第二篇可編程控制器技術(第七章)

1、集美大學機械工程學院集美大學機械工程學院弓清忠弓清忠20011.8復習復習v 2020條基本邏輯指令的意義、助記符、操作元件及使用方法條基本邏輯指令的意義、助記符、操作元件及使用方法v 梯形圖編程規(guī)則與編程技巧梯形圖編程規(guī)則與編程技巧v I/OI/O接線圖的設計及輸入常閉觸點的處理接線圖的設計及輸入常閉觸點的處理v 三相異步電動機簡單控制電路的三相異步電動機簡單控制電路的PLCPLC程序設計程序設計v 定時器使用定時器使用斷電延時、長延時定時器的實現斷電延時、長延時定時器的實現v 振蕩電路的實現振蕩電路的實現 1.許蓼、王淑英許蓼、王淑英 主編主編 電器控制與電器控制與PLC控制技術控制技術

2、北京：北京： 機械工業(yè)出版社，機械工業(yè)出版社，2005.1 2.梁為梁為 主編主編 可編程控制器原理及應用可編程控制器原理及應用 北京：北京： 煤炭工業(yè)出版社，煤炭工業(yè)出版社，2003.10 3.張萬忠張萬忠 主編主編 可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 北京：北京： 化學工業(yè)出版社，化學工業(yè)出版社，2002.1 4.劉美俊劉美俊 主編主編 可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 福州：福州： 福建科學技術出版社，福建科學技術出版社，2006.41.中國工控網中國工控網 http:/ 2.凹凸網凹凸網-自動化技術信息網自動化技術信息網 http:/ 3.中國自動化在線中國自動化在線 h

3、ttp:/www.automation- 4.工控大世界工控大世界 http:/ 5.PLC之家之家 http:/ 6.思南下載思南下載 http:/ 7.嘯峰工作室嘯峰工作室 http:/ 8. 工控人家園工控人家園 http:/ 1.電子世界電子世界 http:/ 2.走進電子世界走進電子世界 http:/ 3. 自動化儀表自動化儀表 http:/ 4.微計算機信息微計算機信息 http:/ 5.start magazine雜志雜志 http:/ 6.國外電子元器件國外電子元器件雜志雜志 http:/ 7.電氣時代電氣時代 http:/ 8.傳感器世界傳感器世界 http:/ 9.冶金自動

4、化冶金自動化 http:/ 10.自動化博覽自動化博覽 http:/ 11.電工技術電工技術 http:/ 復習回顧復習回顧v2727條基本指令的功能、助記符、梯形圖表示、操作元條基本指令的功能、助記符、梯形圖表示、操作元件及使用方法件及使用方法; ;v梯形圖編程規(guī)則與編程技巧梯形圖編程規(guī)則與編程技巧; ;v簡單基本控制環(huán)節(jié)電路的簡單基本控制環(huán)節(jié)電路的PLCPLC程序設計程序設計; ;v定時器使用定時器使用通電延時、斷電延時、長延時定時器的通電延時、斷電延時、長延時定時器的實現實現; ;v振蕩電路的實現。振蕩電路的實現。本節(jié)講解本節(jié)講解第一節(jié)第一節(jié) 步進指令與狀態(tài)轉移圖表示方步進指令與狀態(tài)轉移

5、圖表示方法法四、狀態(tài)轉移圖（SFC）轉換狀態(tài)梯形圖（STL)一、步進指令二、狀態(tài)元件三、狀態(tài)轉移圖五、狀態(tài)編程思想六、使用步進指令注意的幾點 FX系列PLC提供了一對步進指令。 STLSTL是利用內部軟元件（狀態(tài)S S）在順控程序上進行工序步進式控制的指令。 RETRET是用于狀態(tài)（S S）流程的結束，實現返回主程序（母線）的指令。STL和RET指令只有與狀態(tài)器S配合才能具有步進功能。它在梯形圖中的符號為 ，它沒有常閉觸點。 SR E T指令助記符、名稱指令助記符、名稱功能功能步進梯形圖的表示步進梯形圖的表示程序步程序步STL 步進接點指令步進接點指令步進接點驅動步進接點驅動1RET 步進返回

6、指步進返回指令令步進程序結束返回步進程序結束返回1 FX2N系列系列PLC提供提供S0S999共共1000個狀態(tài)元件供個狀態(tài)元件供編程使用。編程使用。 狀態(tài)軟元件狀態(tài)軟元件（也稱狀態(tài)繼電器，簡稱狀態(tài)），其（也稱狀態(tài)繼電器，簡稱狀態(tài)），其系統(tǒng)提供系統(tǒng)提供S0S999共共1000個狀態(tài)供編程使用，分類、地址（個狀態(tài)供編程使用，分類、地址（以十進制數以十進制數）編號及用途如下所示。）編號及用途如下所示。 S0S0S9S9： 初始狀態(tài)專用S10S10S19S19： 原點復位用 S20S20S499S499： 一般用S500S500S899S899：停電保持用S900S900S999S999：報警用 1

7、.順序控制系統(tǒng) 對于流程作業(yè)的自動化控制系統(tǒng)而言，一般都包含若干個狀態(tài)（也就是工序），當條件滿足時，系統(tǒng)能夠從一種狀態(tài)轉移到另一種狀態(tài)，我們把這種控制叫做順序控制。對應的系統(tǒng)則稱為順序控制系統(tǒng)或流程控制系統(tǒng)。規(guī)律性強、時序清晰規(guī)律性強、時序清晰 2.2.狀態(tài)轉移圖狀態(tài)轉移圖（SFC） 狀態(tài)轉移圖又稱順序功能圖（Sequential function chart）、狀態(tài)圖、流程圖。 針對順序控制要求，PLC提供了狀態(tài)轉移圖語言支持。由一系列狀態(tài)（用S表示）組成。系統(tǒng)提供S0S999共1000個狀態(tài)供編程使用。狀態(tài)轉移圖(SFC) 圖中每一步包含：圖中每一步包含：驅動內容（負載）驅動內容（負載）、

8、轉移條件轉移條件、轉換目標轉換目標，稱為狀態(tài)三要素稱為狀態(tài)三要素。（動作、轉換、步）。（動作、轉換、步） 怎樣將狀態(tài)轉移圖怎樣將狀態(tài)轉移圖(SFC)轉換成狀態(tài)梯形圖轉換成狀態(tài)梯形圖(STL)？狀態(tài)轉移圖狀態(tài)轉移圖狀態(tài)梯形圖狀態(tài)梯形圖步進指令步進指令1.步進指令的狀態(tài)轉移圖（SFC）表示及其動作比較一下：步進指令的狀態(tài)轉移圖（SFC）和狀態(tài)梯形圖（STL）兩種表示及其動作2.步進指令的狀態(tài)梯形圖（STL）表示及其動作步進指令的表示及其動作n 以上面的運料小車為例以上面的運料小車為例n （1）將整個過程按任務要求）將整個過程按任務要求分解分解，其中的每一個工序均，其中的每一個工序均對應一個狀態(tài)，并

9、分配狀態(tài)元件如下。對應一個狀態(tài)，并分配狀態(tài)元件如下。 初始狀態(tài)初始狀態(tài) S0 裝料裝料 S20 右行右行 S21 卸料卸料 S22 左行左行 S23n 以上面的運料小車為例以上面的運料小車為例n （2）弄清每一個狀態(tài)的功能、作用。）弄清每一個狀態(tài)的功能、作用。 初始狀態(tài)初始狀態(tài) S0 上電做好準備上電做好準備 裝料裝料 S20 輸出輸出YA1,T0 右行右行 S21 輸出輸出Y1,驅動電機驅動電機M正轉正轉 卸料卸料 S22 輸出輸出YA2,T1 左行左行 S23 輸出輸出Y2,驅動電機驅動電機M反轉反轉n 以上面的運料小車為例以上面的運料小車為例n （3）找出每個狀態(tài)的轉移條件。）找出每個狀

10、態(tài)的轉移條件。初始狀態(tài)初始狀態(tài) S0 M8002裝料裝料 S20 首次首次X000（SB1），），X001 （SQ1）右行右行 S21 T0（延時（延時15秒）秒）卸料卸料 S22 X002（SQ2）左行左行 S23 T1（延時（延時10秒）秒）n 以上面的運料小車為例以上面的運料小車為例n （4）I/O分配分配輸入：輸入： X000 (SB1) 啟動左行啟動左行 X001 (SQ1) 裝料處行程開關裝料處行程開關 X002 (SQ2) 卸料處程開關卸料處程開關輸出：輸出： Y021 (YA1) 裝料啟動線圈裝料啟動線圈 Y022 (YA2) 卸料啟動線圈卸料啟動線圈 Y001 (Y1) 驅動

11、電機驅動電機M正轉，右行正轉，右行 Y002 (Y2) 驅動電機驅動電機M反轉，左行反轉，左行狀態(tài)轉移圖（狀態(tài)轉移圖（SFC)狀態(tài)轉移圖（狀態(tài)轉移圖（SFC)狀態(tài)梯形圖（狀態(tài)梯形圖（STL)狀態(tài)梯形圖（狀態(tài)梯形圖（STL)語句表語句表狀態(tài)梯形圖（狀態(tài)梯形圖（STL)語句表語句表1、SFC可將一個復雜的控制過程可將一個復雜的控制過程分解分解成若干個工序成若干個工序(工作狀態(tài)工作狀態(tài))的的,有利于程序的結構化設計。有利于程序的結構化設計。 2、對這些小的工序（工作狀態(tài)）來說，控制任務實現了對這些小的工序（工作狀態(tài)）來說，控制任務實現了簡化簡化，給，給局部程序的編寫帶來了方便。局部程序的編寫帶來了方

12、便。 3、對這些小的工序（工作狀態(tài)）的弄對這些小的工序（工作狀態(tài)）的弄清各工作狀態(tài)的工作細節(jié)清各工作狀態(tài)的工作細節(jié)（狀態(tài)功能、轉移條件和轉移方向狀態(tài)功能、轉移條件和轉移方向），再依一定的順序控制要求連），再依一定的順序控制要求連接組合成整體的控制程序。接組合成整體的控制程序。 優(yōu)點：優(yōu)點：SFC容易理解，可讀性強，能清晰地反映全部控制工藝過程。容易理解，可讀性強，能清晰地反映全部控制工藝過程。 （1）STL觸點是與左側母線相連的常開觸點，STL觸點接通，右側產生新母線的觸點用LD或LDI指令開始，執(zhí)行完RET后返回左母線。 （2）當STL接點接通時，其后面的電路才能按邏輯動作。如果STL接點斷

13、開，則后面的電路則全部斷開，相當于該段程序跳過。若需要保持輸出結果，可用SET和RST指令。 （3）可在狀態(tài)內處理的指令Y001Y001Y001STL內母線S10X001X003X004X005MPSMRDMPPLD X001棧操作指令在狀態(tài)內的正確使用棧操作指令在狀態(tài)內的正確使用 棧操作指令棧操作指令MPS/MRD/MPPMPS/MRD/MPP在狀態(tài)內不能直接與步進接點后在狀態(tài)內不能直接與步進接點后的內母線連接，應接在的內母線連接，應接在LDLD或或LDILDI指令之后。指令之后。棧操作指令在狀態(tài)內的正確使用棧操作指令在狀態(tài)內的正確使用 （4）允許同一編號元件的線圈在不同的STL接點后面多次

14、使用。但是應注意，同一編號定時器線圈不能在相鄰的狀態(tài)中出現。在同一個程序段中，同一狀態(tài)繼電器地址號只能使用一次。同一負載需要多個狀態(tài)驅動可使用多重輸出，同一負載需要多個狀態(tài)驅動可使用多重輸出，但相鄰狀態(tài)定時器編號不能相同但相鄰狀態(tài)定時器編號不能相同 （5）在STL指令的內母線上將LD或LDI指令編程后，對圖（a）所示沒有觸點的線圈Y003將不能編程，應改成按圖（b）電路才能對Y003編程。 狀態(tài)內沒有觸點線圈的編程狀態(tài)內沒有觸點線圈的編程 （6）為了控制電機正反轉時避免兩個線圈同時接通短路，在狀態(tài)內可實現輸出線圈互鎖，方法如圖所示。S20X001S21Y001Y002Y001Y002正轉反轉狀

15、態(tài)地址號輸出線圈的互鎖 n 介紹使用介紹使用FX-GP/WIN-C編程軟件編程軟件復習回顧復習回顧四、狀態(tài)轉移圖（SFC）轉換狀態(tài)梯形圖（STL)一、步進指令二、狀態(tài)元件三、狀態(tài)轉移圖五、狀態(tài)編程思想六、使用步進指令注意的幾點一、編制一、編制SFC的主要事項：的主要事項：（1）對狀態(tài)編程時必須使用步進接點指令）對狀態(tài)編程時必須使用步進接點指令STL。程序的最后必須程序的最后必須使用步進返回指令使用步進返回指令RET，返回主母線。返回主母線。 （2）初始狀態(tài)的軟元件用初始狀態(tài)的軟元件用S0S9,要用要用雙框雙框表示表示；中間狀態(tài)軟元件；中間狀態(tài)軟元件用用S20S899等狀態(tài)，用等狀態(tài)，用單框單框

16、表示表示。若需要在若需要在停電恢復后繼續(xù)原狀停電恢復后繼續(xù)原狀態(tài)運行態(tài)運行時，可使用時，可使用S500S899停電保持狀態(tài)元件。停電保持狀態(tài)元件。此外此外S10S19在采用在采用狀態(tài)初始化狀態(tài)初始化指令指令FNC60（IST）時時,可用于特殊目的?？捎糜谔厥饽康?。（3）狀態(tài)編程順序為：）狀態(tài)編程順序為：先進行驅動，再進行轉移，不能顛倒。先進行驅動，再進行轉移，不能顛倒。 （4）當）當同一負載同一負載需要連續(xù)需要連續(xù)多個狀態(tài)驅動多個狀態(tài)驅動時，可使用多重輸出，在狀態(tài)程時，可使用多重輸出，在狀態(tài)程序中，序中，不同時不同時“激活激活”的的“雙線圈雙線圈”是允許的是允許的，如下圖（，如下圖（a）。）。

17、另外另外,相相鄰狀態(tài)使用的鄰狀態(tài)使用的T、C元件，編號不能相同元件，編號不能相同。如下圖（。如下圖（b）所示。所示。 同一負載需要多個狀態(tài)驅動可使用多重輸出，同一負載需要多個狀態(tài)驅動可使用多重輸出，但相鄰狀態(tài)定時器編號不能相同但相鄰狀態(tài)定時器編號不能相同 （5）負載的）負載的驅動驅動、狀態(tài)轉移條件狀態(tài)轉移條件可能為多個元件的可能為多個元件的邏輯組合邏輯組合，視具體，視具體情況，按情況，按串串、并聯(lián)并聯(lián)關系處理，關系處理，不能遺漏不能遺漏。如圖（。如圖（a）。）。 負載組合驅動的處理負載組合驅動的處理 （6）順序狀態(tài)轉移用置位置指令）順序狀態(tài)轉移用置位置指令SET,若順序不連續(xù)轉移，也可以使用若

18、順序不連續(xù)轉移，也可以使用OUT指令進行狀態(tài)轉移。如圖（指令進行狀態(tài)轉移。如圖（b）。）。 狀態(tài)向不連續(xù)狀態(tài)轉移的處理狀態(tài)向不連續(xù)狀態(tài)轉移的處理（7）在）在STL與與RET指令之間指令之間不能不能使用使用MC、MCR指令。指令。（8）初始狀態(tài)可由其他狀態(tài)驅動，但運行開始必須用）初始狀態(tài)可由其他狀態(tài)驅動，但運行開始必須用其他方法其他方法預先作好驅動預先作好驅動，否則狀態(tài)流程不可能向下進，否則狀態(tài)流程不可能向下進行。一般用系統(tǒng)的初始條件，若行。一般用系統(tǒng)的初始條件，若無初始條件無初始條件，可用，可用M8002（PLC從從STOPRUN切換時的初始脈沖）進切換時的初始脈沖）進行驅動。行驅動。1若向上

19、轉移（稱重復）、向非相連的下面轉移或向其他流程狀若向上轉移（稱重復）、向非相連的下面轉移或向其他流程狀態(tài)轉移（稱跳轉），稱為順序不連續(xù)轉移，順序不連續(xù)轉移的態(tài)轉移（稱跳轉），稱為順序不連續(xù)轉移，順序不連續(xù)轉移的狀態(tài)不能使用狀態(tài)不能使用SET指令，要用指令，要用OUT指令進行狀態(tài)轉移，并要在指令進行狀態(tài)轉移，并要在SFC圖中用圖中用“ ”符號表示轉移目標。如圖符號表示轉移目標。如圖7-11所示。所示。圖7-11 非連續(xù)轉移在SFC圖中的表示 2在流程中要表示在流程中要表示狀態(tài)的自復位處理時，狀態(tài)的自復位處理時，要用要用“ ”符號表示符號表示,自復位狀態(tài)在程序中用自復位狀態(tài)在程序中用RST指令表示

20、，如圖指令表示，如圖7-12所示。所示。 3.SFC圖中的圖中的轉移條件轉移條件不能使用不能使用ANB,ORB,MPS, MRD,MPP指指令令。應按圖。應按圖7-13(b)所示確定轉移條件。所示確定轉移條件。 （a）（b）圖圖 7-13 7-13 復雜轉移條件的處理復雜轉移條件的處理虛設狀態(tài)虛設狀態(tài)4.狀態(tài)轉移圖中和流程狀態(tài)轉移圖中和流程不能交叉不能交叉，應按圖，應按圖7-14處理。處理。圖圖 7-14 SFC7-14 SFC圖中交叉流程的處理圖中交叉流程的處理 5若要對某個區(qū)間狀態(tài)進行若要對某個區(qū)間狀態(tài)進行復位復位，可用，可用區(qū)間復位指令區(qū)間復位指令ZRST按圖按圖7-15（a）處理；處理

21、； 若要使某個狀態(tài)中的若要使某個狀態(tài)中的輸出禁止輸出禁止，可按圖，可按圖7-15（b）所示方法處理所示方法處理； 若要使若要使PLC的全部輸出繼電器的全部輸出繼電器(Y)斷開斷開，可用特殊輔助繼電，可用特殊輔助繼電器器M8034接成圖接成圖7-15（c）電路，當電路，當M8034為為ON時，時，PLC繼繼續(xù)進行程序運算，但所有輸出繼電器（續(xù)進行程序運算，但所有輸出繼電器（Y）都斷開了。都斷開了。 【應用系統(tǒng)設計】 簡易紅綠燈控制系統(tǒng)T0T1T2T3X0SETSET在步進梯形圖中，作為狀態(tài)轉移指令使用。STLSTL為狀態(tài)動作的步進起始指令STLSTL與SETSET指令之間的部分為該狀態(tài)所需做的動

22、作動作。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指令設置動作本節(jié)講解本節(jié)講解第三節(jié)第三節(jié) 多流程步進順序控制多流程步進順序控制一、單流程結構程序二、選擇性分支與匯合及其編程三、并行分支與匯合的編程四、跳轉流程結構五、重復流程結構一、單流程結構程序如如紅紅綠綠燈燈控制程序，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S21S21執(zhí)行完后即結束。在步進階梯圖中，以復位（RSTRST）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。特點：每一個工步的后面只能有一個轉每一個工步的后面只能有一個轉 移

23、條件，且轉向僅有一個工步。移條件，且轉向僅有一個工步。 狀態(tài)不必按順序編號。狀態(tài)不必按順序編號。 當S0S0之行后，若X1X1先有效，則跳到S21S21執(zhí)行，此后即使X2X2有效，S22S22也無法執(zhí)行。之后若X3X3有效，則脫離S21S21而跳到S23S23執(zhí)行，當X5有效后，則結束流程。二、選擇性分支與匯合的編程 當S0S0之行后，若X2X2先有效，則跳到S2S22 2執(zhí)行，此后即使X X1 1有效，S2S21 1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。特點：有兩個或兩個以上分支流程。有兩個或兩個以上分支流程。 有分支狀態(tài)和匯合狀態(tài)。有分支狀態(tài)和

24、匯合狀態(tài)。編程原則是編程原則是先集中處理分支狀態(tài)，然后再集中處理匯合狀態(tài)。先集中處理分支狀態(tài)，然后再集中處理匯合狀態(tài)。二、選擇性分支與匯合的編程 1. 1. 分支狀態(tài)的編程分支狀態(tài)的編程二、選擇性分支與匯合的編程2、匯合狀態(tài)的編程二、選擇性分支與匯合的編程3.選擇性分支狀態(tài)轉移圖對應的狀態(tài)梯形圖二、選擇性分支與匯合的編程特點：多選一，只要一個條件滿足就執(zhí)行多選一，只要一個條件滿足就執(zhí)行 。 當S0S0執(zhí)行后，若X1X1有效，則S20S20及S21S21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行分支流程。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行

25、匯合。 當S22S22及S23S23都已執(zhí)行后，若X4X4有效，則脫離S22S22及S23S23而跳到S24S24執(zhí)行，程序結束。 當左邊路徑已執(zhí)行到S22S22，而右邊路徑尚停留在S21S21時，此時即使X4X4有效，也不會跳到S24S24執(zhí)行。三、并行分支與匯合的編程三、并行分支與匯合的編程編程原則是編程原則是先集中進行并行分支處理，再集中進行匯合處理。先集中進行并行分支處理，再集中進行匯合處理。三、并行分支與匯合的編程 1并行分支的編程并行分支的編程三、并行分支與匯合的編程 2、并行匯合處理編程、并行匯合處理編程三、并行分支與匯合的編程3.并行分支并行分支SFC圖對應的狀態(tài)梯形圖圖對應的狀態(tài)梯形圖特點：分支同時執(zhí)行，一起執(zhí)行。特點：分支同時執(zhí)行，一起執(zhí)行。三、并行分支與匯合的編程并行分支、匯合編程應注意的問題（2）并行分支與匯合流程中，并聯(lián)分支后面不能使用選擇轉移條件，在轉移條件*后不允許并行匯合，（1）并行分支的匯合最多能實現8個分支的匯合。 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（循環(huán)）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一般的重復，也可以