第5章顺序控制梯形图的编程
模块五 任务二 步进指令及顺控程序
STL触点具有三个功能：
对负载的驱动处理 指定转换条件 指定转换目标 状态继电器(S)编制顺序控制程序时，应与STL指令一起使用。 S0～S9用于初始步; S10～S19用于自动返回原点。
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二、步进梯形图
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几点： 1.状态的动作与输出的重复使用
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四、绘制顺序功能图注意事项
(1)两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。 (2)两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。 (3)顺序功能图中的初始步一般对应系统等待起动的初始状态。 (4)自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程。 (5)在顺序功能图中,只有当某一步的前级步是活动步时,该步才
五、顺序功能图举例
板料右行
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1.剪板机动作控制
五、顺序功能图举例
压钳下行 剪刀下行
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五、顺序功能图举例
压钳、 剪刀上行
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任务二 编程方法
曹楚君 机车车辆教研室
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1 2 3 4
目录
步进指令
步进梯形图 步进指令的表示及其动作 绘制顺序功能图注意事项
4
顺序功能图举例
23
步进起始指令
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用LD或LDI指令设 用 OUT 指令设 置转移条件 以 STL 指令开始 用 SET 指令 置动作 设置动作母线 设置状态
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二、选择分支与汇合流程设计
【应用范例】洗车流程控制
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项目说明：
①若方式选择开关（COS）置于手动方式，当按下START启动后， 则按下列程序动作： 执行泡沫清洗（用MC1驱动）； 按PB1则执行清水冲洗（用MC2驱动）； 按PB2则执行风干（用MC3驱动）； 按PB3则结束洗车。 ②若方式若选择开关（COS）置于自动方式，当按START启动后， 则自动按洗车流程执行。其中泡沫清洗10秒、清水冲洗20 秒、风干5秒，结束后回到待洗状态。 ③任何时候按下STOP，则所有输出复位，停止洗车
s7-200-plc-顺序控制梯形图的设计方法
梯形图总体结构：选择手动工作方式时手动 开关I2.0为1状态，将跳过自动程序，执行公 用程序和手动程序。选择自动工作方式时I2.0 为O状态，将跳过手动程序，执行公用程序和 自动程序。
例：某机械手用来将工件从A点搬运到B 点(图5-16)，控制面板（图5-17），外部 接线图（图5-18）。
5.4.1 使用起保停电路的编程方法
用存储器位来代表步具有概念清楚、 编程规范、梯形图易于阅读和查错等优点。
5.1.2 选择序列的编程方法(分支、合并)
选择序列应用举例
5.1.3 并行序列编程方法（分支、合并）
5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计 方法
5.2.1 单序列编程
1.特点：梯形图与转换实现的基本规则之间有 着严格的对应关系。在设计复杂的顺序功能图 的梯形图时既容易掌握，又不容易出错。
5.2.2 选择序列编程方法
5.2.3 并行序列编程方法
应用举例
5.3 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计 方法
5.3.1顺序控制继电器指令 顺序控制继电器s专门用于编制顺序控制程序。
装 载 顺 序 控 制 继 电 器 (Load Sequence Control Relay) 指 令 “ LSCR s-bit” 用来 表 示一个SCR段（即顺序功能图中的步）的开始。
顺序控制继电器结束(sequence Control Relay End)指令SCRE用来表示SCR段的结束。
顺序控制继电器转换(sequence Control Relay Transition)指令“SCRT S-bit” 用来 表示SCR段之间的转换，即步的活动状态的转 换。
使用SCR时有如下的限制： 不能在不同的程序中使用相同的s位； 不能在SCR段之间使用JMP及LBL指令，即不
梯形图的编程规则
I/O分配： X0：停止按钮，
X1：起动按钮；
Y1～Y7：数码管的a～g。
外部接线
练 习（定时器的使用）
现有红、绿两盏指示灯，要求： 1 按启动按钮后绿灯亮3秒，灭2秒；然后红灯亮5
秒，灭3秒；……，如此循环不止。 2 按下停止按钮后，程序无条件停止。
继电器线路图及其等效的梯形图
a) 继电器线路图
b) PLC梯形图
2. 输入、输出电路的接线图 2
输出电路的连接方法
1. 输出：每 3 — 8 个输出点构成一组，共用一个 公共点。
2. 在同一个组内的输出端子，必须用同一电压类 型和同一电压等级，但不同的公共点组可使用 不同电压类型和等级 （如AC 200V、AC 100V、 DC 24V等）的负载。
控制要求
该 控 制 电 路 设 置 Y—Δ 降 压起动，Y形启动时KM1 和 KM2 动作后， KM2断开延时 0.5 秒 钟 ， 然 后 转 换 成 Δ 形 使 KM3闭合。
具有热保护和停止功能。
二、定时器、计数器的应用
控制要求： 1. 按下启动按钮后，指示灯闪烁， 2. 按下停止按钮，立即熄灭。
顺序循环执行程序（累积法）
实训四 数码管循环点亮的PLC控制
设计一个用PLC基本逻辑指令来控制数码管循环 显示数字0、1、2、……9的控制系统。
（1）程序开始后显示0，延时1 秒，显示1， 延时2 秒，显示2，……显示9，延时10 秒， 再显示0，如此循环不止；
（2）按停止按钮时，程序无条件停止运行；
应停止。
四、PLC内部软元件
计数器（C）
通用型：C0 ~ C99 共100个; 保持型：C100 ~ C199 共100个。 双向通用型：C200 ~ C219 共20个; 双向保持型：C220 ~ C234 共15个。 高速计数器： C235 ~ C255 共21个。
使用STL指令编程方法
STL指令的编程方法
1.顺序功能图中步对应某个STL触点，当某一步为活动步时，对应的STL 触点接通。
2.STL触点有三个功能：①对负载的驱动处理，②指定转换条件，③指定 转换目标。 顺序功能图中动作直接由STL触点驱动；STL触点和转换条件 串联将后续步置位（SET S22） 3.当该步后面的转换条件满足时（如X0=1）转换实现，即后续步对应的S （如S22）被SET指令置位，同时活动步对应的S（如S21）被系统程序自 动复位，对应的STL触点断开。
第五章 顺序控制梯形图的编程方法
根据系统的顺序功能图设计梯形图 的方式，称为顺序控制梯形图的编 程方式。
顺序控制梯形图的编程方式主要有：
使用STL指令的编程方式 使用起保停电路的编程方式 以转换为中心的编程方式
STL指令
FX系列PLC的步进顺控指令有两条：一条是步进触点（也叫 步进开始）指令STL，一条是步进返回（也叫步进结束）指令 RET。
Y0 X2
SET S24
Y1 X1
SET S0
RET
LD M8002 LD X1
SET S0
SET S23
STL S0
STL S23
LD X4
OUT Y0
SET S21 LD X2
STL S21 OUT Y0 LD X3 SET S22 STL S22 OUT Y1
SET S24
STL S24
OUT Y1
LD X1
SET S0
RET
指令表
选择序列的编程方式
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 选择分支。
• 右图是自动门控制系统的顺序 功能图。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。
PLC顺序控制中编制梯形图的四种方式
PLC顺序控制中编制梯形图的四种方式可（编程）控制器（PLC）外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计，编制梯形图是最常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法，继电器（控制电路）移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述（控制系统）的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。
这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准(GB6988.6-86)。
有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位（寄存器）编程方式和置位复位编程方式。
本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。
例如:某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时，若（传感器）X400（检测）到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4s后快退Y431到上接近开关X402，就回到了原位。
功能表图见图1:图1功能表图2使用起保停电路的编程方式起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。
这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。
如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。
图2起保停电路实现顺序控制3使用步进梯形指令的编程方式步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器S才能提供STL触点，否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。
第五章 梯形图程序设计方法
第五章梯形图程序设计方法由于PLC所有控制功能都是以程序的形式来实现的，因此程序设计对PLC 的应用是很重要的。
PLC的应用主要包括开关量控制和模拟量控制2类。
本章仅介绍开关量控制程序的设计方法。
不同类型的控制问题所采用的设计方法不尽相同，主要的梯形图程序设计方法有：(1)逻辑设计法：对控制任务进行逻辑分析和综合，将控制电路中元器件的通断状态看作以触点通断状态为逻辑变量的逻辑函数，并进行化简，利用PLC 的逻辑指令即可得到控制程序的设计方法。
这种方法主要用于组合逻辑问题的程序设计。
(2)时序图设计法：当PLC各输出信号按照固定的时间间隔发生先后变化时，可以根据输出信号的时间先后关系来设计程序的一种方法。
(3)经验设计法：要求设计者透彻理解PLC各种指令的功能，凭着对各种典型控制环节和基本单元电路的设计经验，选择各种指令并进行修改和完善相应程序的方法。
(4)顺序控制设计法：当控制要求满足一定的先后顺序时，可以将系统的l 个工作周期划分为若干个顺序相连的步，每个步对应一种操作状态，并分析清楚相邻步的转换条件，进而绘制功能图，再按一定的规则转化为梯形图程序的设计方法。
这种方法主要用于解决顺序控制问题，包括单一顺序、选择顺序和并发顺序控制问题。
(5)继电器控制电路图转换设计法：在继电器控制电路图的基础上，经过选择相应指令和合理转换后，就能设计出符合要求的控制程序的方法。
在介绍以上程序设计方法的基础上，还将以实例来介绍具有多种工作方式的系统的控制程序设计思路。
5.1 逻辑设计法当控制对象是开关量且按照它们之间的逻辑关系来实现控制时，可用逻辑设计法来设计控制程序。
逻辑设计法就是根据输入量、输出量及其他变量之间的逻辑关系来设计程序的一种方法。
下面以1个简单的控制为例介绍这种编程方法。
例1 某系统中有4台通风机，设计1个监视系统，监视通风机的运转。
要求如下：4台通风机中有3台及以上开机时，绿灯常亮；只有2台开机时，绿灯以5Hz的频率闪烁；只有1台开机时，红灯以5Hz的频率闪烁；4台全部停机时，红灯常亮。
第五章 梯形图程序的设计方法
梯形图程序的设计方法
5-1 梯形图设计基本规则与技巧 一、基本规则
注意几点：(1)线圈位置；
(2)串接和并接多的电路处理； (3)双线圈处理； **(4)常闭接点处理。 a.停止按钮；b.热继电器常闭接点
串接和并接多的电路处理
好
不好
双线圈问题
X0
Y0
X0
Y0
X1
Y0
X1
第五章
5-2
梯形图程序的设计方法
T1
Y1
T1的常开触点
9S
7S
四 、常闭触点输入信号的处理 PLC X0 X1 X0
X1
Y1
Y1
COM
PLC
X0
X0 Y1
X1
Y1
X1
COM
五.其它PLC控制基本电路 ---------（硬件及其梯图控制程序设计)
• • • • •
两台电机顺序起动连锁控制线路 自动限位控制线路 自动循环控制线路 减压起动控制线路 反接制动、双速电机变速（P176-182)
5-5 梯形图的顺序控制设计法
二、 顺序控制设计法的基本思想
STEP 步 转换 转换条件 有向线段 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
使系统由前 级步进入下 一步的信号 称为转换条 件
每一步 所完成 的工作
料斗
Y2
Y1
M8002
Y0
步
M0
X1· X3
初始步 动作
X2
X1
快进
举
工进 快退
例
X3
M8002
M200
X1
X0 X1 X2 X3 初始 快进
X2
《机电传动与控制》PLC顺序控制梯形图的编程实验
《机电传动与控制》PLC顺序控制梯形图的编程实验
一、实验目的和要求
1.掌握顺序控制设计法
2.熟悉SFC设计、转换及仿真调试操作
二、实验内容和原理
1.分析控制要求、设计SFC及梯形图程序
2.程序下载及调试
三、主要仪器设备
编程计算机、S7-1200PLC、下载线（网线）
四、操作方法与实验步骤
1.按照实验要求设计程序
2.输入程序并完成调试
基本控制要求：设计启动机械手工件转运控制系统
按下启动按钮，机械手手爪下移-吸盘工作吸附工件-机械手手爪上移-机械手右转-机械手手臂伸出-机械手手爪下移-吸盘释放工件-机械手手爪上移-机械手手臂缩回-机械手左转，完成一个工作周。
如没有按过停止按钮，系统继续进行下一周期的操作。
按下停止按钮，当前工作周期的操作结束后，才停止操作，返回并停留在初始状态。
拓展控制要求：奇数个工件放到机械手正前方；偶数个工件放到侧方。
请按控制要求绘制PLC接线图，设计SFC、PLC程序并完成下载调试。
五、实验数据记录和处理
1.I/O分配表
2.PLC接线图
3.SFC
4.PLC梯形图程序
六、实验结果与分析（程序监控图片，选择各步活动时照片共三张）
七、讨论和心得。
第5章顺序控制梯形图的编程方法
根据系统的顺序功能图设计梯形图的 方法，称为顺序控制梯形图的编程方法。
教学目标
自动控制程序的执行对硬件可靠性的 要求是很高的，如果机械限位开关、接近 开关、光电开关等不能提供正确的反馈信 号，自动控制程序是无法成功执行的。在 这种情况下，为了保证生产的进行，需要 改为手动操作，在调试设备时也需要在手 动状态下对各被控对象进行独立的操作。 因此除了自动程序外，一般还需要设计手 动程序。
5.1 使用STL指令的编程方法
5.1.1 STL指令
步进梯形指令(Step Ladder Instruction)简称为 STL指令，如图所示。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。
STL指令可以生成流程和工作与顺序功 能图非常接近的程序。顺序功能图中的每 一步对应一小段程序，每一步与其他步是 完全隔离开的。
(7)并行序列或选择序列中分支处的支路 数不能超过8条，总的支路数不能超过16 条。
(8)在转换条件对应的电路中，不能使用 ANB、ORB、MPS、MRD和MPP指令。 可以用转换条件对应的复杂电路来驱动辅 助继电器，再用后者的常开触点来作转换 条件。
(9)与条件跳步指令(CJ)类似，CPU不执 行处于断开状态的STL触点驱动的电路块中 的指令，在没有并行序列时，只有一个STL 触点接通。
定时器在下一次运行之前，首先应将它复位。 同一定时器的线圈可以在不同的步使用，但是如 果用于相邻的两步，在步的活动状态转换时，该 定时器的线圈不能断开，当前值不能复位，将导 致定时器的非正常运行。
(5)OUT指令与SET指令均可以用于步的活动 状态的转换，将原来的活动步对应的状态寄存器 复位，此外还有自保持功能。
PLC顺序控制梯形图的编程方式
3 PLC只执行活动步对应的电路块，不同的 STL触点可以分别驱动同一编程元件的1个 线圈。但是同一元件的线圈不能在可能同时 为活动步的STL区内出现，在有并行序列的 顺序功能图中，应特别注意
4 STL触点驱动的电路中不能使用MC和MCR 指令
例题
6.3.2 选择序列的编程方式
6.3.4 并行序列的编程方式
信号灯控制系统举例 X0
Y0
红灯
Y1
绿灯
Y2
黄灯
4S 6S 5S
M8002
M200
Y0
X0 Y0
M201
T0
T0
M202
Y1
T1
T1
Y1 M203
Y2
T2 T2
例3 用传送带传送长物体的控制系统
GK1
GK2
A
B
1〕I/O分配 2〕画出功能表图 3〕设计梯形图
SET M200
1 编程方式的通用性 2 不同编程方式设计的程序长度比较 3 电路构造及其他方面的比较 STL指令的优点
6---4 具有多种工作方式的系统的编程方式
连续 〔全自动循环运行)
自动
单周期 (连续周期运行〕 单步 〔自动运行试车〕
手动
〔1〕调试 〔2〕自动参数的测定 〔3〕自动运行时突发情况的状态调整 〔4〕非标准操作
M203
Y3
X4
M8002 M200 M201
M202
M203 M204
SET M200
RST M204 X0
SET M201
Y0
开炉门
RST M200 X1
SET M202
第5章-2起保停,SR,SCR
5.1 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法 5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法 5.3 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法 5.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法
5.1 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法
上章回顾： 顺序功能图中转换实现的基本规则： ✓ 1．转换实现的条件 (1) 该转换所有的前级步都是活动步。 (2) 相应的转换条件得到满足。
5.1.2 选择序列与并行序列的编程方法
1. 选择序列的分支的编程方法
如果某一步的后面有一个由N条分支组成的选择序列，该步可能转换到不同的N步 去，则应将这N个后续步对应的存储器的常闭触点和该步的线圈串联，作为结束该 步的条件。
2. 选择序列的合并的编程方法
一般来说，对于选择序列的合并，如果某一步之前有N个转换，即有N条分 支进入该步，则控制代表该步的存储器位的起保停的启动电路由N条支路并 联而成，各支路有某一前级步对应的存储器位的常开触点与相应转换条件对 应的触点或电路串联而成。
3. 仅有两步的闭环的处理
4. 并行序列的分支
5.1.3 应用举例
1. 选择序列应用举例
2. 并行序列应用举例
✓ 2．转换实现应完成的操作 (1) 使所有的后续步变为活动步。 (2) 使所有的前级步变为不活动步。
5.1.1 单序列的编程方法
下面介绍设计顺序控制梯形图的输出电路部分的方法。由于 步是根据输出量的状态变化来划分的，他们之间的关系极为 简单，可以分为两种情况来处理：
➢ 某一输出量仅在某一步中为ON，例如Q0.1，可以将它的线 圈与对应步的存储器位M0.2的线圈并联。
有人也许会说，既然如此，不如用这些输出位来代表该步，例如用Q0.1 代替M0.2.当然这样做可以节省一些编程元件，但是存储器位M是完全够 用的，多用一些不会增加硬件费用，在设计和输入程序时也多花不了多 少时间。全部用存储器位来代表步具有概念清楚、编程规范、梯形图易 于阅读和查错的优点。
第五章顺序控制梯形图的编程方法
STL指令
FX系列PLC的步进顺控指令有两条：一条是步进触点（也叫 步进开始）指令STL（Step Ladder），一条是步进返回（也 叫步进结束）指令RET。
1．STL指令
STL步进触点指令用于“激活”某个状态，其梯形图符号
为
。
2．RET指令
RET指令用于返回主母线，其梯形图符号为
RET 。
7
44
设计思想
使用置位复位指令编程的顺序功能图与梯形图的对应关系。
M1 X1
M2
M1 X1 SET M2
RST M1
45
单序列的编程方法
M0 X0·X3
M1 M2
M3
M4
右行 左行 右行 左行
X000 X002 X000 X001 X000
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选择序列的编程方法
单行道交通控制系统
红灯 X1
绿灯
X1 红灯 Y1
状态转移图（顺序功能图）的特点 STL指令及编程方法 STL指令的编程注意事项 单序列的编程方式 选择序列的编程方式 并行序列的编程方式
4
状态继电器
FX系列PLC的状态继电器
类别
初始状态
返回状态
一般状态
断电保持 状态
信号报警 状态
FX1S系列
S0～S9，10 点
S10～S19， 10点
合并：如某步之前有N个转换，则代表该步的辅助继电器 的起动电路由N条支路并联而成，各支路由某一前级步对 应的辅助继电器的常开触点与相应的转换条件对应的触点 或电路串联而成。
39
并行序列的编程方式
40
并行序列的编程方式
练习3： 用起保停电路的编程方法编写STL方法中的交通信号 灯控制系统。
第五章顺序控制梯形图的编程方法
第五章顺序控制梯形图的编程方法根据系统的顺序功能图设计梯形图的方法，称为顺序控制梯形图的编程方法。
编程方法:1、使用STL指令的编程方法2、使用起保停电路的编程方法3、以转换为中心的编程方法较复杂的控制系统的梯形图的典型结构。
CJ：条件跳转FEND：主程序结束5.1 使用STL指令的编程方法5.1.1 STL指令STL指令：步进开始指令，与母线直接相连，表示步进顺控开始。
RET指令：步进结束指令，表示步进顺控结束，用于状态流程结束返回主程序。
STL的操作元件为状态继电器S0～S899；RET无操作元件。
STL指令使编程者可以生成流程和工作与顺序功能图非常接近的程序。
指令使用说明(1) 每个状态继电器具有三种功能：驱动相关负载、指定转移条件和转移目标。
(2) STL触点与母线相连接，使用该指令后，相当于母线右移到STL触点右侧，并延续到下一条STL 指令或者出现RET指令为止。
同时该指令使得新的状态置位，原状态复位。
(3) 与STL指令相连接的起始触点必须使用取、取反指令编程。
(4) STL触点和继电器的触点功能类似。
在STL 触点接通时，该状态下的程序执行；STL触点断开时，一个扫描周期后该状态下的程序不再执行，直接跳转到下一个状态。
(5) STL和RET是一对指令，在多个STL指令后必须加上RET指令，表示该次步进顺控过程结束，并且后移母线返回到主程序母线。
(6) 在步进顺控程序中使用定时器时，不同状态内可以重复使用同一编号的定时器，但相邻状态不可以使用。
(7) 在中断程序和子程序中，不能使用STL、RET 指令。
而在STL指令中尽量不使用跳转指令。
(8) 停电保持状态继电器采用内部电池保持其动作状态，应用于动作过程中突然停电而再次通电时需继续原来运行的场合。
(9) RET指令可以多次使用。
使用STL指令时，GX Developer软件的表现方法。
5.1.2 单序列的编程方法控制要求：按了起动按钮X000后，应先开引风机，延时5s后再开鼓风机。
第5章 顺序功能图(SFC)及步进梯形图(STL)
转移条件
状态S 状态 m
满足转移条件时，实现状态转移，即上一状态（ 满足转移条件时，实现状态转移，即上一状态（转 移源）复位，下一状态（转移目标）置位。 移源）复位，下一状态（转移目标）置位。
ch.5 -4
Kunming University of Science & Technology
ch.5 -17
Kunming University of Science & Technology
多流程步进控制
3. 跳转与循环
ch.5 -18
Kunming University of Science & Technology
步进控制的应用举例
例1 例2 例3 例4 例5 例6
多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环 多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环
2. 并行分支与汇合的编程
STL OUT LD SET SET STL OUT LD SET STL OUT STL OUT STL STL LD SET STL OUT LD
S20 Y0 X0 S21 S31 S21 Y1 X1 S22 S22 Y2 S31 Y10 S22 S31 X10 S40 S40 Y20 X11
ch.5 -2
Kunming University of Science & Technology
基本概念
步进控制: 在多工步的控制中， 步进控制: 在多工步的控制中，按照一定的顺序分步 动作，即上一步动作结束后，下一步动作才开始。 动作，即上一步动作结束后，下一步动作才开始。 步进指令: 步进指令:专门用于步进控制的指令 编程步骤: 编程步骤: 1)根据工艺流程画出状态转移图； 1)根据工艺流程画出状态转移图； 根据工艺流程画出状态转移图 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 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。 3)根据步进梯形图编写出指令表 根据步进梯形图 指令表。
第五章顺序功能图及编程方法
(2) 用状态驱动的M、Y若要在状态转移后继续保持接 通，则需用SET指令。当需要复位时，则需用RST指令。
5.2 单流程顺序功能图的编程
线段上的短线表示工作转移条件，图中状态转移条件为SB、SQ1。 方框与负载连接的线段上的短线表示驱动负载的联锁条件，当联锁 条件得到满足时才能驱动负载。转移条件和联锁条件可以用文字或 逻辑符号标注在短线旁边。
状态条件 状态
准备
SB 启动(前进) 工序一
SQ1 后退 工序二
SQ2 后退停 工序三
T0
(2) 指定转移的目的地。状态转移的目的地由连接状态之 间的线段指定，线段所指向的状态即为指定转移的目的地。 例如，S20转移的目的地为S21。
流程图中的每一步，可用一个状态来表示，由此绘出 图所示的台车流程图的状态转移图。如图所示，分配状态 的元件如下：
初始状态 S0 前进(工序一) S20 后退(工序二) S21 延时(工序三) S22
各个 PLC 厂家 都 开发 了 相 应 的 功 能 表 图 ， 各 国 家 也 都制 定 了 国 家 标 准 。 我 国 1986 年 颁 布了功能表图国家标准 （GB6988.6-86）。
顺控设计法的设计步骤
梯形图的编制 (可省略)
根 据 功 能 表 图 ， 按 某 种 编 程 方式 写 出 梯 形 图程 序 。 如果 PLC 支持 功 能 表 图 语 言 ， 则 可 直接 使用该功能表 图作为最终程序。
保持型动作：若为保持型动作，则该步不活动时继续执行 该动作。
非保持型动作：若为非保持型动作则指该步不活动时，动 作也停止执行。
S7-300 PLC第5章 控制指令与顺序控制
4.多流程 如图5-7c所示，一个顺序控制任务，如果存在多个 相互独立的工艺流程，则需要采用多流程设计，这 种结构主要用于处理复杂的顺序控制任务。
5.2.4 顺序功能图的编程
顺序功能图的每一步用梯形图编程时都需要用 两个程序段来表示，第1个程序段实现从当前 步到下一步的转换，第2个程序段实现转换以 后的步的功能。
…… //完成循环后，在此继续执行程序扫描。
5.1.2 程序控制指令
程序控制指令是指功能块（FB、FC、SFB、 SFC）调用指令和逻辑块(OB，FB，FC)结束指 令。调用块或结束块可以是有条件的或是无条 件的。
CALL指令可以调用用户编写的功能块或操作系统提 供的功能块，CALL指令的操作数是功能块类型及其 编号，当调用的功能块是FB块时还要提供相应的背 景数据块DB。使用CALL指令可以为被调用功能块中 的形参赋以实际参数，调用时应保证实参与形参的 数据类型一致。
5.1 控制指令
5.1.1 逻辑控制指令 1. 无条件跳转指令 无条件跳转指令JU执行时，将直接中断当前的
线性程序扫描，并跳转到由指令后面的标号所 指定的目标地址处重新执行线性程序扫描。 STL 形式的无条件跳转指令格式：JU<跳转标 号> LAD形式的无条件跳转指令格式：
注意：LAD形式的无条件跳转指令，直接连接到最左 边母线，否则将变成条件跳转指令
3. 条件跳转指令 条件跳转指令是根据状态位或前一条指令的执行结
果与0的关系，来决定是否跳转。
指令 JC JCN JCB JNB JBI
JNBI JO JOS
表5-1 条件跳转指令的格式及说明
说明 当RLO=1时，跳转
当RLO=0时，跳转
当RLO=1时，且BR=1时 跳转
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梯形图的编程方式是指根据功能表图设计出梯形图的方法。
顺序控制梯形图的设计方法
定义:根据顺序功能图设计梯形图的方法。 方法:
使用STL指令的编程方式与仿STL指令的编程方式 使用“起保停”电路的编程方式 以转换为中心的编程方式
§5.1 使用STL指令的编程方法
5.1.1 基本编程方法
专门用于编制顺序控制程序的指令和编程元件： 美国GE公司和GOULD公司的鼓形控制器 日本东芝公司的步进顺序指令 三菱公司的步进梯形指令和状态 西门子S7－200系列的顺序控制继电器和有关指令 ……
P77 图5－9
8）若下一状态S置位的SET指令不在STL驱动的电路块内， 则执行该置位指令时，不能自动复位上一状态S。对步进 式控制，下一状态的置位指令须放在STL驱动的电路块， 并且一般放在该电路块的最后。
9）STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，但可 使用CJP和EJP指令；在转换条件对应的电路中，不能使 用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP指令，可以用转换条 件对应的复杂电路来驱动辅助继电器，用后者的常开触 点作为转换条件。
S21 Y0
X1 SET S22
STL S21 OUT Y0 LD X1 SET S22
FX2N状态元件及状态转移图
转换条件 状态转移图
使用STL指令时应该注意的一些问题：
1）与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令，最后一个电路 结束时要使用RET指令。
LD指令 RET指令
LD M8002 STL S32
3）STL触点可以直接或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件， STL触点也可以使Y、M、S等元件置位或复位。
4）CPU只执行活动步对应的程序，STL触点断开时，CPU不 执行它驱动的电路块。没有并行序列时，任何时候只有一 个活动步，可大大缩短程序执行时间。
5）STL指令只能用于状态寄存器，没有并行序列时，一个状态 寄存器的STL触点在梯形图中只能出现一次。
选择序列的编程
选择序列的编程
如图5-36所示为对图5-35采用STL指令编写的 梯形图，对于选择序列的分支，步S0之后的转换 条件为X0和X3，可能分别进展到步S31和S33，所 以在S0的STL触点开始的电路块中，有分别由X0 和X3作为置位条件的两条支路。对于选择序列的 合并，由S31和S33的STL触点驱动的电路块中的 转换目标均为S32。
✓选择序列的编程
如图所示，步S0之后有一个选择序列的分支，当步 S0是活动步，且转换条件X0为“1”时，将执行左边的 序列，如果转换条件X3为“1”状态，将执行右边的序 列。步S32之前有一个由两条支路组成的选择序列的合 并，当S31为活动步，转换条件X1得到满足，或者S33 为活动步，转换条件X4得到满足，都将使步S32变为活 动步，同时系统程序使原来的活动步变为不活动步。
10）在中断和子程序中，不能使用STL指令。
单序列的编程方式
设小车的初始位置为最左端， X0为ON，X3为起动按钮
选择、并行序列的编程方式
对选择序列和并行序列编程的关键在于对它们 的分支和合并的处理，转换实现的基本规则是设 计复杂系统梯形图的基本准则。与单序列不同的 是，在选择序列和并行序列的分支、合并处，某 一步或某一转换可能有几个前级步或几个后续步， 在编程时应注意这个问题。
S20状态内
S21状态内
6）使用STL指令时允许双线圈输出，即同一元件的线圈可以分 别被不同的STL触点驱动。实际上在一个扫描周期内，同一 元件的几条OUT指令中只有一条被执行。
区别之三
区别 之二
7）对状态寄存器可使用LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、 SET、RST、OUT等指令，状态器触点的画法与普通触 点的画法相同。
第5章 顺序控制梯形图的 编程方法
顺序控制 定义：按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用
下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机 构自动地有秩序地进行操作。 顺序控制设计法 基本思想：将控制系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连 的阶段，从而作出顺序功能图(又称功能表图或状态转移图)， 再转换成梯形图及指令表。 特点： 条理十分清楚，无需考虑状态间的繁杂联锁关系。 方便程序的阅读理解，程序的检查与调试变得非常容易。 是程序编制的重要方法及工具。
选择序列的编程
在设计梯形图 时，其实没有必要 特别留意选择序列 的合并如何处理， 只要正确地确定每 一步的转换条件和 转换目标即可。
用途及特点
初始状态
S0～S9 10 用作SFC的初始状态
返回状态
S10～S19
10
多运行模式控制当中， 用作返回原点的状态
一般状态
S20～S499 480 用作SFC的中间状态
具有掉电保持功能， 掉电保持状态 S500～S899 400 停电恢复后需继续执行的场
合，可用这些状态元件
信号报警状态 S900～S999 100 用作报警元件
FX系列——STL指令、RET复位指令，状态初始化功能指令IST 以及许多用于步进顺控编程的特殊辅助继电器。
STL指令：步进梯形指令（Step Ladder Instruction）。
FX2N共有1000个状态元件，如下表所示。
在不用步进指令时，状态元件可作为辅助继电器用于程序中。
类别
元件编号 个数
使用STL指令的状态器的常开触点称为STL触点，STL触点 驱动的电路块具有三个功能：对负载的驱动处理、指定转换 条件和指定转换目标。
驱动处理
S21 X1
S22
Y0 转换条件
驱动处理
S21
Y0
X1 SET S22
转换目标
转换条件
转换目标
SFC Ladder Diagram IL
S21
Y0
X1 S22
SET S0
OUT Y2
STL S0
LD X2OUT Y0SET S0区
LD X0 SET S31
STL S33 OUT Y3
别
LD X3
LD X4
之
SET S33
SET S32
一
STL S31
RET
OUT Y1
LD X1
SET S32
2）在内母线上，一旦写入LD或LDI指令后，对没有触点控制 的线圈就不能再编程，改正的方法是将该线圈放在STL指 令所控制的电路块的最上面。