狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)指令ppt課件.ppt

第五章狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)指令,教學(xué)提示：前章介紹的基本邏輯指令和梯形圖主要用于設(shè)計(jì)滿足一般控制要求的PLC程序。對(duì)于復(fù)雜控制系統(tǒng)來說，系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)數(shù)較多，工藝復(fù)雜，每一工序的自鎖要求及工序與工序間的相互連鎖關(guān)系也復(fù)雜，直接采用邏輯指令和梯形圖進(jìn)行設(shè)計(jì)較為困難。在實(shí)際控制系統(tǒng)中，可將生產(chǎn)過程的控制要求以工序劃分成若干段，每一個(gè)工序完成一定的功能，在滿足轉(zhuǎn)移條件后，從當(dāng)前工序轉(zhuǎn)移到下道工序，這種控制通常稱為順序控制。為了方便地進(jìn)行順序控制設(shè)計(jì)，許多可編程控制器設(shè)置有專門用于順序控制或稱為步進(jìn)控制的指令，F(xiàn)X2NPLC在基本邏輯指令之外增加了兩條步進(jìn)指令，同時(shí)輔之以大量的狀態(tài)器S，結(jié)合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖就很容易編出復(fù)雜的順序控制程序,教學(xué)要求：本章要求學(xué)生熟練掌握FX2N的步進(jìn)指令和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的功能、應(yīng)用范圍和使用方法。重點(diǎn)讓學(xué)生掌握步進(jìn)指令和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程的規(guī)則、步驟與編程方法，并能編寫一些工程控制程序,1,第四章狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)指令,5.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,5.2步進(jìn)梯形圖及步進(jìn)指令,5.4.3選擇分支與匯合狀態(tài)編程,5.4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖常見流程狀態(tài)得編程,5.4.1單流程狀態(tài)編程,5.2.1步進(jìn)梯形圖,5.3步進(jìn)梯形圖指令編程基本方法,5.2.2步進(jìn)指令,5.4.2跳轉(zhuǎn)與重復(fù)狀態(tài)編程,5.4.4并行分支與匯合狀態(tài),5.4.5分支與匯合得組合,5.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)指令的應(yīng)用實(shí)例,2,5.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC,SequentialFunctionChart）是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，是基于狀態(tài)（工序）的流程以機(jī)械控制的流程來表示：,FX2N系列PLC共有狀態(tài)器S0S999,S0S9為初始狀態(tài),S10S499為普通型,S500S899為斷電保持型,S900S999為信號(hào)報(bào)警型,S10S19在功能指令（FNC60）IST的使用中被用作回零狀態(tài)器,3,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖表示法,圖5.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖表示法,4,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的畫法,在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，用矩形框來表示“步”或“狀態(tài)”，方框中用狀態(tài)器S及其編號(hào)表示,與控制過程的初始情況相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)稱為初始狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移圖應(yīng)有一個(gè)初始狀態(tài)，初始狀態(tài)用雙線框來表示。與步相關(guān)的動(dòng)作或命令用與步相連的梯形圖符來表示。當(dāng)某步激活時(shí)，相應(yīng)動(dòng)作或命令被執(zhí)行。一個(gè)活動(dòng)步可以有一個(gè)或幾個(gè)動(dòng)作或命令被執(zhí)行,步與步（狀態(tài)與狀態(tài)）之間用有向線段來連接，如果進(jìn)行方向是從上到下或從左到右，則線段上的箭頭可以不畫，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，會(huì)發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展，該進(jìn)展按有向連續(xù)規(guī)定的線路進(jìn)行，這種進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換條件的實(shí)現(xiàn)來完成的,轉(zhuǎn)換的符號(hào)是一條短劃線，它與步間的有向連接線段相垂直。在短劃線旁可用文字語言、布爾表達(dá)式或圖形符號(hào)標(biāo)注轉(zhuǎn)換條件,5,【例5-1】運(yùn)料小車的控制,控制要求：,圖5.2中料車處于原點(diǎn)，下限位開關(guān)LS1被壓合，料斗門關(guān)上，原點(diǎn)指示燈亮,當(dāng)選擇開關(guān)SA閉合，按下啟動(dòng)按鈕SB1料斗門打開，時(shí)間為8s，給料車裝料,裝料結(jié)束，料斗門關(guān)上，延時(shí)1s后料車上升，直至壓合上限位開關(guān)LS2后停止，延時(shí)1s之后卸料10s，料車復(fù)位并下降至原點(diǎn)，壓合LS1后停止,當(dāng)開關(guān)SA斷開，料車工作一個(gè)循環(huán)后停止在原位，指示燈亮,按下停車按鈕SB2后則立即停止運(yùn)行,6,圖5.2運(yùn)料小車的控制,7,運(yùn)料小車控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,8,圖5.3運(yùn)料小車控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,9,5.2步進(jìn)梯形圖及步進(jìn)指令,5.2.1步進(jìn)梯形圖,圖5.4是將圖5.3的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC圖）改畫成步進(jìn)梯形圖（STL圖）及對(duì)其編程的例子,STL圖是以繼電器梯形圖的風(fēng)格來表示,SFC圖則把基于狀態(tài)（工序）的流程以機(jī)械控制的流程來表示,用步進(jìn)指令對(duì)狀態(tài)器的觸點(diǎn)編程，則該觸點(diǎn)用符號(hào)表示,10,LDM8002,SETS0,STLS0,復(fù)位程序（略）,LDX003,ANIY003,SETS20,STLS20,OUTY000,LDX000,SETS21,STLS21,LDIT0,OUTY003,LDM8000,OUTT0,K80,LDT0,OUTT1,K10,LDT1,SETS22,LDX001,OUTS0,STLS22,LDIY002,OUTY001,LDX004,SETS23,LDX001,OUTS0,11,STLS23,OUTT2,K10,LDT2,SETS24,LDX001,OUTS0,STLS24,OUTY004,OUTT3,K100,LDT3,SETS25,LDX001,OUTS0,STLS25,LDIY001,OUTY002,LDX003,ANDX002,OUTS21,LDX003,ANIX002,OUTS0,LDX001,OUTS0,RET,END,（a）,（b）,圖5.4運(yùn)料小車控制編程,(a)步進(jìn)梯形圖(b)指令程序,12,5.2.2步進(jìn)指令,1.指令定義及應(yīng)用對(duì)象,表5.1步進(jìn)指令的定義與應(yīng)用對(duì)象,2.指令功能及說明,(1)主控功能,STL指令僅僅對(duì)狀態(tài)器S有效,STL指令將狀態(tài)器S的觸點(diǎn)與主母線相連并提供主控功能,使用STL指令后，觸點(diǎn)的右側(cè)起點(diǎn)處要使用LD(LDI)指令，步進(jìn)復(fù)位指令RET使LD點(diǎn)返回主母線,13,(2)自動(dòng)復(fù)位功能,用STL指令時(shí)，新的狀態(tài)器S被置位，前一個(gè)狀態(tài)器S將自動(dòng)復(fù)位,OUT指令和SET指令都能使轉(zhuǎn)移源自動(dòng)復(fù)位，另外還具有停電自保持功能,OUT指令在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中只用于向分離的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，而不是向相鄰的狀態(tài)轉(zhuǎn)移,狀態(tài)轉(zhuǎn)移源自動(dòng)復(fù)位須將狀態(tài)轉(zhuǎn)移電路設(shè)置在STL回路中，否則原狀態(tài)不會(huì)自動(dòng)復(fù)位,(3)驅(qū)動(dòng)功能,(4)步進(jìn)復(fù)位指令RET功能,14,5.3步進(jìn)梯形圖指令編程基本方法,(1)輸出的驅(qū)動(dòng)方法,如圖5.5所示，從狀態(tài)內(nèi)的母線，一旦寫入LD或LDI指令后，對(duì)不需要觸點(diǎn)的指令就不能再編程。需要按下圖的方法改變這樣的回路,圖5.5輸出的驅(qū)動(dòng),（a）錯(cuò)誤的驅(qū)動(dòng)方法；（b）正確的驅(qū)動(dòng)方法；（c）正確的驅(qū)動(dòng)方法,（a）,（b）,（c）,15,(2)MPS/MRD/MPP指令的位置,在狀態(tài)內(nèi)，不能直接從STL內(nèi)母線中直接使用MPS/MRD/MPP指令（見圖5.6），而應(yīng)在LD或LDI指令以后編制程序,圖5.6MPS/MRD/MPP指令的位置,16,(3)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法,OUT指令與SET指令對(duì)于STL指令后的狀態(tài)（S）具有同樣的功能，都將自動(dòng)復(fù)位轉(zhuǎn)移源（見圖5.7），此外，還有自保持功能。但是使用OUT指令時(shí)，在STL圖中用于向分離的狀態(tài)轉(zhuǎn)移,圖5.7狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法,17,(4)轉(zhuǎn)移條件回路中不能使用的指令,在轉(zhuǎn)移條件回路中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP指令（見圖5.8）,圖5.8轉(zhuǎn)移條件回路指令的應(yīng)用,18,(5)符號(hào)與的應(yīng)用場合,在流程中表示狀態(tài)的復(fù)位處理時(shí)，用符號(hào)表示，而符號(hào)則表示向上面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移重復(fù)或向下面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移（跳轉(zhuǎn)），或者向分離的其他流程上的狀態(tài)轉(zhuǎn)移（見圖5.9),圖5.9符號(hào)與的應(yīng)用,19,(6)狀態(tài)復(fù)位,在選定的區(qū)間內(nèi)的狀態(tài)同時(shí)復(fù)位（見圖5.10）,圖5.10S0S50的51點(diǎn)狀態(tài)器的同時(shí)復(fù)位,20,(7)禁止輸出的操作,圖5.11禁止運(yùn)行狀態(tài)中的輸出,21,(8)斷開輸出繼電器（Y）的操作,圖5.12斷開輸出繼電器,22,(9)SFC圖需采用的特殊輔助繼電器和邏輯指令,表5.2SFC圖采用的特殊輔助繼電器,23,表5.3可在狀態(tài)內(nèi)處理的邏輯指令,注：在中斷程序與子程序內(nèi)，不能使用STL指令,在STL指令內(nèi)不禁止使用跳轉(zhuǎn)指令，但其動(dòng)作復(fù)雜，建議不要使用,24,（10）停電保持用狀態(tài)器,（11）利用同一種信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移,通過一個(gè)按鈕開關(guān)的接通/斷開動(dòng)作等進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。進(jìn)行這種狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)，需要將轉(zhuǎn)移信號(hào)脈沖化編程。轉(zhuǎn)移條件的脈沖化有以下2種方法,在M0接通S50之后（見圖5.13）,轉(zhuǎn)移條件M1（B觸點(diǎn)）即刻開路，在S50接通的同時(shí)，不向S51圖5.13利用同一種信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移。在M0再次接通的情況下，向S51轉(zhuǎn)移,構(gòu)成轉(zhuǎn)移條件的限位開關(guān)X030在轉(zhuǎn)動(dòng)之后使工序進(jìn)行一次轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到下一工序，見圖5.14。這種場合，將轉(zhuǎn)移條件脈沖化，見圖5.15所示。S30首次動(dòng)作，雖然X030動(dòng)作，M101動(dòng)作，但通過自鎖脈沖100使不產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，當(dāng)X030再次動(dòng)作，則M100不動(dòng)作，M101動(dòng)作，則狀態(tài)從S30轉(zhuǎn)到S31,25,圖5.13利用同一種信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移,26,圖5.14限位開關(guān)構(gòu)成的轉(zhuǎn)移條件,27,圖5.15轉(zhuǎn)移條件脈沖化,28,（12）上升沿/下降沿檢測觸點(diǎn)使用時(shí)的注意事項(xiàng),在狀態(tài)內(nèi)使用LDP、LDF、ANDP、ANF、ORP、ORF的上升沿/下降沿檢測觸點(diǎn)時(shí)，狀態(tài)器觸點(diǎn)斷開時(shí)變化的觸點(diǎn)，只在狀態(tài)器觸點(diǎn)再次接通時(shí)才被檢出,圖5.16上升沿/下降沿檢測觸點(diǎn)使用時(shí)的編程,（a）,（b）,（a）修改程序前的程序；（b）修改程序后的程序,29,5.4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖常見流程狀態(tài)的編程,5.4.1單流程狀態(tài)編程,“單流程”是指僅有單一的出、入口的單流程。圖5.17所示臺(tái)車運(yùn)動(dòng)控制就是典型的“單流程”,圖5.17臺(tái)車單流程運(yùn)動(dòng)時(shí)序圖,30,臺(tái)車運(yùn)動(dòng)時(shí)序如下：,按下啟動(dòng)按鈕PB，臺(tái)車前進(jìn)，限位開關(guān)LS11動(dòng)作后，臺(tái)車馬上后退。（LS11通常處于斷開狀態(tài)，只有臺(tái)車前進(jìn)到位時(shí)才轉(zhuǎn)為接通，其它限位開關(guān)的動(dòng)作也相同）,臺(tái)車后退，限位開關(guān)LS12動(dòng)作后，停5秒鐘再次前進(jìn)，直到限位關(guān)LS13動(dòng)作，臺(tái)車馬上后退,不久限位開關(guān)LS12動(dòng)作，這時(shí)驅(qū)動(dòng)臺(tái)車的電機(jī)停轉(zhuǎn),解：,控制程序如圖5.18，PLC由STOPRUN時(shí)，初始脈沖輔助繼電器M8002令S0置位（S0ON）,S0S9用作初始狀態(tài),31,32,圖5.18臺(tái)車運(yùn)動(dòng)的控制程序,33,5.4.2跳轉(zhuǎn)與重復(fù)狀態(tài)編程,向下面的狀態(tài)直接轉(zhuǎn)移或向系列外的狀態(tài)轉(zhuǎn)移稱為跳轉(zhuǎn)，向上面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移則稱為重復(fù)或循環(huán)，見圖5.19所示,圖5.19跳轉(zhuǎn)，重復(fù)或循環(huán),34,在圖5.20中，跳轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)移目標(biāo)狀態(tài)和重復(fù)（循環(huán)）的轉(zhuǎn)移目標(biāo)狀態(tài)都可以用加目標(biāo)狀態(tài)來表示，轉(zhuǎn)移目標(biāo)狀態(tài)用OUT指令編程,圖5.20跳轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)移目標(biāo)狀態(tài)圖,35,圖5.21選擇性分支,5.4.3選擇性分支與匯合狀態(tài)編程,（1）選擇性分支,選擇性分支先進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。所有的轉(zhuǎn)移處理按順序繼續(xù)進(jìn)行,見圖5.21,36,即使負(fù)載驅(qū)動(dòng)回路也不能直接在STL指令后面使用MPS指令,（2）選擇匯合,首先只進(jìn)行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，然后按順序繼續(xù)進(jìn)行匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移處理，在使用中要注意程序的順序號(hào)，分支列與匯合列不能交叉（見圖5.22）,在分支與匯合的轉(zhuǎn)移處理中程序中，不能用MPS,MRD,MPP,ANB,ORB指令,37,圖5.22選擇性分支匯合的編程,38,圖5.23并行分支,5.4.4并行分支與匯合狀態(tài),（1）并行分支,并行分支流程的編程首先進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。所有的轉(zhuǎn)移處理按順序繼續(xù)進(jìn)行，見圖5.23,39,（2）并行匯合,首先只進(jìn)行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，然后依次執(zhí)行向匯合狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理，見圖5.24,圖5.24并行分支匯合的SFC,40,（3）轉(zhuǎn)移條件的設(shè)置位置,并行分支與匯合點(diǎn)中不容許在圖5.25（a）所示的符號(hào)1、2或符號(hào)*3、*4的位置設(shè)置轉(zhuǎn)移條件，轉(zhuǎn)移條件的設(shè)置應(yīng)按圖5.25（b）所示1、2、3、4的位置進(jìn)行設(shè)置,圖5.25轉(zhuǎn)移條件的設(shè)置位置,（a）錯(cuò)誤的設(shè)置位置；(b)正確的設(shè)置位置,（a）,（a）錯(cuò)誤的設(shè)置位置；(b)正確的設(shè)置位置,（b）,41,（4）多個(gè)初始狀態(tài)的SFC圖的編程,圖5.26多個(gè)初始狀態(tài)的SFC圖的編程,42,（5）回路總數(shù),圖5.26多個(gè)初始狀態(tài)的SFC圖的編程,對(duì)所有的初始狀態(tài)（S1S9），每個(gè)初始狀態(tài)的回路總數(shù)不超過16條,并且在每一分支點(diǎn)，分支數(shù)不能大于8個(gè),注意：不能進(jìn)行從匯合線或匯合前的狀態(tài)開始向分離狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理或復(fù)位處理，一定要設(shè)置虛擬狀態(tài)，從分支線上向分離狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移與復(fù)位處理,43,5.4.5分支與匯合的組合,44,45,46,圖5.28分支與匯合的組合形態(tài),（a）選擇匯合選擇；（b）并行匯合并行；（c）選擇匯合并行；（d）并行匯合選擇；（e）選擇并行分支匯合,47,5.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)指令的應(yīng)用實(shí)例,【例5-1】四皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng),運(yùn)輸系統(tǒng)由電動(dòng)料斗和及M1M4四臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的四條皮帶運(yùn)輸機(jī)組成，如圖5.29（a）所示,圖5.29（a）,48,控制要求為：,運(yùn)輸系統(tǒng)由電動(dòng)料斗和及M1M4四臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的四條皮帶運(yùn)輸機(jī)組成，如圖5.29（a）所示,（1）逆物流方向起動(dòng),按下起動(dòng)按鈕SB1，振鈴30s，起動(dòng)1皮帶；延時(shí)2s，起動(dòng)2皮帶；再延時(shí)3s，起動(dòng)3皮帶；再延時(shí)4s，起動(dòng)4皮帶并同時(shí)開啟料斗，起動(dòng)完畢,（2）順物流方向順序停車,按下停止按鈕SB2，關(guān)閉料斗，延時(shí)10s,停止4皮帶；再延時(shí)4s，停止3皮帶；再延時(shí)3s，停止2皮帶；再延時(shí)2s，停止1皮帶，停車完畢,49,皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的的SFC圖如圖5.29（b）所示,50,圖5.29四皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng),（b）,（a）四電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)輸機(jī);(b)皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)的單流程SFC,51,【例5-2】大、小球分類選擇傳送的機(jī)械,如圖5.31，左上方為原點(diǎn)指示，其動(dòng)作順序?yàn)橄陆?，吸住、上升、右行、下降、釋放、上升、左?當(dāng)電磁鐵接近球時(shí)，接近開關(guān)PS0接通，此時(shí)，下限位開關(guān)LS2斷開，則為大球,LS2導(dǎo)通，則為小球,52,圖5.31大、小球分類選擇傳送機(jī)械,53,解：,若為小球（X002ON），左側(cè)流程有效；若為大球（X002=OFF），則右側(cè)的流程有效,若為小球時(shí)，吸球臂右行至壓住LS4，X004動(dòng)作；若為大球時(shí)，則右行至壓住LS5，X005動(dòng)作。然后向匯合狀態(tài)S30轉(zhuǎn)移,若驅(qū)動(dòng)特殊輔助繼電器M8040，則禁止所有的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。右移輸出Y00