第5章__狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其順序控制梯形圖設(shè)計(jì)

1、可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用第5章 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其順序控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)梯形圖的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖5.2 使用STL指令的編程方式5.3 使用起保停電路的編程方式5.4 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式5.5 仿STL指令的編程方式5.6 各種編程方式的比較5.7 STL指令的優(yōu)點(diǎn)5.8 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 (1) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的組成步步:矩形方框 初始步初始步 :雙線方框 工作步工作步 :分為動(dòng)步和靜步與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作 :矩形方框轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 :有向連線 轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件 :用文字語言、邏輯表達(dá)式或符號(hào)標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換

2、的短線的旁邊 5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 (1) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的組成初始步：初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的步。每一個(gè)順序功能圖至少有一個(gè)初始步。活動(dòng)步：活動(dòng)步：當(dāng)系統(tǒng)處在某一步所在的階段，稱該步處于活動(dòng)狀態(tài)，亦稱該步為“活動(dòng)步”。步處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行；反之，處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，則相應(yīng)的步被停止執(zhí)行。5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 (2) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖構(gòu)成規(guī)則 步與步不能相連，必須由轉(zhuǎn)移分開；轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移不能相連，必須用步分開；步與轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移與步之間采用有向線連接，如果轉(zhuǎn)移方向是從左至右或是從上到下，此時(shí)有向連線上的箭頭可?。蝗绻D(zhuǎn)移方向相反，應(yīng)用有箭頭的連線注明轉(zhuǎn)移方向。一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖至少有一個(gè)初始步。5.

3、1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 (3) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本形式動(dòng)作是一個(gè)接著一個(gè)相繼完成每步僅連接一個(gè)轉(zhuǎn)移每個(gè)轉(zhuǎn)移僅連著一步5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 某一步后有若干單一順序步選擇。一次只能選擇進(jìn)入一個(gè)順序。選擇順序的開始叫做分支，用一條水平線表示。選擇順序的結(jié)束稱為合并，用另一條水平線表示。5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 在某一轉(zhuǎn)移條件下，同時(shí)啟動(dòng)若干順序。并行順序的開始和結(jié)束也稱為分支和合并，不過用雙水平線表示。5.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 5.2 使用STL指令的編程方式 (1) 步進(jìn)順控指令 uSTL和RET指令只有與狀態(tài)器S配合才能具有步進(jìn)功能。u使用STL指令且與母線連接的狀態(tài)寄存器的常開觸點(diǎn)稱為STL觸點(diǎn)，用符號(hào) 來表示uST

4、L觸點(diǎn)有驅(qū)動(dòng)負(fù)載、指定轉(zhuǎn)移方向和指定轉(zhuǎn)移條件三個(gè)功能。(2) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖之間的關(guān)系 5.2 使用STL指令的編程方式 u STL觸點(diǎn)可以直接驅(qū)動(dòng)Y、M、S、T等繼電器。u 與STL觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)應(yīng)使用LD或LDI指令。u 同一狀態(tài)寄存器的STL觸點(diǎn)只能用一次。u STL電路中不能使用MC/MCR指令，可以使用CJ指令（操作復(fù)雜，建議不用），MPS指令不能緊跟著STL觸點(diǎn)使用。u 同一元件的線圈可以被不同的STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，即可以雙線圈輸出。u 一系列的STL指令的最后必須寫入RET指令。5.2 使用STL指令的編程方式 (3) 步進(jìn)順控指令的編程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指

5、 令令0 LD M8002 15 LD X2 1 SET S0 16 SET S223 STL S0 18 STL S22 4 OUT Y0 19 OUT Y35 LD X0 20 LD X36 SET S20 21 OUT S08 STL S20 23 RET9 OUT Y110 LD X111 SET S2113 STL S2114 OUT Y25.2 使用STL指令的編程方式 在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的起始位置的狀態(tài)為初始狀態(tài)，在編程時(shí)必須將初始狀態(tài)放在其他狀態(tài)之前，狀態(tài)元件中的S0S9可用作初始狀態(tài)。開始運(yùn)行時(shí)初始狀態(tài)必須用其它方法預(yù)先驅(qū)動(dòng)，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)PLC由STOP向RUN切換的瞬間，

6、使特殊輔助繼電器M8002輸出一個(gè)脈沖，可以激活初始狀態(tài)；初始狀態(tài)也可以由其他元件來驅(qū)動(dòng)。初始狀態(tài)之外的其他狀態(tài)元件必須用STL指令驅(qū)動(dòng)。程序在一系列STL指令的最后必須要有RET指令；當(dāng)返回S0時(shí)，必須用OUT指令。5.2 使用STL指令的編程方式 5.2 使用STL指令的編程方式 （a）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 （b）梯形圖步序步序 指令指令0 LD M80021 SET S03 STL S04 LD X0 5 SET S207 LD X28 SET S2110 STL S2011 OUT Y112 STL S2113 OUT Y214 STL S20步序步序 指令指令15 LD X116 SET S2

7、218 STL S2119 LD X320 SET S2222 STL S2223 OUT Y324 LD X425 SET S2327 SET S2529 STL S2330 OUT Y4步序步序 指令指令31 LD X532 SET S2434 STL S2435 OUT Y536 STL S2537 OUT Y638 LD X639 SET S2641 STL S2642 OUT Y743 STL S2444 STL S26步序步序 指令指令45 LD X746 SET S2748 STL S2749 OUT Y1050 LD X1051 OUT S053 RET(c)指令表指令表5.2

8、 使用STL指令的編程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令 100 LD X0 111 SET S22 101 SET S20 113 STL S22 103 STL S20 114 OUT Y2 104 OUT Y0 115 LD X3 105 LD X1 116 SET S23 106 SET S21 118 LD X4 108 STL S21 119 OUT S20 109 OUT Y1 121 STL S23 110 LD X2 122 OUT Y3 5.2 使用STL指令的編程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令 100 LD X0 113 LD X2 101

9、 SET S20 114 SET S22 103 STL S20 116 STL S22 104 OUT Y0 117 OUT Y2 105 LD X1 118 LD X3 106 SET S21 119 SET S23 108 LD X4 121 STL S23 109 OUT S22 122 OUT Y3 111 STL S21112 OUT Y1 5.2 使用STL指令的編程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令100 LD X0 113 LD X4 130 LD X10101 SET S20 114 OUT S32 131 SET S30103 STL

10、S20 116 STL S22 133 STL S30104 OUT Y0 117 OUT Y2 134 OUT Y20105 LD X1 118 LD X3 135 LD X11106 SET S21 119 SET S23 108 STL S21 121 STL S23 109 OUT Y1 122 OUT Y3 145 LD X13110 LD X2 146 SET S33 111 SET S22 5.2 使用STL指令的編程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令100 LD X0 111 SET S22101 SET S20 113 STL S22103 STL S20 11

11、4 OUT Y2104 OUT Y0 115 LD X3105 LD X1 116 SET S23106 SET S21 118 LD X4108 STL S21 119 RST S22109 OUT Y1 121 STL S23110 LD X2 122 OUT Y35.2 使用STL指令的編程方式 5.3 使用起保停電路的編程方式 u編程時(shí)用輔助繼電器M來代表步。由于轉(zhuǎn)換條件大都是短信號(hào)，因此應(yīng)使用有記憶（保持）功能的電路。u編程的關(guān)鍵是找出起動(dòng)條件和停止條件。編程方式僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，可適用于任意型號(hào)的PLC。 5.3 使用起保停電路的編程方式 5.3 使用起保停電路的編程

12、方式 5.3 使用起保停電路的編程方式 5.4 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式 5.5 仿STL指令的編程方式 u與代替STL觸點(diǎn)的常開觸點(diǎn)（如圖中M300M304的常開觸點(diǎn)）相連的觸點(diǎn)，應(yīng)使用AND或ANI指令，而不是LD或LDI指令。u在梯形圖中用RST指令來完成代表前級(jí)步的輔助繼電器的復(fù)位，而不是由系統(tǒng)程序自動(dòng)完成。u不允許出現(xiàn)雙線圈現(xiàn)象，當(dāng)某一輸出繼電器在幾步中均為“1”狀態(tài)時(shí)，應(yīng)將代表這幾步的輔助繼電器常開觸點(diǎn)并聯(lián)來控制該輸出繼電器的線圈。 5.5 仿STL指令的編程方式 5.6 各種編程方式的比較 起保停電路的編程方式的通用性最強(qiáng)；STL指令是專門為順序控制設(shè)計(jì)的專用命令；以轉(zhuǎn)換為中心和仿

13、STL指令的編程方式，要求指令的置位和復(fù)位功能分開，應(yīng)用范圍也很廣。 用STL指令編程程序最短，其它的編程方式設(shè)計(jì)的程序長(zhǎng)度差不多。u起保停電路：用一個(gè)電路來實(shí)現(xiàn)編程元件的置位和復(fù)位；u以轉(zhuǎn)換為中心的編程：用SET和RST直接對(duì)元件置位和復(fù)位，思路清楚；u仿STL編程：以輔助繼電器的常開觸點(diǎn)為中心展開；uSTL：以STL觸點(diǎn)為中心展開。5.7 STL指令的優(yōu)點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí),對(duì)前級(jí)步的復(fù)位由系統(tǒng)自動(dòng)完成,使用STL指令編程程序最短;使用STL指令后LD點(diǎn)移到STL觸點(diǎn)的右邊;在STL驅(qū)動(dòng)的電路中,一次只有一個(gè)STL觸點(diǎn)接通(除并行序列外), 可縮短程序執(zhí)行的時(shí)間,提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度;允許雙線圈輸

14、出,大大簡(jiǎn)化了輸出電路的設(shè)計(jì)。5.8 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖 5.8 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖 液壓元件列表5.8 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖 步是根據(jù)被控對(duì)象工作狀態(tài)的變化來劃分的。步1步2步3步45.8 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖 p使系統(tǒng)由當(dāng)前步轉(zhuǎn)入下一步的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件。p轉(zhuǎn)換條件可能是外部輸入信號(hào)，如按鈕、指令開關(guān)、限位開關(guān)的接通/斷開等，也可能是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)的接通/斷開等，p轉(zhuǎn)換條件也可能是若干個(gè)信號(hào)的與、或、非邏輯組合。5.8 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖 根據(jù)以上分析和被控對(duì)象工作內(nèi)容、步驟、順序和控制要求畫出順序功能圖。繪制順序功能圖是順序控制設(shè)計(jì)法中最為關(guān)鍵的一步。5

15、.8 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖 根據(jù)順序功能圖，按某種編程方式寫出梯形圖程序。這里選擇STL指令編程，首先用FX2N系列的編程元件來代替順序功能圖中的轉(zhuǎn)移條件、各步和各步的動(dòng)作。這里采用初始化脈沖M8002將初始步置位。5.8 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖 LD M8002SET S0STL S0LD X0SET S20STL S20OUT Y0LD X1SET S21STL S21OUT Y0OUT Y2LD X2SET S22STL S22OUT Y1LD X3OUT S0RET思考題思考題 3 如圖所示兩條運(yùn)輸帶順序相連,按下起動(dòng)按鈕,2號(hào)運(yùn)輸帶開始運(yùn)行,5s后1號(hào)運(yùn)輸帶自動(dòng)起動(dòng)。停機(jī)的順序剛好相反，間隔仍為5s。畫出順序功能圖，設(shè)計(jì)出梯形圖程序。1 在哪些情況下允許雙線圈輸出？2 P158 6-2思考題思考題 4 某組合機(jī)床動(dòng)力頭進(jìn)給運(yùn)動(dòng)示意圖如下圖所示（各限位開關(guān)的輸入信號(hào)和M8002提供的初始化脈沖畫在一個(gè)波形圖中），設(shè)動(dòng)力頭在初始狀態(tài)時(shí)停