電氣控制與PLC 課件：第八章 步進(jìn)指令

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.步進(jìn)指令的引入；2.步進(jìn)指令；3.SFC表示和梯形圖描述；4.分支與匯合等結(jié)構(gòu)；5.步進(jìn)指令的應(yīng)用。第八章第八章 步進(jìn)指令步進(jìn)指令 試用基本指令實(shí)現(xiàn)試用基本指令實(shí)現(xiàn)上述功能。上述功能?；局噶顚?shí)現(xiàn)基本指令實(shí)現(xiàn)1）順序過程的描述：）順序過程的描述： 啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕x000按下按下 = 正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)y021得電，得電，y023失電失電 x011接通接通 =逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)y023得電得電，y021失電失電x010接通接通 =正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)y021得電，得電，y023失電失電x013接通接通 =逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)y023得電得電，y021失電失電x012接通接通 =停止停止y021失電，失電，y023失電

2、失電Y021（X000 V X010）（X011）（X013） Y023（X011 V X013）（X010）（X012）M2接通時(shí)，到達(dá)接通時(shí)，到達(dá)X013前先經(jīng)過前先經(jīng)過X011，故必須考慮屏蔽故必須考慮屏蔽X011的作用。的作用。1）可以用）可以用M0、M1、M2和和M3的接通情況判斷系統(tǒng)所處狀態(tài)。的接通情況判斷系統(tǒng)所處狀態(tài)。2） M0、M1、M2和和M3依次接通，且依次接通，且Mi1接通后，接通后，Mi斷開。斷開。初始狀態(tài)：初始狀態(tài)：狀態(tài)轉(zhuǎn)換及在某狀態(tài)下的對(duì)應(yīng)動(dòng)作：狀態(tài)轉(zhuǎn)換及在某狀態(tài)下的對(duì)應(yīng)動(dòng)作：可將可將M0、M1、M2和和M3看作狀態(tài)元件（反映系統(tǒng)所處狀態(tài)）。為方便看作狀態(tài)元件（反映

3、系統(tǒng)所處狀態(tài)）。為方便起見，設(shè)定專用的狀態(tài)元件起見，設(shè)定專用的狀態(tài)元件S，且規(guī)定相鄰狀態(tài)，且規(guī)定相鄰狀態(tài)Si1接通后，接通后，Si斷開。斷開。n 步進(jìn)工序有兩種表示方法： 1）步進(jìn)梯形圖（STL）及其指令； 2）順序功能流程圖（SFC，Sequential Function Chart）n 步進(jìn)工序描述的基本器件：狀態(tài)元件S初始狀態(tài):S0-S9；回零:S10-S19；普通:S0-S499；保持：S500-S899；報(bào)警：S900-S999n 步進(jìn)工序的完整描述包括： 1）初始狀態(tài)的設(shè)置；（S0-S9） 2）各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移； 3）結(jié)束。 （步進(jìn)觸點(diǎn)指令） （步進(jìn)返回指令） STL和RET指令只

4、有與狀態(tài)器S配合才能具有步進(jìn)功能。 例如：STL S200表示狀態(tài)常開觸點(diǎn)，稱為STL觸點(diǎn)（步進(jìn)觸觸點(diǎn)（步進(jìn)觸點(diǎn)）點(diǎn)），它在梯形圖中的符號(hào)為 ，它沒有常閉觸點(diǎn)。 1）初始狀態(tài)的設(shè)置；（S0-S9） 2）各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移（條件和目標(biāo)狀態(tài)）； 3）結(jié)束。步進(jìn)工序的完整描述步進(jìn)工序的完整描述 圖中每一步包含：驅(qū)動(dòng)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)內(nèi)容、轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件、轉(zhuǎn)換目標(biāo)轉(zhuǎn)換目標(biāo)。 SFC表示步進(jìn)梯形圖表示 1）單流程 2）多工序：選擇分支和并行分支 流程種類流程種類單流程的指令描述跳轉(zhuǎn)、復(fù)位、重復(fù)跳轉(zhuǎn)、復(fù)位、重復(fù) P191重復(fù)重復(fù)閃爍回路單流程控制閃爍回路單流程控制選擇性分支并行分支 將一個(gè)復(fù)雜的控制過程分解為若干個(gè)

5、工作狀態(tài)，將一個(gè)復(fù)雜的控制過程分解為若干個(gè)工作狀態(tài)，弄清各工作狀態(tài)的工作細(xì)節(jié)（狀態(tài)功能、轉(zhuǎn)移條件弄清各工作狀態(tài)的工作細(xì)節(jié)（狀態(tài)功能、轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向），再根據(jù)總的控制順序要求，將這些和轉(zhuǎn)移方向），再根據(jù)總的控制順序要求，將這些工作狀態(tài)聯(lián)系起來，構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。工作狀態(tài)聯(lián)系起來，構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。狀態(tài)編程一般設(shè)計(jì)思想狀態(tài)編程一般設(shè)計(jì)思想 臺(tái)車自動(dòng)往返一個(gè)工作周期的控制工藝要求如下：臺(tái)車自動(dòng)往返一個(gè)工作周期的控制工藝要求如下： 1 1）按下啟動(dòng)按鈕按下啟動(dòng)按鈕SBSB，電機(jī)電機(jī)M M正轉(zhuǎn)，臺(tái)車前進(jìn)，碰到限位開關(guān)正轉(zhuǎn)，臺(tái)車前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ1SQ1后，電機(jī)后，電機(jī)M M反轉(zhuǎn)，臺(tái)車后退。反轉(zhuǎn)，臺(tái)車

6、后退。 2 2）臺(tái)車后退碰到限位開關(guān)臺(tái)車后退碰到限位開關(guān)SQ2SQ2后，臺(tái)車電機(jī)后，臺(tái)車電機(jī)M M停轉(zhuǎn)。臺(tái)車停車停轉(zhuǎn)。臺(tái)車停車5 5s s后，第二次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)后，第二次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ3SQ3，再次后退。再次后退。臺(tái)車自動(dòng)往返控制臺(tái)車自動(dòng)往返控制 3 3）當(dāng)后退再次碰到限）當(dāng)后退再次碰到限位開關(guān)位開關(guān)SQ2SQ2時(shí)，臺(tái)車停止。時(shí)，臺(tái)車停止。 將整個(gè)過程按工序要求分將整個(gè)過程按工序要求分解：由解：由PLCPLC的輸出點(diǎn)的輸出點(diǎn)Y021Y021控制控制電機(jī)電機(jī)M M正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)臺(tái)車（前進(jìn)）正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)臺(tái)車（前進(jìn)），反轉(zhuǎn)（后退）由，反轉(zhuǎn)（后退）由Y023Y023控制?？刂?。定時(shí)器定時(shí)器T0T0

7、實(shí)現(xiàn)延時(shí)實(shí)現(xiàn)延時(shí)5 5s s。將啟動(dòng)將啟動(dòng)按鈕按鈕SBSB、限位開關(guān)限位開關(guān)SQ1SQ1、SQ2SQ2、SQ3SQ3分別接于分別接于X000X000、X011X011、X012X012、X013X013。分析其一個(gè)工作分析其一個(gè)工作周期的控制要求，有周期的控制要求，有5 5個(gè)工序個(gè)工序要順序控制，如右圖所示。要順序控制，如右圖所示。工序分解工序分解 對(duì)每個(gè)工序分配狀態(tài)元件，說明每個(gè)狀態(tài)的功能與作對(duì)每個(gè)工序分配狀態(tài)元件，說明每個(gè)狀態(tài)的功能與作用、轉(zhuǎn)移條件等。用、轉(zhuǎn)移條件等。工序工序分配的狀分配的狀態(tài)元件態(tài)元件功能與作用功能與作用轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件0 0初始狀態(tài)初始狀態(tài)S0S0PLCPLC上電作好準(zhǔn)

8、備上電作好準(zhǔn)備M8002M80021 1第一次前進(jìn)第一次前進(jìn)S20S20驅(qū)動(dòng)輸出線圈驅(qū)動(dòng)輸出線圈Y021Y021，正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)X000(X000(SB)SB)2 2第一次后退第一次后退S21S21驅(qū)動(dòng)輸出線圈驅(qū)動(dòng)輸出線圈Y023Y023，反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)X011(X011(SQ1)SQ1)3 3暫停暫停5 5s sS22S22驅(qū)動(dòng)定時(shí)器線圈驅(qū)動(dòng)定時(shí)器線圈T0T0，延時(shí)延時(shí)5 5s sX012(X012(SQ2)SQ2)4 4第二次前進(jìn)第二次前進(jìn)S23S23驅(qū)動(dòng)輸出線圈驅(qū)動(dòng)輸出線圈Y021Y021，正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)T0T05 5第二次后退第二次后退S24S24驅(qū)動(dòng)輸出線圈驅(qū)動(dòng)輸出線圈Y023Y023，反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)X01

9、3(X013(SQ3)SQ3)一些注意事項(xiàng)一些注意事項(xiàng) 匯合匯合- -分支分支 無中間狀態(tài)無中間狀態(tài) 加入空指令加入空指令無中間狀態(tài)無中間狀態(tài) 加入空指令加入空指令注意S20觸發(fā)S41狀態(tài)（OUT S41），而S39作為S59觸發(fā)條件（LD S39）1）STL觸點(diǎn)是與左側(cè)母線相連的常開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)是與左側(cè)母線相連的常開觸點(diǎn)，STL觸點(diǎn)接通，則對(duì)應(yīng)的狀態(tài)觸點(diǎn)接通，則對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為活動(dòng)步；為活動(dòng)步；2）與）與STL觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)用觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)用LD或或LDI指令，執(zhí)行完指令，執(zhí)行完RET后返回左母線；后返回左母線；3）STL觸點(diǎn)可直接驅(qū)動(dòng)或通過別的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)可直接驅(qū)動(dòng)或通過別的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)Y、M、S、

10、T等元件的線圈；等元件的線圈；4）PLC只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的電路，所以使用只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的電路，所以使用STL指令時(shí)允許雙線圈輸出；指令時(shí)允許雙線圈輸出；5) STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中不能使用觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中不能使用MC和和MCR指令，但可以用指令，但可以用CJ指令；指令；6) 在中斷程序和子程序內(nèi)，不能使用在中斷程序和子程序內(nèi)，不能使用STL指令。指令。 步進(jìn)指令編程的優(yōu)點(diǎn)步進(jìn)指令編程的優(yōu)點(diǎn)1. 1. 邏輯指令編程的缺點(diǎn)：邏輯指令編程的缺點(diǎn)：類似繼電器類似繼電器- -接觸器控制系統(tǒng)接觸器控制系統(tǒng), ,經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法兩種。兩種。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：經(jīng)驗(yàn),

11、 ,要求豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、熟悉比較多的要求豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、熟悉比較多的控制線路等。聯(lián)鎖比較復(fù)雜時(shí)控制線路等。聯(lián)鎖比較復(fù)雜時(shí), ,容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞, ,理論理論上不能保證設(shè)計(jì)的完備性。上不能保證設(shè)計(jì)的完備性。邏輯設(shè)計(jì)法：復(fù)雜邏輯設(shè)計(jì)法：復(fù)雜, ,難掌握難掌握, ,雖然從理論上講是完備的雖然從理論上講是完備的, ,但但實(shí)際設(shè)計(jì)中同樣要滲進(jìn)不少經(jīng)驗(yàn)和人為的因素。實(shí)際設(shè)計(jì)中同樣要滲進(jìn)不少經(jīng)驗(yàn)和人為的因素。步進(jìn)指令編程的優(yōu)點(diǎn)步進(jìn)指令編程的優(yōu)點(diǎn)2. 2. 步進(jìn)指令編程的優(yōu)點(diǎn)：步進(jìn)指令編程的優(yōu)點(diǎn)：方法：方法：用符合用符合IECIEC標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的SFC(Sequential Function S

12、FC(Sequential Function Chart ,Chart ,順序功能圖順序功能圖, ,或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖) )對(duì)問題進(jìn)行描述和編對(duì)問題進(jìn)行描述和編程。程。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)1)不需對(duì)時(shí)刻變化的工序步進(jìn)動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì)不需對(duì)時(shí)刻變化的工序步進(jìn)動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì), , 2)2)PLCPLC能自動(dòng)處理工序間的聯(lián)鎖或雙重輸出能自動(dòng)處理工序間的聯(lián)鎖或雙重輸出, ,只要對(duì)各個(gè)工只要對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行簡(jiǎn)單的順序設(shè)計(jì)就能保證機(jī)械正確動(dòng)作序進(jìn)行簡(jiǎn)單的順序設(shè)計(jì)就能保證機(jī)械正確動(dòng)作; ;3)3)使用者也可容易理解全部動(dòng)作過程使用者也可容易理解全部動(dòng)作過程, ,能自動(dòng)執(zhí)行對(duì)各個(gè)能自動(dòng)執(zhí)行對(duì)各個(gè)工序的監(jiān)視工序的監(jiān)視

13、, ,試運(yùn)行調(diào)整、故障檢查、維修保養(yǎng)容易方便。試運(yùn)行調(diào)整、故障檢查、維修保養(yǎng)容易方便。閃爍點(diǎn)閃爍點(diǎn)左圖易懂，要讀懂右圖需要透左圖易懂，要讀懂右圖需要透徹理解徹理解PLC元件和工作方式。元件和工作方式。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)工序凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)工序左圖互鎖非常左圖互鎖非常多，不如右圖多，不如右圖易懂。因?yàn)橛乙锥?。因?yàn)橛覉D中，圖中，工序間工序間的聯(lián)鎖或雙重的聯(lián)鎖或雙重輸出都由輸出都由PLCPLC自動(dòng)處理了。自動(dòng)處理了。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： SFC適用于順控程序，不適用于非順控程序的控制，例如手工操作的控制和中斷操作的控制等。解決辦法： 編程時(shí)利用STL/RET 語句將程序分塊，順序控制部分采用SFC，當(dāng)不適合使用SFC的時(shí)候可

14、以使用梯形圖程序去控制，這樣使用多個(gè)分塊程序可綜合兩種編程方式的優(yōu)點(diǎn)。步進(jìn)指令編程的步進(jìn)指令編程的缺點(diǎn)缺點(diǎn)PLCPLC的的SFCSFC程序設(shè)計(jì)方法程序設(shè)計(jì)方法(1)(1)順序動(dòng)作的編程順序動(dòng)作的編程SFCSFC最基本的用途，也是相對(duì)簡(jiǎn)單的最基本的用途，也是相對(duì)簡(jiǎn)單的, ,只需寫出機(jī)械動(dòng)作只需寫出機(jī)械動(dòng)作的工序圖的工序圖, ,進(jìn)行狀態(tài)分配進(jìn)行狀態(tài)分配, ,然后根據(jù)轉(zhuǎn)移條件的順序、選然后根據(jù)轉(zhuǎn)移條件的順序、選擇或并行結(jié)構(gòu)畫擇或并行結(jié)構(gòu)畫SFCSFC圖圖, ,再將再將SFC SFC 改畫成梯形圖就可以了。改畫成梯形圖就可以了。臺(tái)臺(tái)車車自自動(dòng)動(dòng)往往返返控控制制PLCPLC的的SFCSFC程序設(shè)計(jì)方法程

15、序設(shè)計(jì)方法(2)(2)一般的邏輯編程一般的邏輯編程尤其是在分枝判斷比較復(fù)雜的情況下尤其是在分枝判斷比較復(fù)雜的情況下, ,采用采用SFC SFC 編程可使編程可使問題大大減化。問題大大減化。下圖為電梯上行時(shí)判斷下一層是否要停的流程下圖為電梯上行時(shí)判斷下一層是否要停的流程, ,其中的邏其中的邏輯判斷比較復(fù)雜輯判斷比較復(fù)雜, ,若采用基本邏輯指令進(jìn)行編程若采用基本邏輯指令進(jìn)行編程, ,則程序則程序很復(fù)雜很復(fù)雜, ,包含很多跳轉(zhuǎn)包含很多跳轉(zhuǎn), ,程序的閱讀、檢查都很費(fèi)勁。程序的閱讀、檢查都很費(fèi)勁。電梯控制電梯控制若采用若采用SFC SFC 編程則輕松多了。編程則輕松多了。PLCPLC的的SFCSFC程

16、序設(shè)計(jì)方法程序設(shè)計(jì)方法(3) (3) 復(fù)雜邏輯的編程復(fù)雜邏輯的編程多個(gè)多個(gè)SFCSFC流程流程控制邏輯復(fù)雜時(shí)控制邏輯復(fù)雜時(shí), ,一個(gè)一個(gè)SFCSFC流程很難編程流程很難編程, ,可以在一個(gè)程序可以在一個(gè)程序中使用多個(gè)獨(dú)立的中使用多個(gè)獨(dú)立的SFC SFC 流程流程, ,還可進(jìn)行子程序調(diào)用等。還可進(jìn)行子程序調(diào)用等。電梯控制的梯形圖程序結(jié)構(gòu)電梯控制的梯形圖程序結(jié)構(gòu), ,子程序子程序P0:P0:信號(hào)采集與顯示信號(hào)采集與顯示; ;以以S0S0為起始狀態(tài)的為起始狀態(tài)的SFCSFC流程流程: :上下行判斷上下行判斷, ,判斷結(jié)果存放在判斷結(jié)果存放在M500M500和和M502M502中中, ,上行上行M50

17、0M500接通接通, ,下行下行M502M502接通接通; ; S1S1開始的開始的SFCSFC流程進(jìn)行上行處理流程進(jìn)行上行處理; ; S2S2開開始的始的SFCSFC流程進(jìn)行下行處理。流程進(jìn)行下行處理。PLCPLC的的SFCSFC程序設(shè)計(jì)方法程序設(shè)計(jì)方法(4) (4) 多多SFCSFC流程的結(jié)束流程的結(jié)束 一個(gè)一個(gè)SFCSFC結(jié)束后可能返回本結(jié)束后可能返回本SFC SFC 的初始狀態(tài)的初始狀態(tài), ,也可能退也可能退出該出該SFCSFC進(jìn)入別的流程。進(jìn)入別的流程。 返回本返回本SFCSFC初始狀態(tài)初始狀態(tài), ,當(dāng)最后一個(gè)狀態(tài)結(jié)束后置位當(dāng)最后一個(gè)狀態(tài)結(jié)束后置位( (輸出輸出) )其初始狀態(tài)即可其初始狀態(tài)即可; ; 退出本退出本SFCSFC, ,只須在最后一個(gè)狀態(tài)結(jié)束后只須在最后一個(gè)狀態(tài)結(jié)束后, ,清除該狀態(tài)。清除該狀態(tài)。 以電梯控制系統(tǒng)的上行處理為例以電梯控制系統(tǒng)的上行處理為例, ,在上行過程中在上行過程中, ,若下若下