第5章--状态转移图及其顺序控制梯形图设计讲解.ppt

1、可编程序控制器的编程方法与工程应用第5章 状态转移图及其顺序控制状态转移图及其顺序控制梯形图的设计梯形图的设计主要内容 5.1 状态转移图5.2 使用STL指令的编程方式5.3 使用起保停电路的编程方式5.4 以转换为中心的编程方式5.5 仿STL指令的编程方式5.6 各种编程方式的比较5.7 STL指令的优点5.8 顺序控制法设计梯形图5.1 状态转移图 5.1 状态转移图(1)状态转移图的组成步步:矩形方框 初始步初始步:双线方框 工作步工作步:分为动步和静步与步对应的动作与步对应的动作:矩形方框转移转移:有向连线 转移条件转移条件:用文字语言、逻辑表达式或符号标注在表示转换的短线的旁边

2、5.1 状态转移图(1)状态转移图的组成初始步：初始步：与系统的初始状态对应的步。每一个顺序功能图至少有一个初始步。活动步：活动步：当系统处在某一步所在的阶段，称该步处于活动状态，亦称该步为“活动步”。步处于活动状态时，相应的动作被执行；反之，处于不活动状态时，则相应的步被停止执行。5.1 状态转移图(2)状态转移图构成规则 步与步不能相连，必须由转移分开；转移与转移不能相连，必须用步分开；步与转移、转移与步之间采用有向线连接，如果转移方向是从左至右或是从上到下，此时有向连线上的箭头可省；如果转移方向相反，应用有箭头的连线注明转移方向。一个状态转移图至少有一个初始步。5.1 状态转移图(3)状

3、态转移图的基本形式动作是一个接着一个相继完成每步仅连接一个转移每个转移仅连着一步5.1 状态转移图 某一步后有若干单一顺序步选择。一次只能选择进入一个顺序。选择顺序的开始叫做分支，用一条水平线表示。选择顺序的结束称为合并，用另一条水平线表示。5.1 状态转移图 在某一转移条件下，同时启动若干顺序。并行顺序的开始和结束也称为分支和合并，不过用双水平线表示。5.1 状态转移图 5.2 使用STL指令的编程方式(1)步进顺控指令 uSTL和RET指令只有与状态器S配合才能具有步进功能。u使用STL指令且与母线连接的状态寄存器的常开触点称为STL触点，用符号 来表示uSTL触点有驱动负载、指定转移方向

4、和指定转移条件三个功能。(2)状态转移图与梯形图之间的关系 5.2 使用STL指令的编程方式 u STL触点可以直接驱动Y、M、S、T等继电器。u 与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令。u 同一状态寄存器的STL触点只能用一次。u STL电路中不能使用MC/MCR指令，可以使用CJ指令（操作复杂，建议不用），MPS指令不能紧跟着STL触点使用。u 同一元件的线圈可以被不同的STL触点驱动，即可以双线圈输出。u 一系列的STL指令的最后必须写入RET指令。5.2 使用STL指令的编程方式(3)步进顺控指令的编程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令0 LD M8002 15 L

5、D X2 1 SET S0 16 SET S223 STL S0 18 STL S22 4 OUT Y0 19 OUT Y35 LD X0 20 LD X36 SET S20 21 OUT S08 STL S20 23 RET9 OUT Y110 LD X111 SET S2113 STL S2114 OUT Y25.2 使用STL指令的编程方式 在状态转移图的起始位置的状态为初始状态，在编程时必须将初始状态放在其他状态之前，状态元件中的S0S9可用作初始状态。开始运行时初始状态必须用其它方法预先驱动，使之处于工作状态。当PLC由STOP向RUN切换的瞬间，使特殊辅助继电器M8002输出一个脉

6、冲，可以激活初始状态；初始状态也可以由其他元件来驱动。初始状态之外的其他状态元件必须用STL指令驱动。程序在一系列STL指令的最后必须要有RET指令；当返回S0时，必须用OUT指令。5.2 使用STL指令的编程方式 5.2 使用STL指令的编程方式（a）状态转移图 （b）梯形图步序步序 指令指令0 LD M80021 SET S03 STL S04 LD X0 5 SET S207 LD X28 SET S2110 STL S2011 OUT Y112 STL S2113 OUT Y214 STL S20步序步序 指令指令15 LD X116 SET S2218 STL S2119 LD X3

7、20 SET S2222 STL S2223 OUT Y324 LD X425 SET S2327 SET S2529 STL S2330 OUT Y4步序步序 指令指令31 LD X532 SET S2434 STL S2435 OUT Y536 STL S2537 OUT Y638 LD X639 SET S2641 STL S2642 OUT Y743 STL S2444 STL S26步序步序 指令指令45 LD X746 SET S2748 STL S2749 OUT Y1050 LD X1051 OUT S053 RET(c)指令表指令表5.2 使用STL指令的编程方式 步序步序

8、指指 令令 步序步序 指指 令令 100 LD X0 111 SET S22 101 SET S20 113 STL S22 103 STL S20 114 OUT Y2 104 OUT Y0 115 LD X3 105 LD X1 116 SET S23 106 SET S21 118 LD X4 108 STL S21 119 OUT S20 109 OUT Y1 121 STL S23 110 LD X2 122 OUT Y3 5.2 使用STL指令的编程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令 100 LD X0 113 LD X2 101 SET S20 114 SET S2

9、2 103 STL S20 116 STL S22 104 OUT Y0 117 OUT Y2 105 LD X1 118 LD X3 106 SET S21 119 SET S23 108 LD X4 121 STL S23 109 OUT S22 122 OUT Y3 111 STL S21112 OUT Y1 5.2 使用STL指令的编程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令100 LD X0 113 LD X4 130 LD X10101 SET S20 114 OUT S32 131 SET S30103 STL S20 116 STL S22 133

10、 STL S30104 OUT Y0 117 OUT Y2 134 OUT Y20105 LD X1 118 LD X3 135 LD X11106 SET S21 119 SET S23 108 STL S21 121 STL S23 109 OUT Y1 122 OUT Y3 145 LD X13110 LD X2 146 SET S33 111 SET S22 5.2 使用STL指令的编程方式 步序步序 指指 令令 步序步序 指指 令令100 LD X0 111 SET S22101 SET S20 113 STL S22103 STL S20 114 OUT Y2104 OUT Y0

11、115 LD X3105 LD X1 116 SET S23106 SET S21 118 LD X4108 STL S21 119 RST S22109 OUT Y1 121 STL S23110 LD X2 122 OUT Y35.2 使用STL指令的编程方式 5.3 使用起保停电路的编程方式 u编程时用辅助继电器M来代表步。由于转换条件大都是短信号，因此应使用有记忆（保持）功能的电路。u编程的关键是找出起动条件和停止条件。编程方式仅仅使用与触点和线圈有关的指令，可适用于任意型号的PLC。5.3 使用起保停电路的编程方式 5.3 使用起保停电路的编程方式 5.3 使用起保停电路的编程方式

12、5.4 以转换为中心的编程方式 5.5 仿STL指令的编程方式 u与代替STL触点的常开触点（如图中M300M304的常开触点）相连的触点，应使用AND或ANI指令，而不是LD或LDI指令。u在梯形图中用RST指令来完成代表前级步的辅助继电器的复位，而不是由系统程序自动完成。u不允许出现双线圈现象，当某一输出继电器在几步中均为“1”状态时，应将代表这几步的辅助继电器常开触点并联来控制该输出继电器的线圈。5.5 仿STL指令的编程方式 5.6 各种编程方式的比较 起保停电路的编程方式的通用性最强；STL指令是专门为顺序控制设计的专用命令；以转换为中心和仿STL指令的编程方式，要求指令的置位和复位

13、功能分开，应用范围也很广。用STL指令编程程序最短，其它的编程方式设计的程序长度差不多。u起保停电路：用一个电路来实现编程元件的置位和复位；u以转换为中心的编程：用SET和RST直接对元件置位和复位，思路清楚；u仿STL编程：以辅助继电器的常开触点为中心展开；uSTL：以STL触点为中心展开。5.7 STL指令的优点 实现转换时,对前级步的复位由系统自动完成,使用STL指令编程程序最短;使用STL指令后LD点移到STL触点的右边;在STL驱动的电路中,一次只有一个STL触点接通(除并行序列外),可缩短程序执行的时间,提高系统的响应速度;允许双线圈输出,大大简化了输出电路的设计。5.8 顺序控制

14、法设计梯形图 5.8 顺序控制法设计梯形图 液压元件列表5.8 顺序控制法设计梯形图 步是根据被控对象工作状态的变化来划分的。步1步2步3步45.8 顺序控制法设计梯形图 p使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。p转换条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通/断开等，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器触点的接通/断开等，p转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。5.8 顺序控制法设计梯形图 根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出顺序功能图。绘制顺序功能图是顺序控制设计法中最为关键的一步。5.8 顺序控制法设计梯形图 根据顺序功能图，按

15、某种编程方式写出梯形图程序。这里选择STL指令编程，首先用FX2N系列的编程元件来代替顺序功能图中的转移条件、各步和各步的动作。这里采用初始化脉冲M8002将初始步置位。5.8 顺序控制法设计梯形图 LD M8002SET S0STL S0LD X0SET S20STL S20OUT Y0LD X1SET S21STL S21OUT Y0OUT Y2LD X2SET S22STL S22OUT Y1LD X3OUT S0RET思考题思考题 3 如图所示两条运输带顺序相连,按下起动按钮,2号运输带开始运行,5s后1号运输带自动起动。停机的顺序刚好相反，间隔仍为5s。画出顺序功能图，设计出梯形图程

16、序。1 在哪些情况下允许双线圈输出？2 P158 6-2思考题思考题 4 某组合机床动力头进给运动示意图如下图所示（各限位开关的输入信号和M8002提供的初始化脉冲画在一个波形图中），设动力头在初始状态时停在最左边，限位开关X3为ON，Y0Y2是控制动力头运动的3个电磁阀。按下起动按钮X0后，动力头向右快速进给（快进），碰到限位开关X1后转为工作进给（工进），到限位开关X2后快速退回（快退），返回初始位置后停止运动。画出控制系统的顺序功能图。(P129 5-9)作业作业 P159 6-16,6-8,6-4,6-5思考题答案思考题答案 3 运输带的控制X0起动按钮起动按钮X1停止按钮停止按钮Y11号运输带号运输带Y22号运输带号运输带思考题答案思考题答案 4 组合机床动力头的控制