步進(jìn)指令的學(xué)習(xí)

本節(jié)講解…第一節(jié)步進(jìn)指令及步進(jìn)梯形圖一、順序功能圖二、步進(jìn)指令三、步進(jìn)梯形圖四、步進(jìn)指令的表示及其動作9/27/20231教學(xué)目標(biāo)9/27/202321.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(dāng)條件滿足時，系統(tǒng)能夠從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)，我們把這種控制叫做順序控制。對應(yīng)的系統(tǒng)則稱為順序控制系統(tǒng)或流程控制系統(tǒng)。典型順序控制系統(tǒng)

一、順序功能圖9/27/202332.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。

S0—S9：初始狀態(tài)專用 S10—S19：原點(diǎn)復(fù)位用

S20—S499：一般用

S500—S899：停電保持用

S900—S999：報警用針對順序控制要求，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個狀態(tài)供編程使用，其中：9/27/20234FX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，實現(xiàn)返回主程序（母線）的指令。二、步進(jìn)指令9/27/20235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。三、步進(jìn)梯形圖9/27/202363.輸出的互鎖在狀態(tài)轉(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)移時定時器線圈不能斷開，定時器當(dāng)前值不能復(fù)位。2.定時器的重復(fù)使用9/27/20237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9/27/20238OUT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，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9/27/202391.步進(jìn)指令的順序功能圖表示及其動作四、步進(jìn)指令的表示及其動作9/27/2023102.步進(jìn)指令的梯形圖表示及其動作四、步進(jìn)指令的表示及其動作9/27/202311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)9/27/202312一、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)。9/27/202313當(dāng)S0執(zhí)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。9/27/202314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9/27/202315當(dāng)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(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，此時即使X4有效，也不會跳到S24執(zhí)行。三、并進(jìn)分支與匯合流程9/27/202316三、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。9/27/202317三、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。9/27/202318四、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)。9/27/202319五、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)流程可以實現(xiàn)一般的重復(fù)，也可以對當(dāng)前狀態(tài)復(fù)位。9/27/202320一、單流程設(shè)計二、選擇分支流與匯合程設(shè)計三、并進(jìn)分支與匯合流程設(shè)計9/27/202321教學(xué)目標(biāo)9/27/202322【應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計】簡易紅綠燈控制系統(tǒng)9/27/2023239/27/2023249/27/2023259/27/2023269/27/202327T0T1T2T3X09/27/2023289/27/202329SET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。9/27/202330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9/27/202331項目五：十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

教學(xué)目的1．掌握順序步進(jìn)控制指令的使用方法。2.掌握計數(shù)器的基本使用方法。3．會分析交通燈控制系統(tǒng)時序圖，能根據(jù)“關(guān)鍵”時間點(diǎn)應(yīng)用定時器編寫順控程序。4.獨(dú)立完成交通信號燈控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與監(jiān)控，理解PLC的循環(huán)掃描。原理。9/27/202332交通燈的控制要求：十字路口交通燈控制時序如圖5-1所示。按下啟動按鈕SB1，系統(tǒng)開始工作，南北紅燈亮30s，同時東西綠燈亮25s后以0.5s為半周期閃爍3次熄滅，然后東西黃燈亮2s熄滅；再切換成東西紅燈亮30s，同時南北綠燈亮25s后以0.5s為半周期閃爍3次熄滅，然后南北黃燈亮2s熄滅……如此不斷循環(huán)。按下停止按鈕SB2，系統(tǒng)停止工作。9/27/202333時序圖：9/27/202334交通燈的動作流程：9/27/202335I/O分配：9/27/202336系統(tǒng)接線9/27/202337

程序：9/27/2023389/27/202339表達(dá)式：9/27/202340梯形圖9/27/202341脈沖發(fā)生器：9/27/202342脈沖可調(diào)發(fā)生器：9/27/202343本項目功能分析在本項目中反映每臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的信號是PLC的輸入信號，要用PLC的輸出信號來控制指示燈的亮、滅。其中輸出信號有三種狀態(tài)：信號燈持續(xù)；信號燈以0.5HZ頻率閃爍；信號燈以2HZ頻率閃爍。分別用中間輔助繼電器M0、M1、M2來表示。由以上分析可得出通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)梯形圖設(shè)計方案如圖4-6所示。9/27/202344方案圖:9/27/202345I/O分配:輸入輸出元件代號功能輸入點(diǎn)元件代號功能輸出點(diǎn)SA1控制開關(guān)X0HL1運(yùn)行狀態(tài)指示燈Y0速度繼電器KS1常開觸點(diǎn)1#風(fēng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控X1速度繼電器KS2常開觸點(diǎn)2#風(fēng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控X2速度繼電器KS3常開觸點(diǎn)3#風(fēng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控X39/27/2023462．真值表

輸入狀態(tài)輸出X1X2X3M0M1M2000001001010010010011100100010101100110100111100對于輸入“1”表示通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；“0”表示通風(fēng)機(jī)停止對于輸出“1”狀態(tài)有效；“0”表示狀態(tài)無效9/27/202347表達(dá)式：9/27/202348梯形圖9/27/202349梯形圖：9/27/2023509/27/2023519/27/202352（2）磁吹滅?。涸谝粋€與觸頭串聯(lián)的磁吹線圈產(chǎn)生的磁力作用下，電弧被拉長且被吹入由固體介質(zhì)構(gòu)成的滅弧罩內(nèi)，電弧被冷卻熄滅。（3）窄縫滅?。涸陔娀⌒纬傻拇艌?、電場力的作用下，將電弧拉長進(jìn)入滅弧罩的窄縫中，使其分成數(shù)段并迅速熄滅，如圖1-3所示，該方式主要用于交流接觸器中。9/27/202353（4）柵片滅?。寒?dāng)觸頭分開時，產(chǎn)生的電弧在電場力的作用下被推入一組金屬柵片而被分成數(shù)段，彼此絕緣的金屬片相當(dāng)電極，因而就有許多陰陽極壓降，對交流電弧來說，在電弧過零時使電弧無法維持而熄滅，如圖1-4所示，交流電器常用柵片滅弧。9/27/202354圖1-3窄縫滅弧室的斷面

圖1-4金屬柵片滅弧示意圖9/27/2023551.3配電電器1.3.1刀開關(guān)刀開關(guān)只用于手動控制容量較小、起動不頻繁的電動機(jī)，可分為瓷底開啟式負(fù)荷開關(guān)和封閉式負(fù)荷開關(guān)。9/27/2023561.3.2低壓斷路器低壓斷路器（又稱為自動開關(guān)）可用來分配電能、不頻繁地起動電動機(jī)、對供電線路及電動機(jī)等進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或短路及欠壓等故障時能自動切斷電路。9/27/202357低壓斷路器按用途分有配電（照明）、限流、滅磁、漏電保護(hù)等幾種；按動作時間分有一般型和快速型；按結(jié)構(gòu)分有框架式（萬能式DW系列）和塑料外殼式（裝置式DZ系列）。9/27/2023581.3.3漏電保護(hù)開關(guān)漏電保護(hù)開關(guān)是一種最常用的漏電保護(hù)電器。它既能控制電路的通與斷，又能保證其控制的線路或設(shè)備發(fā)生漏電或人身觸電時迅速自動掉閘，切斷電源，從而保證線路或設(shè)備的正常運(yùn)行及人身安全。9/27/2023591.3.4低壓熔斷器熔斷器由熔體（熔絲或熔片）和安裝熔體的外殼兩部分組成，起保護(hù)作用的是熔體，其外形結(jié)構(gòu)和圖形符號如圖1-11所示。低壓熔斷器按形狀可分為管式、插入式、螺旋式和羊角保險等；按結(jié)構(gòu)可分為半封閉插入式、無填料封閉管式和有填料封閉管式等。9/27/202360圖1-11熔斷器外形結(jié)構(gòu)及圖形符號9/27/2023611．特點(diǎn)及用途常用熔斷器的特點(diǎn)及用途如表1-1所示。名稱類別特點(diǎn)、用途主要技術(shù)數(shù)據(jù)瓷插式熔斷器RC1A價格便宜，更換方便。廣泛用于照明和小容量電動機(jī)短路保護(hù)額定電流Ige從5A～200A分7種規(guī)格旋式熔斷器RL熔絲周圍石英砂可熄滅電弧，熔斷管上端紅點(diǎn)隨熔絲熔斷而自動脫落。體積小，多用于機(jī)床電氣設(shè)備中RL1系列額定電流Ige有4種規(guī)格：15A、60A、100A、200A表1-1

常用熔斷器的特點(diǎn)、用途

9/27/202362名稱類別特點(diǎn)、用途主要技術(shù)數(shù)據(jù)無填料封閉管式熔斷器RM在熔體中人為引入窄截面熔片，提高斷流能力。用于低壓電力網(wǎng)絡(luò)和成套配電裝置中的短路保護(hù)RM-10系列額定電流Ige從15A～1000A，分7種規(guī)格有填料封閉管式熔斷器RTO分?jǐn)嗄芰?qiáng)，使用安全，特性穩(wěn)定，有明顯指示器。廣泛用于短路電流較大的電力網(wǎng)或配電裝置中RTO系列額定電流Ige從50A～1000A分6種規(guī)格快速熔斷器RLS用于小容量硅整流元件的短路保護(hù)和某些適當(dāng)過載保護(hù)I=4ITe，0.2s內(nèi)熔斷；I=6ITe，0.02s熔斷RSO用于大容量硅整流元件的保護(hù)I=（4～6）ITe，0.02s內(nèi)熔斷RS3用于晶閘管元件短路保護(hù)和某些適當(dāng)過載保護(hù)續(xù)表

9/27/2023632．主要參數(shù)低壓熔斷器的主要參數(shù)如下：（1）熔斷器的額定電流Ige；（2）熔體的額定電流ITe（3）熔體的熔斷電流Ib（4）熔斷器的斷流能力Id9/27/202364如果線路電流大于熔斷器的斷流能力，熔絲熔斷時電弧不能熄滅，可能引起爆炸或其他事故。低壓熔斷器的幾個主要參數(shù)之間的關(guān)系為：Id>Ib>Ige≥ITe。9/27/2023653．選型熔斷器的選型主要是選擇熔斷器的形式、額定電流、額定電壓以及熔體額定電流。熔體額定電流的選擇是熔斷器選擇的核心，其選擇方法如表1-2所示。9/27/202366負(fù)載性質(zhì)熔體額定電流（ITe）電爐和照明等電阻性負(fù)載ITe≥IN（電動機(jī)額定流）單臺電動機(jī)線繞式電動機(jī)ITe≥(1～1.25)IN籠型電動機(jī)ITe≥(1.5～2.5)IN起動時間較長的某些籠型電動機(jī)ITe≥3IN連續(xù)工作制直流電動機(jī)ITe=IN反復(fù)短時工作制直流電動機(jī)ITe=1.25IN多臺電動機(jī)ITe≥(1.5～2.5)INmax+

IdeINmax最大一臺電動機(jī)額定電流

Ide其他電動機(jī)額定電流之和表1-2

熔體額定電流選擇

9/27/2023674．注意事項在安裝、更換熔體時，一定要切斷電源，將刀開關(guān)拉開，不要帶電作業(yè)，以免觸電。熔體燒壞后，應(yīng)換上和原來同材料、同規(guī)格的熔體，千萬不要隨便加粗熔體，或用不易熔斷的其他金屬絲去替換。9/27/2023681.4控制電器1.4.1接觸器接觸器是一種適用于遠(yuǎn)距離頻繁接通和分?jǐn)嘟恢绷髦麟娐泛涂刂齐娐返淖詣涌刂齐娖鳌?/27/2023691.4.2主令電器主令電器主要用來切換控制電路，即用它來控制接觸器、繼電器等電器的線圈得電與失電，從而控制電力拖動系統(tǒng)的起動與停止，以及改變系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)等。9/27/2023701.5繼電器1.5.1電磁式繼電器電磁式繼電器是應(yīng)用最早同時也應(yīng)用最多的一種繼電器。它由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)組成，如圖1-19所示。9/27/2023711-靜觸點(diǎn)；2-動觸點(diǎn)；3-簧片；4-銜鐵；5-極靴；6-空氣氣隙；7-反力彈簧；8-鐵軛；9-線圈；10-鐵芯圖1-19電磁式繼電器機(jī)構(gòu)圖9/27/2023721．電磁式電壓繼電器電磁式電壓繼電器觸點(diǎn)的動作與線圈所加電壓大小有關(guān)，使用時和負(fù)載并聯(lián)。電壓繼電器又分過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。9/27/2023732．電磁式電流繼電器電磁式電流繼電器觸點(diǎn)的動作與線圈通過的電流大小有關(guān)，使用時電流繼電器和負(fù)載串聯(lián)。電流繼電器又分欠電流繼電器、過電流繼電器。9/27/2023741.5.2時間繼電器1．空氣阻尼式時間繼電器時間繼電器是電路中控制動作時間的繼電器，它是一種利用電磁原理或機(jī)械動作原理來實現(xiàn)觸點(diǎn)延時接通或斷開的控制電器。按其動作原理與構(gòu)造的不同可分為電磁式、電動式、空氣阻尼式和晶體管式等類型。9/27/2023752．電子式時間繼電器電子式時間繼電器的種類很多，最基本的有延時吸合和延時釋放兩種，它們大多是利用電容充放電原理來達(dá)到延時目的的。9/27/2023761.5.3熱繼電器1．結(jié)構(gòu)熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸點(diǎn)三部分組成，其外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖1-23所示。9/27/202377圖1-23熱繼電器外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號9/27/2023782．工作原理3．選用熱繼電器型號的選用應(yīng)根據(jù)電動機(jī)的接法和工作環(huán)境決定。4．整定9/27/2023791.6無觸點(diǎn)電器1.6.1接近開關(guān)接近開關(guān)（又稱無觸點(diǎn)位置開關(guān)）的用途除行程控制和限位保護(hù)外，還可作為檢測金屬體的存在、高速計數(shù)、測速、定位、變換運(yùn)動方向、檢測零件尺寸、液面控制及用作無觸點(diǎn)按鈕等。9/27/202380使用接近開關(guān)時應(yīng)注意選配合適的有觸點(diǎn)繼電器作為輸出器，同時應(yīng)注意溫度對其定位精度的影響。9/27/2023811.6.2溫度繼電器在溫度自動控制或報警裝置中，常采用帶電觸點(diǎn)的汞溫度計或熱敏電阻、熱電偶等制成的各種型式的溫度繼電器。9/27/2023821.6.3固態(tài)繼電器具有開關(guān)速度快、工作頻率高、質(zhì)量輕、使用壽命長、噪聲低和動作可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，固態(tài)繼電器按其負(fù)載類型分類，可分為直流型（DC-SSR）和交流型（AC-SSR）。9/27/202383固態(tài)繼電器用于控制直流電動機(jī)時，應(yīng)在負(fù)載兩端接入二極管，以阻斷反電勢。控制交流負(fù)載時，則必須估計過