自动控制系统的基本知识略课件.ppt

1、GX Developer绘制绘制SFC2、赛杰实训台的讲解、赛杰实训台的讲解3、编程实训、编程实训回顾：回顾：1、编程元件（软元件）编程元件（软元件）2、基本指令基本指令三菱三菱FX2N编程元件编程元件序号元件名称代号备注1输入继电器X标号为8进制2输出继电器Y标号为8进制3辅助继电器M通用M0-M499，保持M500-M3071，特殊M8000-M82554状态继电器S初始化S0-S9,回零S10-S19，通用S20-S499,断电保持S500-S899,报警S900-S9995定时器T100ms（T0-T199）,10ms（T200-T245),1ms积算T246-249,100ms积算T

2、250-T2556计数器C16位通用C0-C99,16位保持C100-C199,32位通用C200-C219,32位保持C220-C234,高速C235-C2557数据寄存器D通用D0-D199,保持D200-D7999,特殊D8000-D8255,文件D1000-D79998变址寄存器V/ZV0-V7,Z0-Z79指针P/I分支用P0-P127,中断用I00X-I500X(输入中断），I6XX-I8XX(定时器中断），I010-I060(计数器中断）10常数K/H十进制K,十六进制H三菱三菱27条基本指令条基本指令序号助记符名称功能操作元件1LD取常开触点与左母线连接X、Y、M、S、T、C2

3、LDI取反常闭触点与左母线连接X、Y、M、S、T、C3LDP取脉冲上升沿取指令X、Y、M、S、T、C4LDF取脉冲下降沿取指令X、Y、M、S、T、C5OUT输出驱动线圈输出Y、M、S、T、C6AND与常开触点串联指令X、Y、M、S、T、C7ANI与非常闭触点串联指令X、Y、M、S、T、C8ANDP与脉冲上升沿与指令X、Y、M、S、T、C9ANDF与脉冲下降沿与指令X、Y、M、S、T、C10OR或常开触点并联指令X、Y、M、S、T、C11ORI或非常闭触点并联指令X、Y、M、S、T、C12ORP或脉冲上升沿或指令X、Y、M、S、T、C13ORF或脉冲下降沿或指令X、Y、M、S、T、C三菱三菱27

4、条基本指令条基本指令序号助记符名称功能操作元件14ANB块与块与块串联无操作数15ORB块或块与块并联无操作数16SET置位线圈保持接通Y、M、S17RST复位线圈保持断开Y、M、S、T、C、D、V、Z18PLS上升沿微分线圈上升沿输出指令Y、M19PLF下降沿微分线圈下降沿输出指令Y、M20MC主控公共串联触点的连接M、Y21MCR主控复位公共串联触点的解除N22MPS进栈运算存储无操作数23MRD读栈存储读出无操作数24MPP出栈存储读出和复位无操作数25INV反（非）运算结果取反无操作数26NOP空操作清除程序或留出空间无操作数27END结束程序结束无操作数当条件满足时，系统能够当条件满

5、足时，系统能够从一从一“步步”转移到另一转移到另一“步步”，或者说从一种状态转移到另，或者说从一种状态转移到另一种状态一种状态。系统工艺过程顺序功能图SFC梯形图1)根据工艺流程画出顺序功能图(状态流程图）；2)根据状态转移图画出步进梯形图;3)根据步进梯形图编写出指令表。以以红红绿绿灯控制为例，其灯控制为例，其对应的顺序功能图如右图所对应的顺序功能图如右图所示。示。S0S0S9S9：初始状态专用初始状态专用S10S10S19S19：原点复位用原点复位用 S20S20S499S499：通用通用S500S500S899S899：停电保持用停电保持用S900S900S999S999：报警用报警用

6、针对顺序控制要求，针对顺序控制要求，PLCPLC提供了提供了顺序功能图顺序功能图（SFCSFC），又称），又称状状态转移图态转移图，由一系列，由一系列状态状态（用（用S S、M M表示）组成。系统提供表示）组成。系统提供S0S0S999S999共共10001000个状态供编程使用，其中：个状态供编程使用，其中：（三）顺序功能图（三）顺序功能图（状态转换图状态转换图）顺序功能图是一种通用的技术语言。主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（命令）组成。转换条件转换条件步步动作或命令动作或命令将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段每一步所完成的工作使系统由前级步进入下一步的信号称为转换条件

7、转换有向线段1、步、步 将系统的一个工作周期，按输出量的状态变化，划分为若干个顺序相连的阶段，每个阶段叫做步步。“步”用编程元件（如辅助存储器辅助存储器M M和状态继电器和状态继电器S S）表示。与系统的初始状态对应的步叫“初始步初始步”，用双线方框表示。当系统处于某一步的阶段时，该步处于活动状态，称该步处于“活动步活动步”。步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的非存储型动作被停止执行。、步是根据PLC输出量的状态划分的，只要系统的输出量状态发生变化，系统就从原来的步进入新的步。在每一步内PLC各输出量状态均保持不变，但是相邻两步输出量总的状态是不同的。3、转换条件的确定

8、、转换条件的确定 转换条件是使系统从当前步进入下一步的条件。常见的转换条件有按钮、行程开关、定时器和计数器的触点的动作（通/断）等。可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。4、有向线段、有向线段 用来表示步的活动状态和进展方向，从上到下和从左到右这两个方向上的箭头可以省略。其他方向上必须加上箭头用来注明步的进展方向。5、转换、转换 用与有向连线垂直的短划线表示，用来将相邻两步分隔开。6、动作（命令）、动作（命令）一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如下图所示。图中（a）表示一个步对

9、应一个动作；图（b）和（c）表示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。1、起保停电路设计法、起保停电路设计法2、以转换为中心设计法、以转换为中心设计法3、步进顺控指令设计法、步进顺控指令设计法（1）起-保-停电路的编程方法M1M2M3X1X2M1X1M2M3M2启保停设计法举例启保停设计法举例（2）以转换为中心的编程方法M1M2M3X1X2以转换为中心设计法举例以转换为中心设计法举例（3）使用步进梯形指令的编程方法）使用步进梯形指令的编程方法 FX系列PLC的步进梯形指令简称为STL指令，FX系列PLC还有一条使STL指令复位的RET指令。利用这两条指令，可以很方便地编制顺序控制梯形图程序。步

10、进梯形指令STL只有与状态继电器S配合才具有步进功能。S0S9用于初始步，S10S19用于自动返回原点。使用STL指令的状态继电器的常开触点称为STL触点，用符号 表示，没有常闭的STL触点。STL是利用内部软元件是利用内部软元件（状态（状态S）在顺控程序上进行在顺控程序上进行步进控制的指令。步进控制的指令。RET是用于是用于状态（状态（S）流程的结束，实现返回主程序流程的结束，实现返回主程序（母线）的指令。（母线）的指令。步进顺序控制指令步进顺序控制指令 FX 系列系列 PLC 提供了下面一对步进指令：提供了下面一对步进指令：步进顺序控制指令：步进顺序控制指令：步进顺序控制指令步进顺序控制指

11、令:梯形图表示梯形图表示步进指令的功能图表示步进指令的功能图表示 上述步进梯形图也可以用顺序功能图（状态转移图）表示：上述步进梯形图也可以用顺序功能图（状态转移图）表示：状态转移图中的每一步包含三个内容：状态转移图中的每一步包含三个内容：本步驱动的内容本步驱动的内容、转移条件转移条件、指令的转换目标指令的转换目标。转移条件转移条件功能图和梯形图的转换功能图和梯形图的转换 在将顺序功能图转换为步进梯形图时，应遵循在将顺序功能图转换为步进梯形图时，应遵循从左到右从左到右、从上到下从上到下的原则。注意步进梯形图应以的原则。注意步进梯形图应以RETRET指令结束。指令结束。转移条件转移条件例：功能图和

12、梯形图的转换功能图和梯形图的转换 用步进指令可以将顺序功能图转换为步进梯形图，也可用步进指令可以将顺序功能图转换为步进梯形图，也可以直接编写步进梯形图。对梯形图和顺序功能图应注意以下以直接编写步进梯形图。对梯形图和顺序功能图应注意以下几点：几点：状态编号不可重复使用。状态编号不可重复使用。如果状态触点接通，则与其相连的电路动作；如果状如果状态触点接通，则与其相连的电路动作；如果状态触点断开，则与其相连的电路停止工作。态触点断开，则与其相连的电路停止工作。在不同状态之间，允许对输出元件重复输出，但对同在不同状态之间，允许对输出元件重复输出，但对同一状态内不允许双重输出。一状态内不允许双重输出。使

13、用注意事项1.1.状态的动作与输出的重复使用状态的动作与输出的重复使用步进控制指令的使用步进控制指令的使用 定时器线圈与输出线圈一样，也可对在不同状态的同一软定时器线圈与输出线圈一样，也可对在不同状态的同一软元件编程，但在相邻的状态中不能编程。如果在相邻状态下编元件编程，但在相邻的状态中不能编程。如果在相邻状态下编程，则工序转移时定时器线圈不能断开，定时器当前值不能复程，则工序转移时定时器线圈不能断开，定时器当前值不能复位。位。2.2.定时器的重复使用定时器的重复使用步进控制指令的使用步进控制指令的使用 3.3.输出的互锁输出的互锁 在状态转移过程中，由于在瞬间（在状态转移过程中，由于在瞬间（

14、1 1个扫描周期），两个个扫描周期），两个相邻的状态几乎会同时接通，因此为了避免不能同时接通的一相邻的状态几乎会同时接通，因此为了避免不能同时接通的一对输出同时接通，必须设置外部硬接线互锁或软件互锁。对输出同时接通，必须设置外部硬接线互锁或软件互锁。步进控制指令的使用步进控制指令的使用 如右图所示，在状态内如右图所示，在状态内的母线将的母线将LDLD或或LDILDI指令写入后，指令写入后，对不需要触点的驱动就不能对不需要触点的驱动就不能再编程，需要按下图方式进再编程，需要按下图方式进行变换。行变换。4.4.输出的驱动方法输出的驱动方法或步进控制指令的使用步进控制指令的使用 OUT指令与指令与S

15、ET指令对指令对于于STL指令后的状态具有同指令后的状态具有同样的功能，都将原来的状态样的功能，都将原来的状态自动复位。此外，还有自保自动复位。此外，还有自保持 功 能。但 是，在 使 用持 功 能。但 是，在 使 用OUT指令时，用于向状态指令时，用于向状态转移图中的分离状态转移。转移图中的分离状态转移。5.5.状态的转移方法状态的转移方法步进控制指令的使用步进控制指令的使用步进控制指令的使用步进控制指令的使用6 6、栈指令的位置、栈指令的位置 不能在STL内的母线处直接使用栈指令（MPS/MRD/MPP），须在LD或LDI指令后使用栈指令。步进控制指令的使用步进控制指令的使用7 7、初始状

16、态用双线框表示初始状态用双线框表示通常用特殊辅助继电器M8002的常开触点提供初始信号。其作用是为启动作好准备，防止运行中的误操作引起的再次启动。8 8、在步进控制中，不能用、在步进控制中，不能用MCMC指令指令。9 9、S S要有步进功能，必须要用置位指令要有步进功能，必须要用置位指令（SET），才能提供步进接点，同时还可提供普通接点。1010、采用应用指令ZRST进行状态的区间复位区间复位。三、顺序功能图的类型三、顺序功能图的类型 一、单流程结构一、单流程结构二、选择分支流程结构二、选择分支流程结构三、并行分支流程结构三、并行分支流程结构四、跳转流程结构四、跳转流程结构五、重复流程结构五、

17、重复流程结构（一）、单流程结构（一）、单流程结构 如红绿灯控制程序，虽然是循如红绿灯控制程序，虽然是循环控制，但都以一定顺序逐步执行环控制，但都以一定顺序逐步执行且没有分支，所以属于单一顺序流且没有分支，所以属于单一顺序流程。程。图中在图中在S21执行完后即结束。执行完后即结束。在 步 进 阶 梯 图 中，以 复 位在 步 进 阶 梯 图 中，以 复 位（RST）正在执行的步阶来结束步）正在执行的步阶来结束步进动作。进动作。从头到尾只有一条路可走，称为单流程结构。从头到尾只有一条路可走，称为单流程结构。液压进给装置运动控制液压进给装置运动控制X0X1X2Y0NOOFFOFFY1X3液压油缸液压

18、油缸X1M2Y1X2M3Y0X3M1Y0M4Y1 进给装置顺序动作要求初始状态：活塞杆置右端，开关初始状态：活塞杆置右端，开关X2为为ON,辅助继电器辅助继电器M0为为ON。1.按下启动按钮按下启动按钮X3，Y0、M1为为ON，左行。，左行。2.碰到限位开关碰到限位开关X1时，时，M2、Y1为为ON，右行。，右行。3.碰到限位开关碰到限位开关X2时，时，M3、Y0为为ON，左行。，左行。4.碰到限位开关碰到限位开关X0时，时，M4、Y1为为ON，右行。，右行。5.碰到限位开关碰到限位开关X2时，停止。时，停止。X1M2Y1X2M3Y0X3M1Y0M4Y1X2停停左行1示意X0X1X2Y0OFF

19、ONOFFX3输出点输出点Y0有效，活塞杆向有效，活塞杆向左左运行到限位开关运行到限位开关X1右行1示意X0X1X2Y1ONOFFOFFX3输出点输出点Y1有效，活塞杆向有效，活塞杆向右右运行到限位开关运行到限位开关X2左行2示意X0X1X2Y0OFFONOFFX3输出点输出点Y0有效，活塞杆向有效，活塞杆向左左运行到限位开关运行到限位开关X0右行2示意X0X1X2Y1ONOFFOFFX3输出点输出点Y1有效，活塞杆向有效，活塞杆向右右运行到限位开关运行到限位开关X2l进给装置顺序动作要求进给装置顺序动作要求X1M2Y1X2M3Y0X3M1Y0X0M4Y1X2停停M8002M1M2M3M4X3

20、X1X2X0X2Y0Y1Y0Y1左行左行1右行右行1右行右行2左行左行2M0初始步初始步起动起动转为梯形图M0M4X2M0M1初始初始M0X3M1M2M1X1M2M3M2X2M3M4M3X0M4M0M1M3M2M4M8002M1左行左行1M3左行左行2Y0左行左行M2右行右行1Y1右行右行M4右行右行2M8002M1M2M3M4X3X1X2X0X2Y0Y1Y0Y1左行右行右行左行M0初始步起动步进顺控指令设计法单流程循环练习单流程循环练习l某机械手的动作如下：I/O分配分配输入I输出OX0启动Y1下降X1下限位Y2上升X2上限位Y3右移X3右限位Y4左移X4左限位Y5夹紧/松开X5复位X6循环

21、步进梯形图步进梯形图指令表指令表 当当S0之行后，若之行后，若X1先有效，则跳到先有效，则跳到S21执行，此后即使执行，此后即使X2有效，有效，S22也无也无法执行。之后若法执行。之后若X3有效，则脱离有效，则脱离S21而而跳到跳到S23执行，当执行，当X5有效后，则结束流有效后，则结束流程。程。（二）、选择分支与汇合流程（二）、选择分支与汇合流程 当当S0之行后，若之行后，若X2先有效，则跳到先有效，则跳到S22执行，此后即使执行，此后即使X1有效，有效，S21也无也无法执行。法执行。若有多条路径，而只能选择其中一若有多条路径，而只能选择其中一条路径来执行，这种分支方式称为选择条路径来执行，

22、这种分支方式称为选择分支。分支。当转移条件满足时，同时执行几个分支，当所有分支都执行结束后，若转移条件满足，再转向汇合状态。例：例：选择分支与汇合选择分支与汇合SFC、梯形图、指令表、梯形图、指令表编程实例二：编程实例二：自动门控制系统自动门控制系统X0X0X1X1X1X1X2X2X2X2X4X4X4X4X5X5 X5X5 人靠近自动门时，感应器X0为ON，Y0驱动电动机高速开门；碰到开门减速开关X1时，变为低速开门；碰到开门极限开关X2时电动机停转，开始延时。若在0.5s内感应器检测到无人，Y2起动电动机高速关门；碰到关门减速开关X4时，改为低速关门；碰到关门极限开关X5时电动机停转。在关门

23、期间若感应器检测到有人，停止关门，T1延时0.5s后自动转换为高速开门。：（1）SFCM8002M1Y0高速开门M0初始步M2Y1减速开门X0 有人X1 减速位置M3T0定时0.5sX2 全开M4Y2高速关门T0 0.5s后M5Y3减速关门X4 减速位置X4 全关M6T1定时0.5sT1 0.5s后X0 有人方法1.起保停电路设计法方法2.以转换为中心的编程方法方法3.步进顺控指令设计法选择分支与汇合练习选择分支与汇合练习1、大小球分捡传送装置、大小球分捡传送装置大小球的选择传送控制大小球的选择传送控制 选择分支与汇合选择分支与汇合2、I/O接线图接线图3、状态转移图与指令表、状态转移图与指令

24、表 当当S0执行后，若执行后，若X1有效，则有效，则S20及及S21同时执行。同时执行。若有多条路径，且必须同时若有多条路径，且必须同时执行，这种分支的方式称为并进执行，这种分支的方式称为并进分支流程。分支流程。当当S22及及S23都已执行后，若都已执行后，若X4有效，则脱离有效，则脱离S22及及S23而跳到而跳到S24执行，程序结束。执行，程序结束。当左边路径已执行到当左边路径已执行到S22，而右边尚停留在而右边尚停留在S21时，即使时，即使X4有效，也不会跳到有效，也不会跳到S24执行。执行。（三）、并行分支与汇合流程（三）、并行分支与汇合流程STLS20OUT Y0 LDX0SETS21

25、 SET S31STLS21OUT Y1 LDX1SETS22 STLS22OUT Y2STLS31 OUT Y10 STLS22STLS31 LDX10SETS40STLS40OUT Y20LDX11例：例：并行分支与汇合并行分支与汇合SFC、梯形图、指令表、梯形图、指令表编程实例三编程实例三 人行道交通灯控制人行道交通灯控制一、动作流程：二、控制要求：1、当按下按钮X0时，信号灯按图示流程动作；2、当按下停止按钮X1时，停止输出。交通灯按双流程步进控制编程（并行分支与汇合）并行分支与汇合顺序练习十字路口交通灯一个周期120S，南北和东西同时工作。050S，南北绿、东西红；5060S，南北黄

26、、东西红；60110S，南北红、东西绿；110120S，南北红、东西黄。东北南西输入输出输入继电器输入元件功能作用输出继电器输出元件控制对象X0SB1运行开关Y0HL0南北绿Y1HL1南北黄Y2HL2南北红Y3HL3东西红Y4HL4东西绿Y5HL5东西黄南北信号灯南北信号灯东西信号灯东西信号灯绿绿黄黄红红50S10S50S10SY0Y1Y2Y3Y4Y5SET S0STLSET S20SET S30K500STLY0S21SETT0T0S20STLY3S31SETT3T3S30STLY1S22SETT1T1S21STLY4S32SETT4T4S31K600K100K500STLY2T2S22K6

27、00STLY5T5S32K100STLSTLSET S0RETENDM8002X0S0S22S32T2 T5初始化并行分支南北绿灯东西红灯南北黄灯东西绿灯南北红灯东西黄灯并行汇合返回结束039141722253033384146515758S0S20Y0T0K500S21Y1T1K100S22Y2T2K600S30Y3T3K600S31Y4T4K500S32Y5T5K100T5T1T2T0T3T4M8002绿黄红红绿黄1、顺序状态转移用置位指令SET，不连续转移时，可用OUT指令进行状态转移；2、用SETY指令，则Y的结果就要保持。因此Y用OUT指令。X0Y0Y1Y2Y3Y4Y5COMCOMH

28、L0HL1HL2HL3HL4HL5绿绿黄红红黄南南 北北东东 西西FU1FU2220VSB1NLX0 SFC程序由初始状态开始，故初始状态必须激程序由初始状态开始，故初始状态必须激活，而激活的通用方法是利用一段梯形图程序，且活，而激活的通用方法是利用一段梯形图程序，且这一段梯形图程序必须放在这一段梯形图程序必须放在SFC程序的开头部分。程序的开头部分。5、转换条件的编辑 赛杰综合实训考核设备简介赛杰综合实训考核设备简介（一）圆形容器送料模块（一）圆形容器送料模块（二）变频器调速输送带及检测模块（二）变频器调速输送带及检测模块（三）挡料模块（三）挡料模块（四）吸盘式龙门机械手模块（四）吸盘式龙门机械手模块（五）翻转机械手模块（五）翻转机械手模块（六）双容水箱模块（六）双容水箱模块双容水箱模块实训意义双容水箱模块实训意义