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1、,第七章 步进指令,第一节 步进指令及步进梯形图,第二节 顺序功能图的类型,第三节 步进梯形图设计实例,本节讲解,第一节 步进指令及步进梯形图,一、顺序功能图二、步进指令三、步进梯形图四、步进指令的表示及其动作,教学目标,了解步进指令的功能熟悉顺序功能图的表示熟悉步进梯形图的转换及编程方法,1.顺序控制系统 对于流程作业的自动化控制系统而言，一般都包含若干个状态（也就是工序），当条件满足时，系统能够从一种状态转移到另一种状态，我们把这种控制叫做顺序控制。对应的系统则称为顺序控制系统或流程控制系统。,一、顺序功能图,2.顺序功能图SFC(Sequence Function Chart),顺序功能
2、图SFC用于编制复杂的顺序控制程序，比梯形图更直观。三菱FX系列PLC使用类似于顺序功能图SFC语言的状态转移图以及2条步进指令，实现顺序控制程序编程。,状态转移图也称功能图，用于描述控制系统的控制过程；状态一个控制过程可以分为若干阶段，这些阶段就称为状态；状态与状态之间由转换分隔，相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现转换。即上一状态动作结束，下一状态动作开始，此时前一状态自动复位。,状态转移图,状态器是构成状态转移图的基本元素，是PLC基本编程元件之一。FX系列PLC 共有 1000点状态器，其分类、编号、数量及用途如表所示。,状态器,状态器 用框图表示，框内是状态器元件号；状态器之间
3、用有向线段连接，其中从上到下、从左到右的箭头可以省略不画；有向线段上的垂直短线及其旁边标组的文字符号或逻辑表达式表示状态转移条件；旁边的线圈等是驱动内容。,状态转移图基本要素,如图为一状态转移图示例。其中每一状态（步）包含：驱动内容、转移条件、转换目标。,以红绿灯控制为例，其对应的状态转移图如下图所示。,FX系列PLC提供了一对步进指令用于顺序控制程序设计。STL（步进开始或步进触点指令）：是利用内部软元件（状态器S）在顺序控制程序上进行工序步进式控制的指令。在梯形图中的符号为，没有常闭触点。,二、步进指令（STL,RET）,STL指令的意义为激活某个状态。在梯形图上体现为从母线上引出的状态接
4、点。STL指令有建立子母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上进行。STL指令在梯形图中的情况见图所示。,二、步进指令,RET（步进返回指令）：是用于状态转移流程的结束，实现返回主干程序（主母线）的指令。,二、步进指令,三、步进梯形图,使用状态转移图编程包括两项工作：(1)根据工艺设计状态转移图；(2)使用步进指令将状态转移图转换为步进梯形图及指令语句。用步进指令可以将状态转移图转换为步进梯形图，也可以直接编写步进梯形图。,对梯形图和状态转移图应注意以下几点：1.状态的动作与输出的重复使用,状态编号不可重复使用。如果状态触点接通，则与其相连的电路动作；如果状态触点断开，则与其相连的电路停止
5、工作。在不同状态之间，允许对输出元件重复输出，但对同一状态内不允许双重输出。,定时器线圈与输出线圈一样，也可对在不同状态的同一软元件编程，但在相邻的状态中不能编程。如果在相邻状态下编程，则工序转移时定时器线圈不能断开，定时器当前值不能复位。,2.定时器的重复使用,3.输出的互锁,在状态转移过程中，由于在瞬间（1个扫描周期），两个相邻的状态会同时接通，因此为了避免不能同时接通的一对输出同时接通，必须设置外部硬接线互锁或软件互锁。,如右图所示，在状态内的母线将LD或LDI指令写入后，对不需要触点的驱动就不能再编程，需要按下图方式进行变换。,4.输出的驱动方法,OUT指令与SET指令对于STL指令后
6、的状态具有同样的功能，都将原来的状态自动复位。此外，还有自保持功能。但是，在使用OUT指令时，用于向状态转移图中的分离状态转移。,5.状态的转移方法,6.可在状态内处理的指令,ORP,1.状态转移图（顺序功能图）表示及其动作,四、步进指令的表示及其动作,转移条件,2.步进梯形图及其动作,四、步进指令的表示及其动作,本节讲解,第二节 顺序功能图的类型,一、单流程结构,二、选择分支流程结构,三、并进分支流程结构,四、跳转流程结构,五、重复流程结构,一、单流程结构,如红绿灯控制程序，虽然是循环控制，但都以一定顺序逐步执行且没有分支，所以属于单一顺序流程。,图中在S21执行完后即结束。,在步进阶梯图中
7、，以复位（RST）正在执行的步阶来结束步进动作。,从头到尾只有一条路可走，称为单流程结构。,当S0执行后，若X1先有效，则跳到S21执行，此后即使X2有效，S22也无法执行。之后若X3有效，则脱离S21而跳到S23执行，当X5有效后，则结束流程。,二、选择分支与汇合流程,当S0执行后，若X2先有效，则跳到S22执行，此后即使X1有效，S21也无法执行。,若有多条路径，而只能选择其中一条路径来执行，这种分支方式称为选择分支。,当S0执行后，若X1有效，则S20及S21同时执行。,若有多条路径，且必须同时执行，这种分支的方式称为并进分支流程。在各条路径都执行后，才会继续往下指令，像这,种有等待功能
8、的方式称之为并进汇合。,当S22及S23都已执行后，若X4有效，则脱离S22及S23而跳到S24执行，程序结束。,当左边路径已执行到S22，而右边路径尚停留在S21时，此时即使X4有效，也不会跳到S24执行。,三、并进分支与汇合流程,三、并进分支与汇合流程,如在并进分支与汇合点处不允许符号*或符号 的转移条件，应按右图修改。,四、跳转流程,向下面状态的直接转移或向系列外的状态转移被成为跳转，用符号指向转移的目标状态。,五、重复流程,向前面状态进行转移的流程称为重复。用指向转移的目标状态。使用重复流程可以实现一般的重复，也可以对当前状态复位。,一、单流程设计二、选择分支流程与汇合流程设计三、并进
9、分支与汇合流程设计,教学目标,熟悉步进梯形图的转换方法，掌握一般单流程设计方法和设计技巧，掌握简单并进分支与汇合流程的设计方法和设计技巧。,【应用系统设计】简易红绿灯控制系统,RET,RET,作业5-9探讨,交通信号灯的6个状态：（1）南北绿灯亮20s，东西红灯亮；（2）南北绿灯闪5次（5s），东西红灯亮；（3）南北黄灯亮5s，东西红灯亮；（4）南北红灯亮，东西绿灯亮30s；（5）南北红灯亮，东西绿灯闪5次（5s）；（6）南北红灯亮，东西黄灯亮5s。再延伸：绿灯带倒计时。,【应用范例】洗车流程控制,二、选择分支与汇合流程设计,若方式选择开关（COS）置于手动方式，当按下START启动后，则按下
10、列程序动作：执行泡沫清洗（用MC1驱动）；按PB1则执行清水冲洗（用MC2驱动）；按PB2则执行风干（用MC3驱动）；按PB3则结束洗车。,若方式选择开关（COS）置于自动方式，当按START启动后，则自动按洗车流程执行。其中泡沫清洗10秒、清水冲洗20 秒、风干5秒，结束后回到待洗状态。,任何时候按下STOP，则所有输出复位，停止洗车,项目说明：,功能分析：,手动、自动只能选择其一，因此使用选择分支来做。,依题目说明可将电路规划为两种功能，而每种功能有三种依PB按钮或设定时间而顺序执行的状态。,手动状态状态S21MC1动作状态S22MC2动作状态S23MC3动作状态S24停止,自动状态状态S
11、31MC1动作状态S32MC2动作状态S33MC3动作状态S24停止,元件分配：,启动按钮、停止按钮，使用输入继电器X0、X2,方式选择开关，使用输入继电器X1,清水冲洗按钮，使用输入继电器X3,泡沫清洗驱动，使用输出继电器Y1,风干机驱动，使用输出继电器Y2,清水冲洗驱动，使用输出继电器Y0,风干按钮，使用输入继电器X4,结束按钮，使用输入继电器X5,绘制状态流程图,STOP动作,设置M0，可暂存START按钮状态（确保点动），避免一直按住按钮,另一种结束方式：清除本身,允许再次启动电路,步进梯形图转换,键入程序：,将程序录入编程器并下载到目标PLC,将步进阶梯图转换为语句表,【应用系统设计
12、】气压式冲孔加工机控制系统,三、并进分支与汇合流程设计,工件的补充、冲孔、测试及搬运可同时进行。,控制说明：,工件的补充由传送带（电机M0驱动）送入。,工件的搬运分合格品及不合格品两种，由测孔部分判断。若测孔机在设定时间内能测孔到底（MS2 ON），则为合格品，否则即为不合格品。,不合格品在测孔完毕后，由A缸抽离隔离板，让不合格的工件自动掉入废料箱；若为合格品，则在工件到达 搬运点后，由B缸抽离隔离板，让合格的工件自动调入包装箱。,功能分析：,系统由5个流程组成：复位流程，清除残余工件；工件补充流程，根据有无工件控制传送带的启停；冲孔流程，根据冲孔位置有无工件控制冲孔机是否实施冲孔加工；测孔流
13、程，检测孔加工是否合格，由此判断工件的处理方式；搬运流程，将合格工件送入包装箱。,功能分析：,因为只有一个放在工件补充位置的PH0来侦测工件的有无，而另外的钻孔、测孔及搬运位置并没有其他传感装置，那么应如何得知相应位置有无工件呢？本题所使用的方式是为工件补充、钻孔、测孔及搬运设置4个标志，即M10-M13。当PH0侦测到传送带送来的工件时，则设定M10为1，当转盘转动后，用左移指令将M10-M13左移一个位元，亦即M11为1,钻孔机因此标志为1而动作。其他依此类推，测孔机依标志M12动作、包装搬运依M13动作。,元件分配及端子接线：,M0:驱动传送带电机M1:驱动转盘电机,PH1：定位用行程开
14、关，每转接通4次。PH0：监测用传感器,测孔阀,绘制功能流程图,a.原点复位流程,OFF动作,定位，由OFF变为ON时转盘停止,驱动转盘电机（M1 ON）,A缸抽离隔离板,判断是否做完四次,绘制功能流程图,b.工件补充流程,传送带转动(M0 ON),设定M25为1(表示有工件),有工件（PH0动作）,时间到没有工件,c.气压冲孔流程,钻孔机动作（Y4 ON）,钻孔机返回,有无工件标志（M11为1表示有工件）,设置8秒等待时间,M25,绘制功能流程图,d.测孔流程,e.工件搬运流程,测孔阀动作（Y5 ON）,测孔下限开关,A缸动作,测孔上限开关,B缸动作,状态转移图,修改：1.RST M25放在
15、SFTLP 指令后面2.SET M10 改为SET M25,步进阶梯图转换,【练习】机械手臂控制系统,工件的补充使用人工控制，可直接将工件放在D点（LS0动）。,控制说明：,只要D点有工件，机械手臂即先下降（B缸动作）将工件抓取（C缸动作）后上升（B缸复位），再将工件搬运（A缸动作）到E点上 方，机械手臂再次下降（B缸动作）后放开（C缸复位）工件，机械手臂上升（B缸复位），最后机械手臂再回到原点（A缸复位）。,A,B,C缸均为单作用气缸，使用电磁控制。,C缸在抓取或放开工件后，都需有1秒的间隔，机械手臂才能动作。,当E点有工件且B缸已上升到LS4时，传送带电机转动以运走工件，经2秒后传送带电机
16、自动停止。工件若未完全运走（计时未到）时，则应等待传送带电机停止后才能将工件移走。,要求：,进行功能分析、元件分配、绘制顺序功能图、将顺序功能流程转换为步进梯形图，然后将程序录入计算机并下载到PLC，进行最后的调试。,本章小结,本章主要介绍了步进指令、顺序功能图类型及设计步骤、顺序功能图到步进梯形图的转换方法、步进梯形图设计注意事项。并结合实例详细分析了单流程设计、选择分支与汇合流程设计和并进分支与汇合流程设计。,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
