状态转移图的画法9-29PLC

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状态转移图及步进指令

软元件号名称功能和用途可编程控制器在运行过程中，需要一直接通的继电器。可作为驱动的程序的输入条件或作为可编程控制器运行状态的显示来使用在可编程控制器由STOP→RUN时，仅在瞬间（一个扫描周期）接通的继电器，用于程序的初始设定或初始状态的复位驱动该继电器，则禁止在所有状态之间转移。然而，即使在禁止状态转移下，由于状态内的程序仍然动作，因此，输出线圈等不会自动断开。任一状态接通时，M8046自动接通。用于避免与其他流程同时启动或用作工序的动作标志。驱动该继电器，则编程功能可自动读出正在动作中的状态并加以显示。详细事项请参考各外围设备的手册。
解：控制程序如图5.18 ，PLC由STOP→RUN时，初始脉冲辅助继电器M8002令S0置位（S0＝ON） S0～S9用作初始状态
图5.18 台车运动的控制程序
5.4.2 跳转与重复状态编程
向下面的状态直接转移或向系列外的状态转移称为跳转，向上面的状态转移则称为重复或循环，见图5.19所示
图5.6 MPS/MRD/MPP指令的位置
(3) 状态的转移方法
OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态（S）具有同样的功能，都将自动复位转移源（见图5.7），此外，还有自保持功能。但是使用OUT指令时，在STL图中用于向分离的状态转移
图5.7 状态的转移方法
(4) 转移条件回路中不能使用的指令
步与步（状态与状态）之间用有向线段来连接，如果进行方向是从上到下或从左到右，则线段上的箭头可以不画，状态转移图中，会发生步的活动状态的进展，该进展按有向连续规定的线路进行，这种进展是由转换条件的实现来完成的转换的符号是一条短划线，它与步间的有向连接线段相垂直。在短划线旁可用文字语言、布尔表达式或图形符号标注转换条件

PLC状态转移图程序设(1)

动画演示
S24
T5
T5
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பைடு நூலகம்
1 6
可编程控制器及应用
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1 7
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可编程控制器及应用
4.自动小车的步进梯形图 5.自动小车的指令程序表
图4 自动小车的步进梯形图
图5 自动小车的指令程序表
5
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可编程控制器及应用
二、研究与扩展：单流程的步进顺控设计法
1.单流程顺控结构

一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为状态或者步。状态与状态之间由转换条件分隔。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现状态转换。所谓单流程，是指状态转移只可能有一种顺序。像自动小车的控制过程就只有一种顺序： S0→S20→S21→S22→S23→S0，没有其他可能，所以叫单流程顺控结构
M8002
三、应用拓展
S0
X0启动开关
S20
T0
Y0 T0
“欢” K30
S21
Y1 T1 Y2 T2 T3
“迎” K30 “您” K30 K10
一组彩灯由“欢迎您”三个字组成要求三个字依次各亮3 秒，全熄1秒再全亮3秒，再全熄1 秒，重复循环上述过程。
T1
S22
T2
S23
T3
S24
T4
Y0 Y1 Y2 T4 K30 K10
1 1

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可编程控制器及应用
②RET：梯形图符号为

状态转移图

(2) 自动复位功能用STL指令时，新的状态器S被置位，前一个状态器S将自动复位 OUT指令和SET指令都能使转移源自动复位，另外还具有停电自保持功能 OUT指令在状态转移图中只用于向分离的状态转移，而不是向相邻的状态转移状态转移源自动复位须将状态转移电路设置在STL 回路中，否则原状态不会自动复位 (3) 驱动功能 (4) 步进复位指令RET功能
SET S24 OUT S0 STL S24 OUT Y004 OUT T3 K 100 LD T3 SET S2 图5.4 运料小车控制编程 (a)步进梯形图 (b)指令程序（b）
5.2.2 步进指令 1. 指令定义及应用对象
表5.1 步进指令的定义与应用对象
【例5-1】运料小车的控制
控制要求：图5.2中料车处于原点，下限位开关LS1被压合，料斗门关上，原点指示灯亮当选择开关SA闭合，按下启动按钮SB1料斗门打开，时间为8s，给料车装料装料结束，料斗门关上，延时1s后料车上升，直至压合上限位开关LS2后停止，延时1s之后卸料10s，料车复位并下降至原点，压合LS1后停止当开关SA断开，料车工作一个循环后停止在原位，指示灯亮按下停车按钮SB2后则立即停止运行
在M0接通S50之后（见图5.13）,转移条件M1（B触点）即刻开路，在S50接通的同时，不向S51 图5.13 利用同一种信号的状态转移转移。在M0再次接通的情况下，向S51转移
构成转移条件的限位开关X030在转动之后使工序进行一次转移，转移到下一工序，见图5.14。这种场合，将转移条件脉冲化，见图5.15所示。S30首次动作，虽然X030动作，M101动作，但通过自锁脉冲Ｍ100使不产生转移，当X030再次动作，则M100不动作，M101 动作，则状态从S30转到S31

PLC 状态转移图及编程方法

1．程序设计前的准备工作
• 程序设计前的准备工作大致可分为3个方面： • 1）了解系统概况，形成整体概念这一步的工作主要是通过系统设计方案和软件规格说明书了解控制系统的全部功能、控制规模、控制方式、输入输出信号种类和数量、是否有特殊功能接口、与其他设备的关系、通信内容与方式等。没有对整个控制系统的全面了解，就不能对各种控制设备之间的关联有真正的理解，闭门造车和想当然地编程序，编出的程序到现场去运行，肯定问题百出，不能使用。
流程图
5.1 状态转移图及状态功能
引例: 如图所示
SB(X0)
启动
前进(Y1) 后退(Y2)
M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M MM M MM
SQ2(X意图
5.1 状态转移图及状态功能
第5章状态转移图及编程方法
5.1 状态转移图及状态功能 5.2 单流程状态转移图的编程 5.3 选择性分支与汇合的编程 5.4 并行分支与汇合的编程 5.5 编程实例 5.6 逻辑设计法
PLC程序设计步骤
• 根据可编程序控制器系统硬件结构和生产工艺要求，在软件规格说明书的基础上，用相应的编程语言指令，编制实际应用程序并形成程序说明书的过程就是程序设计。 • PLC程序设计一般分为以下几个步骤： • 程序设计前的准备工作。 • 程序框图设计。 • 程序测试。 • 编写程序说明书。
某生产过程的控制工艺要求如下：
(1) 按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰
到限位开关SQ1后，台车电机M反转，台车后退。
(2) 台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，台车停车，停5 s，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。 (3) 当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止(或者继续下一个循环)。

状态转移图

Date: 3/12/2012
Page: 45
功能分析：
① 系统由5个流程组成：复位流程，清除残余工件；工件补充流程，根据有无工件控制传送带的启停；冲孔流程，根据冲孔位置有无工件控制冲孔机是否实施冲孔加工；测孔流程，检测孔加工是否合格，由此判断工件的处理方式；搬运流程，将合格工件送入包装箱。 ②因为只有一个放在工件补充位置的PH0来侦测工件的有无，而另 PH0 外的钻孔、测孔及搬运位置并没有其他传感装置，那么应如何得知相应位置有无工件呢？本题所使用的方式是为工件补充、钻孔、测孔及搬运设置4个标志，即M10-M13。当PH0侦测到传送带送来的工件时，则设 10PH0 定 M10 为1，当转盘转动后，用左移指令将 M10-M13 左移一个位元，亦即 10M11 为1,钻孔机因此标志为1而动作。其他依此类推，测孔机依标志 M12 动作、包装搬运依M13动作。
Date: 3/12/2012
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或
Date: 3/12/2012
Page: 15
四、步进指令的表示及其动作
1.步进指令的顺序功能图表示及其动作
Date: 3/12/2012
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2.步进指令的梯形图表示及其动作
Date: 3/12/2012
Page: 17
第二节顺序功能图的类型
本节讲解… 本节讲解一、单流程结构二、选择分支流程结构三、并进分支流程结构四、跳转流程结构五、重复流程结构
Date: 3/12/2012
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一、单流程结构
从头到尾只有一条路可走，称为单流程结构。
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且没有分支，所以属于单一顺序流程。图中在S21执行完后即结束。在步进阶梯图中，以复位 RST）（RST）正在执行的步阶来结束步进动作。

三菱plc基本逻辑指令状态转移图

只可以利用其触点。
● 线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制，其线圈得电
后，PLC作出特定动作。
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型1）
M8000 （M8001） ----运行监视用特殊辅助继电器
PLC运行时M8000得电（M8001断电），PLC停止时M8000失电（M8001得电）
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型2）
M8022 ---- 进位标志
M8029 ---- 指令执行完毕标志 M8046 ---- STL状态置1
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型6）
M8246 ---- C246 减计数监视 M8247 ---- C247 减计数监视 M8249 ---- C249 减计数监视 M8251 ---- C251 减计数监视 M8252 ---- C252 减计数监视 M8254 ---- C254 减计数监视
最大负载
开路漏电流响应时间电路隔离输出状态显示
感性负载 12W/DC24V 灯负载 15W/DC24V 0.1mA以下 <0.2ms 大电流OFF时<0.4ms 光电耦合器隔离输出ON时LED亮
FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标③）
------晶闸管输出 (S) 外部电源 AC85~240V
M496～
M511
M384～
M511
M384～ M384～
M500～
M3071
注：也可通过程序设定，将它们变为通用辅助继电器
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（M8000～M8255）
●特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器通常可分为两类：触点型和线圈型
● 触点型特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用户

状态转移图及步进指令

(2) MPS/MRD/MPP指令的位置在状态内，不能直接从STL内母线中直接使用 MPS/MRD/MPP指令（见图5.6），而应在LD或LDI 指令以后编制程序
图5.6 MPS/MRD/MPP指令的位置
(3) 状态的转移方法
OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态（S）具有同样的功能，都将自动复位转移源（见图5.7），此外，还有自保持功能。但是使用OUT指令时，在STL图中用于向分离的状态转移
OUT T1 K 10 LD T1 SET S22 LD X001 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001
LD X004 SET S23 LD X001 OUT S0
（a）
STL S23 OUT T2 K 10 LD T2 SET S24 LD X001 OUT S0 STL S24 OUT Y004 OUT T3
第四章状态转移图及步进指令
5.1 状态转移图 5.2 步进梯形图及步进指令
5.2.1 步进梯形图 5.2.2 步进指令
5.3 步进梯形图指令编程基本方法 5.4 状态转移图常见流程状态得编程
5.4.1 单流程状态编程 5.4.2 跳转与重复状态编程 5.4.3 选择分支与汇合状态编程 5.4.4 并行分支与汇合状态 5.4.5 分支与汇合得组合
(3) 驱动功能
(4) 步进复位指令RET功能
5.3 步进梯形图指令编程基本方法
(1) 输出的驱动方法
如图5.5所示，从状态内的母线，一旦写入LD或 LDI指令后，对不需要触点的指令就不能再编程。需要按下图的方法改变这样的回路
（a）
（b）
（c）
图5.5 输出的驱动
（a）错误的驱动方法；（b）正确的驱动方法；（c）正确的驱动方法

（一）状态转移图（SFC）_电气控制与PLC应用（三菱FX系列）_[共2页]

电气控制与PLC应用（三菱FX系列）
图8-1 十字路口交通灯示意图图8-2 十字路口交通灯时序图
二、相关知识
（一）状态转移图（SFC）
1．状态转移图
状态转移图也称功能图。

一个控制过程可以分为若干个阶
段，这些阶段称为状态。

状态与状态之间由转换分隔。

相邻的
状态具有不同的动作。

当相邻两状态之间的转换条件得到满足
时，就实现转换，即上面状态的动作结束而下一状态的动作开
始，可用状态转移图描述控制系统的控制过程，状态转移图具
有直观、简单的特点，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工
具。

状态器软元件是构成状态转移图的基本元件。

FX2N系列
PLC有状态器1000点（S0～S999）。

FX2N系列PLC内部的状态
继电器从S0～S999共1000点，都用十进制表示。

（1）初始状态器：S0～S9，10点。

（2）通用状态器：S20～S499，480点。

（3）保持状态器：S500～S899，400点。

（4）诊断、报警用状态继电器：S900～S999，100点。

图8-4是一个简单状态转移图实例。

状态器用框图表示。

框内是状态器元件号，状态器之间用有向线段连接。

其中从
上到下、从左到右的箭头可以省去不画，有向线段上的垂直
短线和它旁边标注的文字符号或逻辑表达式表示状态转移
条件。

旁边的线圈等是输出信号。

图8-3 十字路口交通灯工作流程图。

PLC状态转移图、步进指令与基本方法

PLC状态转移图、步进指令和基本方法
OUT T1 K 10 LD T1 SET S22 LD X001 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001
LD X004 SET S23 LD X001 OUT S0
（a）
STL S23 OUT T2 K 10 LD T2 SET S24 LD X001 OUT S0 STL S24 OUT Y004 OUT T3
LD X001 OUT S0 RET END
（b）
5.2.2 步进指令
1. 指令定义及应用对象
表5.1 步进指令的定义与应用对象
指令符
名称
指令意义
STL
步进指令
在顺控程序上面进行工序步进型控制的指令
RET
步进复位指令表示状态流程的结束，返回主程序（母线）的指令
2. 指令功能及说明 (1)主控功能
PLC状态转移图、步进指令和基本方法
状态转移图表示法
图5.1 状态转移图表示法
PLC状态转移图、步进指令和基本方法
状态转移图的画法
➢在状态转移图中，用矩形框来表示“步”或“状态”，方框中用状态器S及其编号表示
➢与控制过程的初始情况相对应的状态称为初始状态，每个状态的转移图应有一个初始状态，初始状态用双线框来表示。与步相关的动作或命令用与步相连的梯形图符来表示。当某步激活时，相应动作或命令被执行。一个活动步可以有一个或几个动作或命令被执行
➢步与步（状态与状态）之间用有向线段来连接，如果进行方向是从上到下或从左到右，则线段上的箭头可以不画，状态转移图中，会发生步的活动状态的进展，该进展按有向连续规定的线路进行，这种进展是由转换条件的实现来完成的
➢转换的符号是一条短划线，它与步间的有向连接线段相垂直。在短划线旁可用文字语言、布尔表达式或图形符号标注转换条件

机床电气控制与PLC顺序控制系统状态转移图SFC

5)负载的驱动、状态转移条件可能为多个元件的逻辑组合，视具体情况，按串、并联关系处理，不能遗漏。如下图 (a)所示。 6)顺序状态转移用置位指令SET。若顺序不连续转移，不能使用SET指令进行状态转移，应改用OUT指令进行状态转移。如下图 (b)所示。
7)在STL与RET指令之间不能使用 MC、MCR指令。 8)初始状态可由其他状态驱动，但运行开始必须用其他方法预先做好驱动，否则状态流程不可能向下进行。一般用系统的初始条件，若无初始条件，可用 M8002(PLC从STOP→RUN切换时的初始脉冲)进行驱动。
2)对每个工序分配状态元件，说明每个状态的功
能与作用，转移条件。如下表所示
根据表可绘出状态转移图如图所示。图中初始状态so要用双框，驱功so的电路要在对应的状念梯形图中的开始处绘出。SFC图和状态梯形图结束时要使用RET和END。
上图可以看出，状态转移图具有以下特点： ①SFC将复杂的任务或过程分解成了若干个工序(状态)。无论多么复杂的过程均能分化为小的工序，有利于程序的结构化设计。 ②相对某一个具体的工序来说，控制任务实现了简化，并给局部程序的编写带来了方便。 ③整体程序是局部程序的综合．只要弄清各工序成立的条件、工序转移的条件和转移的方向，就可以进行这类图形的设计。 ④SFC容易理解，可读性强，能清晰地反映全部控制工艺过程。
2）步进指令的使用 ①步进接点在状态梯形图中与左母线相连，具有主控制功能，STL右侧产生的新母线上的接点要用LD或LDI指令开始。RST指令可以在一系列的 STL指令最后安排返回，也可以在一系列的STL指令中需要中断返回主程序逻辑时使用。 ②当步进接点接通时，其后面的电路才能按逻辑动作。如果步进接点断开，则后面的电路全部断开，相当于该段程序跳过。若需要保持输出结果，可用SET和RST指令。 ③可以在步进接点内处理的顺控指令如下表所示。

状态转移图及编程方法

第6章状态转移图及编程方法教学目的及要求：通过教学，使学生明确状态的功能和状态转移图所表示的顺序控制过程，熟练掌握选择性分支与汇合、并行性分支与汇合的应用，掌握顺控系统设计的方法和技能。

教学方式：理论讲解、例题讲解。

演示操作：利用FX2N-64MR PLC实现对自动送料小车的控制。

重点难点：掌握单流程状态图的编程、选择性及并行性分支与汇合的编程。

问题的提出：状态转移图是使用什么语言编程，它与梯形图语言有什么区别。

6.1 状态转移图及状态的功能6.1.1 状态转移图用梯形图或指令表方式编程固然广为电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制系统，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行。

另外，在梯形图上如果不加注释，这种梯形图的可读性也会大大降低。

为了解决这个问题，近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了符合IEC1131—3标准的SFC（Sequential Function Chart）语言，用于编制复杂的顺控程序。

IEC1131—3中定义的SFC语言是一种通用的流程图语言。

三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令（STL，意为Step Ladder；RET，意为返回），同时辅之以大量状态元件，就可以使用状态转移图方式编程。

称为“状态”的软元件是构成状态转移图的基本元素。

FX2N共有1000个状态元件，其分类、编号、数量及用途如表6-1所示。

表6-1 FX2N的状态元件a状态的编号必须在指定范围选择。

b各状态元件的触点，在PLC内部可自由使用，次数不限。

c在不用步进顺控指令时，状态元件可作为辅助继电器在程序中使用。

d通过参数设置，可改变一般状态元件和掉电保持状态元件的地址分配。

6.1.2 FX2N系列PLC的步进顺控指令FX2N系列PLC的步进指令有两条：步进接点指令STL和步进返回指令RET。

1、STL：步进接点指令（梯形图符号为）STL指令的意义为激活某个状态。

状态转移图

(2) 自动复位功能用STL指令时，新的状态器S被置位，前一个状态器S将自动复位 OUT指令和SET指令都能使转移源自动复位，另外还具有停电自保持功能 OUT指令在状态转移图中只用于向分离的状态转移，而不是向相邻的状态转移状态转移源自动复位须将状态转移电路设置在STL 回路中，否则原状态不会自动复位 (3) 驱动功能 (4) 步进复位指令RET功能
指令符 STL RET 名称步进指令步进复位指令指令意义在顺控程序上面进行工序步进型控制的指令表示状态流程的结束，返回主程序（母线）的指令
2. 指令功能及说明 (1)主控功能
STL指令仅仅对状态器S有效
STL指令将状态器S的触点与主母线相连并提供主控功能
使用STL指令后，触点的右侧起点处要使用LD (LDI) 指令，步进复位指令RET使LD点返回主母线
状态转移图表示法
图5.1 状态转移图表示法
状态转移图的画法
在状态转移图中，用矩形框来表示“步”或“状态”，方框中用状态器S及其编号表示与控制过程的初始情况相对应的状态称为初始状态，每个状态的转移图应有一个初始状态，初始状态用双线框来表示。与步相关的动作或命令用与步相连的梯形图符来表示。当某步激活时，相应动作或命令被执行。一个活动步可以有一个或几个动作或命令被执行
5.5 状态转移图及步进指令的应用实例
5.1 状态转图
状态转移图（SFC, Sequential Function Chart）是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是基于状态（工序）的流程以机械控制的流程来表示： FX2N系列PLC共有状态器S0～S999 S0～S9为初始状态 S10～S499为普通型 S10～S19在功能指令（FNC60）IST的使用中被用作回零状态器 S500～S899为断电保持型 S900～S999为信号报警型

PLC状态转换图及步进指令简介

第二章三菱PLC的系统配置与指令系统
状态转换图及步进指令
第三节状态转移图及步进指令
• 状态转移图 • SFC的基本结构 • 步进指令 • 步进指令的应用
1、定义 2、组成 3、特点
状态转移图
状态转移图（SFC）
1、定义：把一个控制过程分成若干个阶段，或若干个状态，不同的状态具有不同的动作，当满足一定的状态转移条件时，就从一种状态转到另一种状态，按这种思想设计的编制图形程序，称状态转移图，或顺序功能图（SFC）
步进指令的应用
例1：图中的小车一个周期
内的运动由图中的4段组成，分别对应于S0（初始步），S21~S24所代表的4步。假设：小车位于原点（最左端），X0闭合，系统处于初始步，S0为“1”状态；按下起动按钮X4，步 S0 S21的转换条件满足，系统由初始步转换到步 S21。
步进指令的应用
➢ 动作是状态框旁边的输出信号，一步可以有几个动作，并不表示动作间的任何顺序，当系统正处于某一步时，该步称活动步。
状态转移图（SFC）
3、SFC的特点： ➢ 当从一个状态转移到另一个状态，前一个状态自
动复位
➢ 如要保持前一状态的输出，必须在状态激活时，用SET指令置位，然后在需要复位时，在以后的状态中用RST指令复位。
➢在复杂的控制系统中，用SFC编程变得容易而清晰。
➢SFC强调的是控制过程中的各个状态及实现各状态的条件。
状态转移图（SFC）
2、 SFC的组成：步、有向连线、转换、转换条件和动作
➢ 步是用矩形方框表示，框内是该步的编号（ ①可用数字表示该步编号， ②也可用该步的编程元件的元件号作为该步编号）
步进指令
• SFC与梯形图的转换 1、除初始状态元件（S0~9）外，一般状态元件必