08第八章步進(jìn)指令

步進(jìn)指令 第一節(jié)步進(jìn)指令及步進(jìn)梯形圖 第二節(jié)順序功能圖的類型 第三節(jié)步進(jìn)梯形圖設(shè)計(jì)實(shí)例 本節(jié)講解 第一節(jié)步進(jìn)指令及步進(jìn)梯形圖 一 順序功能圖 二 步進(jìn)指令 三 步進(jìn)梯形圖 四 步進(jìn)指令的表示及其動(dòng)作 教學(xué)目標(biāo) 1 順序控制系統(tǒng)對(duì)于流程作業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言 一般都包含若干個(gè)狀態(tài) 也就是工序 當(dāng)條件滿足時(shí) 系統(tǒng)能夠從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài) 我們把這種控制叫做順序控制 對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)則稱為順序控制系統(tǒng)或流程控制系統(tǒng) 一 順序功能圖 2 順序功能圖 以紅綠燈控制為例 其對(duì)應(yīng)的順序功能圖如左圖所示 S0 S9 初始狀態(tài)專用S10 S19 原點(diǎn)復(fù)位用S20 S499 一般用S500 S899 停電保持用S900 S999 報(bào)警用 針對(duì)順序控制要求 PLC提供了順序功能圖 SFC 語(yǔ)言支持 順序功能圖又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 由一系列狀態(tài) 用S表示 組成 系統(tǒng)提供S0 S999共1000個(gè)狀態(tài)供編程使用 其中 FX系列PLC提供了一對(duì)步進(jìn)指令 STL是利用內(nèi)部軟元件 狀態(tài)S 在順控程序上進(jìn)行工序步進(jìn)式控制的指令 RET是用于狀態(tài) S 流程的結(jié)束 實(shí)現(xiàn)返回主程序 母線 的指令 二 步進(jìn)指令 用步進(jìn)指令可以將順序功能圖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖 也可以直接編寫步進(jìn)梯形圖 對(duì)梯形圖和順序功能圖應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 狀態(tài)的動(dòng)作與輸出的重復(fù)使用 狀態(tài)編號(hào)不可重復(fù)使用 如果狀態(tài)觸點(diǎn)接通 則與其相連的電路動(dòng)作 如果狀態(tài)觸點(diǎn)斷開 則與其相連的電路停止工作 在不同狀態(tài)之間 允許對(duì)輸出元件重復(fù)輸出 但對(duì)同一狀態(tài)內(nèi)不允許雙重輸出 三 步進(jìn)梯形圖 3 輸出的互鎖 在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程中 由于在瞬間 1個(gè)掃描周期 兩個(gè)相鄰的狀態(tài)會(huì)同時(shí)接通 因此為了避免不能同時(shí)接通的一對(duì)輸出同時(shí)接通 必須設(shè)置外部硬接線互鎖或軟件互鎖 定時(shí)器線圈與輸出線圈一樣 也可對(duì)在不同狀態(tài)的同一軟元件編程 但在相鄰的狀態(tài)中不能編程 如果在相鄰狀態(tài)下編程 則工序轉(zhuǎn)移時(shí)定時(shí)器線圈不能斷開 定時(shí)器當(dāng)前值不能復(fù)位 2 定時(shí)器的重復(fù)使用 如右圖所示 在狀態(tài)內(nèi)的母線將LD或LDI指令寫入后 對(duì)不需要觸點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)就不能再編程 需要按下圖方式進(jìn)行變換 5 輸出的驅(qū)動(dòng)方法 OUT指令與SET指令對(duì)于STL指令后的狀態(tài)具有同樣的功能 都將原來(lái)的狀態(tài)自動(dòng)復(fù)位 此外 還有自保持功能 但是 在使用OUT指令時(shí) 用于向狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的分離狀態(tài)轉(zhuǎn)移 6 狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法 7 可在狀態(tài)內(nèi)處理的指令 1 步進(jìn)指令的順序功能圖表示及其動(dòng)作 四 步進(jìn)指令的表示及其動(dòng)作 2 步進(jìn)指令的梯形圖表示及其動(dòng)作 四 步進(jìn)指令的表示及其動(dòng)作 本節(jié)講解 第二節(jié)順序功能圖的類型 一 單流程結(jié)構(gòu) 二 選擇分支流程結(jié)構(gòu) 三 并進(jìn)分支流程結(jié)構(gòu) 四 跳轉(zhuǎn)流程結(jié)構(gòu) 五 重復(fù)流程結(jié)構(gòu) 一 單流程結(jié)構(gòu) 如紅綠燈控制程序 雖然是循環(huán)控制 但都以一定順序逐步執(zhí)行且沒有分支 所以屬于單一順序流程 圖中在S21執(zhí)行完后即結(jié)束 在步進(jìn)階梯圖中 以復(fù)位 RET 正在執(zhí)行的步階來(lái)結(jié)束步進(jìn)動(dòng)作 從頭到尾只有一條路可走 稱為單流程結(jié)構(gòu) 當(dāng)S0之行后 若X1先有效 則跳到S21執(zhí)行 此后即使X2有效 S22也無(wú)法執(zhí)行 之后若X3有效 則脫離S21而跳到S23執(zhí)行 當(dāng)X5有效后 則結(jié)束流程 二 選擇分支與匯合流程 當(dāng)S0之行后 若X2先有效 則跳到S22執(zhí)行 此后即使X1有效 S21也無(wú)法執(zhí)行 若有多條路徑 而只能選擇其中一條路徑來(lái)執(zhí)行 這種分支方式稱為選擇分支 選擇分支流程不能交叉 對(duì)左圖所示的流程必須按右邊所示的流程進(jìn)行修改 二 選擇分支與匯合流程 當(dāng)S0執(zhí)行后 若X1有效 則S20及S21同時(shí)執(zhí)行 若有多條路徑 且必須同時(shí)執(zhí)行 這種分支的方式稱為并進(jìn)分支流程 在各條路徑都執(zhí)行后 才會(huì)繼續(xù)往下指令 像這 種有等待功能的方式稱之為并進(jìn)匯合 當(dāng)S22及S23都已執(zhí)行后 若X4有效 則脫離S22及S23而跳到S24執(zhí)行 程序結(jié)束 當(dāng)左邊路徑已執(zhí)行到S22 而右邊路徑尚停留在S21時(shí) 此時(shí)即使X4有效 也不會(huì)跳到S24執(zhí)行 三 并進(jìn)分支與匯合流程 三 并進(jìn)分支與匯合流程 如左圖所示的流程都是可能的程序 B流程沒有問題 但A流程在并進(jìn)匯合處有等待動(dòng)作的狀態(tài) 請(qǐng)務(wù)必注意 三 并進(jìn)分支與匯合流程 如在并進(jìn)分支與匯合點(diǎn)處不允許符號(hào) 或符號(hào)的轉(zhuǎn)移條件 應(yīng)按右圖修改 四 跳轉(zhuǎn)流程 向下面狀態(tài)的直接轉(zhuǎn)移或向系列外的狀態(tài)轉(zhuǎn)移被成為跳轉(zhuǎn) 用符號(hào) 指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài) 五 重復(fù)流程 向前面狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移的流程稱為重復(fù) 用 指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài) 使用重復(fù)流程可以實(shí)現(xiàn)一般的重復(fù) 也可以對(duì)當(dāng)前狀態(tài)復(fù)位 一 單流程設(shè)計(jì)二 選擇分支流與匯合程設(shè)計(jì)三 并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計(jì) 教學(xué)目標(biāo) 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)易紅綠燈控制系統(tǒng) 應(yīng)用范例 洗車流程控制 二 選擇分支與匯合流程設(shè)計(jì) 選擇性分支 匯合的編程 選擇性分支 匯合例a 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖b 狀態(tài)梯形圖c 指令表 若方式選擇開關(guān) COS 置于手動(dòng)方式 當(dāng)按下START啟動(dòng)后 則按下列程序動(dòng)作 執(zhí)行泡沫清洗 用MC1驅(qū)動(dòng) 按PB1則執(zhí)行清水沖洗 用MC2驅(qū)動(dòng) 按PB2則執(zhí)行風(fēng)干 用MC3驅(qū)動(dòng) 按PB3則結(jié)束洗車 若方式若選擇開關(guān) COS 置于自動(dòng)方式 當(dāng)按START啟動(dòng)后 則自動(dòng)按洗車流程執(zhí)行 其中泡沫清洗10秒 清水沖洗20秒 風(fēng)干5秒 結(jié)束后回到待洗狀態(tài) 任何時(shí)候按下STOP 則所有輸出復(fù)位 停止洗車 項(xiàng)目說(shuō)明 功能分析 手動(dòng) 自動(dòng)只能選擇其一 因此使用選擇分支來(lái)做 依題目說(shuō)明可將電路規(guī)劃為兩種功能 而每種功能有三種依PB按鈕或設(shè)定時(shí)間而順序執(zhí)行的狀態(tài) 手動(dòng)狀態(tài)狀態(tài)S21 MC1動(dòng)作狀態(tài)S22 MC2動(dòng)作狀態(tài)S23 MC3動(dòng)作狀態(tài)S24 停止 自動(dòng)狀態(tài)狀態(tài)S31 MC1動(dòng)作狀態(tài)S32 MC2動(dòng)作狀態(tài)S33 MC3動(dòng)作狀態(tài)S24 停止 元件分配 啟動(dòng)按鈕 停止按鈕 使用輸入繼電器X0 X2 方式選擇開關(guān) 使用輸入繼電器X1 清水沖洗按鈕 使用輸入繼電器X3 泡沫清洗驅(qū)動(dòng) 使用輸出繼電器Y1 風(fēng)干機(jī)驅(qū)動(dòng) 使用輸出繼電器Y2 清水沖洗驅(qū)動(dòng) 使用輸出繼電器Y0 風(fēng)干按鈕 使用輸入繼電器X4 結(jié)束按鈕 使用輸入繼電器X5 繪繪制狀態(tài)流程圖 STOP動(dòng)作 設(shè)置M0 可暫存START按鈕狀態(tài) 避免一直按住按鈕 另一種結(jié)束方式 清除本身 允許再次啟動(dòng)電路 步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換 鍵入程序 將程序錄入編程器并下載到目標(biāo)PLC 將步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換為語(yǔ)句表 并行分支 匯合的編程實(shí)例 按鈕式人行橫道交通十字路口示意圖 按鈕式人行橫道交通十字路口示意圖 東西方向是車道 南北方向是人行道 如果沒有行人要過(guò)交通路口 車道一直保持綠燈亮 人行道保持紅燈亮 如果有行人要過(guò)交通路口 先要按動(dòng)按鈕 SB1或SB0 等到南北方向綠燈亮?xí)r 行人方可通過(guò) 此時(shí)東西方向車道上紅燈亮 延時(shí)一段時(shí)間后 繼續(xù)回復(fù)南北方向的紅燈亮 東西方向的綠燈亮 十字路口交通燈時(shí)序圖如下圖所示 十字路口交通燈時(shí)序圖 根據(jù)控制要求 可采取并聯(lián)分支 匯合編程的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)人行橫道交通信號(hào)燈的控制功能 系統(tǒng)所需車道 東西方向 紅 黃 綠各2只信號(hào)燈 分別由Y000 Y001 Y002控制 人行橫道 南北方向 紅 綠各2只信號(hào)燈分別由Y003 Y004控制 人行橫道兩按鈕SB1 SB0接入X001 X000 按鈕式人行橫道交通燈控制SFC圖 由上圖知 狀態(tài)S0時(shí) 南北方向的紅燈亮 東西方向的綠燈亮 當(dāng)轉(zhuǎn)換條件X001或X000接通時(shí) 由狀態(tài)S0分兩路同時(shí)進(jìn)入狀態(tài)S20和S30 我們把車道 東西方向 信號(hào)燈的控制作為左面的并行分支 人行道 南北方向 信號(hào)燈的控制作為右面的并行分支 燈亮的時(shí)間長(zhǎng)短利用定時(shí)器控制 T6定時(shí)到時(shí) 同時(shí)匯合轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S0 等待下一次按鈕動(dòng)作 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng) 三 并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計(jì) 并行分支 匯合的編程 并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖a 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖b 狀態(tài)梯形圖c 指令表 工件的補(bǔ)充 沖孔 測(cè)試及搬運(yùn)可同時(shí)進(jìn)行 控制說(shuō)明 工件的補(bǔ)充由傳送帶 電機(jī)M0驅(qū)動(dòng) 送入 工件的搬運(yùn)分合格品及不合格品兩種 由測(cè)孔部分判斷 若測(cè)孔機(jī)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)能測(cè)孔到底 MS2ON 則為合格品 否則即為不合格品 不合格品在測(cè)孔完畢后 由A缸抽離隔離板 讓不合格的工件自動(dòng)掉入廢料箱 若為合格品 則在工件到達(dá)搬運(yùn)點(diǎn)后 由B缸抽離隔離板 讓合格的工件自動(dòng)調(diào)入包裝箱 功能分析 系統(tǒng)由5個(gè)流程組成 復(fù)位流程 清除殘余工件 工件補(bǔ)充流程 根據(jù)有無(wú)工件控制傳送帶的啟停 沖孔流程 根據(jù)沖孔位置有無(wú)工件控制沖孔機(jī)是否實(shí)施沖孔加工 測(cè)孔流程 檢測(cè)孔加工是否合格 由此判斷工件的處理方式 搬運(yùn)流程 將合格工件送入包裝箱 因?yàn)橹挥幸粋€(gè)放在工件補(bǔ)充位置的PH0來(lái)偵測(cè)工件的有無(wú) 而另外的鉆孔 測(cè)孔及搬運(yùn)位置并沒有其他傳感裝置 那么應(yīng)如何得知相應(yīng)位置有無(wú)工件呢 本題所使用的方式是為工件補(bǔ)充 鉆孔 測(cè)孔及搬運(yùn)設(shè)置4個(gè)標(biāo)志 即M10 M13 當(dāng)PH0偵測(cè)到傳送帶送來(lái)的工件時(shí) 則設(shè)定M10為1 當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)后 用左移指令將M10 M13左移一個(gè)位元 亦即M11為1 鉆孔機(jī)因此標(biāo)志為1而動(dòng)作 其他依此類推 測(cè)孔機(jī)依標(biāo)志M12動(dòng)作 包裝搬運(yùn)依M13動(dòng)作 元件分配及端子接線 繪繪制功能流程圖 a 原點(diǎn)復(fù)位流程 OFF動(dòng)作 定位由OFF變?yōu)镺N時(shí)轉(zhuǎn)盤停止 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤電機(jī) M1ON A缸抽離隔離板 判斷是否做完四次 繪繪制功能流程圖 b 工件補(bǔ)充流程 傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng) M0ON 設(shè)定M10為1 表示有工件 有工件 PH0動(dòng)作 時(shí)間到?jīng)]有工件 c 氣壓沖孔流程 鉆孔機(jī)動(dòng)作 Y4ON 鉆孔機(jī)返回 有無(wú)工件標(biāo)志 M11為1表示有工件 設(shè)置8秒等待時(shí)間 繪繪制功能流程圖 d 測(cè)孔流程 e 工件搬運(yùn)流程 步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換 練習(xí) 機(jī)械手臂控制系統(tǒng) 工件的補(bǔ)充使用人工控制 可直接將工件放在D點(diǎn) LS0動(dòng) 控制說(shuō)明 只要D點(diǎn)有工件 機(jī)械手臂即先下降 B缸動(dòng)作 將工件抓取 C缸動(dòng)作 后上升 B缸復(fù)位 再將工件搬運(yùn) A缸動(dòng)作 到E點(diǎn)上方 機(jī)械手臂再次下降 B缸動(dòng)作 后放開 C缸復(fù)位 工件 機(jī)械手臂上升 B缸復(fù)位 最后機(jī)械手臂再回到原點(diǎn) A缸復(fù)位 A B C缸均為單作用氣缸 使用電磁控制 C缸在抓取或放開工件后 都需有1秒的間隔 機(jī)械手臂才能動(dòng)作 當(dāng)E點(diǎn)有工件且B缸已上升到LS4時(shí) 傳送帶電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以