PLC教學(xué)第四章步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用

1、可編程序控制器可編程序控制器 應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用技術(shù)宋明學(xué)宋明學(xué) 山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院第四章第四章 步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用步進(jìn)順控指令及其應(yīng)用 PLC是典型的開環(huán)順序控制系統(tǒng)。我們在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中常常要求機器設(shè)備能實現(xiàn)某種順序控制功能，即要求機器能按照某種預(yù)先規(guī)定的順序、以及各種環(huán)境輸入訊號來自動實現(xiàn)所期望的動作。比如一個配料系統(tǒng)，我們可能對其運轉(zhuǎn)提出以下要求： 1、先裝入原料A，直到液面配料桶容積的一半； 2、再裝入原料B，直到液面配料桶容積的75%； 3、然后開始持續(xù)攪拌20秒； 4、最后停止攪拌，開啟出料閥，直到液位低于配 料桶的5%后再延時2秒，最后關(guān)閉出料閥； 5、

2、以上過程反復(fù)進(jìn)行。 順序控制流程圖如下順序控制流程圖如下： 由此可見，順序控制系統(tǒng)中的動作存在確定的先后關(guān)系，即順序，且后面 的動作必須根據(jù)前面的動作 情況來確定第一節(jié) 順序控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖一、順序控制 所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝所要求的動作規(guī)律，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部的狀態(tài)和時間順序，使生產(chǎn)過程的各個執(zhí)行機構(gòu)自動地、有秩序地進(jìn)行操作。 在順序控制中，生產(chǎn)過程是按順序、有秩序地連續(xù)工作。因此可以將一個較復(fù)雜的生產(chǎn)過程分解成若干步驟，每一步對應(yīng)生產(chǎn)過程中的一個控制任務(wù)，即一個工步或一個狀態(tài)。且每個工步往下進(jìn)行都需要一定的條件，也需要一定的方向，這就是轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向。1、流程步

3、流程步又稱為工作步、它是控制系統(tǒng)中的一個穩(wěn)定狀態(tài)。流程步用矩形方框表示，框中用數(shù)字表示該步的編號，編號可以是實際的控制步序號，也可以是PLC中的工作位編號。對應(yīng)于系統(tǒng)的初始狀態(tài)工作步，成為初始步。該步是系統(tǒng)運行的起點，一個系統(tǒng)至少需要有一個初始步。初始步用雙線矩形框表示。 2、轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移就是從一個步向另外一個步之間的切換條件，兩個步之間用一個有向線段表示，可以從一個步切換到另一個步，代表向下轉(zhuǎn)移方向的箭頭可以忽略。 通常轉(zhuǎn)移用有向線段上的一段橫線表示，在橫線旁可以用文字、圖形符號或邏輯表達(dá)式標(biāo)注描述轉(zhuǎn)移的條件。當(dāng)相鄰步之間的轉(zhuǎn)移條件滿足時，就從一個步按照有向線段的方向進(jìn)行切換。3、動作說明 步

4、并不是PLC的輸出觸點的動作，步只是控制系統(tǒng)中的一個穩(wěn)定的狀態(tài)。在這個狀態(tài)，可以有一個或多個PLC輸出觸點的動作，但是也可以沒有任何輸出動作。 例如某步只是啟動了定時器或是一個等待過程，所以步和PLC的動作是兩件事情。對于一個步，可以有一個或幾個動作，表示的方法是在步的右側(cè)加一個或幾個矩形框，并在框中加文字對動作進(jìn)行說明。 4、一些規(guī)則 步和步之間必須有轉(zhuǎn)移隔開。 轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移之間必須有步隔開。 步與轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移與步之間有向線段連接，正常畫SFC圖的方向是從上向下或是從左向右，按照正常順序畫圖時，有向線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。 一個SFC圖中至少有一個初始步。 二、狀態(tài)繼電器 在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

5、中，每個狀態(tài)都分別采用連續(xù)的、不同的狀態(tài)繼電器表示。FX系列PLC的狀態(tài)繼電器的分類、編號、數(shù)量及功能 類類 別別 狀態(tài)繼電器編號狀態(tài)繼電器編號 數(shù)數(shù) 量量 功能說明功能說明 初始化狀態(tài)繼電初始化狀態(tài)繼電器器 S0S9 10 初始化初始化 原點回歸狀態(tài)繼原點回歸狀態(tài)繼電器電器 S10S1910原點回歸原點回歸 通用狀態(tài)繼電器通用狀態(tài)繼電器 S20S499480通用通用 1、在用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫程序時，狀態(tài)繼電器可以按順序連續(xù)使用。但是狀態(tài)繼電器的編號要在指定的類別范圍內(nèi)選用； 2、各狀態(tài)繼電器的觸點可自由使用，使用次數(shù)無限制； 3、在不用狀態(tài)繼電器進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程時，狀態(tài)繼電器可做為輔助繼電器

6、使用，用法和輔助繼電器相同。 注意：注意：三、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計方法 系統(tǒng)程序設(shè)計一般有兩種思路：1、是針對某一具體對象（輸出來考慮）2、一種就是功能圖設(shè)計法。它把整個系統(tǒng) 分成幾個時間段，在這段時間里可以有一個輸出，也可有多個輸出，但他們各自狀態(tài)不變。一旦有一個變化，系統(tǒng)即轉(zhuǎn)入下一個狀態(tài)。給每一個時間段設(shè)定一個狀態(tài)器（步進(jìn)接點），利用這些狀態(tài)器的組合控制輸出。 例如工作臺自動往復(fù)控制系統(tǒng),我們可以畫出它的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖： 四、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的實現(xiàn) 在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，一個完整的狀態(tài)必須包括：1、該狀態(tài)的控制元件2、該狀態(tài)所驅(qū)動的對象；3、向下一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件；4、明確的轉(zhuǎn)移方向。狀態(tài)轉(zhuǎn)移的實現(xiàn)，必須滿足兩

7、個方面：一是轉(zhuǎn)移條件必須成立二是前一步當(dāng)前正在進(jìn)行。二者缺一不可，否則程序的執(zhí)行在某些情況下就會混亂。 五、畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的一般步驟（1）分析控制要求和工藝流程，確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移 圖結(jié)構(gòu)。（2）工藝流程分解若干步，每一步表示一穩(wěn)定狀態(tài)。（3）確定步與步之間轉(zhuǎn)移條件及其關(guān)系。（4）確定初始狀態(tài)。（可用輸出或狀態(tài)器）（5）解決循環(huán)及正常停車問題。（6）急停信號的處理。第二節(jié) 步進(jìn)順序控制指令步進(jìn)順控指令有兩條： 步進(jìn)接點指令STL，梯形圖中用步進(jìn)返回指令RET 梯形圖中用STL和RET指令只有與狀態(tài)器S配合才能具有步進(jìn)功能。一、STL步進(jìn)接點指令 STL指令稱為“步進(jìn)接點“指令。其功能是將步進(jìn)接點接到左

8、母線。格式：STL指令稱為“步進(jìn)接點“指令。其功能是將步進(jìn)接點接到左母線。格式： 操作元件：狀態(tài)繼電器S STL指令的意義為激活某個狀態(tài)。在梯形圖上體現(xiàn)為從母線上引出的狀態(tài)接點。STL指令有建立子母線的功能，以使該狀態(tài)的所有操作均在子母線上進(jìn)行。步進(jìn)接點指令在梯形圖中的情況見圖所示。 二、步進(jìn)返回指令 RET指令用于返回主母線。使步進(jìn)順控程序執(zhí)行完畢時，非狀態(tài)程序的操作在主母線上完成，防止出現(xiàn)邏輯錯誤。狀態(tài)轉(zhuǎn)移程序的結(jié)尾必須使用RET指令 步進(jìn)接點只有常開觸點，沒有常閉觸點。步進(jìn)接通需要SET指令進(jìn)行置1，步進(jìn)接點閉合，將左母線移動到臨時左母線 在每條步進(jìn)指令后不必都加一條RET指令，只需在連

9、續(xù)的一系列步進(jìn)指令的最后一條的臨時左母線后接一條RET指令返回原左母線，且必須有這條指令。 1）STL觸點是與左側(cè)母線相連的常開觸點，STL觸點接通，則對應(yīng) 的狀態(tài)為活動步；2）與STL觸點相連的觸點用LD或LDI指令，執(zhí)行完RET后返回左母線3）STL觸點可直接驅(qū)動或通過別的觸點驅(qū)動Y、M、S、T等元件的線 圈；4）PLC只執(zhí)行活動步對應(yīng)的電路，所以使用STL指令時允許雙線圈 輸出；5) STL觸點驅(qū)動的電路塊中不能使用MC和MCR指令，但可以用CJ指 令；6)在中斷程序和子程序內(nèi)，不能使用STL指令。三、設(shè)計舉例三、設(shè)計舉例某自動臺車控制工藝要求如下： （1）按下啟動按鈕SB，臺車電機M正

10、轉(zhuǎn)，臺車前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ1后，臺車電機反轉(zhuǎn)，臺車后退。（2）臺車后退碰到限位開關(guān)SQ2后，臺 車電機M停轉(zhuǎn)，臺車停車，停5s，第二次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ3，再次后退。（3）當(dāng)后退再次碰到限位開關(guān)SQ2時，臺車停止 解： 將整個過程按任務(wù)要求分解，其中的每 個工序均對應(yīng)一個狀態(tài)，并分配狀態(tài)元件 如下1初始狀態(tài) S02前進(jìn) S203后退 S214延時5s S225再前進(jìn) S236再后退 S24弄清每個狀態(tài)的功能、作用。S0 PLC上電作好工作準(zhǔn)備S20 前進(jìn)（輸出Y1，驅(qū)動電動機M正轉(zhuǎn)）S21 后退（輸出Y2，驅(qū)動電動機M反轉(zhuǎn)）S22 延時5s（定時器T0，設(shè)定為5s，延時到T0動作） S

11、23 同S20S24 同S21 找出每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件 即在什么條件將下個狀態(tài)“激活”。S20 轉(zhuǎn)移條件 SB S21轉(zhuǎn)移條件 SQ1S22轉(zhuǎn)移條件SQ2 S23轉(zhuǎn)移條件T0S24轉(zhuǎn)移條件SQ3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 程序程序工作臺自動往返程序工作臺自動往返程序(44頁頁)第三節(jié) 單流程及其編程 單流程由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅接有一個轉(zhuǎn)換，每一個轉(zhuǎn)換的后面只有一個步。單二、 設(shè)計某行車循環(huán)正反轉(zhuǎn)自動控制的程序。 控制要求為：送電等待信號顯示按起動按鈕正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)限位停5s反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)限位停7s返回到送電顯示狀態(tài)設(shè)計一個電鍍槽生產(chǎn)線的控制程序。 控制要求為：具有手動和自動控制功能，手動時，各動作能

12、分別操作；自動時，按下啟動按鈕后，從原點開始按圖6-11所示的流程運行一周回到原點；圖中SQ1SQ4為行車進(jìn)退限位開關(guān)，SQ5、SQ6為吊鉤上、下限位開關(guān)。（1）I/O分配 X0：自動/手動轉(zhuǎn)換 Y0：吊鉤上 X1：右限位 Y1：吊鉤下 X2：第二槽限位 Y2：行車右行 X3：第三槽限位 Y3：行車左行 X4：左限位 Y4：原點指示 X5：上限位 X6：下限位 X7：停止 X10：自動位起動 X11：手動向上 X12：手動向下 X13：手動向右 X14：手動向左第四節(jié) 選擇性流程及其編程 由兩個及以上的分支程序組成的，但只能從中選擇一個分支執(zhí)行的程序，稱為選擇性流程程序。分支回路數(shù)限定8條以下

13、選擇1、選擇性分支STL S20 STL S20 OUT Y0 OUT Y0 驅(qū)動處理驅(qū)動處理LD X0LD X0SET S21 SET S21 轉(zhuǎn)移到第一并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移到第一并行分支狀態(tài)LD X10LD X10SET S31 SET S31 轉(zhuǎn)移到第二并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移到第二并行分支狀態(tài)LD X20LD X20SET S41 SET S41 轉(zhuǎn)移到第三并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移到第三并行分支狀態(tài)2、選擇性匯合STL S22STL S22OUT Y2 OUT Y2 輸出處理輸出處理STL S32STL S32OUT Y12 OUT Y12 輸出處理輸出處理STL S42STL S42OUT Y22 OUT Y22 輸出處理輸出處理STL S22LD X2SET S50STL S32LD X12SET S50STL S42LD X22SET S50從第一分支轉(zhuǎn)從第一分支轉(zhuǎn)移到匯合點移到匯合點從第二分支轉(zhuǎn)從