤S23的循环中，KM1和KM2同时接通，因此我们必须在程序中使用常闭触点进行电气联锁。(四)其他编制方式应该注意的是，当用这两种方式编程时，我们必须注意前一步的复位，因为只有步骤指令STL可以自动复位前一步，而其他指令不具备这一功能。还要注意不要有双线圈。1.启动、保证和停止电路当用启动、保证和停止方法编制步进顺序控制程序时，应注意每一步的自锁和前一步的复位，以及双线圈问题，如图38(

10、b)所示。在图中，每一步都使用其常开触点来锁定自身，并使用下一步的常闭触点来切断前一步的线圈以将其复位，显示“启动、保证和停止”模式。每一步的驱动动作都可以与状态线圈并联。步骤S20和步骤S23的动作是驱动Y1。为了避免双线圈，两级的常开触点并联，然后驱动Y1。2。当设置复位电路模式用于编制步进顺序控制程序时，还应注意前一步的复位问题和双线圈的输出处理，如图38(b)所示。图中的每一步都是先处理动作，然后重置前一步，最后用转移条件设置下一步，因此称为“设置重置”模式。任务2按钮式人行横道交通灯控制(1)任务分析在只需要垂直行驶的交通系统中，也有必要考虑人行横道控制。在这种情况下，人行横道通常由

11、按钮启动，交通状况如图39所示。从图中可以看出，东西方向是车道，南北方向是人行横道。正常情况下，车道上有车辆。如果行人想通过交通路口，他们应该先按下按钮，等到绿灯亮了才可以通过。这时，东西车道的红灯亮了。经过一段时间的延误，人行横道上的红灯和车道上的绿灯都亮了。每个片段的时序如图310所示。车道和人行横道应同时控制。这种结构称为平行分支结构。(2)相关知识1。并行分支结构并行分支结构是指同时处理多个程序流。如图311所示。在图中，在步骤S20作为活动步骤被激活之后，如果满足转换条件X0，则同时执行左、中、右程序。S50是收敛状态，其由三个状态S22、S32和S42共同驱动。当所有三个状态都变为

12、活动步骤并且转变条件X4成立时，收敛被转换到S50。并行分支和收敛并行分支和收敛的编程原则是先关注分支转移，然后依次处理每个分支程序，最后关注收敛状态，如图312的阶梯图所示。根据阶梯图，可以编写指令表程序。并行分支结构编程注意事项(1)并行分支结构最多可实现8个分支的收敛。(2)下面图313(a)中所示的转移条件在平行分支和连接处是不允许的，但在编程前必须转换成图313(b)中所示的结构。(3)任务执行：1。选择输入/输出设备，分配输入/输出地址，绘制输入/输出接线图。输入设备：x0: sb1(人行道北按钮)x1: sb2(人行道南按钮)输出设备：y0: ld0(车道红灯)y1: ld1(车

13、道黄灯)y2: ld2(。人行道控制系统设计按钮状态转换图根据控制要求，绘制状态转换图如图315所示。最初的状态是车道绿灯，人行道红灯。按下人行道按钮(X0或X1)后，系统进入平行运行状态，车道绿灯和人行道红灯亮，并开始延时。这条车道在30秒后变黄，10秒后变红。人行道在5秒后变绿，5秒后闪绿，5秒后变红，5秒后恢复初始状态。按钮人行道控制系统的PLC程序设计根据以上状态转换图，步骤梯形图程序和指令表程序分别如图316和317所示。在该程序中，“人行道绿灯闪烁5s”是由T4定时器与专用辅助继电器M8013串联完成的。定时器闪烁电路也可以用来完成开/关控制和计数器计数的结合，从而完成闪烁如图31

14、8所示，当绿灯打开和关闭时，计数器每0.5s计数一次。当它被记录五次时，它的触点移动，状态改变，人行道变成红色。(4)知识发展，1。流程跳转的编程流程跳转分为单个流程内的跳转执行和单个流程之间的跳转执行，如图319所示。在对指令表编程时，所有跳转都使用OUT指令。图319(c)显示了从一个流程到另一个流程的跳转，以及(a)和(b)显示了单个流程内的跳转。图319(d)显示了复位跳转，指的是当执行结束时自动清除状态。当编程指令列表时，复位跳转RST指令。分支和收敛的正确组合及其编程对于分支和收敛的复杂组合，不允许在最后一次收敛完成之前直接启动下一个分支。如果真的有必要，有必要在前一个收敛完成和下

15、一个分支开始之间添加一个虚拟状态，以便在前一个收敛完成之后可以进入下一个分支，如图320所示。虚拟状态在这里没有实质性的意义，但从状态转换图的结构来看是合理的。如果图315所示的状态转换图被设计为选择单周期运行模式和连续运行模式，结果如图321所示。图中的S25是没有动作的虚拟步骤。使用工作模式开关(单周期/X2连续)决定是返回步骤S0等待还是返回步骤S26继续工作。任务3物料分拣机构的自动控制(1)任务分析图322显示了通过输送机分拣大小球并分别输送它们的系统示意图。左上角是原点，动作顺序如下：把球吸下去，跑到右边，放下，跑到左上角(原点)，接球和放球的时间是1秒。当机械臂下降时，如果电磁铁

16、吸大球，下限开关SQ2关闭，如果吸小球，SQ2打开(判断是大球还是小球)。这是选择分支的过程结构。(2)相关知识1。选择性分支结构从多个分支过程中选择并执行一个分支过程，这称为选择性分支结构，如图323所示。图中S20为分支状态，状态转移图分为三个分支，在S20后选择性执行。当步骤S20被激活为活动步骤时，如果转换条件X0成立，则执行左边的程序；如果X10为真，执行中间过程，如果X20为真，执行正确的过程，转换条件X0、X10和X20不能同时为真。S50是收敛状态，其可以由S22、S32和S42中的任一个驱动。选择性分支的编程选择性分支结构的编程原则是先集中处理分支转移，然后依次处理每个分支程

17、序和合并状态，如图324所示。(3)任务执行1。选择输入/输出设备，分配输入/输出地址并绘制接线图。输入输出设备和输入输出地址已在图322中确定，具体如下：输入：X1左限位开关X2下限开关(小球移动，大球不移动)X3上限开关X4右限位开关用于释放小球X5右限位开关用于释放大球X0系统启动开关；X6(机械臂)手动复位开关；输出：Y0机械臂下降，Y2机械臂上升，Y1吸球电磁铁，Y3机械臂向右移动，Y4机械臂向左移动，Y5机械臂在原点。根据以上地址，画出如图325所示的输入输出接线图。2.根据控制要求，设计大小球分选系统的状态转移图，绘制大小球分选系统的状态转移图，如图326所示。当机械臂下降吸球时进入选择分支(状态S21)，如果吸球(下限开关SQ2关闭)，执行右分支程序；如果球被吸入(SQ2打开)，执行左分支程序。在状态S28(机械臂接触右限位开关)，分支结束收敛，进入单序列流程结构。应该注意的是，只有机器人手臂可以在原点开始自动工作循环。在状态转