第五章+PLC步進(jìn)順控指令系統(tǒng)

1、1、定義定義：把一個(gè)控制過程分成若干個(gè)階段，或若干把一個(gè)控制過程分成若干個(gè)階段，或若干個(gè)狀態(tài)，不同的狀態(tài)具有不同的動作，當(dāng)滿足一定個(gè)狀態(tài)，不同的狀態(tài)具有不同的動作，當(dāng)滿足一定的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件時(shí)，就從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)，的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件時(shí)，就從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)，按這種思想設(shè)計(jì)的編制圖形程序，稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，按這種思想設(shè)計(jì)的編制圖形程序，稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，或順序功能圖（或順序功能圖（ Sequential function chart-SFC ）在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，用在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，用SFC編程變得容易而清晰。編程變得容易而清晰。SFC強(qiáng)調(diào)的是控制過程中的各個(gè)強(qiáng)調(diào)的是控制過程中的各個(gè)狀態(tài)狀態(tài)及

2、實(shí)現(xiàn)各狀態(tài)及實(shí)現(xiàn)各狀態(tài)的的條件條件。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC）2、 SFC的組成：的組成：步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作動作步步是用是用矩形方框矩形方框表示表示，框內(nèi)，框內(nèi)是該是該步的編號步的編號: 可用可用數(shù)字?jǐn)?shù)字表示該步編號，表示該步編號， 也可用該步的編程元件的也可用該步的編程元件的元件號元件號作為該步編號。作為該步編號。p步與步之間用步與步之間用有向線段有向線段連接連接p初始步初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步，稱初始步，：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步，稱初始步，初始步是系統(tǒng)等待起動命令的相對靜止的狀態(tài)。初初始步是系統(tǒng)等待起動命令的相對靜止的狀態(tài)。

3、初始步用始步用雙線方框雙線方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)有表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)有一個(gè)初始步。一個(gè)初始步。有向線段上垂直短線，表示將兩步隔開有向線段上垂直短線，表示將兩步隔開轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換；旁邊標(biāo)注的是狀態(tài)旁邊標(biāo)注的是狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)移條件：，轉(zhuǎn)移條件： 可是外部輸入信號，如按鈕，開關(guān)等可是外部輸入信號，如按鈕，開關(guān)等 可是可是PLC內(nèi)部的信號，如內(nèi)部的信號，如T，C的觸點(diǎn)，的觸點(diǎn)， 可是若干信號的可是若干信號的邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式（AND/OR/NOT）或）或文字符號或圖形號文字符號或圖形號。動作動作是狀態(tài)框旁邊的是狀態(tài)框旁邊的輸出信號，一步可以有輸出信號，一步可以有幾幾個(gè)個(gè)動作

4、，動作，并不表示并不表示動作間的任何順序，當(dāng)系統(tǒng)正處動作間的任何順序，當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步時(shí)，該步稱于某一步時(shí)，該步稱活動步活動步。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC）3、SFC的的特點(diǎn)特點(diǎn)：當(dāng)從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)狀態(tài)，前一個(gè)狀當(dāng)從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)狀態(tài)，前一個(gè)狀態(tài)態(tài)自動復(fù)位自動復(fù)位如要保持前一狀態(tài)的輸出，必須在狀態(tài)激活如要保持前一狀態(tài)的輸出，必須在狀態(tài)激活時(shí)，用時(shí)，用SET指令置位，然后在需要復(fù)位時(shí)，指令置位，然后在需要復(fù)位時(shí)，在以后的狀態(tài)中用在以后的狀態(tài)中用RST指令復(fù)位。指令復(fù)位。兩條步進(jìn)指令（兩條步進(jìn)指令（Step Ladder Instruction）：）： 步進(jìn)開始指令步進(jìn)開始指令S

5、TL 步進(jìn)結(jié)束指令步進(jìn)結(jié)束指令RET 利用這兩條指令，可以很方便地編制利用這兩條指令，可以很方便地編制順序控制梯形圖程序順序控制梯形圖程序。 STL接點(diǎn)與母線連接，接點(diǎn)與母線連接，與與STL相連的起始點(diǎn)要使用相連的起始點(diǎn)要使用LD、LDI指令，并接到指令，并接到STL接點(diǎn)的右側(cè)，直到出現(xiàn)下一條接點(diǎn)的右側(cè)，直到出現(xiàn)下一條STL指令或指令或RET指令為止；指令為止； STL指令使新的狀態(tài)開始，前一狀態(tài)自動復(fù)位，指令使新的狀態(tài)開始，前一狀態(tài)自動復(fù)位， RET使使LD、LDI返回母線。返回母線。 STL接點(diǎn)斷開后，與此相連的電路停止執(zhí)行，但還要執(zhí)行一接點(diǎn)斷開后，與此相連的電路停止執(zhí)行，但還要執(zhí)行一個(gè)掃

6、描周期。個(gè)掃描周期。 SFC、梯形圖、指令表三方可以轉(zhuǎn)換。、梯形圖、指令表三方可以轉(zhuǎn)換。 SFC與梯形圖的轉(zhuǎn)換與梯形圖的轉(zhuǎn)換1、除初始狀態(tài)元件（、除初始狀態(tài)元件（S09）外，一般狀態(tài)元件）外，一般狀態(tài)元件必必須在其它狀態(tài)元件之后加入須在其它狀態(tài)元件之后加入STL指令才能驅(qū)動指令才能驅(qū)動，不可脫離狀態(tài)元件用其它方式驅(qū)動。不可脫離狀態(tài)元件用其它方式驅(qū)動。2、編程時(shí)，、編程時(shí)，初始狀態(tài)元件放在其它狀態(tài)元件之前初始狀態(tài)元件放在其它狀態(tài)元件之前，且初始狀態(tài)元件可由其它狀態(tài)元件驅(qū)動（且初始狀態(tài)元件可由其它狀態(tài)元件驅(qū)動（如圖如圖2-42，S23驅(qū)動驅(qū)動S0）。）。3、上電運(yùn)行時(shí)，、上電運(yùn)行時(shí)，初始狀態(tài)要用其

7、它方法驅(qū)動初始狀態(tài)要用其它方法驅(qū)動，使之，使之開始工作（開始工作（如圖如圖2-42，PLC上電時(shí)，由上電時(shí)，由M8002接通初始狀態(tài)接通初始狀態(tài)S0）。）。1、單序列單序列：由一系列相繼激活：由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅接的步組成，每一步的后面僅接有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換的后有一個(gè)轉(zhuǎn)換，每一個(gè)轉(zhuǎn)換的后面只有一個(gè)步。面只有一個(gè)步。2、選擇序列選擇序列： 選擇序列的開始稱為選擇序列的開始稱為分支分支，轉(zhuǎn)換符號只能標(biāo)在，轉(zhuǎn)換符號只能標(biāo)在水平連線之下；一般水平連線之下；一般只允許同時(shí)選擇一個(gè)序列只允許同時(shí)選擇一個(gè)序列。 選擇序列的結(jié)束稱為選擇序列的結(jié)束稱為匯合匯合，幾個(gè)選擇序列匯合，幾個(gè)選擇

8、序列匯合到一個(gè)公共序列時(shí)，用需要重新組合的到一個(gè)公共序列時(shí)，用需要重新組合的序列相序列相同數(shù)量同數(shù)量的轉(zhuǎn)換符號和水平連線來表示，轉(zhuǎn)換符的轉(zhuǎn)換符號和水平連線來表示，轉(zhuǎn)換符號只允許標(biāo)在水平連線之上。合并時(shí)，可由幾號只允許標(biāo)在水平連線之上。合并時(shí)，可由幾個(gè)狀態(tài)任意一個(gè)驅(qū)動。個(gè)狀態(tài)任意一個(gè)驅(qū)動。第三節(jié)第三節(jié) SFC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)選擇性分支選擇性分支動作動作：若步：若步5為活動步，為活動步，且且 e=1，則，則發(fā)生發(fā)生56進(jìn)進(jìn)展；若步展；若步5為為活動步，且活動步，且f=1，則發(fā)，則發(fā)生由生由59進(jìn)進(jìn)展。展。選擇性匯合選擇性匯合動作動作：若步：若步5為活動步，且為活動步，且m=1，則發(fā)，則發(fā)生由步

9、生由步512的進(jìn)展，若步的進(jìn)展，若步8為活動步，為活動步，且且n=1，則，則發(fā)生發(fā)生812的的進(jìn)展。進(jìn)展。第三節(jié)第三節(jié) SFC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 選擇性分支的編程方法選擇性分支的編程方法 與對一般狀態(tài)圖的編程一樣，與對一般狀態(tài)圖的編程一樣，先進(jìn)行驅(qū)動先進(jìn)行驅(qū)動處理，再設(shè)置轉(zhuǎn)移條件處理，再設(shè)置轉(zhuǎn)移條件，編程時(shí)由左到右，編程時(shí)由左到右逐個(gè)編程。逐個(gè)編程。P70，圖5-8第三節(jié)第三節(jié) SFC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 選擇性匯合的編程方法選擇性匯合的編程方法 先進(jìn)行匯合前狀態(tài)的輸出處理，再朝匯合先進(jìn)行匯合前狀態(tài)的輸出處理，再朝匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移狀態(tài)轉(zhuǎn)移，從左到右進(jìn)行匯合轉(zhuǎn)移。，從左到右進(jìn)行匯合轉(zhuǎn)移。P71，圖

10、5-93、并行序列并行序列：當(dāng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致幾個(gè)序列同時(shí)激活：當(dāng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致幾個(gè)序列同時(shí)激活時(shí)，稱并行序列。水平線用時(shí)，稱并行序列。水平線用雙線雙線表示；每個(gè)序列表示；每個(gè)序列中活動步的中活動步的進(jìn)展是獨(dú)立進(jìn)展是獨(dú)立的。的。 并行序列的開始稱為并行序列的開始稱為分支分支。在表示同步的水平雙。在表示同步的水平雙線之上。線之上。 并行序列的結(jié)束稱為并行序列的結(jié)束稱為匯合匯合 。在表示同步的水平。在表示同步的水平雙線之下雙線之下。分支動作分支動作：若步若步3為活為活動步，且動步，且e=1，步，步4，6，8同時(shí)同時(shí)變?yōu)榛顒硬?，變?yōu)榛顒硬?，同時(shí)步同時(shí)步3變變?yōu)椴换顒硬?。為不活動步。合并動作合并動作：?dāng)

11、：當(dāng)所有步均處于所有步均處于活動狀態(tài)，且活動狀態(tài)，且d=1，發(fā)生步，發(fā)生步3，5，78的進(jìn)展，步的進(jìn)展，步3，5，7同時(shí)變?yōu)橥瑫r(shí)變?yōu)椴换顒硬?，步不活動步，?為活動步。為活動步。第三節(jié)第三節(jié) SFC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 并行性分支的編程并行性分支的編程 與一般狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程一樣，與一般狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程一樣，先進(jìn)行驅(qū)動先進(jìn)行驅(qū)動處理，再進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。處理，再進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。轉(zhuǎn)移處理從左到右轉(zhuǎn)移處理從左到右依次進(jìn)行。依次進(jìn)行。P73，圖5-13第三節(jié)第三節(jié) SFC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 并行性匯合的編程并行性匯合的編程 與一般狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程一樣，先進(jìn)行驅(qū)與一般狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程一樣，先進(jìn)行驅(qū)動處理，

12、再進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。轉(zhuǎn)移處理從左動處理，再進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理。轉(zhuǎn)移處理從左到右依次進(jìn)行。到右依次進(jìn)行。 STL指令最多只能連續(xù)使用指令最多只能連續(xù)使用8次。次。SFC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)4、子步子步：在：在SFC中，中，某一步某一步可以包含一系列子步和轉(zhuǎn)可以包含一系列子步和轉(zhuǎn)換換，這些序列表示，這些序列表示整個(gè)系整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)完整的子功能統(tǒng)的一個(gè)完整的子功能。 子步中還可以包含有更詳子步中還可以包含有更詳細(xì)的子步。這種設(shè)計(jì)方法細(xì)的子步。這種設(shè)計(jì)方法可減少設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，縮可減少設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，縮短總體設(shè)計(jì)和查錯(cuò)所需要短總體設(shè)計(jì)和查錯(cuò)所需要的時(shí)間。的時(shí)間。步進(jìn)指令的應(yīng)用步進(jìn)指令的應(yīng)用例例1 1：圖中的小車一個(gè)

13、周期內(nèi)圖中的小車一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動由圖中自上而下的的運(yùn)動由圖中自上而下的4 4段組成，分別對應(yīng)于段組成，分別對應(yīng)于S0S0（初始步），（初始步），S21S24S21S24所所代表的代表的4 4步。步。假設(shè)：小車位于原點(diǎn)（最左假設(shè)：小車位于原點(diǎn)（最左端），端），X0X0閉合，系統(tǒng)處于閉合，系統(tǒng)處于初始步，初始步，S0S0為為“1”1”狀態(tài)；狀態(tài)；按下起動按鈕按下起動按鈕X4X4，步，步S0S0S21S21的轉(zhuǎn)換條件滿足，系的轉(zhuǎn)換條件滿足，系統(tǒng)由初始步轉(zhuǎn)換到步統(tǒng)由初始步轉(zhuǎn)換到步S21S21。例例2 2使用傳送機(jī)將大、小球分類后分別傳送如圖示意，圖中左使用傳送機(jī)將大、小球分類后分別傳送如圖示意，圖中左

14、上為原點(diǎn)，動作順序?yàn)橄陆?、吸收、上升、右行、下降、上為原點(diǎn)，動作順序?yàn)橄陆?、吸收、上升、右行、下降、釋放、上升、左行。此外，機(jī)械臂下降時(shí)，若電磁鐵吸住釋放、上升、左行。此外，機(jī)械臂下降時(shí)，若電磁鐵吸住大球，下限開關(guān)大球，下限開關(guān)LS2LS2斷開；若吸住小球，斷開；若吸住小球，LS2LS2接通。接通。例例3 3按鈕人行道系統(tǒng)，當(dāng)按鈕人行道系統(tǒng)，當(dāng)PLCPLC由停機(jī)轉(zhuǎn)入運(yùn)行時(shí)，初始狀態(tài)由停機(jī)轉(zhuǎn)入運(yùn)行時(shí)，初始狀態(tài)S0S0動動作，則車道為綠燈，人行道為紅燈。當(dāng)人行道按鈕作，則車道為綠燈，人行道為紅燈。當(dāng)人行道按鈕X0X0或或X1X1閉閉合后，系統(tǒng)進(jìn)入并行性運(yùn)行狀態(tài)，車道變?yōu)榫G燈，人行道為合后，系統(tǒng)進(jìn)入

15、并行性運(yùn)行狀態(tài)，車道變?yōu)榫G燈，人行道為紅燈，并且開始延時(shí)。紅燈，并且開始延時(shí)。30s30s后車道變?yōu)辄S燈，再經(jīng)后車道變?yōu)辄S燈，再經(jīng)10s10s變?yōu)榧t變?yōu)榧t燈。燈。5s5s后人行道變?yōu)榫G燈，后人行道變?yōu)榫G燈，15s15s后人行道綠燈開始閃爍，同后人行道綠燈開始閃爍，同時(shí)計(jì)數(shù)器時(shí)計(jì)數(shù)器C0C0開始計(jì)數(shù)，綠燈每亮開始計(jì)數(shù)，綠燈每亮0.5s0.5s、滅、滅0.5s0.5s，計(jì)數(shù)器記錄，計(jì)數(shù)器記錄一次，當(dāng)記錄一次，當(dāng)記錄5 5次后計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)接通，狀態(tài)由次后計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)接通，狀態(tài)由S33S33向向S34S34轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移，人行道變?yōu)榧t燈，人行道變?yōu)榧t燈，5s5s后返回初始狀態(tài)。后返回初始狀態(tài)。例例4：機(jī)械手移

16、動工件系統(tǒng)：機(jī)械手移動工件系統(tǒng)機(jī)械手工作流程：機(jī)械手工作流程：原點(diǎn)原點(diǎn)下降下降夾夾緊緊上升上升右行右行下降下降松開松開上升上升左行左行原原點(diǎn)。點(diǎn)。1、工作方式工作方式（用面板上旋鈕選擇）（用面板上旋鈕選擇）手動、單步、單周期和自動（連續(xù)工作）手動、單步、單周期和自動（連續(xù)工作）手動方式：手動方式：用手動按鈕控制各機(jī)構(gòu)單獨(dú)用手動按鈕控制各機(jī)構(gòu)單獨(dú)ON/OFF?；卦c(diǎn)：回原點(diǎn)：機(jī)械手自動回到原點(diǎn)。機(jī)械手自動回到原點(diǎn)。單步：單步：按動一次啟動按鈕，前進(jìn)一個(gè)工步。按動一次啟動按鈕，前進(jìn)一個(gè)工步。單周期：單周期：按動一次啟動按鈕，機(jī)械手自動運(yùn)行一個(gè)按動一次啟動按鈕，機(jī)械手自動運(yùn)行一個(gè)周期后再在原點(diǎn)停止。

17、但周期后再在原點(diǎn)停止。但若中途按動停止按鈕，若中途按動停止按鈕，則停止運(yùn)行，再啟動按鈕，從斷點(diǎn)處繼續(xù)運(yùn)行，則停止運(yùn)行，再啟動按鈕，從斷點(diǎn)處繼續(xù)運(yùn)行，直到回到原點(diǎn)再停止。直到回到原點(diǎn)再停止。自動：自動：在原點(diǎn)位置按動啟動按鈕，連續(xù)反復(fù)運(yùn)行。在原點(diǎn)位置按動啟動按鈕，連續(xù)反復(fù)運(yùn)行。若中途按動停止按鈕，運(yùn)行到原點(diǎn)后停止若中途按動停止按鈕，運(yùn)行到原點(diǎn)后停止。2、初始狀態(tài)設(shè)定、初始狀態(tài)設(shè)定 利用利用初始狀態(tài)指令初始狀態(tài)指令FNC60（IST）設(shè)定各種運(yùn)行方式：設(shè)定各種運(yùn)行方式：u指定指定X20為輸入首元件的編號，為輸入首元件的編號，X20X24需用旋轉(zhuǎn)開關(guān)實(shí)需用旋轉(zhuǎn)開關(guān)實(shí)現(xiàn)，保證輸入中不可能有兩個(gè)輸入同時(shí)

18、為現(xiàn)，保證輸入中不可能有兩個(gè)輸入同時(shí)為ON；S20S27分分別為自動方式的最小狀態(tài)和最大狀態(tài)元件編號。別為自動方式的最小狀態(tài)和最大狀態(tài)元件編號。u當(dāng)滿足當(dāng)滿足FNC60條件（條件（M8000為為ON），則狀態(tài)元件和輔助），則狀態(tài)元件和輔助繼電器自動被指定如下功能：繼電器自動被指定如下功能：S0：手動操作初始狀態(tài)：手動操作初始狀態(tài) M8040：禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移：禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移S1：回原點(diǎn)初始狀態(tài)：回原點(diǎn)初始狀態(tài) M8041：開始轉(zhuǎn)移：開始轉(zhuǎn)移S2：自動操作初始狀態(tài)：自動操作初始狀態(tài) M8042：啟動脈沖：啟動脈沖 M8047：STL監(jiān)控有效監(jiān)控有效3、程序的編寫：、程序的編寫： 初始化程序初始化程序：是為整：是為整個(gè)控制程序設(shè)置個(gè)控制程序設(shè)置初始初始狀態(tài)和原點(diǎn)位置條件狀態(tài)和原點(diǎn)位置條件（M8044）。M8044由原點(diǎn)的各由原點(diǎn)的各個(gè)傳感器驅(qū)動，它的個(gè)傳感器驅(qū)動，它的ON狀態(tài)作為自動方狀態(tài)作為自動方式時(shí)允許狀態(tài)轉(zhuǎn)移的式