PLC學(xué)習(xí)課程匯總課件

1、第4章 FX2N系列PLC步進(jìn)順控指令系統(tǒng)4.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(SFC圖) 4.2 步進(jìn)順控指令4.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的流程4.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的工程應(yīng)用習(xí)題 第1頁，共69頁。4.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(SFC圖) 4.1.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的構(gòu)成 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(簡稱SFC圖)包含了工步(狀態(tài))、具體動作和狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件三個要素。第2頁，共69頁。注意問題：S0S19，S20S499，S500S899轉(zhuǎn)移條件SET 、OUT區(qū)別RETM8002、S0編程方法第3頁，共69頁。一、處理方法控制過程分為不同的狀態(tài)，在一個狀態(tài)下，要完成一個或幾個操作，當(dāng)滿足狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件時，就跳轉(zhuǎn)到下一個工作狀態(tài)，執(zhí)行下面的不同操作。第4

2、頁，共69頁。二、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的實例分析第5頁，共69頁。機械手的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第6頁，共69頁。編程方法第7頁，共69頁。第8頁，共69頁。4.1.2 狀態(tài)繼電器狀態(tài)繼電器用以表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的狀態(tài)，F(xiàn)X2N系列PLC內(nèi)部的狀態(tài)繼電器的分類、編號、數(shù)量和功能見表3.7。在使用狀態(tài)繼電器時，需要注意以下幾點：(1) 狀態(tài)繼電器的編號必須在指定的類別范圍內(nèi)使用。(2) 各狀態(tài)繼電器的觸點在程序中的使用次數(shù)不限。(3) 不使用步進(jìn)順控指令時，狀態(tài)繼電器S可以作為輔助繼電器使用。第9頁，共69頁。4.1.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖就是用其三要素將控制系統(tǒng)的過程以一定的方式表示出來。下面以第3章中小車往

3、復(fù)運動控制為例來說明。小車往復(fù)運動的控制過程可以分為初始狀態(tài)、右行狀態(tài)和左行狀態(tài)。由初始狀態(tài)(小車停在中間位置)進(jìn)入運行狀態(tài)通過啟動信號(X3)控制；啟動后小車進(jìn)入右行狀態(tài)，當(dāng)?shù)竭_(dá)右限位行程開關(guān)(X1)時，右行狀態(tài)結(jié)束并轉(zhuǎn)為左行狀態(tài)；當(dāng)小車左行到達(dá)左限位行程開關(guān)(X2)時，左行狀態(tài)結(jié)束又轉(zhuǎn)為右行狀態(tài)；依次實現(xiàn)往復(fù)運動。小車往復(fù)運動方框圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4.1所示。 第10頁，共69頁。圖4.1 小車往復(fù)運動方框圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(a) 方框圖；(b) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 第11頁，共69頁。4.2 步進(jìn)順控指令 4.2.1 步進(jìn)順控(STL和RET) 指令1指令功能STL：步進(jìn)開始指令，與母線直接相連，表

4、示步進(jìn)順控開始。RET：步進(jìn)結(jié)束指令，表示步進(jìn)順控結(jié)束，用于狀態(tài)流程結(jié)束返回主程序。STL的操作元件為狀態(tài)繼電器S0S899；RET無操作元件。 第12頁，共69頁。圖4.2 SFC圖、步進(jìn)梯形圖和指令表(a) SFC圖；(b) 步進(jìn)梯形圖；(c) 指令表 第13頁，共69頁。3指令使用說明(1) 每個狀態(tài)繼電器具有三種功能：驅(qū)動相關(guān)負(fù)載、指定轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移目標(biāo)。(2) STL觸點與母線相連接，使用該指令后，相當(dāng)于母線右移到STL觸點右側(cè)，并延續(xù)到下一條STL指令或者出現(xiàn)RET指令為止。同時該指令使得新的狀態(tài)置位，原狀態(tài)復(fù)位。(3) 與STL指令相連接的起始觸點必須使用LD、LDI指令編程。第

5、14頁，共69頁。(4) STL觸點和繼電器的觸點功能類似。在STL觸點接通時，該狀態(tài)下的程序執(zhí)行；STL觸點斷開時，一個掃描周期后該狀態(tài)下的程序不再執(zhí)行，直接跳轉(zhuǎn)到下一個狀態(tài)。 (5) STL和RET是一對指令，在多個STL指令后必須加上RET指令，表示該次步進(jìn)順控過程結(jié)束，并且后移母線返回到主程序母線。(6) 在步進(jìn)順控程序中使用定時器時，不同狀態(tài)內(nèi)可以重復(fù)使用同一編號的定時器，但相鄰狀態(tài)不可以使用，如圖4.3所示。 第15頁，共69頁。圖4.3 定時器在SFC圖中使用 第16頁，共69頁。(7) 在STL觸點后不可以直接使用MPS、MRD和MPP棧操作指令，只有在LD或LDI指令后才可以

6、使用，如圖4.4所示。 第17頁，共69頁。圖4.4 棧操作指令在STL圖中的使用 第18頁，共69頁。(8) 在步進(jìn)梯形圖(亦稱為STL圖)中，OUT指令和SET指令對STL指令后的狀態(tài)(S)具有相同的功能，都會將原狀態(tài)自動復(fù)位。但在STL中分離狀態(tài)(非相連狀態(tài))的轉(zhuǎn)移必須使用OUT指令。 第19頁，共69頁。圖4.6 轉(zhuǎn)移條件為邏輯表達(dá)式時編程(a) 原SFC圖；(b) 變換后的SFC圖；(c) STL圖 第20頁，共69頁。4.2.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)梯形圖的互換對于順序控制程序，既可以使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(SFC圖)表示，也可以用步進(jìn)梯形圖(STL圖)或者采用指令表形式來表示，它們的實質(zhì)內(nèi)容

7、完全相同，并且三者之間可以進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，如圖4.8所示。第21頁，共69頁。第22頁，共69頁。圖4.8(a) SFC圖；(b) STL圖；(c) 指令表 第23頁，共69頁。(一)選擇性分支、匯合編程第24頁，共69頁。例第25頁，共69頁。分揀大小鐵球的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第26頁，共69頁。選擇性分支第27頁，共69頁。第28頁，共69頁。（二）并行分支與匯合第29頁，共69頁。第30頁，共69頁。第31頁，共69頁。第32頁，共69頁。第33頁，共69頁。自動門控制系統(tǒng)的順序功能圖。 第34頁，共69頁。4.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特殊流程 4.3.1流程內(nèi)跳轉(zhuǎn)在單流程中可以帶有重復(fù)或者流程內(nèi)跳轉(zhuǎn)，如圖

8、4.9所示，也可以跨流程跳轉(zhuǎn)，即向流程外轉(zhuǎn)移，如圖4.10所示。對于分離狀態(tài)的編程要用OUT指令，而不能使用SET指令。 第35頁，共69頁。圖4.9 帶跳轉(zhuǎn)和重復(fù)的單流程(a) SFC圖；(b) STL圖；(c) 指令表 第36頁，共69頁。圖4.10 向流程外跳轉(zhuǎn)的SFC圖 第37頁，共69頁。4.3.2 分支與匯合的組合圖4.15為分支與匯合的一種組合形式，從匯合轉(zhuǎn)移到分支采用直接相連，沒有中間狀態(tài)。對于該種組合形式，一般是在匯合轉(zhuǎn)移到分支的中間插入一個空狀態(tài)，如圖4.16所示。 第38頁，共69頁。圖4.15 分支與匯合組合形式的SFC圖(a) SFC圖(一)；(b) SFC圖(二)

9、第39頁，共69頁。圖4.16 插入空狀態(tài)的分支與匯合組合形式的SFC圖(a) SFC圖(一)；(b) SFC圖(二) 第40頁，共69頁。圖4.16 插入空狀態(tài)的分支與匯合組合形式的SFC圖(a) SFC圖(一)；(b) SFC圖(二) 第41頁，共69頁。圖4.17 嵌套式選擇性分支與匯合形式的SFC圖 第42頁，共69頁。圖4.18 選擇性分支與匯合的SFC圖 第43頁，共69頁。圖4.19 選擇性與并行分支與匯合組合形式的SFC圖 第44頁，共69頁。圖4.20 選擇性與并行分支與匯合組合形式的STL圖和指令表(a) STL圖；(b) 指令表 第45頁，共69頁。4.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的工

10、程應(yīng)用 4.4.1 單流程控制系統(tǒng)1小車往復(fù)運動小車往復(fù)運動示意圖如圖3.58(a)所示。X0為原位輸入信號，X1為右限位行程開關(guān)輸入信號，X2為左限位行程開關(guān)輸入信號，X3為啟動輸入信號，X4為停止輸入信號。Y1、Y2分別為右行和左行的輸出控制信號。小車往復(fù)運動控制的SFC圖、STL圖和指令表如圖4.21所示。 第46頁，共69頁。圖4.21 小車往復(fù)運動控制的SFC圖、STL圖和指令表(a) SFC圖；(b) STL圖；(c) 指令表 第47頁，共69頁。2噴泉控制噴泉組及狀態(tài)分配如圖4.22所示。其中X1、X2分別為啟動和停止輸入信號。Y1、Y2、Y3分別為A組、B組、C組噴頭的輸出控制

11、信號。噴泉控制的SFC圖、STL圖和指令表如圖4.23所示。 第48頁，共69頁。圖4.22 噴泉組及狀態(tài)分配(a) 噴泉組；(b) 時序圖及狀態(tài)分配 第49頁，共69頁。圖4.23 噴泉的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 第50頁，共69頁。圖4.23 噴泉控制的SFC圖、STL圖和指令表(a) SFC圖；(b) STL圖；(c) 指令表第51頁，共69頁。3十字路口交通信號燈控制十字路口交通信號燈示意圖如圖3.61所示，交通信號燈時序要求如圖3.62所示，控制梯形圖如圖3.63所示。采用步進(jìn)順控編程時對應(yīng)的SFC圖、STL圖和指令表如圖4.24所示。 第52頁，共69頁。圖 交通信號燈時序圖 第53頁，共69頁

12、。圖4.23 交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 第54頁，共69頁。圖4.24 十字路口交通信號燈控制的SFC圖、STL圖和指令表(a) SFC圖；(b) STL圖；(c) 指令表第55頁，共69頁。4搶答器控制程序搶答器系統(tǒng)可實現(xiàn)四組搶答，每組兩人。共有8個搶答按鈕，各按鈕對應(yīng)的輸入信號為X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7；主持人的控制按鈕的輸入信號為X10；各組對應(yīng)指示燈的輸出控制信號分別為Y1、Y2、Y3、Y4。前三組中任意一人按下?lián)尨鸢粹o即獲得答題權(quán)；最后一組必須同時按下?lián)尨鸢粹o才可以獲得答題權(quán)；主持人可以對各輸出信號復(fù)位。搶答器控制系統(tǒng)的SFC圖如圖4.28所示。STL圖和指令表如圖4

13、.29所示。 第56頁，共69頁。圖4.28 搶答器控制系統(tǒng)的SFC圖 第57頁，共69頁。圖4.29 STL圖和指令表(a) STL圖；(b) 指令表 第58頁，共69頁。4.4.3 并行分支與匯合流程控制系統(tǒng)人行橫道交通燈控制系統(tǒng)屬于并行分支與匯合流程。在車道上有紅、黃、綠三色交通信號燈，車道兩側(cè)有紅、綠兩色指示燈。當(dāng)有人要通過車道時，按下人行道上的按鈕，控制車道的交通燈和人行道的指示燈，以保證行人安全橫過車道。人行橫道交通燈控制系統(tǒng)的工作過程：正常狀態(tài)下(沒有人通過車道)，車道的綠燈和人行道的紅燈工作，當(dāng)有人要橫過車道時，按下人行道上的按鈕，車道綠燈繼續(xù)工作30s，黃燈開始工作10s，紅

14、燈開始工作，5s后人行道綠燈工作，綠燈持續(xù)15s再閃爍5s后，人行道紅燈亮，再經(jīng)過5s車道綠燈亮，恢復(fù)正常狀態(tài)。 第59頁，共69頁。車道兩側(cè)人行道按鈕的輸入控制信號為X1、X2；人行道指示燈的輸出控制信號為Y1(紅)、Y2(綠)，車道上的交通燈輸出控制信號為Y3(紅)、Y4(黃)、Y5(綠)?？刂葡到y(tǒng)的SFC圖如圖4.30所示。 第60頁，共69頁。圖4.30 人行橫道交通燈控制的SFC圖 第61頁，共69頁。習(xí) 題 4.1 按第3章習(xí)題3.13的要求用步進(jìn)順控指令編程。4.2 將圖4.27所示的大小球分類傳送控制系統(tǒng)的SFC圖轉(zhuǎn)換為STL圖和指令表。4.3 節(jié)日彩燈控制要求：系統(tǒng)啟動后，紅

15、燈先亮，2s后綠燈亮，再過3s黃燈亮；待紅、綠、黃燈全亮1min后，全部熄滅；20s后再重新開始循環(huán)。試用步進(jìn)順控指令編程。 第62頁，共69頁。某一冷加工自動線有一個鉆孔動力頭，該動力頭的加工過程控制要求如下：（1）動力頭在原位，并加以起動信號，這時接通電磁閥YV1，動力頭快進(jìn)。（2）動力頭碰到限位開關(guān)SQ1后，接通電磁閥YV1和YV2，動力頭由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)，同時動力頭電機轉(zhuǎn)動（由KM1控制）（3）動力頭碰到限位開關(guān)SQ2后，開始延時3s。（4）延時時間到，接通電磁閥YV3，動力頭快退。（5）動力頭回到原位即停止。 試設(shè)計以上線路，要求畫出主回路， I/O分配圖和梯形圖即可。解：（1）確定輸

16、入/輸出（I/O）分配表第63頁，共69頁。第64頁，共69頁。某加熱爐自動送料裝置，該動力頭的加工過程示意圖，如圖所示。（1）按SB1啟動按鈕KM1得電，爐門電機正轉(zhuǎn)爐門開。 （2）壓限位開關(guān)ST1KM1失電，爐門電機停轉(zhuǎn)；KM3得電，推料機電機正轉(zhuǎn)推料機進(jìn)，送料入爐到料位。 （3）壓限位開關(guān)ST2KM3失電，推料機電機停轉(zhuǎn)，延時3秒后，KM4得電，推料機電機反轉(zhuǎn)推料機退到原位。（4）壓限位開關(guān)ST3KM4失電，推料機電機停轉(zhuǎn)；KM2得電，爐門電機反轉(zhuǎn)爐門閉。（5）壓限位開關(guān)ST4KM2失電，爐門電機停轉(zhuǎn)；ST4常開觸點閉合，并延時3秒后才允許下次循環(huán)開始。（6）上述過程不斷運行，若按下停止按鈕SB2后，立即停止，再按啟動按