模塊五 任務(wù)二 步進(jìn)指令及順控程序

任務(wù)二可編程步進(jìn)順控指令曹楚君機(jī)車車輛教研室目錄順序控制1順序功能圖的結(jié)構(gòu)組成2順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)3繪制順序功能圖注意事項(xiàng)4順序功能圖舉例4一、順序控制1.順序控制在生產(chǎn)中完成一項(xiàng)任務(wù)，需要多個(gè)工序。每一個(gè)工序要按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，自動地有順序地進(jìn)行操作。在物料傳輸過程中，為了避免貨物堆積，3個(gè)運(yùn)輸帶的啟停順序?yàn)椋簡樱?——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(shè)計(jì)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(yīng)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(zhuǎn)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(gè)狀態(tài)供編程使用，其中：一、順序控制二、順序功能圖的結(jié)構(gòu)組成

順序功能圖是一種PLC編程語言。主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作（命令）組成。轉(zhuǎn)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(jìn)入下一步的信號稱為轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換有向線段將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段3.順序功能圖

步——將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期，按輸出量的狀態(tài)變化，劃分為若干個(gè)順序相連的階段，每個(gè)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(yīng)的步叫“初始步”，用雙線方框表示。

當(dāng)正系統(tǒng)處于某一步說在的階段時(shí)，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(shí)，相應(yīng)的動作被執(zhí)行；處于不活動狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)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(jié)構(gòu)組成

動作：一個(gè)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(yīng)與相應(yīng)的步的符號相連。二、順序功能圖的結(jié)構(gòu)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(shí)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(shí)，動作也停止執(zhí)行。二、順序功能圖的結(jié)構(gòu)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(jìn)展按有向連線規(guī)定的路線和方向進(jìn)行?；顒訝顟B(tài)的進(jìn)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(jìn)展方向。轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換是用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，轉(zhuǎn)換將相鄰兩步分隔開。步的活動狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來完成的，并與控制過程的發(fā)展相對應(yīng)。轉(zhuǎn)換條件：轉(zhuǎn)換條件可以用文字語言、表達(dá)式或圖形符號標(biāo)注在表示轉(zhuǎn)換的短線的旁邊。二、順序功能圖的結(jié)構(gòu)組成

6.轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換條件10s卸料二、順序功能圖的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換條件開始三、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)束。在步進(jìn)階梯圖中，以復(fù)位（RST）正在執(zhí)行的步階來結(jié)束步進(jìn)動作。從頭到尾只有一條路可走，稱為單序列結(jié)構(gòu)。三、順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)當(dāng)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(dāng)X5有效后，則結(jié)束流程。2、選擇序列當(dāng)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(jié)構(gòu)當(dāng)S0執(zhí)行后，若X1有效，則S20及S21同時(shí)執(zhí)行。若有多條路徑，且必須同時(shí)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(dāng)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(jié)束。當(dāng)左邊路徑已執(zhí)行到S22，而右邊路徑尚停留在S21時(shí)，此時(shí)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(xiàng)

(1)兩個(gè)步絕對不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換將它們隔開。(2)兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們隔開。(3)順序功能圖中的初始步一般對應(yīng)系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)。(4)自動控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過程。(5)在順序功能圖中,只有當(dāng)某一步的前級步是活動步時(shí),該步才有可能變成活動步。五、順序功能圖舉例剪板機(jī)控制1.剪板機(jī)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(jì)數(shù)，滿5等待下次啟動1.剪板機(jī)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(jī)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(wù)二編程方法曹楚君機(jī)車車輛教研室目錄步進(jìn)指令1步進(jìn)梯形圖2步進(jìn)指令的表示及其動作3繪制順序功能圖注意事項(xiàng)4順序功能圖舉例4

FX系列PLC提供了一對步進(jìn)指令。

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

RET是用于狀態(tài)（S）流程的結(jié)束，實(shí)現(xiàn)返回主程序（母線）的指令。一、步進(jìn)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(yīng)一小段程序，每一步與其他步是完全隔離開的。一、步進(jìn)指令

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

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

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(fù)輸出，但對同一狀態(tài)內(nèi)不允許雙重輸出。二、步進(jìn)梯形圖

3.輸出的互鎖在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中，由于在瞬間（1個(gè)掃描周期），兩個(gè)相鄰的狀態(tài)會同時(shí)接通，因此為了避免不能同時(shí)接通的一對輸出同時(shí)接通，必須設(shè)置外部硬接線互鎖或軟件互鎖。定時(shí)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(zhuǎn)移時(shí)定時(shí)器線圈不能斷開，定時(shí)器當(dāng)前值不能復(fù)位。

2.定時(shí)器的重復(fù)使用二、步進(jìn)梯形圖

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

5.輸出的驅(qū)動方法或二、步進(jìn)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(fù)位。此外，還有自保持功能。但是，在使用OUT指令時(shí)，用于向狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的分離狀態(tài)轉(zhuǎn)移。

6.狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法

7.可在狀態(tài)內(nèi)處理的指令二、步進(jìn)梯形圖

1.步進(jìn)指令的順序功能圖表示及其動作三、步進(jìn)指令的表示及其動作

2.步進(jìn)指令的梯形圖表示及其動作三、步進(jìn)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(jié)構(gòu)二、選擇分支流程結(jié)構(gòu)三、并進(jìn)分支流程結(jié)構(gòu)四、跳轉(zhuǎn)流程結(jié)構(gòu)五、重復(fù)流程結(jié)構(gòu)一、單流程結(jié)構(gòu)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(jié)束。在步進(jìn)階梯圖中，以復(fù)位（RST）正在執(zhí)行的步階來結(jié)束步進(jìn)動作。從頭到尾只有一條路可走，稱為單流程結(jié)構(gòu)。當(dāng)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(dāng)X5有效后，則結(jié)束流程。二、選擇分支與匯合流程當(dāng)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(jìn)行修改。二、選擇分支與匯合流程當(dāng)S0執(zhí)行后，若X1有效，則S20及S21同時(shí)執(zhí)行。若有多條路徑，且必須同時(shí)執(zhí)行，這種分支的方式稱為并進(jìn)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(jìn)匯合。當(dāng)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(jié)束。當(dāng)左邊路徑已執(zhí)行到S22，而右邊路徑尚停留在S21時(shí)，此時(shí)即使X4有效，也不會跳到S24執(zhí)行。三、并進(jìn)分支與匯合流程三、并進(jìn)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(jìn)匯合處有等待動作的狀態(tài)，請務(wù)必注意。三、并進(jìn)分支與匯合流程如在并進(jìn)分支與匯合點(diǎn)處不允許符號*或符號的轉(zhuǎn)移條件，應(yīng)按右圖修改。四、跳轉(zhuǎn)流程向下面狀態(tài)的直接轉(zhuǎn)移或向系列外的狀態(tài)轉(zhuǎn)移被成為跳轉(zhuǎn)，用符號↓指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài)。五、重復(fù)流程向前面狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移的流程稱為重復(fù)。用↓指向轉(zhuǎn)移的目標(biāo)狀態(tài)。使用重復(fù)流程可以實(shí)現(xiàn)一般的重復(fù)，也可以對當(dāng)前狀態(tài)復(fù)位。一、單流程設(shè)計(jì)二、選擇分支流與匯合程設(shè)計(jì)三、并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)【應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)】簡易紅綠燈控制系統(tǒng)T0T1T2T3X0SET在步進(jìn)梯形圖中，作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令使用。STL為狀態(tài)動作的步進(jìn)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(shè)置轉(zhuǎn)移條件用SET指令設(shè)置狀態(tài)以STL指令開始設(shè)置動作母線用OUT指令設(shè)置動作【應(yīng)用范例】洗車流程控制二、選擇分支與匯合流程設(shè)計(jì)①若方式選擇開關(guān)（COS）置于手動方式，當(dāng)按下START啟動后，則按下列程序動作：執(zhí)行泡沫清洗（用MC1驅(qū)動）；按PB1則執(zhí)行清水沖洗（用MC2驅(qū)動）；按PB2則執(zhí)行風(fēng)干（用MC3驅(qū)動）；按PB3則結(jié)束洗車。②若方式若選擇開關(guān)（COS）置于自動方式，當(dāng)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(fēng)干5秒，結(jié)束后回到待洗狀態(tài)。③任何時(shí)候按下STOP，則所有輸出復(fù)位，停止洗車項(xiàng)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(shè)定時(shí)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(guān)，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(qū)動，使用輸出繼電器Y1風(fēng)干機(jī)驅(qū)動，使用輸出繼電器Y2清水沖洗驅(qū)動，使用輸出繼電器Y0風(fēng)干按鈕，使用輸入繼電器X4結(jié)束按鈕，使用輸入繼電器X5繪繪制狀態(tài)流程圖STOP動作設(shè)置M0，可暫存START按鈕狀態(tài)，避免一直按住按鈕另一種結(jié)束方式：清除本身允許再次啟動電路步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換鍵入程序：將程序錄入編程器并下載到目標(biāo)PLC將步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換為語句表【應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)】氣壓式?jīng)_孔加工機(jī)控制系統(tǒng)三、并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計(jì)①工件的補(bǔ)充、沖孔、測試及搬運(yùn)可同時(shí)進(jìn)行?？刂普f明：

②工件的補(bǔ)充由傳送帶（電機(jī)M0驅(qū)動）送入。

③工件的搬運(yùn)分合格品及不合格品兩種，由測孔部分判斷。若測孔機(jī)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)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(dá)搬運(yùn)點(diǎn)后，由B缸抽離隔離板，讓合格的工件自動調(diào)入包裝箱。功能分析：

①系統(tǒng)由5個(gè)流程組成：復(fù)位流程，清除殘余工件；工件補(bǔ)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(jī)是否實(shí)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(yùn)流程，將合格工件送入包裝箱。

②因?yàn)橹挥幸粋€(gè)放在工件補(bǔ)充位置的PH0來偵測工件的有無，而另外的鉆孔、測孔及搬運(yùn)位置并沒有其他傳感裝置，那么應(yīng)如何得知相應(yīng)位置有無工件呢？本題所使用的方式是為工件補(bǔ)充、鉆孔、測孔及搬運(yùn)設(shè)置4個(gè)標(biāo)志，即M10-M13。當(dāng)PH0偵測到傳送帶送來的工件時(shí)，則設(shè)定M10為1，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動后，用左移指令將M10-M13左移一個(gè)位元，亦即M11為1,鉆孔機(jī)因此標(biāo)志為1而動作。其他依此類推，測孔機(jī)依標(biāo)志M12動作、包裝搬運(yùn)依M13動作。元件分配及端子接線：繪繪制功能流程圖a.原點(diǎn)復(fù)位流程OFF動作定位由OFF變?yōu)镺N時(shí)轉(zhuǎn)盤停止驅(qū)動轉(zhuǎn)盤電機(jī)（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(bǔ)充流程傳送帶轉(zhuǎn)動(M0ON)設(shè)定M10為1(表示有工件)有工件（PH0動作）時(shí)間到?jīng)]有工件c.氣壓沖孔流程鉆孔機(jī)動作（Y4ON）鉆孔機(jī)返回有無工件標(biāo)志（M11為1表示有工件）設(shè)置8秒等待時(shí)間繪繪制功能流程圖d.測孔流程e.工件搬運(yùn)流程初始復(fù)位流程定位格由OFF變?yōu)镺N時(shí)轉(zhuǎn)盤停止工件搬運(yùn)流程測孔流程鉆孔流程步進(jìn)階梯圖轉(zhuǎn)換【練習(xí)】機(jī)械手臂控制系統(tǒng)

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