第4章-狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程

1、1 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 第第4章章 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程 4.4 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目4.3 狀態(tài)編程思想在非狀態(tài)元件狀態(tài)編程思想在非狀態(tài)元件編程中的應(yīng)用編程中的應(yīng)用4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法4.1 狀態(tài)元件、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)元件、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 4.5 習(xí)題習(xí)題2 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.1 狀態(tài)元件、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)元件、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 4.1.1 狀態(tài)編程思想狀態(tài)編程思想 梯形圖由于其編程簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，受到了很多技術(shù)人員的青睞，但在一些工藝流程控制方面，還存在以下缺點(diǎn)： 1）自鎖、互鎖等連鎖關(guān)系設(shè)計(jì)復(fù)雜、易出錯(cuò)、檢查麻煩。 2）難以直

2、接看出具體工藝控制流程及任務(wù)。 為此，人們經(jīng)過(guò)不懈努力，開(kāi)發(fā)了狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，也稱順序功能圖（SFC），它不僅具有流程圖的直觀，而且能夠方便處理復(fù)雜控制中的邏輯關(guān)系。 3 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明狀態(tài)編程思想的優(yōu)點(diǎn)，某臺(tái)車自動(dòng)往返示意圖如圖4-1所示。 圖4-1 臺(tái)車自動(dòng)往返示意圖 4 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 在圖4-1某臺(tái)車自動(dòng)往返工作流程中，其在一個(gè)周期中的工藝控制要求如下： 1）按下啟動(dòng)按鈕，臺(tái)車前進(jìn)。 2）臺(tái)車前進(jìn)過(guò)程中碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，停止前進(jìn)并開(kāi)始后退。 3）臺(tái)車后退過(guò)程中碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1時(shí)，臺(tái)車停止，10s后第二次前進(jìn)。 4）臺(tái)車前

3、進(jìn)過(guò)程中碰到行程開(kāi)關(guān)SQ3時(shí)，停止前進(jìn)并開(kāi)始后退。 5）臺(tái)車后退過(guò)程中碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1時(shí)，臺(tái)車停止。5 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 根據(jù)上述控制要求，該工藝控制可用如圖4-2所示的工作步序圖來(lái)表示，其具有的特點(diǎn)如下： 1）復(fù)雜的控制任務(wù)分解成了若干個(gè)工序，有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。 2）工序任務(wù)明確且具體，方便局部編程。 3）可讀性強(qiáng)，容易理解，能清晰反映整個(gè)工藝流程。 6 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-2 臺(tái)車往返運(yùn)行步序圖 7 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.1.2 狀態(tài)元件狀態(tài)元件 在圖4-2中，可以將每個(gè)工序當(dāng)作一種狀態(tài)，該狀態(tài)可以通過(guò)狀態(tài)器S來(lái)表示。FX2

4、N系列PLC中，狀態(tài)器S共有1000點(diǎn)，其分配及用途如下： 1）S0S9，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的初始狀態(tài)。 2）S10S19，多運(yùn)行模式控制中用作原點(diǎn)返回狀態(tài)。 3）S20S499，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的中間狀態(tài)。 4）S500S899，停電保持作用。 5）S900S999，報(bào)警元件作用。 8 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.1.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 在圖4-2中，“準(zhǔn)備”狀態(tài)可以當(dāng)作“初始狀態(tài)”，用S0S9中的一個(gè)來(lái)表示；工序1工序5則相當(dāng)于中間狀態(tài)，用S20S499中的元件來(lái)表示，行程開(kāi)關(guān)即狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件，相當(dāng)于輸入繼電器X，前進(jìn)、后退等任務(wù)用輸出繼電器來(lái)表示，延時(shí)則用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此圖4-2可

5、以轉(zhuǎn)換成圖4-3，即狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC。 9 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-3 臺(tái)車往返運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 10 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.1.4 步進(jìn)順序控制指令步進(jìn)順序控制指令 FX2N系列PLC有兩條步進(jìn)順序控制指令(簡(jiǎn)稱“步進(jìn)指令”)：步進(jìn)接點(diǎn)指令和步進(jìn)結(jié)束指令其指令助記符與功能表如表4-1所示。 指令名稱助記符梯形圖符號(hào)功能步進(jìn)接點(diǎn)指令STL步進(jìn)接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)結(jié)束指令RET步進(jìn)程序結(jié)束返回表4-1 步進(jìn)順序控制指令說(shuō)明 11 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 STL指令的意義為激活某個(gè)狀態(tài)，首先它類似于主控觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)后的所有操作均受該觸點(diǎn)控制；其次，只有被激活的

6、程序段才被掃描執(zhí)行，而且在單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，一次掃描只有一個(gè)狀態(tài)被激活，被激活的狀態(tài)有自動(dòng)關(guān)閉激活它的前個(gè)狀態(tài)的能力，因此，不必考慮狀態(tài)之間的互鎖，而且當(dāng)某個(gè)狀態(tài)被關(guān)閉后，該狀態(tài)中所有以O(shè)UT指令的輸出全部變?yōu)镺FF。 12 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 STL S20OUT Y1LD X1SET S21STL S21 （a）狀態(tài)圖 （b）梯形圖 （c）指令表圖4-4 STL指令使用說(shuō)明13 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 從圖4-4中，可以總結(jié)出步進(jìn)指令的使用要求如下： 1）步進(jìn)接點(diǎn)指令在梯形圖上體現(xiàn)為從主母線引出的狀態(tài)接點(diǎn)，具有建立子母線的功能，以使該狀態(tài)的操作均在子母線上進(jìn)行

7、，與該子母線連接的接點(diǎn)開(kāi)始要用LD或LDI指令開(kāi)始。 2）只有當(dāng)步進(jìn)接點(diǎn)處于激活狀態(tài)時(shí)，其后面的電路才會(huì)動(dòng)作；如果步進(jìn)接點(diǎn)指令未激活，則該步進(jìn)接點(diǎn)后的所有電路將被跳過(guò)不掃描。 3）允許同一元件的線圈在不同的STL接點(diǎn)后多次使用，但定時(shí)器線圈不能在相鄰的狀態(tài)中出現(xiàn)。14 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4）STL指令的新母線上可以有多個(gè)線圈同時(shí)輸出，但經(jīng)LD或LDI指令編程后，輸出指令不得與新母線相連。 5）STL指令可以驅(qū)動(dòng)Y、M、S、T，若要保持元件的輸出結(jié)果應(yīng)使用SET/RST指令；同一狀態(tài)寄存器只能使用一次。 6）在執(zhí)行完所有STL指令后，防止出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，一定使用RET指令表示步進(jìn)

8、功能結(jié)束，子母線返回到主母線。15 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.1.5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖三要素狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖三要素 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，每個(gè)狀態(tài)都具備下列三要素： 1）驅(qū)動(dòng)負(fù)載，即該狀態(tài)所要執(zhí)行的任務(wù)。表達(dá)輸出可用OUT指令，也可用SET指令。二者區(qū)別在于使用SET指令驅(qū)動(dòng)的輸出可以保持下去直至使用RST指令使其復(fù)位，而OUT指令在本狀態(tài)關(guān)閉后自動(dòng)關(guān)閉。如圖4-5中的Y0就是狀態(tài)S20的驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 2）轉(zhuǎn)移條件，即在什么條件下?tīng)顟B(tài)間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移條件可以為單一的，也可以是多個(gè)元件的串并聯(lián)。如圖4-5中的X1就是狀態(tài)S20實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的條件。 3）轉(zhuǎn)移目標(biāo)，即轉(zhuǎn)移到什么狀態(tài)。如圖4-5中的S21為狀態(tài)S

9、20的轉(zhuǎn)移目標(biāo)。轉(zhuǎn)移目標(biāo)若是順序非連續(xù)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移指令不應(yīng)使用SET，而應(yīng)使用OUT，如圖4-6所示。 16 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖三要素示意圖 圖4-6 非連續(xù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 17 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法 4.2.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編制規(guī)則狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編制規(guī)則u1.SFC圖編制規(guī)則圖編制規(guī)則 在使用SFC圖編制程序時(shí)，必須遵守如下規(guī)則： 1）順序連續(xù)轉(zhuǎn)移時(shí)，一般用SET指令；非連續(xù)轉(zhuǎn)移時(shí)，則必須用OUT指令，并在相應(yīng)狀態(tài)標(biāo)注“”表示轉(zhuǎn)移目標(biāo)，如圖4-6所示。 2）轉(zhuǎn)移條件可以是單個(gè)或多個(gè)，但轉(zhuǎn)移條件使用時(shí)不能

10、用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP等指令，因此，遇到復(fù)合轉(zhuǎn)移條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行如圖4-7的處理。 3）狀態(tài)自復(fù)位時(shí)，要用符號(hào)“”表示，程序中用RST指令表示，如圖4-8所示。 18 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 STL S40LD X0OUT Y0LD X1RST S20 圖4-7 復(fù)合轉(zhuǎn)移條件的處理 圖4-8 自復(fù)位處理 19 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.相關(guān)注意事項(xiàng)相關(guān)注意事項(xiàng) 在使用SFC圖編制程序時(shí)，必須注意如下的相關(guān)事項(xiàng)： 1）狀態(tài)編程順序：先驅(qū)動(dòng)后轉(zhuǎn)移，即先執(zhí)行任務(wù)，再進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，順序不能顛倒。 2）如前所述，STL步進(jìn)接點(diǎn)指令具有建立子母線的功能，但并不是所

11、有的基本指令都能在STL接點(diǎn)后使用，具體情況見(jiàn)表 20 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 指令狀態(tài)LD/LDI/OUTAND/ANI/OR/ORISET/RST/PLS/PLFANB/ORBMPS/MRD/MPPMC/MCR初始狀態(tài)可用可用不可用分支匯合狀態(tài)輸出處理轉(zhuǎn)移處理不可用表4-2 基本指令在步進(jìn)指令內(nèi)可用情況表 21 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.2.2 單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程 單流程是指狀態(tài)轉(zhuǎn)移只有一種順序，每一個(gè)狀態(tài)只有一個(gè)轉(zhuǎn)移條件和一個(gè)轉(zhuǎn)移目標(biāo)。單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程是指根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫出其相應(yīng)的梯形圖，并寫出指令表程序。在編程時(shí)總要抓住狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

12、的三要素以及“先驅(qū)動(dòng)、后轉(zhuǎn)移”的編程順序原則，初始狀態(tài)可由其他狀態(tài)驅(qū)動(dòng)或初始條件驅(qū)動(dòng)，如無(wú)初始條件，可用M8002驅(qū)動(dòng)。 單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程應(yīng)用示例如圖4-9所示。22 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 23 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 LD M8002SET S0STL S0LD X0SET S20STL S20LDI Y1OUT Y0LD X2SET S21STL S21LDI Y0OUT Y1LD X1SET S22STL S22OUT T0 K100 LD T0SET S23STL S23LDI Y1OUT Y0LD X3SET S24STL S24LDI Y0OUT Y

13、1LD X1OUT S0RETEND圖4-9 臺(tái)車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)編程 24 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.2.3 選擇性分支與匯合的編程選擇性分支與匯合的編程 u1.選擇性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn)選擇性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn) 從多個(gè)分支流程順序中根據(jù)條件選擇執(zhí)行其中一個(gè)分支執(zhí)行，而其余分支的轉(zhuǎn)移條件不能滿足，即每次只滿足一個(gè)分支轉(zhuǎn)移條件的分支方式稱為選擇性分支。如圖4-10所示就是一個(gè)選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。從圖4-10中可以看出該圖具有如下特點(diǎn)： 1）該SFC具有三個(gè)分支流程順序。 2）S20為分支狀態(tài)。25 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 根據(jù)不同的條件（X0，X10，X20），

14、選擇執(zhí)行其中一個(gè)條件滿足的分支流程，其分支流程分解圖如圖4-11所示。X0接通時(shí)執(zhí)行圖4-11（a），X10接通時(shí)執(zhí)行圖4-11（b），X20接通時(shí)執(zhí)行圖4-11（c）。同一時(shí)刻最多只能有一個(gè)接通狀態(tài)。如當(dāng)X10接通時(shí)，S20向S31轉(zhuǎn)移，S20變?yōu)镺FF，此后即使X0或X20再接通，S21或S41也不會(huì)被激活。 3）S50為匯合狀態(tài)，它可有S22、S32、S42任一狀態(tài)驅(qū)動(dòng)在轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移。26 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-10 選擇性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 27 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （a）第一分支 （b）第二分支 （c）第三分支圖4-11 選擇性分支流程分

15、解圖28 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.選擇性分支與匯合的編程選擇性分支與匯合的編程（1）編程原則編程原則（2）分支狀態(tài)的編程）分支狀態(tài)的編程選擇性分支與匯合的編程一般按如下幾個(gè)思路進(jìn)行：先集中處理選擇性分支狀態(tài)，再集中處理匯合狀態(tài)。 編程方法是先進(jìn)行分支狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，再依順序進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理，如圖4-12所示，其中圖4-12（a）是分支狀態(tài)，圖4-12（b）是分支狀態(tài)程序。按分支狀態(tài)的編程方法，首先對(duì)S20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理（OUT Y0），然后按S21、S31、S41的順序進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。29 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 STL S20OUT Y0LD X1SET S21LD X

16、11SET S31LD X21SET S41 （a）分支狀態(tài)圖4-12 選擇性分支狀態(tài)及其編程（b）分支狀態(tài)程序30 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （3）選擇性分支匯合狀態(tài)的編程）選擇性分支匯合狀態(tài)的編程 先進(jìn)行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，再依順序進(jìn)行向匯合狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理，如圖4-13所示，其中圖4-13（a）是選擇性匯合狀態(tài)，圖4-13（b）是選擇性匯合狀態(tài)編程。按照匯合狀態(tài)的編程方法，依次將 S21、S31、S32、S41、S42的輸出進(jìn)行處理，然后按順序進(jìn)行從 S22（第一分支）、S32（第二分支）、S42（第三分支）向S50的轉(zhuǎn)移。 31 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （a）選擇

17、性匯合狀態(tài) 32 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 STL S21 第一分支匯合前處理OUT Y1LD X2SET S22STL S22OUT Y2STL S31 第二分支匯合前處理OUT Y11LD X12SET S32STL S32OUT Y12STL S41 第三分支匯合前處理OUT Y21LD X22 SET S42STL S42OUT Y22STL S22 第一分支匯合處理LD X3SET S50STL S32 第二分支匯合處理LD X13SET S50STL S42 第三分支匯合處理LD X23SET S50STL S50OUT Y3 （b）選擇性匯合狀態(tài)編程 圖4-13 選擇性

18、分支匯合狀態(tài)及其編程 33 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （4）選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖對(duì)應(yīng)的梯形圖）選擇性分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖對(duì)應(yīng)的梯形圖 圖4-14 選擇性分支與匯合的狀態(tài)梯形圖 34 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.2.4 并行分支與匯合的編程并行分支與匯合的編程 u1.并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn)并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn) 當(dāng)滿足某個(gè)轉(zhuǎn)移條件后使得多個(gè)分支流程順序同時(shí)執(zhí)行的分支稱為并行分支。圖4-15就是一個(gè)并行分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。在圖4-15中當(dāng)X0接通時(shí)，S20同時(shí)向S21、S31、S41三個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移，三個(gè)分支同時(shí)運(yùn)行掃描；同時(shí)，只有在S22、S32、S42三個(gè)狀態(tài)任務(wù)都運(yùn)

19、行結(jié)束后，且轉(zhuǎn)移條件X3接通，才能使得S50激活，S22、S32、S42同時(shí)復(fù)位。若有一個(gè)沒(méi)有運(yùn)行結(jié)束，即使X3接通，S50也不會(huì)被激活，這種匯合也叫“排隊(duì)匯合”。圖4-15所示的并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的并行分支流程分解圖如圖4-16所示。 35 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-15 并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 36 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （a）第一分支 （b）第二分支 （c）第三分支 圖4-16 并行分支流程分解圖 37 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.并行分支與匯合的編程并行分支與匯合的編程（1）編程原則編程原則（2）并行分支的編程）并行分支的編程 并行分支與匯合的編

20、程思路主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面： 先集中處理并行分支狀態(tài)，再集中處理匯合狀態(tài)。 編程方法是首先進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理，然后按順序進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移處理。以分支狀態(tài)S20為例，如圖4-17所示，其中圖4-17（a）所示為并行分支狀態(tài)圖，圖4-17（b）所示為并行分支狀態(tài)的程序。S20的驅(qū)動(dòng)負(fù)載為Y0，轉(zhuǎn)移目標(biāo)為S21、S31、S41。按照并行分支編程方法，應(yīng)先進(jìn)行Y0的輸出，然后依次進(jìn)行狀態(tài)S21、S31、S41的轉(zhuǎn)移。 38 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 STL S20OUT Y0LD X0SET S21SET S31SET S41 （a）并行分支狀態(tài) （b）并行分支狀態(tài)程序 圖4-17 并行分支的編程 3

21、9 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （3）并行分支匯合狀態(tài)的編程）并行分支匯合狀態(tài)的編程 編程方法是首先進(jìn)行匯合前狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，然后按順序進(jìn)行匯合狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理。以匯合狀態(tài)S50為例，如圖4-18所示，其中圖4-18（a）是并行匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖4-18（b）是并行匯合狀態(tài)的編程。按照并行匯合的編程方法，先按分支順序?qū)21、S22、S31、S32、S41、S42進(jìn)行輸出處理，然后依次向S50轉(zhuǎn)移。其程序如圖4-18（b）所示。 40 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （a）并行匯合狀態(tài) 41 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 STL S21 第一分支匯合前處理OUT Y1LD X1

22、SET S22STL S22OUT Y2STL S31 第二分支匯合前處理OUT Y11LD X11 SET S32STL S32OUT Y12STL S41 第三分支匯合前處理OUT Y21LD X21SET S42STL S42OUT Y22 STL S22 匯合處理STL S32 STL S42 LD X3SET S50STL S50OUT Y3 （b）并行匯合狀態(tài)的編程 圖4-18 并行匯合狀態(tài)的編程 42 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （4）并行分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖對(duì)應(yīng)的梯形圖）并行分支與匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖對(duì)應(yīng)的梯形圖 圖4-19 并行分支與匯合的狀態(tài)梯形圖 43 三菱三菱PLC基

23、礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 （5）并行分支、匯合編程相關(guān)注意事項(xiàng)）并行分支、匯合編程相關(guān)注意事項(xiàng) 1）并行分支的匯合最多能實(shí)現(xiàn)8個(gè)分支的匯合 圖4-20 并行分支匯合數(shù)的限制 44 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 2）并行分支與匯合流程中，并行分支后面不能使用選擇轉(zhuǎn)移條件*，在轉(zhuǎn)移條件后不允許并行匯合，如圖4-21所示，在圖4-21（a）中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)修改方可編程，可修改成如圖4-21（b）。 （a）不可編程 （b）可以編程 圖4-21 并行分支與匯合的狀態(tài)梯形圖 45 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.2.5 組合流程及虛擬狀態(tài)組合流程及虛擬狀態(tài) 在運(yùn)用狀態(tài)編程思想解決問(wèn)題時(shí)，狀

24、態(tài)轉(zhuǎn)移圖不單單是選擇性分支或并行分支、匯合流程，而會(huì)碰到一些是由若干個(gè)或若干類分支、匯合流程組合，即在并行分支、匯合中，存在選擇性分支，在分支中還有分支，遇到這種情況時(shí)，只要嚴(yán)格按照分支、匯合的編程原則與方法，就能對(duì)其編程。但有些分支、匯合的組合流程并不能直接編程，必須對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)化才能編程，如圖4-21（a）所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖必須轉(zhuǎn)換成4-21（b）所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖才能編程。 46 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 另外，還有一些分支、匯合組合的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4-22所示，它們連續(xù)地直接從匯合線轉(zhuǎn)移到下一分支線，并沒(méi)有中間狀態(tài)。這種狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖同樣不能直接編程，而且沒(méi)辦法進(jìn)行如圖4-21中的

25、方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這時(shí)，可以考慮在匯合線與分支線之間插入一個(gè)狀態(tài)，從而使得該狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖成為標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。但在實(shí)際工藝中該狀態(tài)并沒(méi)有任何操作，只用于編程用的虛擬狀態(tài)，如圖4-22所示，其相對(duì)應(yīng)程序如圖4-23所示。 47 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-22 虛擬狀態(tài)的設(shè)置 48 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 STL S20LD X0SET S111STL S21LD X1SET S111STL S22LD X2SET S111STL S111LD S30SET S30LD S30SET S31 STL S20STL S21STL S22LD X0SET S111STL S111

26、LD S111SET S30SET S31 STL S20STL S21STL S22LD X0SET S111STL S111LD S30SET S30LD S30SET S31 STL S20LD X0SET S111STL S21LD X1SET S111STL S22LD X2SET S111STL S111LD S111SET S30SET S31 圖4-23 圖4-22所對(duì)應(yīng)的指令表 49 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.3 狀態(tài)編程思想在非狀態(tài)元件編程中的應(yīng)用狀態(tài)編程思想在非狀態(tài)元件編程中的應(yīng)用 4.3.1 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編程用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編程 從前面分析可以

27、得知，狀態(tài)元件具有兩個(gè)作用，一是具有提供STL接點(diǎn)形成針對(duì)該狀態(tài)的專門任務(wù)處理區(qū)域，二是一旦狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移，前一個(gè)狀態(tài)會(huì)自動(dòng)復(fù)位。因此，只要解決專門任務(wù)處理區(qū)域和狀態(tài)自動(dòng)復(fù)位問(wèn)題，就能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編程。這可以通過(guò)輔助繼電器M和置位/復(fù)位指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。 以圖4-1所示的臺(tái)車自動(dòng)往返運(yùn)行控制為例，可以用M20、M21、M22、M23、M24和M25來(lái)分別代替S0、S20、S21、S22、S23和S24。特別要注意的是，基本指令梯形圖中，不能出現(xiàn)雙線圈輸出。 圖4-24為臺(tái)車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)的梯形圖，雖然沒(méi)有采用狀態(tài)元件，但同樣體現(xiàn)了狀態(tài)編程思想，每個(gè)工序同樣都具有三要素，即驅(qū)動(dòng)負(fù)載、轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移目標(biāo)，只

28、是要注意解決狀態(tài)復(fù)位和雙線圈輸出等問(wèn)題。 50 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-24 通過(guò)M實(shí)現(xiàn)臺(tái)車自動(dòng)往返控制系統(tǒng)的狀態(tài)編程 51 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 通過(guò)輔助繼電器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編程方法與基本指令梯形圖的編程方法一樣。要注意的是，在設(shè)計(jì)每個(gè)工序梯形圖時(shí)，應(yīng)將前個(gè)工序的輔助繼電器復(fù)位操作放在本工序驅(qū)動(dòng)負(fù)載之前，以防出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤。 52 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.3.2 用移位寄存器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編程用移位寄存器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編程 許多PLC具有移位寄存器V/Z及相關(guān)專用指令，移位寄存器可以有許多輔助繼電器順序排列組成。移位寄存器各位數(shù)據(jù)可在移位脈沖的作用下按一定方向進(jìn)行

29、移動(dòng)。例如，在移位寄存器的第一位中存一個(gè)“1”，當(dāng)移位脈沖觸發(fā)時(shí)，這個(gè)“1”就會(huì)轉(zhuǎn)移到第二位，當(dāng)移位脈沖再次觸發(fā)時(shí)，“1”就轉(zhuǎn)移到第三位。這樣，就找到了一個(gè)替代狀態(tài)元件的方法。為此，可以將移位寄存器的位當(dāng)作一個(gè)個(gè)的狀態(tài)。當(dāng)相關(guān)位為“1”時(shí)，可以認(rèn)為對(duì)應(yīng)的狀態(tài)被激活，而移位脈沖信號(hào)則相當(dāng)于狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件。 53 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.4 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 4.4.1 機(jī)械手控制機(jī)械手控制 u1.控制要求控制要求 圖4-25 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖 54 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 在圖4-25中，機(jī)械手將一個(gè)工件由A處傳送到B處，上升、下降和左移、右移的執(zhí)行分別用雙線圈二位電

30、磁閥推動(dòng)氣缸完成。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有機(jī)械動(dòng)作。例如，一旦上升的電磁閥線圈通電，機(jī)械手上升，計(jì)時(shí)線圈再斷電，仍能保持現(xiàn)有的上升動(dòng)作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊、松開(kāi)由單線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成，線圈通電時(shí)執(zhí)行夾緊動(dòng)作，線圈斷電時(shí)執(zhí)行松開(kāi)動(dòng)作。設(shè)備裝有上下左右限位開(kāi)關(guān)，其工作過(guò)程共有九個(gè)狀態(tài)、八個(gè)動(dòng)作。此外，在緊急停止時(shí)，要求機(jī)械手回到原點(diǎn)位置。動(dòng)作過(guò)程如圖4-26所示： 55 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-26 機(jī)械手動(dòng)作示意圖 56 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.I/O地址分配地址分配 類別電氣元件PLC軟元件功能輸入(I)啟動(dòng)按鈕S

31、B1X0開(kāi)始工作停止按鈕SB2X1停止工作限位開(kāi)關(guān)SQ1X2向下運(yùn)行限位限位開(kāi)關(guān)SQ2X3向上運(yùn)行限位限位開(kāi)關(guān)SQ3X4向右運(yùn)行限位限位開(kāi)關(guān)SQ4X5向左運(yùn)行限位輸出(O)YV1Y0機(jī)械手下降YV2Y1機(jī)械手上升YV3Y2機(jī)械手左移YV4Y3機(jī)械手右移YV5Y4機(jī)械手夾緊HL0Y5原點(diǎn)顯示燈表4-3 機(jī)械手I/O地址分配表 57 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u3.I/O接線圖接線圖 圖4-27 機(jī)械手I/O接線圖 58 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u4.梯形圖程序梯形圖程序 圖4-28 機(jī)械手自動(dòng)控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 59 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 ditLD M800

32、2SET S0STL S0LD X3LD X5SET S20STL S20OUT Y5LD X0SET S21STL S21OUT Y0LD X2SET S22STL S22SET Y4OUT T0 K20LD T0SET S23STL S23OUT Y1LD X3SET S24STL S24OUT Y3LD X4SET S25STL S25OUT Y0LD X2SET S26STL S26RST Y4OUT T1 K15LD T1SET S27STL S27OUT Y1LD X3SET S28STL S28OUT Y0LD X5OUT S0RETLD X1OR Y1RST Y0RST Y1R

33、ST Y2RST Y3OUT Y1LD X3OR Y2RST Y1OUT Y2LD X5RST Y2END圖4-29 機(jī)械手自動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖及指令表 60 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.4.2 大小球分類控制大小球分類控制 u1.控制要求控制要求 圖4-30 大小球分類傳送裝置示意圖 61 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 分撿小球大球的機(jī)械裝置的工作順序是：向下，抓住球，向上，向右運(yùn)行，向下，釋放，向上和向左運(yùn)行至左上點(diǎn)（原點(diǎn)）抓球和釋放球的時(shí)間均為 1 秒。 左上為原點(diǎn)，機(jī)械臂下降（當(dāng)碰鐵壓著的是大球時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ2不動(dòng)作，而壓著的是小球時(shí)SQ2動(dòng)作，以此判斷是大球還是小球

34、）。 其具體工作流程如圖4-31所示 圖4-31 大小球分類系統(tǒng)工作流程圖 62 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u2.I/O分配分配 類別電氣元件PLC軟元件功能輸入(I)開(kāi)關(guān)SB0X0開(kāi)始分類傳送限位開(kāi)關(guān)SQ1X1向左運(yùn)行限位限位開(kāi)關(guān)SQ2X2向下運(yùn)行限位限位開(kāi)關(guān)SQ3X3向上運(yùn)行限位限位開(kāi)關(guān)SQ4X4釋放小球中間位置開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)SQ5X5釋放打球的向右運(yùn)行限位開(kāi)關(guān)輸出(O)KM1Y0機(jī)械臂下降YVY1吸球KM2Y2機(jī)械臂上升KM3Y3機(jī)械臂右移KM4Y4機(jī)械臂左移HL0Y5機(jī)械臂停在原點(diǎn)顯示燈表4-4 大小球分類系統(tǒng)I/O分配表 63 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u3.I/O

35、接線圖接線圖 圖4-32 大小球分類系統(tǒng)I/O接線圖 64 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u4.設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)思路 根據(jù)工藝要求，該控制流程可根據(jù)SQ2的狀態(tài)（即對(duì)應(yīng)大、小球）有兩個(gè)分支，此處應(yīng)為分支點(diǎn)，且屬于選擇性分支。分支在機(jī)械臂下降之后根據(jù)SQ2的通斷，分別將球吸住、上升、右行到SQ4或SQ5處下降，此處應(yīng)為匯合點(diǎn)。然后再釋放、上升、左移到原點(diǎn)。 65 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 u5.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)及其編程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)及其編程 圖4-33 大小球分類系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 66 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 LD M8002SET S0STL S0LD X0AND X1AN

36、D X3SET S20STL S20OUT Y0OUT T0LD T0AND X2SET S21LD T0 K10ANI X2SET S31STL S21SET Y1OUT T1 K10LD T1SET S22STL S22OUT Y2LD X3SET S23STL S23LDI X4OUT Y3LD X4SET S40STL S31SET Y1OUT T2 K10LD T1SET S32STL S32OUT Y2LD X3SET S33STL S33LDI X5OUT Y3LD X5圖4-34 大小球分類系統(tǒng)的狀態(tài)梯形圖及其指令表 SET S40STL S40OUT Y0LD X2SET S

37、41STL S41RST Y1OUT T3 K10LD T3SET S42STL S42OUT Y2LD X3SET S43STL S43LDI X1OUT Y4LD X1OUT S0RETEND 67 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 4.4.3 交通燈控制交通燈控制(狀態(tài)編程法狀態(tài)編程法) 以第二章中的交通燈為例（參考2.6.1），采用狀態(tài)編程法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。由于設(shè)計(jì)任務(wù)一樣，其控制要求、I/O分配及接線圖見(jiàn)第二章，在這里只進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其梯形圖與指令表的設(shè)計(jì)。 由于東西方向和南北方向同時(shí)工作，因此可以考慮采用并行分支方法，如圖4-35所示。圖4-36為其對(duì)應(yīng)的狀態(tài)梯形圖和指令表。 在

38、這里采用并行的設(shè)計(jì)方法，當(dāng)然也可以采用單流程的設(shè)計(jì)方法，請(qǐng)讀者自行思考設(shè)計(jì)。 68 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 圖4-35 交通燈自動(dòng)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 69 三菱三菱PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用 LD M8002SET S0STL S0LD X0SET S20SET S30STL S20OUT Y1OUT T0 K300LD T0SET S21STL S21LD T2OUT Y1LD T2OUT T1 K5LDI T1OUT T2 K5OUT T3 K30LD T3SET S22STL S22OUT Y2OUT T0 K20 LD TOSET S23STL S23OUT Y3OUT T1 K350STL S30OUT Y6OUT T4 K350LD T4SET S31STL S31OUT Y4OUT T5K300 LD T5SE