ch3状态转移图与状态梯形图
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第七章 状态转移图与步进梯形指令
装卸小车运动控 制要求：
➢ 按下启动按钮，小车底门关闭 ，小车从起始位置（向前运 动（Y000接通。
➢ 小车到达最前端位置，停止，漏斗翻门打开，货物通过漏 斗卸下。
➢ 7s后自动关闭漏斗翻门，小车向后运动。 ➢ 至后限位开关位置，小车停止，小车底门打开，将小车中
货物卸下；5s后自动关闭小车翻门（Y003断开）。 ➢ 分单次运行和连续运行两种运行方式。
2.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。
3.顺序功能图的绘制
分析被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求，根据 以上要求按照规范画出顺序功能图。绘制顺序功能图是顺序 控制设计法中最为关键的一步。
4.梯形图的绘制
六、设计顺序功能图的注意事项
➢ 状态器编号不能重复使用。 ➢ 两个步之间必须有转换条件，如果没有，则应当将这两步
合成一步、或者将转换条件写为1，表示转换条件总是满 足。即两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们 隔开。 ➢ 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。 ➢ 从生产实际考虑，初始步是必不可少的，否则系统没有停 止状态。只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步 才有可能变成活动步。PLC开始进入RUN方式时各步均处 于“0”状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为 活动步，否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无 法工作。 ➢ 状态转移过程中，在一个扫描周期内两种状态同时接通， 相应的程序上应设置互锁。
➢ ③再依总的控制顺序要求， 将这些状态联系起来，形 成状态转移图。
➢ ④进而编制梯形图程序。
小车运动顺序控制状态转移图
如上图小车顺序运动控制中，S0表示初始状态，S20～ S23分别代表工序一至工序四的状态，其顺序控制工作过程 如下：
➢ 按下启动按钮，小车底门关闭 ，小车从起始位置（向前运 动（Y000接通。
➢ 小车到达最前端位置，停止，漏斗翻门打开，货物通过漏 斗卸下。
➢ 7s后自动关闭漏斗翻门，小车向后运动。 ➢ 至后限位开关位置，小车停止，小车底门打开，将小车中
货物卸下；5s后自动关闭小车翻门（Y003断开）。 ➢ 分单次运行和连续运行两种运行方式。
2.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。
3.顺序功能图的绘制
分析被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求，根据 以上要求按照规范画出顺序功能图。绘制顺序功能图是顺序 控制设计法中最为关键的一步。
4.梯形图的绘制
六、设计顺序功能图的注意事项
➢ 状态器编号不能重复使用。 ➢ 两个步之间必须有转换条件，如果没有，则应当将这两步
合成一步、或者将转换条件写为1，表示转换条件总是满 足。即两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们 隔开。 ➢ 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。 ➢ 从生产实际考虑，初始步是必不可少的，否则系统没有停 止状态。只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步 才有可能变成活动步。PLC开始进入RUN方式时各步均处 于“0”状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为 活动步，否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无 法工作。 ➢ 状态转移过程中，在一个扫描周期内两种状态同时接通， 相应的程序上应设置互锁。
➢ ③再依总的控制顺序要求， 将这些状态联系起来，形 成状态转移图。
➢ ④进而编制梯形图程序。
小车运动顺序控制状态转移图
如上图小车顺序运动控制中，S0表示初始状态，S20～ S23分别代表工序一至工序四的状态，其顺序控制工作过程 如下：
状态转移图及步进指令
2020/3/31
【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
2020/3/31
图5.2 运料小车的控制
2020/3/31
运料小车控制状态转移图
2020/3/31
2020/3/31
图5.3 运料小车控制状态转移图
5.2 步进梯形图及步进指令
5.2.1 步进梯形图 ➢图5.4是将图5.3的状态转移图（SFC图）改画成步 进梯形图（STL图）及对其编程的例子 ➢STL图是以继电器梯形图的风格来表示
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
顺序控制程序
教学要求：本章要求学生熟练掌握FX2N的步进指令和状态转移 图的功能、应用范围和使用方法。重点让学生掌握步进指令和状态
转移图编程的规则、步骤与编程方法，并能编写一些工程控制程序 2020/3/31
第四章 状态转移图及步进指令
【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
2020/3/31
图5.2 运料小车的控制
2020/3/31
运料小车控制状态转移图
2020/3/31
2020/3/31
图5.3 运料小车控制状态转移图
5.2 步进梯形图及步进指令
5.2.1 步进梯形图 ➢图5.4是将图5.3的状态转移图（SFC图）改画成步 进梯形图（STL图）及对其编程的例子 ➢STL图是以继电器梯形图的风格来表示
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
顺序控制程序
教学要求：本章要求学生熟练掌握FX2N的步进指令和状态转移 图的功能、应用范围和使用方法。重点让学生掌握步进指令和状态
转移图编程的规则、步骤与编程方法，并能编写一些工程控制程序 2020/3/31
第四章 状态转移图及步进指令
三菱plc基本逻辑指令状态转移图
辅助继电器（M） ①通用辅助继电器
●通用辅助继电器和输出继电器一样，在PLC电源中断后， 其状态将变为OFF。当电源恢复后，除因程序使其变为 ON外， 其它仍保持OFF X0 M0 M0 M0
辅助继电器（M） ①通用辅助继电器
编号： （按十进制编号）
FX0S
M0～ M495
FX1S
M0～ M383
外部电源 驱动能力 最大负载
AC250V或DC30V以下 2A/1点 8A/4点 8A/8点 感性负载 80VA 灯负载 100W 约10ms 继电器隔离 输出ON时LED亮
响应时间 电路隔离 输出状态显示
FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标②）
------- 晶体管输出 (T) 外部电源 驱动能力 DC5~30V 0.5A/1 点 0.8A/4点
M8002（M8003）----初始脉冲特殊辅助继电器
M8002（M8003）只在PLC开始运行的第一个扫描周期内 得电（断电），其余时间均断电（得电）。
常用M8002 的触点作为 一些继电器 的初始化复 位信号
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型3）
M8011、M8012、M8013、M8014
驱动能力 最大负载
0.3A/点 0.8A/4点 感性负载 15VA/AC100V、30VA/AC200V 灯负载 30W 开路漏电流 1mA/AC100V 2mA/AC200V 响应时间 ON：1ms OFF: 10ms 电路隔离 光电晶闸管隔离 输出状态显示 输出ON时LED亮
FX0S、FX1S系列PLC
辅助继电器（M）
◆辅助继电器是PLC中数量最多的一种继电器，其作用相当于 继电器控制系统中的中间继电器。 ◆和输出继电器一样，其线圈由程序指令驱动，每个辅助继电 器都有无限多对常开常闭触点，供编程使用。但是，其触点不 能直接驱动外部负载，要通过输出继电器才能实现对外部负载 的驱动。 ◆ FX系列PLC的辅助继电器有：通用辅助继电器 （三种） 保持辅助继电器 特殊辅助继电器
状态转移图的原理及应用
状态转移图的原理及应用1. 什么是状态转移图（State Transition Diagram）?状态转移图（State Transition Diagram）是一种用来描述系统在不同状态下变化及状态之间的转移关系的图形表示方法。
它主要由状态和状态之间的转移组成，可以清晰地描述系统在不同状态下的行为和过渡规则。
2. 状态转移图的基本元素状态转移图由以下几个基本元素组成： - 状态（State）：表示系统在某个时刻所处的状态，可以是一个具体的状态，也可以是一个抽象的状态。
- 转移（Transition）：表示状态之间的转移关系，描述了从一个状态到另一个状态的触发条件和执行操作。
- 事件（Event）：引起状态转移的事件，触发状态的改变。
- 动作（Action）：状态转移的执行操作，表示系统在状态转移时需要执行的动作或操作。
3. 状态转移图的应用状态转移图在软件工程和系统分析中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 系统建模通过状态转移图，可以对系统的行为进行建模和描述，包括系统的各种状态和状态之间的转换关系。
通过对系统行为的建模，可以帮助软件工程师更好地进行系统设计和开发。
3.2 状态机设计状态转移图常常用于设计有限状态机（Finite State Machine，FSM）。
有限状态机是描述系统的一种数学模型，通过定义状态、事件和状态转移规则来描述系统的行为。
通过设计状态转移图，可以清晰地定义系统的状态和状态转移规则，从而更好地理解和设计系统的行为。
3.3 测试和验证状态转移图可以作为测试用例的基础，通过根据状态转移图设计测试用例，可以覆盖系统的各个状态和状态转移过程，从而提高测试的全面性和有效性。
同时，状态转移图也可以用于系统的验证，通过观察系统的状态转移过程，验证系统的正确性。
3.4 故障诊断在系统出现故障时，状态转移图可以作为诊断工具，帮助分析和定位故障原因。
通过观察状态转移图，可以确定系统在不同状态下的行为和状态转移规则，从而更好地分析故障原因。
三相交流电动机自动循环控制电路中的PLC梯形图和语句表
三相交流电动机自动循环控制电路中的PLC梯形图和语句表三相交流电动机自动循环控制是指电动机在限位开关的作用下自动实现正反转循环控制的方式。
图1所示为三相交流电动机自动循环控制中的plc梯形图和语句表，表1所列为其I/O地址分配表。
图1 三相交流电动机自动循环控制中的PLC梯形图和语句表表1 三相交流电动机自动循环控制中PLC控制I/O地址分配表结合I/O地址分配表，首先了解该梯形图或语句表中各触点及符号表示的含义，并将梯形图与语句表相结合分析。
1．按下正向起动按钮SB1电动机正转至自动反转的控制过程图2所示为按下起动按钮SB1时，电动机M1起动至自动反转的控制过程。
图2 电动机M1起动至自动反转的控制过程1 按下起动按钮SB1，将PLC程序中的输入继电器常开触点I0.1置“1”，即常开触点I0.1闭合。
1→2 输出继电器Q0.0线圈得电。
→2-1 自锁常开触点Q0.0闭合，实现自锁功能；→2-2 控制输出继电器Q0.1的常闭触点Q0.0断开，防止Q0.1得电，实现互锁；→2-3 控制PLC外接交流接触器KM1线圈得电吸合，带动主电路中的主触点闭合，接通电动机M1正向电源，电动机M1正向启动运转。
3 当电动机运行到正向限位开关SQ1位置时，SQ1受压触发，PLC程序中相应的输入继电器触点I0.4动作。
→3-1 控制输出继电器Q0.0的常闭触点I0.4断开；→3-2 控制输出继电器Q0.1的常开触点I0.4闭合；3-1→4 输出继电器Q0.0线圈失电。
→4-1 自锁常开触点Q0.0复位断开，解除自锁；→4-2 控制输出继电器Q0.1的常闭触点Q0.0复位闭合，为Q0.1得电做好准备；→4-3 控制PLC外接交流接触器KM1线圈失电释放，带动主电路中的主触点复位断开，切断电动机M1正向电源，电动机M1正向运行停止。
3-2和4-2→5 输出继电器Q0.1线圈得电。
→5-1 自锁常开触点Q0.1闭合，实现自锁功能；→5-2 控制输出继电器Q0.0的常闭触点Q0.1断开，防止Q0.0得电，实现互锁；→5-3 控制PLC外接交流接触器KM2线圈得电吸合，带动主电路中的主触点闭合，接通电动机M1反向电源，电动机M1自动反向起动运转。
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
第5章 状态转移图及其顺序控制梯形图设计讲解
5.1 状态转移图
(1) 状态转移图的组成
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： 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。
只有当一个步处于活动状态，而且与它相关的转移 条件成立时，才能实现步的转移，转移的结果是它的后 续步处于活动状态，而与其相连的前级步则处于非活动 状态。
步序 指 令 15 LD X2 16 SET S22 18 STL S22 19 OUT Y3 20 LD X3 21 OUT S0 23 RET
5.2 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 S0～S9可用作初始状态。
5.1 状态转移图
③ 并行顺序
?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
单一顺序、选择顺序和并行顺序 是状态转移图的基本形式，实际控 制系统往往是基本形式的组合。
5.2 使用STL指令的编程方式
(1) 步进顺控指令
?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。
(c)指令表
步序 指令 45 LD X7 46 SET S27 48 STL S27 49 OUT Y10 50 LD X10 51 OUT S0 53
状态转换图及步进指令简介
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。 4.状态元件 初始状态S0~S9,10点,回零S10~S19,10点, 通用S20~S499,480点,保持500~S899,400 点, 报警S900~S999,100点.
S0
S0
S50
S50
S51
S51
S59
Sp Ladder Instruction） • 步进开始指令STL • 步进结束指令RET 利用这两条指令，可以很方便地编制顺序控制梯形 图程序。 • SFC、梯形图、指令表三方可以转换。 • STL接点与母线连接，与STL相连的起始点要使 用LD、LDI指令，并接到STL接点的右侧，直到 出现下一条STL指令或RET指令为止； • STL指令使新的状态开始，前一状态自动复位， • RET使LD、LDI返回母线。
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 ） 步与步之间用有向线段连接 初始步：与系统的初始状态相对应的步，称初始步，初始步是系统等待起动 命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个顺序功能图至少应 有一个初始步。 有向线段上垂直短线，表示将两步隔开—转换； 旁边标注的是状态转换条件，转移条件： ①可以是外部输入信号，如按钮，开关等 ②可以是PLC内部的信号，如T，C的触点， ③可以是若干信号的逻辑表达式（AND/OR/NOT）或文字符号。
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
状态转移图
SET S24 OUT S0 STL S24 OUT Y004 OUT T3 K 100 LD T3 SET S25 LD X001 OUT S0
STL S25
（a） 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
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
在转移条件回路中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD、 MPP指令（见图5.8）
图5.8 转移条件回路指令的应用
(5) 符号与的应用场合
在流程中表示状态的复位处理时，用符号表示，而符号则表 示向上面的状态转移重复或向下面的状态转移（跳转），或者 向分离的其他流程上的状态转移（见图5.9)
图5.9 符号与的应用
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
【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
状态转移图及步进指令
图5.13 利用同一种信号的状态转移
图5.14 限位开关构成的转移条件
图5.15 转移条件脉冲化
（12）上升沿/下降沿检测触点使用时的注意事项
在状态内使用LDP、LDF、ANDP、ANF、ORP、ORF的 上升沿/下降沿检测触点时，状态器触点断开时变化的触点， 只在状态器触点再次接通时才被检出
第五章 状态转移图及步进指令
教学提示：前章介绍的基本逻辑指令和梯形图主要用于设计满足 一般控制要求的PLC程序。对于复杂控制系统来说，系统输入输出 点数较多，工艺复杂，每一工序的自锁要求及工序与工序间的相互 连锁关系也复杂，直接采用逻辑指令和梯形图进行设计较为困难。 在实际控制系统中，可将生产过程的控制要求以工序划分成若干段， 每一个工序完成一定的功能，在满足转移条件后，从当前工序转移 到下道工序，这种控制通常称为顺序控制。为了方便地进行顺序控 制设计，许多可编程控制器设置有专门用于顺序控制或称为步进控 制的指令，FX2N PLC在基本逻辑指令之外增加了两条步进指令， 同时辅之以大量的状态器S，结合状态转移图就很容易编出复杂的 顺序控制程序 教学要求：本章要求学生熟练掌握FX2N的步进指令和状态转移 图的功能、应用范围和使用方法。重点让学生掌握步进指令和状态 转移图编程的规则、步骤与编程方法，并能编写一些工程控制程序
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
第四章 状态转移图及步进指令
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
状态转移图的画法
状态转移图的画法介绍
事项
梯形 图块 初始 状态 一般 状态 循环 显示符号 功能键 F8 备注 1是阶梯编号，自 动累加 初始状态取 决于状态号 S0~S9 S10~S899 S0~S899
Shift+F4 Shift+F4 F6
ห้องสมุดไป่ตู้置
F7
Shift+F5 F5 写出过渡条 件 S10~S8 99 自动识别为选 择分支或并进 分支，识别结 果取决于符号 位置
过渡 状态
状态加 过渡
Shift+F6
组合 符号
Shift+F7 Shift+F8
在SFC视图下，如果按住shift键不放，将会显示10个功能按钮
例：设计一个广告牌，要求如下
1.使用普通开关SB1作为启动用。 2.合上开关，依次输出Y4~Y6,间隔2S。 3.全部亮时维持5S，此后全熄0.5S，在全亮 0.5S，要求全熄全亮闪烁3次. 4。自动重复下一轮循环。
事项
梯形 图块 初始 状态 一般 状态 循环 显示符号 功能键 F8 备注 1是阶梯编号，自 动累加 初始状态取 决于状态号 S0~S9 S10~S899 S0~S899
Shift+F4 Shift+F4 F6
ห้องสมุดไป่ตู้置
F7
Shift+F5 F5 写出过渡条 件 S10~S8 99 自动识别为选 择分支或并进 分支，识别结 果取决于符号 位置
过渡 状态
状态加 过渡
Shift+F6
组合 符号
Shift+F7 Shift+F8
在SFC视图下，如果按住shift键不放，将会显示10个功能按钮
例：设计一个广告牌，要求如下
1.使用普通开关SB1作为启动用。 2.合上开关，依次输出Y4~Y6,间隔2S。 3.全部亮时维持5S，此后全熄0.5S，在全亮 0.5S，要求全熄全亮闪烁3次. 4。自动重复下一轮循环。
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(c)向其它流程状态转移的表示
图7-11 非连续转移在SFC图中的表示
2．在流程中要表示 状态的自复位处理时， 要用“ ”符号表示,自 复位状态在程序中用 RST指令表示，如图712所示。
3.SFC图中的转移 条件不能使用ANB,
ORB,MPS, MRD,MPP 指令。应按图7-13(b) 所示确定转移条件。
二、编制SFC图的规则
1．若向上转移（称重复）、向非相连的下
面转移或向其他流程状态转移（称跳转），称 为顺序不连续转移，顺序不连续转移的状态不 能使用SET指令，要用OUT指令进行状态转移， 并要在SFC图中用“”符号表示转移目标。如图 7-11所示。
OUT
OUT
OUT
(a)向上面状态转移的表示 (b)向下面状态转移的表示
STL S80
S80
X000 Y000
LD
X000
OUT Y000
X005
LD X005
S80
RST S80
图7-12 自复位表示方法
（a）
（b）
图 7-13 复杂转移条件的处理
图 7-14 SFC图中交叉流程的处理
4.状态转移图中和流程不能交叉，应按图7-14 处理。
5．若要对某个区间状态进行复位，可用区间 复位指令ZRST按图7-15（a）处理；若要使某个 状态中的输出禁止，可按图7-15（b）所示方法处 理；若要使PLC的全部输出继电器(Y)断开，可用 特殊辅助继电器M8034接成图7-15（c）电路，当 M8034为ON时，PLC继续进行程序运算，但所有 输出继电器（Y）都断开了。
T0 前进(大) Y021
S24
前进 Y023
X012 后退 S0
LAD 1
后退
RET 状态转移图结束 END 程序结束
三、状态转移图（SFC）转换成 状态梯形图（STL）、指令表程序
由以上分析可看出，SFC图基本上是以机 械控制的流程表示状态（工序）的流程，而 STL图全部是由继电器来表示控制流程的程 序。我们仍以图7-7的SFC图为例，将其转换 成STL图和指令表程序，如图7-8所示。读者 会发现，从SFC图转换成STL图，写出指令表 程序是非常容易的。
S10 STL内母线
LD X001
X001
X003
MPS X004
MRD
MPP
X005
Y001 Y001 Y001
图7-2 栈操作指令在状态内的正确使用
（4）允许同一编号元件的线圈在不同的STL接点 后面多次使用。但是应注意，同一编号定时器线 圈不能在相邻的状态中出现。在同一个程序段中， 同一状态继电器地址号只能使用一次。
LD SET STL LD SET STL LDI OUT LD SET STL LDI OUT LD SET STL OUT LD SET STL LDI OUT LD SET STL LDI OUT LD OUT RET END
M8002 S0 S0
X000 S20 S20
Y023 Y021 X011
图7-8 台车自动往返控制的状态梯形图（STL图）和指令表
（3）状态编程顺序为：先进行驱动，再进行 转移，不能颠倒。
（4）当同一负载需要连续多个状态驱动时， 可使用多重输出，在状态程序中，不同时“激 活”的“双线圈”是允许的，如图7-9（a）。另 外,相邻状态使用的T、C元件，编号不能相同。 如图7-9(b)所示。
（5）在STL指令的内母线上将LD或LDI指令编 程后，对图7-3（a）所示没有触点的线圈Y003将 不能编程，应改成按图7-3（b）电路才能对Y003 编程。
或
（a）
（b）
图7-3 状态内没有触点线圈的编程
（6）为了控制电 机正反转时避免两 个线圈同时接通短 路，在状态内可实 现输出线圈互锁， 方法如图7-4所示。
Y002 S20
X001 Y001
S21
状态地址号
Y001 正转
Y002 反转
图7-4 输出线圈的互锁
二、状态转移图（SFC）的建立及其特点
状态转移图是状态编程法的重要工具。状态 编程的一般设计思想是：将一个复杂的控制过程 分解为若干个工作状态，弄清各工作状态的工作 细节（如状态功能、转移条件和 转移方向），再 依据总的控制顺序要求，将这些工作状态联系起 来，就构成了状态转移图，简称为SFC图。SFC 图可以在备有A7PHP/HGP等图示图像外围设备和 与其对应编程软件的个人计算机上编程。根据 SFC图进而可以编绘出状态梯形图STL。下面介 绍图7-5中某台车自动往返控制的SFC建立。
2 第一次后退
S21
驱动输出线圈Y023，M反转 X011（SQ1）
3 暂停5秒
S22
驱动定时器T0延时5S
X012（SQ2）
4 第二次前进
S23
驱动输出线圈Y021，M正转
T0
5 第二次后退
S24
驱动输出线圈Y023，M反转 X013（SQ3）
根据表7-3
可绘出状态转 移图如图7-7所
示。图中初始 状 态 S0 要 用 双 框 ， 驱 动 S0 的
向下一段 状态转移
S50
STL S41 LD X001 SET S42 LD X002 OUT S50
向不连续状态转移
(a)软元件组合驱动
(b)用OUT指令向不连续状态转移
图7-10 负载组合驱动、状态向不连续状态转移的处理
（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作好驱动，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。
X001 M8034
禁止
在特殊辅助继电器M8034=ON 期间,继续进行程序的运算, 但是输出继电器(Y)都断开.
M8002
S0
X000 S20
X001 Y000 Y001
Y001 T0
LD M8002 SET S 0 STL S 0 LD X000 SET S20 STL S20 LD X001 AND Y000 OR T 0 OUT Y001 LD Y001
S41 X001
转移 条件
X002
SET S42
（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。如图7-10（a）。
S20 STL
S21
S22
(a)
Y001 Y001 Y001
S40 T1
S42
S43 (b)
T1 K10
T1 不能 编程
T1 K20
图7-9 同一负载需要多个状态驱动可使用多重输出， 但相邻状态定时器编号不能相同
为了有效地编制SFC图,常需要采用表7-4所示 的特殊辅助继电器。
X010
FNC 48 ZRST
S0
S50
复位
S0
复
位
S10 S0～S50的51个状态 元件成批复位
S50
（a）状态区间的成批复位
X000 SET M10
禁止 S10
Y001
M10 Y005 输 M30 出 断 T3 开
（b）禁止状态运行中有任何输出
SB(X000) 启动
前进(Y021) 后退(Y023)
M
SQ2(X012)
图7-5 台车自动往返示意图*
SQ1(X011) SQ3(X013)
台车自动往返一个工作周期的控制工艺要求 如下。
（1）按下启动钮SB，电机M正转，台车前进， 碰到限位开关SQ1后，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5s后，第二次前进，碰到限 位开关XSQ3，再次后退。
图7-1(b)中每个状态的内母线上都将提供三种功能： ① 驱动负载(OUT Yi); ②指定转移条件(LD/LDI Xi); ③指定转移目标(SET Si)。 称为状态的三要素。后两个功能是必不可少的。
使用步进指令时应先设计状态转移图 (SFC), 再 由 状 态 转 移 图 转 换 成 状 态 梯 形 图 (STL)。状态转移图中的每个状态表示顺序 控制的每步工作的操作,因此常用步进指令实 现时间或位移等顺序控制的操作过程。使用 步进指令不仅可以简单、直观地表示顺序操 作的流程图，而且可以非常容易地设计多流 程顺序控制，并且能够减少程序条数，程序 易于理解。
（3）可以在步进接点内处理的顺控指令如表7-2 所示。
表7-2 可在状态内处理的顺控指令一览表
状态
指令
LD/LDI/LDP/LDF AND/ANI/ANDP/ANDF OR/ORI/ORP/ORF/INV/OUT
SET/RST,PLS/PLF
ANB/ORB MPS/MRD/MPP
MC/MCR
初始状态/一般状态
电路要在对应
的状态梯形图
中的开始处绘 出。SFC图和状
态梯形图结束 时要使用RET和 END指令。
LAD 0
M8002 S0
M8002
SET
S0
在STL的电路一开 头要采用这样的指令
X000 启动按钮 Y023
S20
X011 前进(小) Y021
S21
X012 后退
Y021 前进
Y023 后退
S22 T0
2．步进指令的使用说明
（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。RET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，则后面的电路则全 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。