可編程控制器應(yīng)用技術(shù)教材—步進(jìn)指令及順控程序設(shè)計課件

1、 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)可編程控制器應(yīng)用技術(shù)知識模塊三：步進(jìn)指令及順控程序設(shè)計第二篇項目準(zhǔn)備篇第二篇項目準(zhǔn)備篇 【教學(xué)聚焦教學(xué)聚焦】 完成本部分內(nèi)容地學(xué)習(xí)后，學(xué)生將能夠：完成本部分內(nèi)容地學(xué)習(xí)后，學(xué)生將能夠： 1 1、知識目標(biāo)、知識目標(biāo)了解順序控制的含義和熟悉順序控制程序的結(jié)構(gòu)；了解順序控制的含義和熟悉順序控制程序的結(jié)構(gòu)； 熟悉熟悉PLCPLC狀態(tài)編程元件的分類和使用方法；狀態(tài)編程元件的分類和使用方法；掌握步進(jìn)指令掌握步進(jìn)指令STLSTL和和RETRET的功能和用法；的功能和用法；掌握簡單、分支和并行三類順序控制程序的設(shè)計方法；掌握簡單、分支和并行三類順序控制程序的設(shè)計方法； 2 2、技能目標(biāo)、技

2、能目標(biāo)會識別常見輸入輸出控制對象的型號和規(guī)格；會識別常見輸入輸出控制對象的型號和規(guī)格；能夠分析順控系統(tǒng)的工作過程；能夠分析順控系統(tǒng)的工作過程；能夠繪制能夠繪制PLCPLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電路圖；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電路圖；能夠合理分配能夠合理分配I/OI/O地址，繪制地址，繪制PLCPLC控制系統(tǒng)流程圖；控制系統(tǒng)流程圖；能夠使用步進(jìn)元件及指令編寫順序控制程序；能夠使用步進(jìn)元件及指令編寫順序控制程序；能夠使用能夠使用GX-DeveloperGX-Developer編程調(diào)試軟件完成順控程序的輸入；編程調(diào)試軟件完成順控程序的輸入；能夠進(jìn)行程序的離線調(diào)試、在線調(diào)試；能夠進(jìn)行程序的離線調(diào)試、在線調(diào)試；能夠完成十

3、字交通信號燈、部件分揀、電梯等項目的順序控制程序設(shè)計及調(diào)試；能夠完成十字交通信號燈、部件分揀、電梯等項目的順序控制程序設(shè)計及調(diào)試；可編程控制器應(yīng)用技術(shù)可編程控制器應(yīng)用技術(shù) 本節(jié)講解本節(jié)講解3.1 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)指令的表示及其動作 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1.順序控制系統(tǒng) 對于流程作業(yè)的自動化控制系統(tǒng)而言，一般都包含若干個狀態(tài)（也就是工序），當(dāng)條件滿足時，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，其對應(yīng)的順序功能圖如左圖所示。 S0S

4、0S9S9：初始狀態(tài)專用S10S10S19S19：原點(diǎn)復(fù)位用 S20S20S499S499：一般用S500S500S899S899：停電保持用S900S900S999S999：報警用 針對順序控制要求，PLC提供了順序功能圖（SFC）語言支持。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S0S999共1000個狀態(tài)供編程使用，其中： FX系列PLC提供了一對步進(jìn)指令。 STLSTL是利用內(nèi)部軟元件（狀態(tài)S S）在順控程序上進(jìn)行工序步進(jìn)式控制的指令。 RETRET是用于狀態(tài)（S 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

5、形圖，也可以直接編寫步進(jìn)梯形圖。對梯形圖和順序功能圖應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1.狀態(tài)的動作與輸出的重復(fù)使用狀態(tài)編號不可重復(fù)使用。如果如果狀態(tài)觸點(diǎn)接通，則與其 相連的電路動作；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，允許對輸出元 件重復(fù)輸出，但對同一狀態(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)移過程中，由于在瞬間（1個掃描周期），兩個相鄰的狀態(tài)會同時接通，因此為了避免不能同時接通的一對輸出同時接通，必須設(shè)置外部硬接線互鎖或軟件互鎖。 定時器線圈與輸出線圈一樣，也可對在不同狀態(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)移時定時器

6、線圈不能斷開，定時器當(dāng)前值不能復(fù)位。 2.定時器的重復(fù)使用 如右圖所示，在狀態(tài)內(nèi)的母線將LDLD或LDILDI指令寫入后，對不需要觸點(diǎn)的驅(qū)動就不能再編程，需要按下圖方式進(jìn)行變換。 5.輸出的驅(qū)動方法或或 OUT指令與SET指令對于STL指令后的狀態(tài)具有同樣的功能，都將原來的狀態(tài)自動復(fù)位。此外，還有自保持功能。但是，在使用OUT指令時，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作四、步進(jìn)指令的表示及其動作 2.步進(jìn)指令的梯形圖表示及其動作四、步進(jìn)指令的表示及其動作 本節(jié)講解本節(jié)講解第二節(jié) 順序功能圖的類型一、單流程結(jié)構(gòu)二、

7、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)如如紅紅綠綠燈燈控制程序，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S21S21執(zhí)行完后即結(jié)束。在步進(jìn)階梯圖中，以復(fù)位（RSTRST）正在執(zhí)行的步階來結(jié)束步進(jìn)動作。 從頭到尾只有一條路可走，稱為單流程結(jié)構(gòu)。 當(dāng)S0S0之行后，若X1X1先有效，則跳到S21S21執(zhí)行，此后即使X2X2有效，S22S22也無法執(zhí)行。之后若X3X3有效，則脫離S21S21而跳到S23S23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)S0S0之行后，若X2X2先有效，則跳到S2S22

8、2執(zhí)行，此后即使X X1 1有效，S2S21 1也無法執(zhí)行。 若有多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來執(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)S0S0執(zhí)行后，若X1X1有效，則S20S20及S21S21同時執(zhí)行。 若有多條路徑，且必須同時執(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)S22S22及S23S23都已執(zhí)行后，若X4X4有效，則脫離S22S22及S23S23而跳到S24S24執(zhí)行，程序結(jié)束。 當(dāng)左邊路徑已執(zhí)行到S22S22，而右

9、邊路徑尚停留在S21S21時，此時即使X4X4有效，也不會跳到S24S24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)匯合處有等待動作的狀態(tài)，請務(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*或符號 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)，也可以對當(dāng)前狀態(tài)復(fù)位。 一、單流程設(shè)計二、選擇分支流與匯合程設(shè)計三、并進(jìn)分支與匯合

10、流程設(shè)計 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 【應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計】 簡易紅綠燈控制系統(tǒng) T0T1T2T3X0 SETSET在步進(jìn)梯形圖中，作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令使用。STLSTL為狀態(tài)動作的步進(jìn)起始指令STLSTL與SETSET指令之間的部分為該狀態(tài)所需做的動作動作。 用LD或LDI指令設(shè)置轉(zhuǎn)移條件用SET指令設(shè)置狀態(tài)以STL指令開始設(shè)置動作母線用OUT指令設(shè)置動作 【應(yīng)用范例】洗車洗車流程控制二、選擇分支與匯合流程設(shè)計 若方式選擇開關(guān)（COSCOS）置于手動方式，當(dāng)按下STARTSTART啟動后， 則按下列程序動作：執(zhí)行泡沫清洗（用MC1MC1驅(qū)動）；按PB1PB1則執(zhí)行清水沖洗（用MC2MC2驅(qū)動）；按PB2PB2則

11、執(zhí)行風(fēng)干（用MC3MC3驅(qū)動）；按PB3PB3則結(jié)束洗車。若方式若選擇開關(guān)（COSCOS）置于自動方式，當(dāng)按START啟動后， 則自動按洗車流程執(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)。任何時候按下STOPSTOP，則所有輸出復(fù)位，停止洗車項目說明： 功能分析：手動、自動只能選擇其一，因此使用選擇分支來做。依題目說明可將電路規(guī)劃為兩種功能，而每種功能有三種依PBPB按鈕或設(shè)定時間而順序執(zhí)行的狀態(tài)。手動狀態(tài)狀態(tài)S21S21MC1MC1動作狀態(tài)S22S22MC2MC2動作狀態(tài)S23S23MC3MC3動作狀態(tài)S24S24停止自動狀態(tài)狀態(tài)S31S31MC1MC1動作狀態(tài)

12、S32S32MC2MC2動作狀態(tài)S33S33MC3MC3動作狀態(tài)S24S24停止 元件分配： 啟動按鈕、停止按鈕，使用輸入繼電器方式選擇開關(guān)，使用輸入繼電器清水沖洗按鈕，使用輸入繼電器泡沫清洗驅(qū)動，使用輸出繼電器風(fēng)干機(jī)驅(qū)動，使用輸出繼電器清水沖洗驅(qū)動，使用輸出繼電器風(fēng)干按鈕，使用輸入繼電器結(jié)束按鈕，使用輸入繼電器 繪繪制狀態(tài)流程圖STOP動作設(shè) 置M 0， 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：清除本身手手動動流流程程手手動動流流程程自自動動流流程程自自動動流流程程允許再次啟動電路 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)換為語句表 【

13、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計】氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)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 工件的補(bǔ)充、沖孔、測試及搬運(yùn)可同時進(jìn)行。控制說明：工件的補(bǔ)充由傳送帶（電機(jī)M0M0驅(qū)動）送入。工件的搬運(yùn)分合格品及不合格品兩種，由測孔部分判斷。若測孔機(jī)在設(shè)定時間內(nèi)能測孔到底（MS2 ONMS2 ON），則為合格品，否則即為不合格品。不合格品在測孔完畢后，由A缸抽離隔離板，讓不合格的工件自動掉入廢料箱；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，讓合格的工件自動調(diào)入包裝箱。 功能分析：系統(tǒng)由5個流程組成：復(fù)位流程，清除殘余工件；工件補(bǔ)充流程，根據(jù)有無工件控制傳送帶的啟停；沖孔流程，根據(jù)沖孔位置有無工件控

14、制沖孔機(jī)是否實(shí)施沖孔加工；測孔流程，檢測孔加工是否合格，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。因為只有一個放在工件補(bǔ)充位置的PH0PH0來偵測工件的有無，而另外的鉆孔、測孔及搬運(yùn)位置并沒有其他傳感裝置，那么應(yīng)如何得知相應(yīng)位置有無工件呢？本題所使用的方式是為工件補(bǔ)充、鉆孔、測孔及搬運(yùn)設(shè)置4個標(biāo)志，即M10-M13M10-M13。當(dāng)PH0PH0偵測到傳送帶送來的工件時，則設(shè)定M10M10為1，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動后，用左移指令將M10-M13M10-M13左移一個位元，亦即M11M11為1,鉆孔機(jī)因此標(biāo)志為1而動作。其他依此類推，測孔機(jī)依標(biāo)志M12M12動作、包裝搬運(yùn)依M13M13動作。

15、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OFFOFF動作動作定位由定位由OFF變?yōu)樽優(yōu)镺N時轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)盤停止盤停止驅(qū)動轉(zhuǎn)盤驅(qū)動轉(zhuǎn)盤電機(jī)電機(jī)（M1 ON）A缸抽離缸抽離隔離板隔離板判斷是否判斷是否做完四次做完四次 繪繪制功能流程圖b.工件補(bǔ)充流程傳送帶轉(zhuǎn)動傳送帶轉(zhuǎn)動(M0 ON)設(shè)定設(shè)定M10M10為為1(1(表示表示有工件有工件) )有工件有工件（PH0PH0動作）動作）時間到時間到?jīng)]有工件沒有工件c.氣壓沖孔流程鉆孔機(jī)動作鉆孔機(jī)動作（Y4 ONY4 ON）鉆孔機(jī)鉆孔機(jī)返回返回有無工件標(biāo)志有無工件標(biāo)志（M11M11為為1 1表示表示有工件）有工件）設(shè)置設(shè)置8 8秒秒等待時間等待時間

16、繪繪制功能流程圖d.測孔流程e.工件搬運(yùn)流程 初始復(fù)位流程定位格由OFF變?yōu)镺N時轉(zhuǎn)盤停止工件搬運(yùn)流程測孔流程鉆孔流程步進(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 D點(diǎn)（LS0LS0動）。控制說明：只要D D點(diǎn)有工件，機(jī)械手臂即先下降（B B缸動作）將工件抓取（C C缸動作）后上升（B B缸復(fù)位），再將工件搬運(yùn)（A A缸動作）到E E點(diǎn)上 方，機(jī)械手臂再次下降（B B缸動作）后放開（C C缸復(fù)位）工件，機(jī)械手臂上升（B B缸復(fù)位），最后機(jī)械手臂再回到原點(diǎn)（A 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，

17、機(jī)械手臂才能動作。當(dāng)E點(diǎn)有工件且B缸已上升到LS4LS4時，傳送帶電機(jī)轉(zhuǎn)動以運(yùn)走工件，經(jīng)2秒后傳送帶電機(jī)自動停止。工件若未完全運(yùn)走（計時未到）時，則應(yīng)等待傳送帶電機(jī)停止后才能將工件移走。 要求： 進(jìn)行功能分析、元件分配、繪制順序功能圖、將順序功能流程轉(zhuǎn)換為步進(jìn)梯形圖，然后將程序錄入計算機(jī)并下載到PLC，進(jìn)行最后的調(diào)試。 本章小結(jié)本章小結(jié) 本章主要介紹了步進(jìn)指令、順序功能圖類型及設(shè)計步本章主要介紹了步進(jìn)指令、順序功能圖類型及設(shè)計步驟、順序功能圖到步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換方法、步進(jìn)梯形圖設(shè)驟、順序功能圖到步進(jìn)梯形圖的轉(zhuǎn)換方法、步進(jìn)梯形圖設(shè)計注意事項。并結(jié)合實(shí)例詳細(xì)分析了單流程設(shè)計、選擇分計注意事項。并結(jié)合

18、實(shí)例詳細(xì)分析了單流程設(shè)計、選擇分支與匯合流程設(shè)計和并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計。支與匯合流程設(shè)計和并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計。 通過本通過本部分部分的學(xué)習(xí)，我們初步認(rèn)識了可編程控制器（的學(xué)習(xí)，我們初步認(rèn)識了可編程控制器（PLCPLC），對其功能、特），對其功能、特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展有了一個大致的了解?？删幊炭刂破骱推渌I(yè)控制計算點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展有了一個大致的了解。可編程控制器和其他工業(yè)控制計算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向，目前的計算機(jī)集機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向，目前的計算機(jī)集散控制系統(tǒng)（散控制系統(tǒng)（Distributed Control SystemDistributed Control System，DCSDCS）中已有大量的）中已有大量的PLCPLC應(yīng)用。伴應(yīng)用。伴隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，PLCPLC作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。同時，隨著中國經(jīng)分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。同時，隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，可以預(yù)期濟(jì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，可以預(yù)期PLCPLC在中國將有更加廣闊的應(yīng)用天地。在中國將有更加廣闊的應(yīng)用天地。知