《可編程控制器應(yīng)用》課件-項(xiàng)目三 步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用

可編程序控制器及其應(yīng)用項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用

任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令

項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用基本概念什么是順序控制

就是按照生產(chǎn)工藝的流程順序，在各個(gè)輸入信號(hào)及內(nèi)部軟元件的作用下，使各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地運(yùn)行。使用順序功能圖設(shè)計(jì)程序時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖或?qū)懗鲋噶畋怼?/p>

項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用基本概念順序控制方式特點(diǎn)

用梯形圖或指令表方式編程固然為廣大電氣技術(shù)人員接受，但對(duì)于一些復(fù)雜的控制程序，尤其是順序控制程序，由于其內(nèi)部的聯(lián)鎖、互動(dòng)關(guān)系極其復(fù)雜，在程序的編制、修改和可讀性等方面都存在許多缺陷。因此，近年來，許多新生產(chǎn)的PLC在梯形圖語言之外增加了符合IECll313標(biāo)準(zhǔn)的順序功能圖語言。順序功能圖（SequentialFunctionChart，SFC）是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形語言，專門用于編制順序控制程序。三菱FX1N系列PLC，在基本邏輯指令之外還增加了兩條簡單的步進(jìn)順控指令，同時(shí)輔之以大量的狀態(tài)繼電器，用類似于SFC語言的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖來編制順序控制程序。

項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令任務(wù)二步進(jìn)順控的編程方法

任務(wù)三選擇性流程與并行性流程的程序編制任務(wù)四復(fù)雜流程及跳轉(zhuǎn)流程的程序編制

實(shí)訓(xùn)11機(jī)械手的PLC控制

實(shí)訓(xùn)12工業(yè)洗衣機(jī)的PLC控制

實(shí)訓(xùn)13電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)的PLC控制

實(shí)訓(xùn)14自動(dòng)交通燈的PLC控制

目錄知識(shí)目標(biāo)

1、了解PLC工作的流程圖和狀態(tài)繼電器。

2、理解狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的概念。

3、了解步進(jìn)順控指令。能力目標(biāo)

1、學(xué)會(huì)編制工作流程圖。圖3-1工作流程圖

2、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，掌握其設(shè)計(jì)方法和步驟。

3、學(xué)會(huì)步進(jìn)順控指令的格式。情感目標(biāo)

1、培養(yǎng)邏輯分析能力。

2、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作習(xí)慣。

3、鍛煉學(xué)生的溝通表達(dá)能力。

4、進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的編程能力。

任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用一流程圖任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用事例分析

首先，還是來分析一下項(xiàng)目二的電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的例子，其控制要求為：電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)3s，暫停2s，反轉(zhuǎn)3s，暫停2s，如此循環(huán)5個(gè)周期，然后自動(dòng)停止；運(yùn)行中，可按停止按鈕停止，熱繼電器動(dòng)作也應(yīng)停止。從上述的控制要求中，可以知道：電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制實(shí)際上是一個(gè)順序控制，整個(gè)控制過程可分為如下6個(gè)工序（也叫階段）：復(fù)位、正轉(zhuǎn)、暫停、反轉(zhuǎn)、暫停、計(jì)數(shù)；每個(gè)階段又分別完成如下的工作（也叫動(dòng)作）：初始復(fù)位、停止復(fù)位、熱保護(hù)復(fù)位，正轉(zhuǎn)、延時(shí)，暫停、延時(shí)，反轉(zhuǎn)、延時(shí)，暫停、延時(shí)，計(jì)數(shù)。任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用

各個(gè)階段之間只要條件成立就可以過渡（也叫轉(zhuǎn)移）到下一階段。

由上圖分析，我們可以很容易地畫出電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的工作流程圖，如圖3-1所示。圖3-1工作流程圖二狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用

各狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖又稱狀態(tài)流程圖，它是一種用狀態(tài)繼電器來表示的順序功能圖，是FX2N系列PLC專門用于編制順序控制程序的一種編程方式。那么，如何將流程圖轉(zhuǎn)化為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖呢？其實(shí)很簡單，只要進(jìn)行如下的變換：一是將流程圖中的每一個(gè)工序（或階段）用PLC的一個(gè)狀態(tài)繼電器來替代；二是將流程圖中的每個(gè)階段要完成的工作（或動(dòng)作）用PLC的線圈指令或功能指令來替代；三是將流程圖中各個(gè)階段之間的轉(zhuǎn)移條件用PLC的觸點(diǎn)或電路塊來替代；四是流程圖中的箭頭方向就是PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的轉(zhuǎn)移方向。2.1．狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用2.2．設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的方法和步驟1任務(wù)分解

將整個(gè)控制過程按任務(wù)要求分解，其中的每一個(gè)工序都對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)（即步），并分配狀態(tài)繼電器。電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的狀態(tài)繼電器的分配如下：復(fù)位→SO，正轉(zhuǎn)→S20，暫停→S21，反轉(zhuǎn)→S22，暫?！鶶23，計(jì)數(shù)→S24。注意：雖然S21和S23這兩個(gè)狀態(tài)的功能相同，但它們是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的不同狀態(tài)，其狀態(tài)繼電器不同。任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用2.2．設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的方法和步驟2功能作用分析

電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的各狀態(tài)功能如下。SO：PLC初始復(fù)位、停止復(fù)位及熱保護(hù)復(fù)位等功能；S20：正轉(zhuǎn)、延時(shí)（驅(qū)動(dòng)Y1、TO的線圈，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)3s）；S21：暫停、延時(shí)（驅(qū)動(dòng)T1的線圈，使電動(dòng)機(jī)暫停2S）；S22：反轉(zhuǎn)、延時(shí)（驅(qū)動(dòng)Y2、T2的線圈，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)3S）；S23：暫停、延時(shí)（驅(qū)動(dòng)T3的線圈，使電動(dòng)機(jī)暫停2S）；S24：計(jì)數(shù)（驅(qū)動(dòng)CO的線圈，對(duì)循環(huán)進(jìn)行計(jì)數(shù)）。任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用2.2．設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的方法和步驟3轉(zhuǎn)移條件和方向

找出每個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和方向，即在什么條件下將下一個(gè)狀態(tài)“激活”。電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的各狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件如下。SO：初始脈沖M8002、停止按鈕（常開觸點(diǎn)）XO、熱繼電器（常開觸點(diǎn)）X2，并且，這3個(gè)條件是或的關(guān)系，另外，還有一個(gè)是從S24來的計(jì)數(shù)器的常開觸點(diǎn)CO；S20：一個(gè)是起動(dòng)按鈕X1，另一個(gè)是從S24來的計(jì)數(shù)器的常閉觸點(diǎn)CO；S21：定時(shí)器的延時(shí)閉合觸點(diǎn)TO；S22：定時(shí)器的延時(shí)閉合觸點(diǎn)T1；S23：定時(shí)器的延時(shí)閉合觸點(diǎn)T2；S24：定時(shí)器的延時(shí)閉合觸點(diǎn)T3。任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用2.2．設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的方法和步驟4畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

根據(jù)控制要求或工藝要求，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。經(jīng)過以上3步，可畫出電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，如圖3－2所示。圖3-2電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用2.3．狀態(tài)轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)的過程

在右圖中，SO為初始狀態(tài)，用雙線框表示，其他狀態(tài)用單線框表示，垂直線段中間的短橫線表示轉(zhuǎn)移的條件，例如：X1動(dòng)合點(diǎn)為S20的轉(zhuǎn)移條件，TO動(dòng)合點(diǎn)為S21的轉(zhuǎn)移條件。狀態(tài)方框右側(cè)連接的水平橫線及線圈表示該狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。

任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用2.3．狀態(tài)轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)的過程

圖中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移和驅(qū)動(dòng)的過程如下。當(dāng)PLC開始運(yùn)行時(shí)，M8002產(chǎn)生一初始脈沖使初始狀態(tài)SO置1，進(jìn)而使ZRST（ZRST是一條區(qū)間復(fù)位指令，將在第5章學(xué)習(xí)）和RST指令有效，使S20至S24及CO復(fù)位。當(dāng)起動(dòng)按鈕X1接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20，使S20置1，同時(shí)SO在下一掃描周期自動(dòng)復(fù)位，S20馬上驅(qū)動(dòng)Y1、TO(正轉(zhuǎn)、延時(shí)）。當(dāng)轉(zhuǎn)移條件TO閉合，狀態(tài)從S20轉(zhuǎn)移到S21，使S21置1，同時(shí)驅(qū)動(dòng)T1計(jì)時(shí)，而S20則在下一掃描周期自動(dòng)復(fù)位，Y1、TO線圈也就斷電。后面的狀態(tài)S22、S23與此相似。當(dāng)T3閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24，驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器CO計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)次數(shù)未到，CO的常閉觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20，繼續(xù)循環(huán)（共計(jì)5次）；若計(jì)數(shù)次數(shù)到了，CO的常開觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到SO，使初始狀態(tài)SO又置位，為下一次起動(dòng)作準(zhǔn)備。在上述過程中，若停止按鈕XO或熱繼電器X2閉合，則隨時(shí)可以使?fàn)顟B(tài)S20至S24及計(jì)數(shù)器CO復(fù)位，同時(shí)Y1、Y2、TO～T3的線圈也復(fù)位，電動(dòng)機(jī)停止。任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用2.4．狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn)1、可以將復(fù)雜的控制任務(wù)或控制過程分解成若干個(gè)狀態(tài)。無論多么復(fù)雜的過程都能分解為若干個(gè)狀態(tài)，有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。

2、相對(duì)某一個(gè)具體的狀態(tài)來說，控制任務(wù)簡單了，給局部程序的編制帶來了方便。

3、整體程序是局部程序的綜合，只要搞清楚各狀態(tài)需要完成的動(dòng)作、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向，就可以進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)。

4、這種圖形很容易理解，可讀性很強(qiáng)，能清楚地反映全部控制的工藝過程。

特點(diǎn)三狀態(tài)繼電器

任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用

狀態(tài)繼電器是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，是PLC的軟元件之一。狀態(tài)繼電器除了在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中使用以外，也可以作一般的輔助繼電器用，它們的觸點(diǎn)在PLC梯形圖內(nèi)可以自由使用，次數(shù)不限。FX2N系列PLC的狀態(tài)繼電器的分類、編號(hào)、數(shù)量及用途如下頁表所示。基本概念任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用類別符號(hào)、點(diǎn)數(shù)用途初始狀態(tài)S0～S9，10點(diǎn)用于SFC的初始狀態(tài)返回狀態(tài)S10～S19，10點(diǎn)用于返回原點(diǎn)狀態(tài)一般狀態(tài)S20～S499，480點(diǎn)用于SFC的中間狀態(tài)掉電保持狀態(tài)S500～S899，400點(diǎn)用于保持停電前狀態(tài)信號(hào)報(bào)警狀態(tài)S900～S999，100點(diǎn)用作報(bào)警元件表3-1FX2N系列PLC的狀態(tài)繼電器

四步進(jìn)順控指令

任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用FX2N系列PLC的步進(jìn)順控指令有兩條：一條是步進(jìn)觸點(diǎn)（也叫步進(jìn)開始）指令STL（StepLadder），一條是步進(jìn)返回（也叫步進(jìn)結(jié)束）指令RET。利用這兩條指令，可以很方便地編制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的指令表程序。

基本概念任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用4.1．STL指令STL步進(jìn)觸點(diǎn)指令用于“激活”某個(gè)狀態(tài)，其梯形圖符號(hào)為┤STL├。在梯形圖上體現(xiàn)為從主母線上引出的狀態(tài)觸點(diǎn)，有建立子母線的功能，以使該狀態(tài)的所有操作都在子母線上進(jìn)行，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和狀態(tài)梯形圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3－3所示。圖3-3狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和狀態(tài)梯形對(duì)應(yīng)關(guān)系任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用4.1．STL指令STL觸點(diǎn)一般是與左側(cè)母線相連的常開觸點(diǎn)，當(dāng)某一步被“激活”成為活動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的STL觸點(diǎn)接通，它右邊的電路被處理，即該步的負(fù)載線圈可以被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)該步后面的轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，就執(zhí)行轉(zhuǎn)移，即后續(xù)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)繼電器被SET或OUT指令置位，后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng)步，同時(shí)原活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)繼電器被系統(tǒng)程序自動(dòng)復(fù)位，原活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的STL觸點(diǎn)斷開，其后面的負(fù)載線圈復(fù)位（SET指令驅(qū)動(dòng)的除外）。STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊具有3個(gè)功能，即對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理、指定轉(zhuǎn)移條件和指定轉(zhuǎn)移目標(biāo)（即方向）。STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊可以使用標(biāo)準(zhǔn)梯形圖的絕大多數(shù)指令（包括應(yīng)用指令）和結(jié)構(gòu)。

任務(wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用4.2．RET指令RET指令用于返回主母線，其梯形圖符號(hào)為－RET。該指令使步進(jìn)順控程序執(zhí)行完畢時(shí)，非狀態(tài)程序的操作在主母線上完成，防止出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤。狀態(tài)轉(zhuǎn)移程序的結(jié)尾必須使用RET步進(jìn)返回指令?；靖拍钊蝿?wù)一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進(jìn)順控指令項(xiàng)目三步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用4.2．RET指令