電氣控制與PLC 課件：第八章 步進(jìn)指令

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.步進(jìn)指令的引入；2.步進(jìn)指令；3.SFC表示和梯形圖描述；4.分支與匯合等結(jié)構(gòu)；5.步進(jìn)指令的應(yīng)用。第八章第八章 步進(jìn)指令步進(jìn)指令 試用基本指令實現(xiàn)試用基本指令實現(xiàn)上述功能。上述功能?；局噶顚崿F(xiàn)基本指令實現(xiàn)1）順序過程的描述：）順序過程的描述： 啟動按鈕啟動按鈕x000按下按下 = 正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)y021得電，得電，y023失電失電 x011接通接通 =逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)y023得電得電，y021失電失電x010接通接通 =正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)y021得電，得電，y023失電失電x013接通接通 =逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)y023得電得電，y021失電失電x012接通接通 =停止停止y021失電，失電，y023失電

2、失電Y021（X000 V X010）（X011）（X013） Y023（X011 V X013）（X010）（X012）M2接通時，到達(dá)接通時，到達(dá)X013前先經(jīng)過前先經(jīng)過X011，故必須考慮屏蔽故必須考慮屏蔽X011的作用。的作用。1）可以用）可以用M0、M1、M2和和M3的接通情況判斷系統(tǒng)所處狀態(tài)。的接通情況判斷系統(tǒng)所處狀態(tài)。2） M0、M1、M2和和M3依次接通，且依次接通，且Mi1接通后，接通后，Mi斷開。斷開。初始狀態(tài)：初始狀態(tài)：狀態(tài)轉(zhuǎn)換及在某狀態(tài)下的對應(yīng)動作：狀態(tài)轉(zhuǎn)換及在某狀態(tài)下的對應(yīng)動作：可將可將M0、M1、M2和和M3看作狀態(tài)元件（反映系統(tǒng)所處狀態(tài)）。為方便看作狀態(tài)元件（反映

3、系統(tǒng)所處狀態(tài)）。為方便起見，設(shè)定專用的狀態(tài)元件起見，設(shè)定專用的狀態(tài)元件S，且規(guī)定相鄰狀態(tài)，且規(guī)定相鄰狀態(tài)Si1接通后，接通后，Si斷開。斷開。n 步進(jìn)工序有兩種表示方法： 1）步進(jìn)梯形圖（STL）及其指令； 2）順序功能流程圖（SFC，Sequential Function Chart）n 步進(jìn)工序描述的基本器件：狀態(tài)元件S初始狀態(tài):S0-S9；回零:S10-S19；普通:S0-S499；保持：S500-S899；報警：S900-S999n 步進(jìn)工序的完整描述包括： 1）初始狀態(tài)的設(shè)置；（S0-S9） 2）各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移； 3）結(jié)束。 （步進(jìn)觸點指令） （步進(jìn)返回指令） STL和RET指令只

4、有與狀態(tài)器S配合才能具有步進(jìn)功能。 例如：STL S200表示狀態(tài)常開觸點，稱為STL觸點（步進(jìn)觸觸點（步進(jìn)觸點）點），它在梯形圖中的符號為 ，它沒有常閉觸點。 1）初始狀態(tài)的設(shè)置；（S0-S9） 2）各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移（條件和目標(biāo)狀態(tài)）； 3）結(jié)束。步進(jìn)工序的完整描述步進(jìn)工序的完整描述 圖中每一步包含：驅(qū)動內(nèi)容驅(qū)動內(nèi)容、轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件、轉(zhuǎn)換目標(biāo)轉(zhuǎn)換目標(biāo)。 SFC表示步進(jìn)梯形圖表示 1）單流程 2）多工序：選擇分支和并行分支 流程種類流程種類單流程的指令描述跳轉(zhuǎn)、復(fù)位、重復(fù)跳轉(zhuǎn)、復(fù)位、重復(fù) P191重復(fù)重復(fù)閃爍回路單流程控制閃爍回路單流程控制選擇性分支并行分支 將一個復(fù)雜的控制過程分解為若干個

5、工作狀態(tài)，將一個復(fù)雜的控制過程分解為若干個工作狀態(tài)，弄清各工作狀態(tài)的工作細(xì)節(jié)（狀態(tài)功能、轉(zhuǎn)移條件弄清各工作狀態(tài)的工作細(xì)節(jié)（狀態(tài)功能、轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向），再根據(jù)總的控制順序要求，將這些和轉(zhuǎn)移方向），再根據(jù)總的控制順序要求，將這些工作狀態(tài)聯(lián)系起來，構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。工作狀態(tài)聯(lián)系起來，構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。狀態(tài)編程一般設(shè)計思想狀態(tài)編程一般設(shè)計思想 臺車自動往返一個工作周期的控制工藝要求如下：臺車自動往返一個工作周期的控制工藝要求如下： 1 1）按下啟動按鈕按下啟動按鈕SBSB，電機(jī)電機(jī)M M正轉(zhuǎn)，臺車前進(jìn)，碰到限位開關(guān)正轉(zhuǎn)，臺車前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ1SQ1后，電機(jī)后，電機(jī)M M反轉(zhuǎn)，臺車后退。反轉(zhuǎn)，臺車

6、后退。 2 2）臺車后退碰到限位開關(guān)臺車后退碰到限位開關(guān)SQ2SQ2后，臺車電機(jī)后，臺車電機(jī)M M停轉(zhuǎn)。臺車停車停轉(zhuǎn)。臺車停車5 5s s后，第二次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)后，第二次前進(jìn)，碰到限位開關(guān)SQ3SQ3，再次后退。再次后退。臺車自動往返控制臺車自動往返控制 3 3）當(dāng)后退再次碰到限）當(dāng)后退再次碰到限位開關(guān)位開關(guān)SQ2SQ2時，臺車停止。時，臺車停止。 將整個過程按工序要求分將整個過程按工序要求分解：由解：由PLCPLC的輸出點的輸出點Y021Y021控制控制電機(jī)電機(jī)M M正轉(zhuǎn)驅(qū)動臺車（前進(jìn)）正轉(zhuǎn)驅(qū)動臺車（前進(jìn)），反轉(zhuǎn)（后退）由，反轉(zhuǎn)（后退）由Y023Y023控制?？刂?。定時器定時器T0T0

7、實現(xiàn)延時實現(xiàn)延時5 5s s。將啟動將啟動按鈕按鈕SBSB、限位開關(guān)限位開關(guān)SQ1SQ1、SQ2SQ2、SQ3SQ3分別接于分別接于X000X000、X011X011、X012X012、X013X013。分析其一個工作分析其一個工作周期的控制要求，有周期的控制要求，有5 5個工序個工序要順序控制，如右圖所示。要順序控制，如右圖所示。工序分解工序分解 對每個工序分配狀態(tài)元件，說明每個狀態(tài)的功能與作對每個工序分配狀態(tài)元件，說明每個狀態(tài)的功能與作用、轉(zhuǎn)移條件等。用、轉(zhuǎn)移條件等。工序工序分配的狀分配的狀態(tài)元件態(tài)元件功能與作用功能與作用轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件0 0初始狀態(tài)初始狀態(tài)S0S0PLCPLC上電作好準(zhǔn)

8、備上電作好準(zhǔn)備M8002M80021 1第一次前進(jìn)第一次前進(jìn)S20S20驅(qū)動輸出線圈驅(qū)動輸出線圈Y021Y021，正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)X000(X000(SB)SB)2 2第一次后退第一次后退S21S21驅(qū)動輸出線圈驅(qū)動輸出線圈Y023Y023，反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)X011(X011(SQ1)SQ1)3 3暫停暫停5 5s sS22S22驅(qū)動定時器線圈驅(qū)動定時器線圈T0T0，延時延時5 5s sX012(X012(SQ2)SQ2)4 4第二次前進(jìn)第二次前進(jìn)S23S23驅(qū)動輸出線圈驅(qū)動輸出線圈Y021Y021，正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)T0T05 5第二次后退第二次后退S24S24驅(qū)動輸出線圈驅(qū)動輸出線圈Y023Y023，反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)X01

9、3(X013(SQ3)SQ3)一些注意事項一些注意事項 匯合匯合- -分支分支 無中間狀態(tài)無中間狀態(tài) 加入空指令加入空指令無中間狀態(tài)無中間狀態(tài) 加入空指令加入空指令注意S20觸發(fā)S41狀態(tài)（OUT S41），而S39作為S59觸發(fā)條件（LD S39）1）STL觸點是與左側(cè)母線相連的常開觸點，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)觸點接通，則對應(yīng)的狀態(tài)為活動步；為活動步；2）與）與STL觸點相連的觸點用觸點相連的觸點用LD或或LDI指令，執(zhí)行完指令，執(zhí)行完RET后返回左母線；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)動觸點可直接驅(qū)動或通過別的觸點驅(qū)動Y、M、S、

10、T等元件的線圈；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；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觸點驅(qū)動的電路塊中不能使用MC和和MCR指令，但可以用指令，但可以用CJ指令；指令；6) 在中斷程序和子程序內(nèi)，不能使用在中斷程序和子程序內(nèi)，不能使用STL指令。指令。 步進(jìn)指令編程的優(yōu)點步進(jìn)指令編程的優(yōu)點1. 1. 邏輯指令編程的缺點：邏輯指令編程的缺點：類似繼電器類似繼電器- -接觸器控制系統(tǒng)接觸器控制系統(tǒng), ,經(jīng)驗設(shè)計法和邏輯設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法和邏輯設(shè)計法兩種。兩種。經(jīng)驗設(shè)計法：經(jīng)驗經(jīng)驗設(shè)計法：經(jīng)驗,

11、 ,要求豐富的設(shè)計經(jīng)驗、熟悉比較多的要求豐富的設(shè)計經(jīng)驗、熟悉比較多的控制線路等。聯(lián)鎖比較復(fù)雜時控制線路等。聯(lián)鎖比較復(fù)雜時, ,容易出現(xiàn)設(shè)計漏洞容易出現(xiàn)設(shè)計漏洞, ,理論理論上不能保證設(shè)計的完備性。上不能保證設(shè)計的完備性。邏輯設(shè)計法：復(fù)雜邏輯設(shè)計法：復(fù)雜, ,難掌握難掌握, ,雖然從理論上講是完備的雖然從理論上講是完備的, ,但但實際設(shè)計中同樣要滲進(jìn)不少經(jīng)驗和人為的因素。實際設(shè)計中同樣要滲進(jìn)不少經(jīng)驗和人為的因素。步進(jìn)指令編程的優(yōu)點步進(jìn)指令編程的優(yōu)點2. 2. 步進(jìn)指令編程的優(yōu)點：步進(jìn)指令編程的優(yōu)點：方法：方法：用符合用符合IECIEC標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的SFC(Sequential Function S

12、FC(Sequential Function Chart ,Chart ,順序功能圖順序功能圖, ,或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖) )對問題進(jìn)行描述和編對問題進(jìn)行描述和編程。程。優(yōu)點：優(yōu)點：1)1)不需對時刻變化的工序步進(jìn)動作進(jìn)行設(shè)計不需對時刻變化的工序步進(jìn)動作進(jìn)行設(shè)計, , 2)2)PLCPLC能自動處理工序間的聯(lián)鎖或雙重輸出能自動處理工序間的聯(lián)鎖或雙重輸出, ,只要對各個工只要對各個工序進(jìn)行簡單的順序設(shè)計就能保證機(jī)械正確動作序進(jìn)行簡單的順序設(shè)計就能保證機(jī)械正確動作; ;3)3)使用者也可容易理解全部動作過程使用者也可容易理解全部動作過程, ,能自動執(zhí)行對各個能自動執(zhí)行對各個工序的監(jiān)視工序的監(jiān)視

13、, ,試運行調(diào)整、故障檢查、維修保養(yǎng)容易方便。試運行調(diào)整、故障檢查、維修保養(yǎng)容易方便。閃爍點閃爍點左圖易懂，要讀懂右圖需要透左圖易懂，要讀懂右圖需要透徹理解徹理解PLC元件和工作方式。元件和工作方式。凸輪轉(zhuǎn)動工序凸輪轉(zhuǎn)動工序左圖互鎖非常左圖互鎖非常多，不如右圖多，不如右圖易懂。因為右易懂。因為右圖中，圖中，工序間工序間的聯(lián)鎖或雙重的聯(lián)鎖或雙重輸出都由輸出都由PLCPLC自動處理了。自動處理了。缺點：缺點： SFC適用于順控程序，不適用于非順控程序的控制，例如手工操作的控制和中斷操作的控制等。解決辦法： 編程時利用STL/RET 語句將程序分塊，順序控制部分采用SFC，當(dāng)不適合使用SFC的時候可

14、以使用梯形圖程序去控制，這樣使用多個分塊程序可綜合兩種編程方式的優(yōu)點。步進(jìn)指令編程的步進(jìn)指令編程的缺點缺點PLCPLC的的SFCSFC程序設(shè)計方法程序設(shè)計方法(1)(1)順序動作的編程順序動作的編程SFCSFC最基本的用途，也是相對簡單的最基本的用途，也是相對簡單的, ,只需寫出機(jī)械動作只需寫出機(jī)械動作的工序圖的工序圖, ,進(jìn)行狀態(tài)分配進(jìn)行狀態(tài)分配, ,然后根據(jù)轉(zhuǎn)移條件的順序、選然后根據(jù)轉(zhuǎn)移條件的順序、選擇或并行結(jié)構(gòu)畫擇或并行結(jié)構(gòu)畫SFCSFC圖圖, ,再將再將SFC SFC 改畫成梯形圖就可以了。改畫成梯形圖就可以了。臺臺車車自自動動往往返返控控制制PLCPLC的的SFCSFC程序設(shè)計方法程

15、序設(shè)計方法(2)(2)一般的邏輯編程一般的邏輯編程尤其是在分枝判斷比較復(fù)雜的情況下尤其是在分枝判斷比較復(fù)雜的情況下, ,采用采用SFC SFC 編程可使編程可使問題大大減化。問題大大減化。下圖為電梯上行時判斷下一層是否要停的流程下圖為電梯上行時判斷下一層是否要停的流程, ,其中的邏其中的邏輯判斷比較復(fù)雜輯判斷比較復(fù)雜, ,若采用基本邏輯指令進(jìn)行編程若采用基本邏輯指令進(jìn)行編程, ,則程序則程序很復(fù)雜很復(fù)雜, ,包含很多跳轉(zhuǎn)包含很多跳轉(zhuǎn), ,程序的閱讀、檢查都很費勁。程序的閱讀、檢查都很費勁。電梯控制電梯控制若采用若采用SFC SFC 編程則輕松多了。編程則輕松多了。PLCPLC的的SFCSFC程

16、序設(shè)計方法程序設(shè)計方法(3) (3) 復(fù)雜邏輯的編程復(fù)雜邏輯的編程多個多個SFCSFC流程流程控制邏輯復(fù)雜時控制邏輯復(fù)雜時, ,一個一個SFCSFC流程很難編程流程很難編程, ,可以在一個程序可以在一個程序中使用多個獨立的中使用多個獨立的SFC SFC 流程流程, ,還可進(jìn)行子程序調(diào)用等。還可進(jìn)行子程序調(diào)用等。電梯控制的梯形圖程序結(jié)構(gòu)電梯控制的梯形圖程序結(jié)構(gòu), ,子程序子程序P0:P0:信號采集與顯示信號采集與顯示; ;以以S0S0為起始狀態(tài)的為起始狀態(tài)的SFCSFC流程流程: :上下行判斷上下行判斷, ,判斷結(jié)果存放在判斷結(jié)果存放在M500M500和和M502M502中中, ,上行上行M50

17、0M500接通接通, ,下行下行M502M502接通接通; ; S1S1開始的開始的SFCSFC流程進(jìn)行上行處理流程進(jìn)行上行處理; ; S2S2開開始的始的SFCSFC流程進(jìn)行下行處理。流程進(jìn)行下行處理。PLCPLC的的SFCSFC程序設(shè)計方法程序設(shè)計方法(4) (4) 多多SFCSFC流程的結(jié)束流程的結(jié)束 一個一個SFCSFC結(jié)束后可能返回本結(jié)束后可能返回本SFC SFC 的初始狀態(tài)的初始狀態(tài), ,也可能退也可能退出該出該SFCSFC進(jìn)入別的流程。進(jìn)入別的流程。 返回本返回本SFCSFC初始狀態(tài)初始狀態(tài), ,當(dāng)最后一個狀態(tài)結(jié)束后置位當(dāng)最后一個狀態(tài)結(jié)束后置位( (輸出輸出) )其初始狀態(tài)即可其初始狀態(tài)即可; ; 退出本退出本SFCSFC, ,只須在最后一個狀態(tài)結(jié)束后只須在最后一個狀態(tài)結(jié)束后, ,清除該狀態(tài)。清除該狀態(tài)。 以電梯控制系統(tǒng)的上行處理為例以電梯控制系統(tǒng)的上行處理為例, ,在上行過程中在上行過程中, ,若下若下