模塊五 任務二 步進指令及順控程序

任務二可編程步進順控指令曹楚君機車車輛教研室目錄順序控制1順序功能圖的結構組成2順序功能圖的基本結構3繪制順序功能圖注意事項4順序功能圖舉例4一、順序控制1.順序控制在生產中完成一項任務，需要多個工序。每一個工序要按照生產工藝預先規(guī)定的順序，在輸入信號的作用下，根據(jù)內部狀態(tài)和時間的順序，自動地有順序地進行操作。在物料傳輸過程中，為了避免貨物堆積，3個運輸帶的啟停順序為：啟動：3——2——1，停止：1——2——31.順序控制一、順序控制ABAB工藝過程順序功能圖梯形圖2.順序控制設計法思路一、順序控制順序功能圖梯形圖3.順序功能圖以紅綠燈控制為例，其對應的順序功能圖如左圖所示。針對順序控制要求，PLC提供了順序功能圖（SFC）語言支持。順序功能圖又稱狀態(tài)轉移圖，由一系列狀態(tài)（用S表示）組成。系統(tǒng)提供S0—S999共1000個狀態(tài)供編程使用，其中：一、順序控制二、順序功能圖的結構組成

順序功能圖是一種PLC編程語言。主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（命令）組成。轉換條件步動作或命令每一步所完成的工作使系統(tǒng)由前級步進入下一步的信號稱為轉換條件轉換有向線段將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段3.順序功能圖

步——將系統(tǒng)的一個工作周期，按輸出量的狀態(tài)變化，劃分為若干個順序相連的階段，每個階段叫做步。

“步”—用編程元件（如輔助存儲器M和狀態(tài)繼電器S）表示。

與系統(tǒng)的初始狀態(tài)對應的步叫“初始步”，用雙線方框表示。

當正系統(tǒng)處于某一步說在的階段時，該步處于活動狀態(tài)，稱該步處于“活動步”。

步處于活動狀態(tài)時，相應的動作被執(zhí)行；處于不活動狀態(tài)時，相應的非存儲型動作被停止執(zhí)行。4.步與動作二、順序功能圖的結構組成

動作：一個控制系統(tǒng)可以劃分為被控系統(tǒng)和施控系統(tǒng)。對于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某些“動作”；對于施控系統(tǒng)，在某一步中則要向被控系統(tǒng)發(fā)出某些“命令”，將動作或命令簡稱為動作動作的表示：矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與相應的步的符號相連。二、順序功能圖的結構組成

4.步與動作保持型動作：若為保持型動作，則該步不活動時繼續(xù)執(zhí)行該動作。非保持型動作：若為非保持型動作則指該步不活動時，動作也停止執(zhí)行。二、順序功能圖的結構組成

4.步與動作5.有向連線有向連線：功能表圖中步的活動狀態(tài)的順序進展按有向連線規(guī)定的路線和方向進行?；顒訝顟B(tài)的進展方向是從上到下或從左至右，箭頭可以省略。其他方向，用箭頭注明進展方向。轉換：轉換是用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，轉換將相鄰兩步分隔開。步的活動狀態(tài)的進展是由轉換的實現(xiàn)來完成的，并與控制過程的發(fā)展相對應。轉換條件：轉換條件可以用文字語言、表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。二、順序功能圖的結構組成

6.轉換與轉換條件10s卸料二、順序功能圖的結構組成

7.舉例初始步步命令有向連線（帶箭頭）有向連線（不帶箭頭）轉換轉換條件開始三、順序功能圖的基本結構345de單序列51196defmnp51196選擇序列并行序列51196e51196d順序功能圖主要有:單序列、選擇序列、并行序列1、單序列結構如紅綠燈控制程序，雖然是循環(huán)控制，但都以一定順序逐步執(zhí)行且沒有分支，所以屬于單一順序流程。圖中在S21執(zhí)行完后即結束。在步進階梯圖中，以復位（RST）正在執(zhí)行的步階來結束步進動作。從頭到尾只有一條路可走，稱為單序列結構。三、順序功能圖的基本結構當S0之行后，若X1先有效，則跳到S21執(zhí)行，此后即使X2有效，S22也無法執(zhí)行。之后若X3有效，則脫離S21而跳到S23執(zhí)行，當X5有效后，則結束流程。2、選擇序列當S0之行后，若X2先有效，則跳到S22執(zhí)行，此后即使X1有效，S21也無法執(zhí)行。若有多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來執(zhí)行，這種分支方式稱為選擇序列。三、順序功能圖的基本結構當S0執(zhí)行后，若X1有效，則S20及S21同時執(zhí)行。若有多條路徑，且必須同時執(zhí)行，這種分支的方式稱為并列序列。在各條路徑都執(zhí)行后，才會繼續(xù)往下指令，當S22及S23都已執(zhí)行后，若X4有效，則脫離S22及S23而跳到S24執(zhí)行，程序結束。當左邊路徑已執(zhí)行到S22，而右邊路徑尚停留在S21時，此時即使X4有效，也不會跳到S24執(zhí)行。3、并列序列四、繪制順序功能圖注意事項

(1)兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉換將它們隔開。(2)兩個轉換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。(3)順序功能圖中的初始步一般對應系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)。(4)自動控制系統(tǒng)應能多次重復執(zhí)行同一工藝過程。(5)在順序功能圖中,只有當某一步的前級步是活動步時,該步才有可能變成活動步。五、順序功能圖舉例剪板機控制1.剪板機動作控制動作流程圖按下啟動按鈕X10X0、X1、Y0得電板料右行至X3得電Y1得電，壓鉗下行X4得電，板料壓緊Y2得電，剪刀下行X2得電，剪斷Y3，Y4得電，上行計數(shù)，滿5等待下次啟動1.剪板機動作控制五、順序功能圖舉例按下啟動按鈕X10板料右行1.剪板機動作控制五、順序功能圖舉例剪刀下行壓鉗下行壓鉗、剪刀上行五、順序功能圖舉例任務二編程方法曹楚君機車車輛教研室目錄步進指令1步進梯形圖2步進指令的表示及其動作3繪制順序功能圖注意事項4順序功能圖舉例4

FX系列PLC提供了一對步進指令。

STL是利用內部軟元件（狀態(tài)S）在順控程序上進行工序步進式控制的指令。

RET是用于狀態(tài)（S）流程的結束，實現(xiàn)返回主程序（母線）的指令。一、步進指令

STL指令可以生成流程和工作與順序功能圖非常接近的程序。順序功能圖中的每一步對應一小段程序，每一步與其他步是完全隔離開的。一、步進指令

S0～S9用于初始步;S10～S19用于自動返回原點。狀態(tài)繼電器(S)編制順序控制程序時，應與STL指令一起使用。STL觸點具有三個功能：對負載的驅動處理指定轉換條件指定轉換目標用步進指令可以將順序功能圖轉換為步進梯形圖，也可以直接編寫步進梯形圖。對梯形圖和順序功能圖應注意以下幾點：

1.狀態(tài)的動作與輸出的重復使用狀態(tài)編號不可重復使用。如果如果狀態(tài)觸點接通，則與其相連的電路動作；如果狀態(tài)觸點

斷開，則與其相連的電路停止工作。在不同狀態(tài)之間，允許對輸出元件重復輸出，但對同一狀態(tài)內不允許雙重輸出。二、步進梯形圖

3.輸出的互鎖在狀態(tài)轉移過程中，由于在瞬間（1個掃描周期），兩個相鄰的狀態(tài)會同時接通，因此為了避免不能同時接通的一對輸出同時接通，必須設置外部硬接線互鎖或軟件互鎖。定時器線圈與輸出線圈一樣，也可對在不同狀態(tài)的同一軟元件編程，但在相鄰的狀態(tài)中不能編程。如果在相鄰狀態(tài)下編程，則工序轉移時定時器線圈不能斷開，定時器當前值不能復位。

2.定時器的重復使用二、步進梯形圖

如右圖所示，在狀態(tài)內的母線將LD或LDI指令寫入后，對不需要觸點的驅動就不能再編程，需要按下圖方式進行變換。

5.輸出的驅動方法或二、步進梯形圖

OUT指令與SET指令對于STL指令后的狀態(tài)具有同樣的功能，都將原來的狀態(tài)自動復位。此外，還有自保持功能。但是，在使用OUT指令時，用于向狀態(tài)轉移圖中的分離狀態(tài)轉移。

6.狀態(tài)的轉移方法

7.可在狀態(tài)內處理的指令二、步進梯形圖

1.步進指令的順序功能圖表示及其動作三、步進指令的表示及其動作

2.步進指令的梯形圖表示及其動作三、步進指令的表示及其動作

本節(jié)講解…第二節(jié)順序功能圖的類型一、單流程結構二、選擇分支流程結構三、并進分支流程結構四、跳轉流程結構五、重復流程結構一、單流程結構如紅綠燈控制程序，雖然是循環(huán)控制，但都以一定順序逐步執(zhí)行且沒有分支，所以屬于單一順序流程。圖中在S21執(zhí)行完后即結束。在步進階梯圖中，以復位（RST）正在執(zhí)行的步階來結束步進動作。從頭到尾只有一條路可走，稱為單流程結構。當S0之行后，若X1先有效，則跳到S21執(zhí)行，此后即使X2有效，S22也無法執(zhí)行。之后若X3有效，則脫離S21而跳到S23執(zhí)行，當X5有效后，則結束流程。二、選擇分支與匯合流程當S0之行后，若X2先有效，則跳到S22執(zhí)行，此后即使X1有效，S21也無法執(zhí)行。若有多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來執(zhí)行，這種分支方式稱為選擇分支。選擇分支流程不能交叉，對左圖所示的流程必須按右邊所示的流程進行修改。二、選擇分支與匯合流程當S0執(zhí)行后，若X1有效，則S20及S21同時執(zhí)行。若有多條路徑，且必須同時執(zhí)行，這種分支的方式稱為并進分支流程。在各條路徑都執(zhí)行后，才會繼續(xù)往下指令，像這種有等待功能的方式稱之為并進匯合。當S22及S23都已執(zhí)行后，若X4有效，則脫離S22及S23而跳到S24執(zhí)行，程序結束。當左邊路徑已執(zhí)行到S22，而右邊路徑尚停留在S21時，此時即使X4有效，也不會跳到S24執(zhí)行。三、并進分支與匯合流程三、并進分支與匯合流程如左圖所示的流程都是可能的程序。B流程沒有問題，但A流程在并進匯合處有等待動作的狀態(tài)，請務必注意。三、并進分支與匯合流程如在并進分支與匯合點處不允許符號*或符號的轉移條件，應按右圖修改。四、跳轉流程向下面狀態(tài)的直接轉移或向系列外的狀態(tài)轉移被成為跳轉，用符號↓指向轉移的目標狀態(tài)。五、重復流程向前面狀態(tài)進行轉移的流程稱為重復。用↓指向轉移的目標狀態(tài)。使用重復流程可以實現(xiàn)一般的重復，也可以對當前狀態(tài)復位。一、單流程設計二、選擇分支流與匯合程設計三、并進分支與匯合流程設計教學目標【應用系統(tǒng)設計】簡易紅綠燈控制系統(tǒng)T0T1T2T3X0SET在步進梯形圖中，作為狀態(tài)轉移指令使用。STL為狀態(tài)動作的步進起始指令STL與SET指令之間的部分為該狀態(tài)所需做的動作。用LD或LDI指令設置轉移條件用SET指令設置狀態(tài)以STL指令開始設置動作母線用OUT指令設置動作【應用范例】洗車流程控制二、選擇分支與匯合流程設計①若方式選擇開關（COS）置于手動方式，當按下START啟動后，則按下列程序動作：執(zhí)行泡沫清洗（用MC1驅動）；按PB1則執(zhí)行清水沖洗（用MC2驅動）；按PB2則執(zhí)行風干（用MC3驅動）；按PB3則結束洗車。②若方式若選擇開關（COS）置于自動方式，當按START啟動后，則自動按洗車流程執(zhí)行。其中泡沫清洗10秒、清水沖洗20

秒、風干5秒，結束后回到待洗狀態(tài)。③任何時候按下STOP，則所有輸出復位，停止洗車項目說明：功能分析：①手動、自動只能選擇其一，因此使用選擇分支來做。②依題目說明可將電路規(guī)劃為兩種功能，而每種功能有三種依PB按鈕或設定時間而順序執(zhí)行的狀態(tài)。手動狀態(tài)狀態(tài)S21→MC1動作狀態(tài)S22→MC2動作狀態(tài)S23→MC3動作狀態(tài)S24→停止自動狀態(tài)狀態(tài)S31→MC1動作狀態(tài)S32→MC2動作狀態(tài)S33→MC3動作狀態(tài)S24→停止元件分配：啟動按鈕、停止按鈕，使用輸入繼電器X0、X1方式選擇開關，使用輸入繼電器X2清水沖洗按鈕，使用輸入繼電器X3泡沫清洗驅動，使用輸出繼電器Y1風干機驅動，使用輸出繼電器Y2清水沖洗驅動，使用輸出繼電器Y0風干按鈕，使用輸入繼電器X4結束按鈕，使用輸入繼電器X5繪繪制狀態(tài)流程圖STOP動作設置M0，可暫存START按鈕狀態(tài)，避免一直按住按鈕另一種結束方式：清除本身允許再次啟動電路步進階梯圖轉換鍵入程序：將程序錄入編程器并下載到目標PLC將步進階梯圖轉換為語句表【應用系統(tǒng)設計】氣壓式沖孔加工機控制系統(tǒng)三、并進分支與匯合流程設計①工件的補充、沖孔、測試及搬運可同時進行?？刂普f明：

②工件的補充由傳送帶（電機M0驅動）送入。

③工件的搬運分合格品及不合格品兩種，由測孔部分判斷。若測孔機在設定時間內能測孔到底（MS2ON），則為合格品，否則即為不合格品。

④不合格品在測孔完畢后，由A缸抽離隔離板，讓不合格的工件自動掉入廢料箱；若為合格品，則在工件到達搬運點后，由B缸抽離隔離板，讓合格的工件自動調入包裝箱。功能分析：

①系統(tǒng)由5個流程組成：復位流程，清除殘余工件；工件補充流程，根據(jù)有無工件控制傳送帶的啟停；沖孔流程，根據(jù)沖孔位置有無工件控制沖孔機是否實施沖孔加工；測孔流程，檢測孔加工是否合格，由此判斷工件的處理方式；搬運流程，將合格工件送入包裝箱。

②因為只有一個放在工件補充位置的PH0來偵測工件的有無，而另外的鉆孔、測孔及搬運位置并沒有其他傳感裝置，那么應如何得知相應位置有無工件呢？本題所使用的方式是為工件補充、鉆孔、測孔及搬運設置4個標志，即M10-M13。當PH0偵測到傳送帶送來的工件時，則設定M10為1，當轉盤轉動后，用左移指令將M10-M13左移一個位元，亦即M11為1,鉆孔機因此標志為1而動作。其他依此類推，測孔機依標志M12動作、包裝搬運依M13動作。元件分配及端子接線：繪繪制功能流程圖a.原點復位流程OFF動作定位由OFF變?yōu)镺N時轉盤停止驅動轉盤電機（M1ON）A缸抽離隔離板判斷是否做完四次繪繪制功能流程圖b.工件補充流程傳送帶轉動(M0ON)設定M10為1(表示有工件)有工件（PH0動作）時間到沒有工件c.氣壓沖孔流程鉆孔機動作（Y4ON）鉆孔機返回有無工件標志（M11為1表示有工件）設置8秒等待時間繪繪制功能流程圖d.測孔流程e.工件搬運流程初始復位流程定位格由OFF變?yōu)镺N時轉盤停止工件搬運流程測孔流程鉆孔流程步進階梯圖轉換【練習】機械手臂控制系統(tǒng)

①工件的補充使用人工控制，可直接將工件放在D點（LS0動）?？刂普f明：②只要D點有工件，機械手臂即先下降（B缸動作）將工件抓取（C缸動作）后上升（B缸復位），再將工件搬運（A缸動作）到E點上方，機械手臂再次下降（B缸動作）后放開（C缸復位）工件，機械手臂上升（B缸復位），最后機械手臂再回到原點（A缸復位）。③A,B,C缸均為