步进指令及状态编程法一
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步进指令
与图5-8对应的语句表如下
STL S 21 LD X 2 LD X 3 LD X 4
OUT
LD SET
Y
X S
1
1 22
SET
STL
S 23
S 23
SET
STL
S
S
25
25 5
SET
STL
S
S
26
26 6
OUT Y 3
OUT Y
OUT Y
SET
STL
S
S
24
22
STL
S 24
STL
STL
S
S
23
25
(二)手动方式程序 手动方式梯形图程序 如图5-12所示。S0为 手动方式的初始状态。 手动方式的夹紧、放 松及上升、下降、左 移、右移是由相应按 钮来控制的。
三)回原点方式程序 回原点方式状态图程 序如图5—l 3所示。 S1是回原点的初始状 态。回原点结束后， M8043置1。
(四)自动方式自动方式的状态图已在图53列出、其中S2是自动方式的初始状态。 状态转移开始辅助继电器M8041、原点 位置条件辅助继电器M8044的状态都是 在初始化程序中设定的，在程序运行中 不再改变。图5-3
该机械手工作方式有手 动、单步、一个周期和 连续工作(自动)四种形式。 简易机械手的操作面板 如图5-l0所示。工作方式 选样开关分四档与四种 方式对应。上升、下降面板上标明 的几种工作方式说明如 下：
手动方式是指用各自的按钮使各个负载单独接 通或断开。 回原点：按下此按钮，机械手自动回到原点。 单步：按动一次启动按钮，前进一个工步。 单周期:在原点位置按动启动按钮，自动运行一 遍后再在原点停止。若在中途按动停止按钮， 则停止运行；再按启动按钮，从断点处继续运 行，回到原点处自动停止。 连续工作(自动状态)：在原点位置按动启动按 钮，连续反复运行。若中途按动停止按钮，运 行到原点后停止。
PLC编程实例
步进指令与状态编程法
第五次上课
FX2N系列可编程控制器步进阶梯指令及状态编 程法
一、步进阶梯指令STL、RET
步进阶梯指令 STL是利用状态软元件S以顺序控 制程序进行工序步进式控制的指令。相当于步进 式工序(母线）的转移。 返回指令RET是指状态流程的结束，用于返回主 程序(母线)的指令。 根据下面讲到的一定规则编程的步进阶梯电路也 可作为状态转移图(SFC图)处理。 从SFC状态转移图也可反过来形成步进阶梯电路。 步进阶梯指令STL和RET 在梯形图中的表示方法 如表2-16所示。
注意:
本例中，状态号是故意按序排列的， 实际上状态的转移仅与转移条件有 关，而与状态号无关。 实际上，正确掌握状态使用的“三 要素”，即：入口条件﹑母线承载 和转移条件，则绝大多数的断续控 制都可以用步进阶梯指令及状态编 程法来编程。
二、步进阶梯指令及状态转移图(SFC图)编程法
状态转移图(SFC图)编程法根据生 产工艺的不同顺序，可以有： 单流程编程法 分支流程编程法 并行流程编程法 混合流程编程法
（一）单流程编程法
工序转移的最基本形式是单流程形 式。 所谓“单流程”是指仅有单一出入 口的简单流程。
单流程编程法
（二）分支流程编程法
所谓“分支流程”是指仅有一个入 口和多个出口的流程。因为转移目 的状态的不确定，所以分支流程一 定是个选择流程。 1．跳转选择流程 2．分支选择流程
跳转选择流程
步进阶梯指令STL、RET的表示方法
某台车运动时序
在学习步进阶梯指令及状态编程法 之ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，我们先以简单动作为例，引 出状态转移的概念。 在工程实践中，如需要将机械动作 写成文件给他人阅读时，—般根据 时序图或机构图以分条的形式写出 动作过程。图是某台车运动时序。
第五次上课
FX2N系列可编程控制器步进阶梯指令及状态编 程法
一、步进阶梯指令STL、RET
步进阶梯指令 STL是利用状态软元件S以顺序控 制程序进行工序步进式控制的指令。相当于步进 式工序(母线）的转移。 返回指令RET是指状态流程的结束，用于返回主 程序(母线)的指令。 根据下面讲到的一定规则编程的步进阶梯电路也 可作为状态转移图(SFC图)处理。 从SFC状态转移图也可反过来形成步进阶梯电路。 步进阶梯指令STL和RET 在梯形图中的表示方法 如表2-16所示。
注意:
本例中，状态号是故意按序排列的， 实际上状态的转移仅与转移条件有 关，而与状态号无关。 实际上，正确掌握状态使用的“三 要素”，即：入口条件﹑母线承载 和转移条件，则绝大多数的断续控 制都可以用步进阶梯指令及状态编 程法来编程。
二、步进阶梯指令及状态转移图(SFC图)编程法
状态转移图(SFC图)编程法根据生 产工艺的不同顺序，可以有： 单流程编程法 分支流程编程法 并行流程编程法 混合流程编程法
（一）单流程编程法
工序转移的最基本形式是单流程形 式。 所谓“单流程”是指仅有单一出入 口的简单流程。
单流程编程法
（二）分支流程编程法
所谓“分支流程”是指仅有一个入 口和多个出口的流程。因为转移目 的状态的不确定，所以分支流程一 定是个选择流程。 1．跳转选择流程 2．分支选择流程
跳转选择流程
步进阶梯指令STL、RET的表示方法
某台车运动时序
在学习步进阶梯指令及状态编程法 之ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，我们先以简单动作为例，引 出状态转移的概念。 在工程实践中，如需要将机械动作 写成文件给他人阅读时，—般根据 时序图或机构图以分条的形式写出 动作过程。图是某台车运动时序。
第七章___FX2N系列PLC步进指令及状态编程法
7-6 选择性分支状态转移图如图7-36所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。
图7-36 题7-6状态转移图
7-7 选择性分支状态转移图如图7-37所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。
图7-37 题7-7状态转移图
7-8 并行分支状态转移图如图7-38所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。 7-9 并行分支状态转移图如图7-39所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。
图7—38 题7—8状态转移图
图7—39 题7—9状态转移图
7—10 有一状态转移图如图7-40所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。
图7-40 混合分支汇合状态转移图
7-11 某一冷加工自动线有一个钻孔动力头，如图7-41所示。动力头的加工过程如下。编 控制程序。 (1)动力头在原位，加上启动信号(SB)接通电磁阀YV1，动力头快进。 (2)动力头碰到限位开关SQ1后，接通电磁阀YV1、YV2，动力头由快进转为工进。 (3)动力头碰到限位开关SQ2后，开始延时，时间为10s。 (4)当延时时间到，接通电磁阀YV3 ，动力头快退。 (5)动力头回原位后，停止。
7.3 多流程步进顺序控制
例 ： 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 状态转移图 （并行流程） 并行流程）
7-4 在氯碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程往往伴有盐的结晶， 因此要采取措施对盐碱进行分离。分离过程为一个顺序循环工作过 程，共分6个工序，靠进料阀、洗盐阀、化盐阀、升刀阀、母液阀、 熟盐水阀6个电磁阀完成上述过程，各阀的动作如表7-5所示。当系 统启动时，首先进料，5s后甩料，延时5s后洗盐，5s后升刀，在延 时5s后间歇，间歇时间为5s，之后重复进料、甩料、洗盐、升刀、 间歇工序，重复八次后进行洗盐，20s后再进料，这样为一个周期。 请设计其状态转移图。 表7-5 题7-4盐碱分离动作表
第3章(3)步进顺序指令及编程方法
3.3 步进顺空指令及编程方法
③ 并行序列： 并行序列的开始称为分支，如图所示， 当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列 称为并行序列。
3.3 步进顺空指令及编程方法
多流程步进控制
3. 跳转与循环
3.3 步进顺空指令及编程方法
三、绘制功能表图举例----花样喷水控制
动作过程
启动-中央指示灯亮1S-中央喷水1S-环状线指示灯亮1S-环
3.3 步进顺空指令及编程方法
例：将下图所示的SFC图转换为梯形图
3.3 步进顺空指令及编程方法
3.3 步进顺空指令及编程方法
3.3.4 编程实例
编程实例1：
有3条运输带顺序相连，启动时，3号运输带开始运行，延 时5秒后2号运输带自动启动，再过5秒后1号运输带自动启动。 停止时与启动顺序相反，按下停止时，先停1号运输带，5 秒后停2号运输带，再过5秒停3号运输带。 在顺序启动3条运输带的过程中如果发现异常情况，按下 停止按钮，仍采用后启动的先停止的原则。(X1停止，X2启动)
② 转换条件的确定
使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。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，转换条件也可能是若干个信号 的与、或、非逻辑组合。 上例中的SB、SQ1、SQ2、 SQ3均为转换条件。
Y4 SET Y5 SET Y6 Y1 SET SET Y2
S22 S24
S22 X2 Y4 S23
SET Y3
S23
X3
SET
S26
S25
S26
3.3 步进顺空指令及编程方法
选择分支和汇合的编程原则是：先集中处理 分支状态，然后再集中处理汇合状态。
7步进指令及状态编程法(一)
是为状态编程法安排的。 STL是步进开始指令，后面的操作数只能是状态 器S，在梯形图中直接与母线相连，表示每一步 的开始。 RET是步进结束指令，后面没有操作数，是指状 态流程结束，用于返回主程序的指令。
STL（Step Ladder Instruction）指令
STL指令应与状态器S一起使用 使用STL指令状态的常开触点称为STL触点
当相邻两个状态之间的转换条件得到满足时，相邻状态就
实现转换，即上面状态的动作结束而下面状态的动作开始， 描述这一状态转换过程的图就叫状态转移图。 软器件状态器S是构成状态转移图的基本元素，共有1000 点。其中S0-S9是初始状态器。
步进指令：STL和RET
FX2N系列PLC的步进指令STL、RET及状态器S，
状态的转移使用SET指令，但若向上游转移，向
非连续的下游转移或向其他流程转移，称为顺序
不连续转移
非连续转移不使用SET指令，而用OUT指令
STL指令
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 Y0 转换条件 S22 转换目标 转换条件 S21 STL LD 驱动处理 Y0 X1 SET S22 STL S21
输出元件：HL1 HL2
Y0 Y1
HL3
Y2
M8002 S0 X0 S20 T0 S21 T1 S22 T0 SB Y0 T0 Y1 HL1 K10 HL2
T1
Y2 T0
K10
HL3 K10 HL1 HL3 T0 Y1 HL2 K10
S23 T1
S24 T0 S25 T1 S26 T2
STL（Step Ladder Instruction）指令
STL指令应与状态器S一起使用 使用STL指令状态的常开触点称为STL触点
当相邻两个状态之间的转换条件得到满足时，相邻状态就
实现转换，即上面状态的动作结束而下面状态的动作开始， 描述这一状态转换过程的图就叫状态转移图。 软器件状态器S是构成状态转移图的基本元素，共有1000 点。其中S0-S9是初始状态器。
步进指令：STL和RET
FX2N系列PLC的步进指令STL、RET及状态器S，
状态的转移使用SET指令，但若向上游转移，向
非连续的下游转移或向其他流程转移，称为顺序
不连续转移
非连续转移不使用SET指令，而用OUT指令
STL指令
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 Y0 转换条件 S22 转换目标 转换条件 S21 STL LD 驱动处理 Y0 X1 SET S22 STL S21
输出元件：HL1 HL2
Y0 Y1
HL3
Y2
M8002 S0 X0 S20 T0 S21 T1 S22 T0 SB Y0 T0 Y1 HL1 K10 HL2
T1
Y2 T0
K10
HL3 K10 HL1 HL3 T0 Y1 HL2 K10
S23 T1
S24 T0 S25 T1 S26 T2
F2N步进指令
MC/MCR
可以使用 可以使用 可以使用
可以使用 可以使用 不可使用
不可使用 不可使用 不可使用
输出 处理
转移 处理
表中的栈操作指令 MPS／MRD／MPP 在状态内不能直接 与步进接点后的新 母线连接，应接在 LD或LDI指令之后， 如图7—2所示。
LD X001 S10 X001 MPS MRD STL内母线 MPP X004 X005 Y001 Y001 X003 Y001
三、状态转移图(SFC)转换成状态梯形图(STL)、指令表程序
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。
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
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SQ3，再次后退。 （3）当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。
SB(X000) 启动 前进(Y021) 后退(Y023)
驱动M第一次前进
驱动M第一次后退
暂停5秒
驱动M第二次前进
驱动M第二次后退 步进程序结束返回S0
图7-8 台车自动往返控制的状态梯形图（STL图规则
一、编制SFC图的注意事项 (1)对状态编程时必须使用步进接点指令STL。程序的最后必 须使用步进返问指令RET，返回主母线。 (2)初始状态的软元件用S0-S9，并用双框表示；中间状态软 元件用S20-S899等状态，用单框表示。若需要在停电恢 复后继续原状态运行时，可使用S500-S899停电保持状态 元件。此外S10-S19在采用状态初始化指令FNC 60(IST) 时，可用于特殊目的。 (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”“双线圈”是允许的。另 外，相邻状态使用的T、C元件，编号不能相同。
PLC步进指令及状态编程法
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。YΒιβλιοθήκη 02S20Y001
X001
正转
Y001
S21
Y002
反转 状态地址号
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。
表7-1 步进阶梯指令助记符与功能
指令助记符、名称
功能
步进梯形图的表示
程序步
STL 步进接点指令
步进接点驱动
S
1
RET 步进返回指令 步进程序结束返回
1
RET
FX2N系列PLC步进指令所使用的状态软元件S 有1000个，其分类、编号、数量和用途见表6-11。
步进接点指令只有常开接点，连接步进接点
的其它继电器接点用指令LD或LDI开始。步进返 回指令(RET)用于状态(S)流程结束时，返回主程序 (母线)。步进指令在状态转移图和状态梯形图中的 表示如图7-1所示。
FX2N3U系列PLC的两条步进指令
可以使用 可以使用 可以使用
可以使用 可以使用 不可使用
MC/MCR
不可使用 不可使用 不可使用
（4）允许同一软元件的线圈在不同的状态接点后 面多次使用（因它们在不同的状态不能同时工作，不 认为是重线圈）。但是应注意，相同定时器线圈号不 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。如下图所示。
第七章 FX2N/3U系列PLC步进指令 及状态编程法
主要内容
第七章 FX2N/3U系列PLC步进指令 及状态编程法
状态法也叫功能表图法，是PLC程序编制的重要 方法及工具，当今PLC生产厂商结合此法都提供有相 关的指令,如三菱电机公司生产的FX2N/3U系列小型可编 程控制器提供有两条步进指令，利用机内大量的状态 软元件[S]，通过状态编程规则，就能方便地实现状 态编程，满足工程上各种顺序控制的要求。
在图7-2（a）、（b）中，每个状态的内母线上都 将具有三种功能：① 可以驱动负载(OUT Yi);②指定 转移条件(LD/LDI Xi);③指定转移目标(SET Si或OUT Si)，称为状态的三要素。后两个功能是必不可少的。
2．步进指令的使用说明 （1）在状态梯形图中，由步进指令生成的状态Si 常开触点与左母线相连，具有该步的主控制功能。当 转换条件使Si常开触点接通时，由它控制的输出动作 或按输出前触点的逻辑关系输出。若需要保持输出结 果，要用SET或RST指令使输出线圈置1或置0。如果状 态触点断开，则它右侧的线路则全部断开，相当于该 步程序跳过不执行。 （2）在状态梯形图程序结束，在最后一个状态的 内母线上使用RET指令，返回到主程序开始或某处。 （3）允许状态触点内母线上使用的顺控基本指令 如表7-2所示。表中的栈操作指令MPS/MRD/MPP在状态 内母线上不能直接使用，应接在LD或LDI指令之后的 两个触点之间才能使用，如图7-3所示。
三菱PLC步进指令SFC编程方法.功能指令表
52 53
54
MTR HSCS
HSCR
矩阵输入 高速计数器置位
高速计数器复位
55 56 57
58 59
HSZ SPD PLSY
PWM PLSR
高速计数器区间比较 速度检测 脉冲输出
脉宽调制 带加减速的脉冲输出
功能指令简表
方 便 指 令
60 61 62 63 64 65 66 IST SER ABSD INCD TTMR STMR ALT 置初始状态 数据搜索 绝对值式凸轮顺控 增量值式凸轮顺控 示教定时器 特殊定时器 交替输出
(2)定时器中断用指针 定时器中断用指针用于需要指定中断时间执行中断子程 序或需要不受PLC扫描周期影响的循环中断处理控制程序。 例如I625表示每隔25ms就执行标号为1625后面的中断程序一 次．在中断返回指令IRET处返回。 (3)计数器中断用指针 计数器中断用指针根据可编程控制器内部的高速计数器 的比较结果，执行中断子程序。用于优先控制利用高速计数 器的计数结果。该指针的中断动作要与高速计数比较置位指 令HSCS组合使用。
梯形图
STL指令的特点: 1. 与STL触点相连的触点应使用LD/LDI指令。
2. STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、 T等元件的线圈，STL触点也可以使Y、M、S等元件置 位或复位。
3. CPU只执行活动步对应的程序。 4. 使用STL指令时允许双线圈输出。即不同STL触点可以 分别驱动同一编程元件的一个线圈。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，应特别注意这一问题。
130
131 132 147
SIN
COS TAN
正弦函数
用步进指令编程
步进指令编程步进顺序控制:状态寄存器、步进顺控指令。
一、状态寄存器FX2N共有1000个状态寄存器，其编号及用途见下表。
说明：1）状态的编号必须在规定的范围内选用。
2）各状态元件的触点，在PLC内部可以无数次使用。
3）不使用步进指令时，状态元件可以作为辅助继电器使用。
4）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。
二、步进顺控指令FX2N系列PLC的步进指令：步进接点指令STL步进返回指令RET。
1、步进接点指令STL说明：1）梯形图符号：。
2）功能：激活某个状态或称某一步，在梯形图上表现为从主母线上引出的状态接点。
STL指令具有建立子母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上进行。
3）STL指令在梯形图中的表示：2、步进返回指令RET说明：1）梯形图符号：2）功能：返回主母线。
步进顺序控制程序的结尾必须使用RET指令。
三、状态转移图的梯形图和写指令表1、状态的三要素状态转移图中的状态有驱动负载、指定转移目标和指定转移条件三个要素。
图中Y5：驱动的负载S21：转移目标X3：转移条件。
2、状态转移图的编程方法步进顺控的编程原则：先进行负载驱动处理，然后进行状态转移处理。
3、注意事项1)程序执行完某一步要进入到下一步时，要用SET指令进行状态转移，激活下一步，并把前一步复位。
2)状态不连续转移时，用OUT指令，如图为非连续状态流程图：非连续状态流程图例：液压工作台的步进指令编程，状态转移图、梯形图、指令表如图所示。
例：小车两地卸料控制线路，个工作周期的控制工艺要求如下：1）按下启动按钮SB，小车前进，碰到限位开关SQ1停5秒后，小车后退；2）小车后退压合SQ2后，小车停5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退；3）后退再次碰到限位开关SQ2时，小台车停止。
1、PLC接线图2、将整个过程按任务要求分解为各状态，并分配状态元件：注意： S20与S23，S21与S24虽然功能相同，但是不同状态，故编号也不同。
PLC8状态1
T2
T2
SET S24
S23 T2 X1
RST
Y2
X1 S24
RST Y1 K10 S25
T2
RST
K10 Y1
S24
T3 S25 Y0 S0 X1
T3 T3
SET
T3
RST
K10 Y0
X1 S25
RST Y0
Y0
RET
END
S0
RET
语句表-2 梯形图-2
状态转移图-2
END
状态编程法基本应用练习
S23 T2
RST
Y2 K10 Y1 K10 Y0
T2 T2
SET
T2
RST
S24
RST
S24
T3 S25 Y0 S0
T3
RST
T3 T3
SET
S25
RST
Y0
RET
END
S0
RET
语句表-2
状态转移图-2
梯形图-2
END
步进指令应用举例思考题
电机顺序PLC控制系统
思考题1： 三台电机起动时，M1先起动，2秒后，M2起动，再2秒后M3起动。 停止时， M1、 M2、 M3一起停。 思考题2： 三台电机起动时，M1先起动，2秒后，M2起动，再2秒后M3起动。 停止时， M3先停，1秒后，M2才停，再1秒后M1停。当任一台电机发生 过载，所有电机立即停止。
S21
X1
S21
X2
S22
OU T X3
S32
X1
RST
X2 X3
重复
向上方转移
S22
X3
S23
S21
S33
步进指令
四,利用状态编程思想解决顺控问题的方法步骤
1.分解控制要求,每个工序对应一个状态,并分配状态元 件.如S10,S11,S13…,不同工序对应的状态元件号须 不同,状态元件号也不一定依序.可以间断. 2 .分清每个状态的功能,作用.各状态的功能通过 PLC 的 驱动其各种负载来完成.负载可由状态元件直接驱动,和 可由其他软元件触点的逻辑组合驱动. 3.找出每个状态的转移条件.状态"激活",利用按钮, 行程开关,内部软元件等.转移条件 ——" 激活"开关: 可以是单一条件,也可以是多条件组合.
图 选择序列
X004 4 X005 5 X006 7 6
X007
X010
X011
选择性分支状态转移图的编程,如图所示,与对单流程状态转移 图的编程一样,先进行驱动处理,然后设置转移条件(转移条件 只能一个条件有效,如何保证?),编程时要由左至右逐个编程. 选择性汇合编程,在所选择的分支中进行汇合前一个状态的输出 处理后,朝汇合状态转移即可.
4)跳步,重复和循环序列:在实际系统中经常使用跳步,重复 跳步,重复和循环序列:在实际系统中经常使用跳步, 和循环序列.这些序列实际上都是选择序列的特殊形式. 和循环序列.这些序列实际上都是选择序列的特殊形式.
X001 3 X002 4 X005 5 X004 6 X010 (a) ( b) 图 跳步,重复和循环序列 跳步, (a)跳步序列 ( b)重复序列 ( c)循环序列 (a)跳步序列 b)重复序列 c)循环序列 7 X010 ( c) X003 X005 6 X004 7 5 X003 X005 6 X004 4 X002 5 X003 X001 0 X002 X001
M8002
S0
第五章步进指令及状态编程法
状态法提供了将复杂的顺控过程分解为小的“状态”分 别编程,再组合成整体程序的编程思想。可使编程工作程式 化,规范化。是 PLC程序编制的重要方法。
状态转移图是状态编程的工具,图中包含了程序所需用 的全部状态及状态间的关联。针对具体状态来说,状态转移 图给出该状态的任务及状态转移的条件及方向。采用状态 法编程时一般先绘出状态转移图,再由状态转移图转绘为梯 形图或编写指令表。
本章在介绍状态编程思想、状态元件、状态指令的基础 上,结合实例说明了状态编程方法的应用。
5.1 状态编程思想
5.1.1 状态编程思想导引
举例 工业机械手的控制系统
缺 ① 动作表达繁琐。
陷
② 梯形图涉及的联锁关系较复杂,
处理起来较麻烦。
③ 梯形图可读性差,很难从梯形图 看出具体控制工艺过程。
状态转移图
(4)状态转移程序的结尾必须使用RET指令 RET是步进返回指令，使程序返回主母线，以保证其它的指 令在主母线上进行，防止出现逻辑混乱
(5)其他 在为程序安排状态继电器元件时,要注意状态器的分类功用。
16
状态转移图与梯形图的转换
M8002 初 始 脉 冲
S0
X000 启 动 按 钮
S20
X001
Y001
左图特点:复杂的控制任 务或工作过程分解成了 若干个工序；各工序的 任务明确而具体；各工 序间的联系清楚,工序间 的转换条件直观；这种 图很容易理解,可读性很 强。
状态编程的一般思想：
将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态,明 确各状态的任务、状态转移条件和转移方向,再依据总 的控制顺序要求,将这些状态组合形成状态转移图,最 后依一定的规则将状态转移图转绘为梯形图程序。
5.1.2 步进指令
状态转移图是状态编程的工具,图中包含了程序所需用 的全部状态及状态间的关联。针对具体状态来说,状态转移 图给出该状态的任务及状态转移的条件及方向。采用状态 法编程时一般先绘出状态转移图,再由状态转移图转绘为梯 形图或编写指令表。
本章在介绍状态编程思想、状态元件、状态指令的基础 上,结合实例说明了状态编程方法的应用。
5.1 状态编程思想
5.1.1 状态编程思想导引
举例 工业机械手的控制系统
缺 ① 动作表达繁琐。
陷
② 梯形图涉及的联锁关系较复杂,
处理起来较麻烦。
③ 梯形图可读性差,很难从梯形图 看出具体控制工艺过程。
状态转移图
(4)状态转移程序的结尾必须使用RET指令 RET是步进返回指令，使程序返回主母线，以保证其它的指 令在主母线上进行，防止出现逻辑混乱
(5)其他 在为程序安排状态继电器元件时,要注意状态器的分类功用。
16
状态转移图与梯形图的转换
M8002 初 始 脉 冲
S0
X000 启 动 按 钮
S20
X001
Y001
左图特点:复杂的控制任 务或工作过程分解成了 若干个工序；各工序的 任务明确而具体；各工 序间的联系清楚,工序间 的转换条件直观；这种 图很容易理解,可读性很 强。
状态编程的一般思想：
将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态,明 确各状态的任务、状态转移条件和转移方向,再依据总 的控制顺序要求,将这些状态组合形成状态转移图,最 后依一定的规则将状态转移图转绘为梯形图程序。
5.1.2 步进指令
模块五--步进指令及状态编程法
图5-44 题4的图
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
图 断开了。 的 规 则
图5-15 状态区域复位和输出禁止的处理
模块五 步进指令及状态编程法
三、多流程步进顺序控制
1.选择性分支与汇合及其编程
(1)选择性分支SFC图的特点 (2)选择性分支、汇合的编程 (3)选择性分支对应的步进梯形图
技 专用钻床输入输出继电器的I/O接线 能 训 练
模块五 步进指令及状态编程法
专用钻床参考状态转移图
技
参考编程手
册绘制的
能
SFC
训
练
软件GX Developer V8编辑的
SFC
模块五 步进指令及状态编程法
参考编程手册绘制的专用钻床梯形图程序
技 能 训 练
模块五 步进指令及状态编程法
用GX Developer V8编辑的专用钻床梯形图程序
模块五 步进指令及状态编程法
三、多流程步进顺序控制
2.并行分支与汇合的编程
(1)并行分支状态转移图及其特点 (2)并行分支状态转移图的编程 (3)并行分支SFC图对应的状态梯形图
模
块
五 步 进 指 令 及 状 态
三 、
3. 带
多式
流运
程输
步机
进 顺
原 理 及
编 序S
程 控F
法 制C
模块五 步进指令及 状态编程法
技 能 训 练
模块五 步进指令及状态编程法
边学边议
1．画出图5-41所示波形对应的顺序功能图。 2．小车在初始状态时停在中间，限位开关X000为ON，按下起动按钮 X003，小车按图5-42所示的顺序运动，最后返回并停在初始位置。画出 控制系统的顺序功能图，并编写梯形图程序。
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
图 断开了。 的 规 则
图5-15 状态区域复位和输出禁止的处理
模块五 步进指令及状态编程法
三、多流程步进顺序控制
1.选择性分支与汇合及其编程
(1)选择性分支SFC图的特点 (2)选择性分支、汇合的编程 (3)选择性分支对应的步进梯形图
技 专用钻床输入输出继电器的I/O接线 能 训 练
模块五 步进指令及状态编程法
专用钻床参考状态转移图
技
参考编程手
册绘制的
能
SFC
训
练
软件GX Developer V8编辑的
SFC
模块五 步进指令及状态编程法
参考编程手册绘制的专用钻床梯形图程序
技 能 训 练
模块五 步进指令及状态编程法
用GX Developer V8编辑的专用钻床梯形图程序
模块五 步进指令及状态编程法
三、多流程步进顺序控制
2.并行分支与汇合的编程
(1)并行分支状态转移图及其特点 (2)并行分支状态转移图的编程 (3)并行分支SFC图对应的状态梯形图
模
块
五 步 进 指 令 及 状 态
三 、
3. 带
多式
流运
程输
步机
进 顺
原 理 及
编 序S
程 控F
法 制C
模块五 步进指令及 状态编程法
技 能 训 练
模块五 步进指令及状态编程法
边学边议
1．画出图5-41所示波形对应的顺序功能图。 2．小车在初始状态时停在中间，限位开关X000为ON，按下起动按钮 X003，小车按图5-42所示的顺序运动，最后返回并停在初始位置。画出 控制系统的顺序功能图，并编写梯形图程序。
步进指令及状态编程法
一、状态转移图 状态转移图称功能图。 一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为状态。 状态器是构成状态转移图的基本元件。其中S0~S9叫初始状 态器。
状态1
转换条件满足
状态2
一、状态转移图
S10 T0 S11 T1
Y0 T0 K100 Y1 T1 K30
三、状态转移图解决顺控问题的方法步骤 顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作 （或命令）等要素组成。 步与步之间实现转换应同时具备两个条件： (1) 前级步必须是活动步。 (2) 对应的转换条件成立。
1．步进开始指令[STL]
2．步进结束指令[RET] RET指令用于返回主母线。使步进顺控程序执行完毕时，非状态程序的 操作在主母线上完成，防止出现逻辑错误。状态转移程序的结尾必须使用RET 指令。 3．步进指令的使用说明 (1) 对状态处理，编程时必须使用步进接点指令STL。STL触点是与左侧 母线相连的常开触点，STL触点接通，则对应的状态为活动步，与STL触点相 连的触点用LD或LDI指令。 (2) 程序的最后必须使用步进结束指令RET，返回主母线。 (3) STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T、C等顺序功能图的单序列结构形式 最为简单，它由一系列按顺序 排列、相继激活的步组成。每 一步的后面只有一个转换，每 一个转换后面只有一步
根据十字路口交通信号灯的控制要求，可作出信号灯的 控制时序图如图所示。
3．步进指令的使用说明 (1) 对状态处理，编程时必须使用步进接点指令 STL。STL触点是与左侧母线相连的常开触点，STL触 点接通，则对应的状态为活动步，与STL触点相连的 触点用LD或LDI指令。 (2) 程序的最后必须使用步进结束指令RET，返回主 母线。 (3) STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、 S、T、C等元件的线圈。
状态1
转换条件满足
状态2
一、状态转移图
S10 T0 S11 T1
Y0 T0 K100 Y1 T1 K30
三、状态转移图解决顺控问题的方法步骤 顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作 （或命令）等要素组成。 步与步之间实现转换应同时具备两个条件： (1) 前级步必须是活动步。 (2) 对应的转换条件成立。
1．步进开始指令[STL]
2．步进结束指令[RET] RET指令用于返回主母线。使步进顺控程序执行完毕时，非状态程序的 操作在主母线上完成，防止出现逻辑错误。状态转移程序的结尾必须使用RET 指令。 3．步进指令的使用说明 (1) 对状态处理，编程时必须使用步进接点指令STL。STL触点是与左侧 母线相连的常开触点，STL触点接通，则对应的状态为活动步，与STL触点相 连的触点用LD或LDI指令。 (2) 程序的最后必须使用步进结束指令RET，返回主母线。 (3) STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T、C等顺序功能图的单序列结构形式 最为简单，它由一系列按顺序 排列、相继激活的步组成。每 一步的后面只有一个转换，每 一个转换后面只有一步
根据十字路口交通信号灯的控制要求，可作出信号灯的 控制时序图如图所示。
3．步进指令的使用说明 (1) 对状态处理，编程时必须使用步进接点指令 STL。STL触点是与左侧母线相连的常开触点，STL触 点接通，则对应的状态为活动步，与STL触点相连的 触点用LD或LDI指令。 (2) 程序的最后必须使用步进结束指令RET，返回主 母线。 (3) STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、 S、T、C等元件的线圈。
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S23
Y1
X3后退
S24
Y2
（动作：延时5s） （动作：前进）
（动作：后退）
X2后退停
M8002 S0
X0 S20
X1 S21
X2 S22
T0 S23
X3
S24 X2
Y2 Y1
Y1 Y2
T0 K50
Y2 Y1
Y1 Y2
RET END
M8002
S0 X0
S20
Y2
X1 S21 Y1
X2 S22
SET S0 SET S20 Y1 SET S21 Y2 SET S22
到初始状态
2.分配状态元器件，确定其功能
准备 (S0) 第一次前进 (S20)：Y1输出即正转 第一次后退 (S21)：Y2输出即反转 开始等待 (S22)：开始延时T0，时长为5s 第二次前进 (S23)： Y1输出即正转 第二次后退 (S24)： Y2输出即反转 S20与S23、S21与S24功能相同但是状态转移图中不同状态，
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
Y0
X1
转换条件
S22 转换目标
STL LD S21
X1 转换条件
驱动处理
Y0
SET S22 转换目标
STL S21 OUT Y0 LD X1 SET S22
STL指令特点
与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令，即 LD点移到STL触点的右侧，直到出现下一条STL 指令或出现RET指令，RET指令使LD点返回左侧 母线
T0
T0 K50
S23 Y2 X3
S24 Y1 X2
SET S23 Y1
SET S24 Y2
OUT S0
RET
END
状态转移图的基本结构－单序列
单序列 由一系列相继激活的 步组成，每一步的后 面仅接一个转换，每 一个转换后只有一 个步
S22 X1
S23 X2
S0
四个广告灯按顺序各亮1秒
三彩灯自动闪烁
状态转移图法，也被称为顺序功能图法（SFC）。 是PLC编制复杂程序的重要方法。
台车往返控制
一个周期控制工艺如下： （1）按下启动按钮SB，台车电动机M正转，台车前进，碰
到限位开关SQ1后，台车电动机M反转，台车后退； （2）台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电动机M停转，台
车停车，停5s，第二次前进，碰到限位开关SQ3起，再次 后退； （3）当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止
STL指令的特点
系统的初始步应使用初始状态S0～S9，初始状态 应放在顺序功能图的最前面
在由STOP RUN状态时，可由此时只接通一个 扫描周期的初始化脉冲M8002来将初始状态置为 ON，为以后步的活动状态的转换作好准备
状态编程法
状态编程法要用步进指令编程，要画状态转移图 （顺序功能图），其编制的程序属于PLC顺序功 能图编程语言。
输出元件：HL1 Y0
HL2 Y1
HL3 Y2
M8002
S0
X0
SB
S20 T0
学习目标
学习步进指令 STL（步进开始）和RET （步进结束）
掌握状态转移图、梯形图和指令表之间的 互相转换
学会应用步进指令进行编程
状态转移图（顺序功能图）
一个控制过程可以分为若干阶段，这些阶段称为状态，状 态与状态之间由转换条件分隔，相邻的状态具有不同的动 作。
当相邻两个状态之间的转换条件得到满足时，相邻状态就 实现转换，即上面状态的动作结束而下面状态的动作开始， 描述这一状态转换过程的图就叫状态转移图。
设计一套三彩灯自动闪烁的状态转移图程序，并 写出指令语句表。控制工艺要点如下：
三只灯分别为HL1、HL2、HL3。HL1亮1s后HL2亮 （HL1灭）1s后HL3亮（HL2灭）1s，灭1s，之后三只灯 一齐亮1s，灭1s，再一齐亮1s，回到起始点。用一只点动 按钮SB控制三灯闪烁
输入元件：SB X0；
STL（Step Ladder Instruction）指令
STL指令应与状态器S一起使用 使用STL指令状态的常开触点称为STL触点 状态的转移使用SET指令，但若向上游转移，向
非连续的下游转移或向其他流程转移，称为顺序 不连续转移 非连续转移不使用SET指令，而用OUT指令
STL指令
故要用不同编号。
3.找出每个状态的转移条件
S20 S21 S22 S23 S24
SB X0
SQ1 X1 SQ2 X2 定时器 T0 SQ3 X3
4.画出状态 转换流程图
S0
X0（启动前进）
S20
Y1 （动作：前进）
X1（后退）
S21
Y2 （动作：后退）
X2（后退停）
S22
T0
T0 延时前进
各STL触点驱动的电路一般放在一起，最后一个 STL电路结束时一定要使用RET指令，否则将出 现“程序错误”，PLC不能运行
STL指令特点
STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y，M， S，T等元件的线圈
S23 Y1
X0 Y2
Y3
(a ) 错误的梯形图
S23 Y1
Y3 X0
Y2
(b) 正确的梯形图
状态转移图编程的步骤
1.将整个控制过程分解成若干个状态 2.分配状态元器件，确定状态器的功能 3.找出每个状态的转移条件 4.画出状态转换流程图
1.分解控制过程状态
准备 第一次前进：从启动按钮按下开始前进 第一次后退：碰到SQ1后开始后退 开始等待：碰到SQ2上开始等待 第二次前进：等待5秒后开始第二次前进 第二次后退：碰到SQ3后开始后退，碰到SQ2后停止并回
软器件状态器S是构成状态转移图的基本元素，共有1000 点。其中S0-S9是初始状态器。
步进指令：STL和RET
FX2N系列PLC的步进指令STL、RET及状态器S， 是为状态编程法安排的。
STL是步进开始指令，后面的操作数只能是状态 器S，在梯形图中直接与母线相连，表示每一步 的开始。
RET是步进结束指令，后面没有操作数，是指状 态流程结束，用于返回主程序的指令。
STL指令的特点
由于CPU只执行活动步对应的电路块，使用STL指 令时允许双线圈输出，即不同的STL触点可以分别 驱动同一个编程元件的一个线圈，相邻状态的T、 C地址编号不能相同。
在状态转换过程中，相邻两步的两个状态同时ON 一个扫描周期，为了避免不能同时接通两个外部负 载，应在PLC外部设置硬件联锁即“硬件互锁”。