可編程邏輯控制器PLC課件5

（四）步進(jìn)指令與編程4.1步進(jìn)梯形圖指令與狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖能使生產(chǎn)機(jī)械按預(yù)定順序依次動(dòng)作的控制稱為順序控制。步進(jìn)的概念

1第一頁(yè)，共四十二頁(yè)。2第二頁(yè)，共四十二頁(yè)。步進(jìn)梯形圖指令步進(jìn)梯形圖指令STL(StepLadder)和RET，是一種符合IEC1131—3標(biāo)準(zhǔn)中定義的SFC圖(SequentialFunctionChart順序功能圖)的通用流程圖語(yǔ)言。順序功能圖也叫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，相當(dāng)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“電氣制圖”（GB6988.6-86）的功能表圖(FunctionCharts)。STL/RET稱為步進(jìn)指令。對(duì)象為S600—S647，均有掉電保護(hù)。步進(jìn)梯形圖指令3第三頁(yè)，共四十二頁(yè)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)梯形圖SFC圖的三種表達(dá)方式X403Y430S620S600M71X400X401S600X403S620S600M71X400X401SETSETY430S620(c)指令表(步進(jìn)梯形圖)(狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖)(a)SFC圖(b)STL圖STLANDOUTLDSTLS600S620Y430SETSETX403X400M71S600S620LD初始狀態(tài)步狀態(tài)步轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件驅(qū)動(dòng)負(fù)載RETLDX401主母線副母線4第四頁(yè)，共四十二頁(yè)。每狀態(tài)對(duì)應(yīng)順控中的一個(gè)動(dòng)作（一步）。在每個(gè)狀態(tài)中，包含三項(xiàng)內(nèi)容：

完成本步驅(qū)動(dòng)處理Y***（所有用到的Y、M、S、T等繼電器）、轉(zhuǎn)步條件X***判斷、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)步—置位新?tīng)顟B(tài)Sm同時(shí)自動(dòng)復(fù)位原狀態(tài)Sn

5第五頁(yè)，共四十二頁(yè)。步進(jìn)接點(diǎn)只有常開(kāi)。步進(jìn)接點(diǎn)與起始母線相連，接點(diǎn)后相當(dāng)于臨時(shí)母線，連接必須使用LD或LDI指令。結(jié)束步進(jìn)時(shí)，必須使用RET指令返回起始母線，但在各步進(jìn)程序塊之間不必使用RET指令，只在最后返回時(shí)才使用RET。如果在步進(jìn)程序塊間插有其它非步進(jìn)程序，在前一步進(jìn)程序結(jié)束時(shí)必須使用RET指令才能使其它程序連接到起始母線上。狀態(tài)繼電器在使用S指令后才具有步進(jìn)功能，除步進(jìn)接點(diǎn)外，還提供普通常開(kāi)、常閉接點(diǎn)。STL指令只適用于步進(jìn)接點(diǎn)。工作特點(diǎn)：步進(jìn)接點(diǎn)接通時(shí)，接點(diǎn)后電路才投入運(yùn)行，如果步進(jìn)接點(diǎn)斷開(kāi)，后面電路全部斷開(kāi)。如果需要在斷開(kāi)時(shí)保留輸出結(jié)果，可以用S指令。但需考慮何時(shí)用R指令對(duì)它復(fù)位。在步進(jìn)接點(diǎn)后不能使用主控指令MC/MCR，但可以使用CJP/EJP指令。步進(jìn)指令的應(yīng)用特點(diǎn)：6第六頁(yè)，共四十二頁(yè)。7第七頁(yè)，共四十二頁(yè)。送料車自動(dòng)循環(huán)控制送料車自動(dòng)循環(huán)控制圖X0X1X2X3COMSBSQ1SQ2SQ3(b)送料車自動(dòng)循環(huán)控制PLC接線圖KM1Y1Y0KM2ABOX2X3X1SQ1SQ2SQ3X0(a)送料車自動(dòng)循環(huán)示意圖進(jìn)退原位(A點(diǎn))(B點(diǎn))起動(dòng)電源起動(dòng)KM1KM2Y1Y0進(jìn)退COM18第八頁(yè)，共四十二頁(yè)。送料車自動(dòng)循環(huán)控制程序X403X400X402X400S620S621S622S623S600M71X400X401(c)指令表(步進(jìn)梯形圖)(狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖)(a)SFC圖(b)STL圖OUTSETOUTOUTSTLSTLSTLLDLDLDLDENDRETS623原位SET原位Y431原位Y430(A點(diǎn))S622(B點(diǎn))X400起動(dòng)SETS600S621SETY431S623S622S621X400X402X401S600步進(jìn)梯形圖結(jié)束ENDRET起動(dòng)(B點(diǎn))(A點(diǎn))原位原位原位X403X402X400S620S621S622S623S623S600SETM71X400X401SETSETS622X400SETS621S620SETY430Y431Y430Y431進(jìn)退進(jìn)退Y430Y431Y430Y431進(jìn)退進(jìn)退STLANDOUTLDSTLS600S620Y430SETSETX403X400M8002S600S620LDSETS6009第九頁(yè)，共四十二頁(yè)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件的有關(guān)處理方法1、相鄰兩個(gè)狀態(tài)步的轉(zhuǎn)移條件同時(shí)接通時(shí)的處理相鄰兩個(gè)狀態(tài)步的轉(zhuǎn)移條件同時(shí)接通時(shí)的處理S600S620S621RSTC460Y430T450C460K5K3X400X401M71T450C460旋轉(zhuǎn)PLSPLSM100M101M100M101(b)SFC圖起動(dòng)按鈕限位開(kāi)關(guān)SQ(a)圓盤示意圖X1限位開(kāi)關(guān)Y0X0起動(dòng)按鈕舉例：用PLC控制一個(gè)圓盤，圓盤的旋轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)控制，要求按下啟動(dòng)按鈕后每轉(zhuǎn)一圈停3秒，轉(zhuǎn)5圈后停止10第十頁(yè)，共四十二頁(yè)。2、利用同一信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移利用同一信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圓盤旋轉(zhuǎn)控制用PLC控制一個(gè)圓盤，圓盤的旋轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)控制。要求按下起動(dòng)按鈕后正轉(zhuǎn)1圈，反轉(zhuǎn)2圈后停止。S600PLSX401M71限位開(kāi)關(guān)M100S620PLSY430X400正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕M101S621PLSY431反轉(zhuǎn)M101S622PLSY431反轉(zhuǎn)M102M103M102M103M100M100M100S600X401M100限位開(kāi)關(guān)S620Y430X400正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕S621Y431反轉(zhuǎn)S622Y431反轉(zhuǎn)M100M100M100M100SQ(a)圓盤示意圖X401限位開(kāi)關(guān)Y430(b)SFC圖1(c)SFC圖2X0起動(dòng)按鈕11第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。

多流程步進(jìn)的編程方法12第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。條件分支回到匯合點(diǎn)的轉(zhuǎn)步條件不能使用ANB、ORB指令。對(duì)并行分支程序，應(yīng)在設(shè)置轉(zhuǎn)步條件(如圖中的X401)后從左到右依次設(shè)定各分支狀態(tài)(如圖中的S621、S623)。

并行分支匯合時(shí)只能設(shè)置一個(gè)共同的轉(zhuǎn)步條件(如圖中的X404)，但條件前應(yīng)使用相匯合的步進(jìn)接點(diǎn)串聯(lián)，如S622和S625，以代表置位S626時(shí)同時(shí)復(fù)位S622和S625。13第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。步進(jìn)流程圖的跳轉(zhuǎn)方式SFC圖的跳轉(zhuǎn)有如下幾種形式，1、向下跳：2、向上跳：3、跳向另一條分支：4、復(fù)位：S600S620S621S622跳轉(zhuǎn)重復(fù)重復(fù)S600S620S621S622JumpJumpJumpS600S620S622＊S601S630S631S632S600S620S621S622OUTOUTOUTOUTOUTRSTS600S620S621S622JumpJumpS621S631＊S601S630S631S632ResetS632＊跳轉(zhuǎn)復(fù)位X400X401X402X403X404X405X406X407X404X410X411X412X413X414X415(a)(b)(c)(d)14第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。小車運(yùn)行控制一輛小車在A、B兩點(diǎn)之間運(yùn)行，如圖所示。在A、B兩點(diǎn)分別設(shè)有后限位開(kāi)關(guān)SQ2和前限位開(kāi)關(guān)SQ1，小車在A、B兩點(diǎn)之間時(shí)可以控制小車前進(jìn)或后退。小車運(yùn)行后，在A、B兩點(diǎn)之間自動(dòng)往返運(yùn)行，在B點(diǎn)要求停留10秒鐘。小車運(yùn)行示意圖SQ1SQ2后限位前限位X406X405Y430Y431后退前進(jìn)AB15第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。小車運(yùn)行PLC接線圖和SFC圖Y430Y431后退前進(jìn)結(jié)束停后限位前限位X400X401X405X406后退前進(jìn)T450K10T450S600S620S621S622跳轉(zhuǎn)重復(fù)重復(fù)X403QS～SQ1SQ2后限位前限位KM1KM2KM1X400X401X402X403X404X405立即停X406Y0Y1（急停）暫停后退KM2前進(jìn)結(jié)束停COMCOM1SB0SB1SA1SA2SB2后退前進(jìn)X403(b)小車運(yùn)行SFC圖(a)PLC接線圖16第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。小車運(yùn)行梯形圖和SFC圖Y431后退后限位前限位X400X401X405后退前進(jìn)T450K10T450S600S620S621S622Y430前進(jìn)SETSETSETS620S621S622X406RETENDS622S600S620S621S622JumpJumpJumpS600S620S622JumpJumpJumpX402M71SETS600X403X404立即停暫停RSTS621M574X403結(jié)束停X406＊(c)SFC圖(a)步進(jìn)梯形圖(b)梯形圖RSTS622RSTS620SETS600SETS62017第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。SFC圖的分支選擇分支單分支選擇分支并行分支混合分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可分為選擇分支S623S624S626S627S28X402X403X404X405Y431Y433X402X406Y2Y434Y435S622Y430(a)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(c)指令表S623S624S626S627S628X402X403X404X405Y431X402Y432Y434Y435S622Y430SETSETS623Y433SETS624SETS628X406S626SETS627SETS628(b)步進(jìn)梯形圖S624S627SETSETSETSETSETSETSTLSTLSTLSTLSTLSTLS623S624S626S627S628S628S622S623S624S626S627S628OUTOUTOUTOUTOUTOUTLDLDILDLDLDLDLDY430Y431Y432Y433Y434Y435X402X403X404X405X406X402STLS627STLS624左分支右分支選擇分支選擇合并左分支右分支選擇分支選擇合并18第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。并行分支并行分支S623S624S626S627S628X402X403X404X405Y431Y432Y434Y435S622Y430SETSETS623Y433SETS624SETS626SETS627S628S623S624S626S627S628X402X403X404X405Y431Y433Y432Y434Y435S622Y430S624S627SETSETSETSETSETSTLSTLSTLSTLSTLSTLS623S624S626S627S628S622S623S624S626S627S628OUTOUTOUTOUTOUTOUTLDLDLDLDLDY430Y431Y432Y433Y434Y435X402X403X404X405STLSTLS624S627(a)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(b)步進(jìn)梯形圖(c)指令表左分支右分支并行分支并行合并左分支右分支并行分支并行合并19第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。三、其它功能指令簡(jiǎn)介格式：用字母F為標(biāo)志的功能號(hào)表示；由輸入條件、設(shè)定線圈和執(zhí)行線圈三部分構(gòu)成。輸入條件用常開(kāi)接點(diǎn)。執(zhí)行線圈用功能號(hào)F670表示，后的K值代表指令的含義。設(shè)定線圈用F671—F675表示，后的K值表明指令執(zhí)行過(guò)程中的具體條件。20第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)。21第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。在使用步進(jìn)指令時(shí)，應(yīng)將所需使用的狀態(tài)寄存器清零，并將起始狀態(tài)置位。功能指令F670K26（K103）可用于將指定范圍的寄存器復(fù)位。復(fù)位范圍從F671線圈的K編號(hào)開(kāi)始到F672線圈的K編號(hào)結(jié)束。例22第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。四、步進(jìn)控制程序設(shè)計(jì)的一般步驟與設(shè)計(jì)舉例一般步驟:確定控制須完成的動(dòng)作和動(dòng)作的順序與條件。分配I/O，確定系統(tǒng)有哪些現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。為信號(hào)分配編號(hào)。畫(huà)出梯形圖。對(duì)步進(jìn)控制先畫(huà)出狀態(tài)圖，確定轉(zhuǎn)步條件，再畫(huà)出梯形圖。編譯后送PLC，或?qū)⑻菪螆D轉(zhuǎn)換成助記符語(yǔ)言鍵入PLC。調(diào)試、修改程序。程序固化。23第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。例1籠型異步電動(dòng)機(jī)自耦降壓起動(dòng)的步進(jìn)控制編程初始化程序，置位初態(tài)并復(fù)位所有后續(xù)狀態(tài)。初始化條件通常都采用M71，自耦降壓起動(dòng)僅有兩步動(dòng)作，即低壓和全壓起動(dòng)，靠時(shí)間繼電器轉(zhuǎn)換。在過(guò)載FR或停車SB1動(dòng)作時(shí)，電動(dòng)機(jī)斷電停車。根據(jù)工作要求，首先分配I/O如下：輸入：過(guò)載X400、停車X401、起動(dòng)X402；輸出：KM1由Y431、KM2由Y432控制。程序分為三個(gè)狀態(tài)即停車狀態(tài)S600、降壓起動(dòng)狀態(tài)S601、全壓起動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)S602。先根據(jù)轉(zhuǎn)步條件畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，然后在梯形圖中先安排對(duì)所用狀態(tài)的初始化，最后再編制步進(jìn)程序，程序末尾不要遺漏RET。24第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。25第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。例2搬運(yùn)機(jī)械手的控制1>動(dòng)作要求手動(dòng) ·獨(dú)立：非步進(jìn)狀態(tài)。 ·原點(diǎn)返回：從當(dāng)前位置返回到左上原點(diǎn)位置停止。自動(dòng) ·單步：每按一次起動(dòng)按鈕（X506），程序步轉(zhuǎn)向下一步。 ·單次：原位時(shí)每按一次起動(dòng)，執(zhí)行一個(gè)循環(huán)后停在原位。 ·自動(dòng)循環(huán)：原位時(shí)起動(dòng)后，不斷循環(huán)直到停止被按下才能在到達(dá)原位時(shí)停止。26第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。右移左移上移夾緊松開(kāi)工件AB左限位右限位下限位上限位工件搬運(yùn)機(jī)械手動(dòng)作示意圖下移27第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。 2>I/O編號(hào)分配輸入 ·按鈕起：X506、停：X507、原點(diǎn)：X505 ·獨(dú)立操作按鈕 緊：X412、松：X407、升：X405、 降：X410、左：X406、右：X411 ·工作方式選擇（五選一、機(jī)械自鎖） 獨(dú)立：X500、原點(diǎn)：X501、單步：X502、 單次：X503、循環(huán)：X504 ·位置開(kāi)關(guān)左：X404、右：X403、上：X402、下：X401輸出 ·下：Y430、緊：Y431、上：Y432、 右：Y433、左：Y434 ·夾緊延時(shí)：T450、松開(kāi)延時(shí)T45128第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。3>編制梯形圖 ·總控制框架梯形圖在工作方式較多、程序較復(fù)雜時(shí)，可先編制程序總體框架梯形圖，安排好各子功能程序的轉(zhuǎn)換銜接，然后再編制各子功能程序。29第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。步進(jìn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

(1)狀態(tài)初始化步進(jìn)須首先正確地建立初始狀態(tài)。例：機(jī)械手步進(jìn)：S600為初始狀態(tài)1。其余狀態(tài)應(yīng)全部在0狀態(tài)。在原點(diǎn)方式且原點(diǎn)按鈕按下時(shí)進(jìn)入步進(jìn)初態(tài):S600置位、其余狀態(tài)復(fù)位；在獨(dú)立操作時(shí)取消步進(jìn)、S600被復(fù)位。30第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)。(2)步進(jìn)使能(可缺省)專用輔助M575：步進(jìn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移使能。31第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。M575接通、狀態(tài)由S600轉(zhuǎn)入S601，按各轉(zhuǎn)步條件進(jìn)行步進(jìn)循環(huán),至少執(zhí)行一次工作循環(huán)。單步:按一次按鈕只進(jìn)一步：M574接通時(shí)步進(jìn)轉(zhuǎn)移被自動(dòng)禁止，在上電、手動(dòng)、單步、單次且停止按鈕按下時(shí)接通M574禁止步進(jìn)，按下起動(dòng)按鈕可通過(guò)脈沖短時(shí)接通M101釋放M574，對(duì)手動(dòng)、單步，M574僅在按鈕按下時(shí)可短時(shí)釋放使單步方式完成轉(zhuǎn)步，對(duì)循環(huán)方式則不再接通以使能步進(jìn)功能。32第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。(4)控制程序梯形圖33第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。34第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。例3人行道交通燈管理程序的步進(jìn)編程。設(shè)有人行橫道交通燈采用下列方法管理： ·在道路兩旁設(shè)有通過(guò)請(qǐng)求按鈕X400和X401； ·無(wú)人請(qǐng)求通過(guò)時(shí)，車道為綠燈，人行道為紅燈； ·有人按下請(qǐng)求按鈕時(shí)，車道保持綠燈30秒后變黃燈， ·再過(guò)10秒后變紅燈。 ·車道紅燈亮3秒后，人行道綠燈亮，允許行人通過(guò)。 ·20秒后人行道綠燈以每秒1次速率閃動(dòng)5次然后轉(zhuǎn)為紅燈，過(guò)5秒后車道轉(zhuǎn)為綠燈，恢復(fù)初始狀態(tài)。35第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。編程分析：對(duì)兩通道信號(hào)燈可采用兩并行狀態(tài)來(lái)處理。初態(tài)時(shí)車道為綠、人行道為紅；轉(zhuǎn)步條件為有請(qǐng)求信號(hào)，即X400或X401有效。轉(zhuǎn)步后兩通道燈保持不變30秒，然后車道等轉(zhuǎn)黃，因此可在轉(zhuǎn)步時(shí)起動(dòng)一30秒定時(shí)器作轉(zhuǎn)步條件；依次類推可編制出程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。在人行道分支中使用了一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)控制綠燈閃動(dòng)次數(shù)，請(qǐng)注意它的編程方法，特別要注意計(jì)數(shù)器使用完后應(yīng)在下一步進(jìn)狀態(tài)中安排復(fù)位，以保證再次使用它時(shí)程序的運(yùn)行與第一次相同。36第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。37第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。例5：步進(jìn)并行編程例

某專用鉆床用來(lái)加工圓盤狀零件上均勻分布的6個(gè)孔。 ·放好工件后，按下起動(dòng)按鈕X400，接通Y430使工件夾緊（液壓，Y430斷可保持夾緊）； ·夾緊后壓力繼電器使X401動(dòng)作，Y431（大）、Y433（小）接通使兩鉆頭同時(shí)開(kāi)始向下進(jìn)給，Y435接通使鉆頭旋轉(zhuǎn)； ·大鉆頭鉆到限位開(kāi)關(guān)X402設(shè)定深度時(shí)，Y432接通使大鉆頭提升； ·直到由限位X403設(shè)定的起始位置停止。 ·小鉆頭鉆到限位開(kāi)關(guān)X404設(shè)定深度時(shí)，Y434接通使小鉆頭提升； ·直到由限位X405設(shè)定的起始位置停止。 ·兩鉆頭都回原位后，設(shè)定值為3的計(jì)數(shù)器C460值加1； ·計(jì)數(shù)器值不等于3，則接通Y436使工件旋轉(zhuǎn)120度，旋轉(zhuǎn)到位X406動(dòng)作；（X406一直保持到下次旋轉(zhuǎn)離開(kāi)時(shí)釋放） ·旋