状态转移图 PPT课件
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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：
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
马尔柯夫状态转移图与转移矩阵(ppt 24页)
时，则称X(tn)仅与前一状态X(tn-1)有关而与更前的 22.03.2状022态无关。这一随机过程就是最简单的马尔柯夫过程，
马尔柯夫过程
将上述过程推广到一般，则马尔柯夫过程是这样一种 随机过程，即其随机变量在任意时刻tn时的状态X(tn)， 仅与其前有限次数之内的状态X(tn-i-1), X(tn-i-2), …,X(tn-i) 有关，而与以前的状态无关。
22.03.2022
马尔柯夫状态转移图
用马尔可夫状态转移图可以简单而清晰地反映这一过程。 因此，在用马尔可夫过程求解系统或设备的状态概率时， 应首先作出相应的状态转移图，并填入有关概率值，则 会一目了然并方便求解。
Pij 1/ 3
Pii 2/3
i
j
Pjj 3/ 4
22.03.2022
Pji 3/ 4
懒 鬼 起 来 吧 ！别再 浪费时 间，将 来在坟 墓内有 足够的 时间让 你睡的 。---富 兰克林 （美国 ）
人 生 太 短 暂 了，事 情是这 样的多 ，能不 兼程而 进吗？ ---爱迪 生（美 国）真 正的敏 捷是一 件很有 价值的 事。因 为时间 是衡量 事业的 标准， 一如金 钱是衡 量货物 的标准 ；所在 在做事 我有两个忠实的助手，企业在市场竞争中输赢的关键在于其 核心竞 争力的 强弱， 而实现 核心竞 争力更 新的惟 一途径 就是创 新。 一项权威的调查显示：与缺乏创新的 企业相 比，成 功创新 的企业 能获得20％甚 至更高 的成长 率；如 果企业80％的 收入来 自新产 品开发 并坚持 下去， 五年內 市值就 能增加 一倍； 全球83％的高 级经理 人深信 ，自己 企业今 后的发 展将更 依赖创 新。
忽 视 当 前 一 刹那的 人，等 于虚掷 了他所 有的一 切。---富 兰克 林（美 国） 时 间 不 可 空 过，惟 用之于 有益的 工作； 一切无 益的行 动，应 该完全 制止。 ---富兰 克林（ 美国）
马尔柯夫过程
将上述过程推广到一般，则马尔柯夫过程是这样一种 随机过程，即其随机变量在任意时刻tn时的状态X(tn)， 仅与其前有限次数之内的状态X(tn-i-1), X(tn-i-2), …,X(tn-i) 有关，而与以前的状态无关。
22.03.2022
马尔柯夫状态转移图
用马尔可夫状态转移图可以简单而清晰地反映这一过程。 因此，在用马尔可夫过程求解系统或设备的状态概率时， 应首先作出相应的状态转移图，并填入有关概率值，则 会一目了然并方便求解。
Pij 1/ 3
Pii 2/3
i
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Pjj 3/ 4
22.03.2022
Pji 3/ 4
懒 鬼 起 来 吧 ！别再 浪费时 间，将 来在坟 墓内有 足够的 时间让 你睡的 。---富 兰克林 （美国 ）
人 生 太 短 暂 了，事 情是这 样的多 ，能不 兼程而 进吗？ ---爱迪 生（美 国）真 正的敏 捷是一 件很有 价值的 事。因 为时间 是衡量 事业的 标准， 一如金 钱是衡 量货物 的标准 ；所在 在做事 我有两个忠实的助手，企业在市场竞争中输赢的关键在于其 核心竞 争力的 强弱， 而实现 核心竞 争力更 新的惟 一途径 就是创 新。 一项权威的调查显示：与缺乏创新的 企业相 比，成 功创新 的企业 能获得20％甚 至更高 的成长 率；如 果企业80％的 收入来 自新产 品开发 并坚持 下去， 五年內 市值就 能增加 一倍； 全球83％的高 级经理 人深信 ，自己 企业今 后的发 展将更 依赖创 新。
忽 视 当 前 一 刹那的 人，等 于虚掷 了他所 有的一 切。---富 兰克 林（美 国） 时 间 不 可 空 过，惟 用之于 有益的 工作； 一切无 益的行 动，应 该完全 制止。 ---富兰 克林（ 美国）
PLC顺序功能图.ppt
S0
X0 S20
2. 转换实现应完成的操作
T0
转换实现应完成以下两种操作：
(1) 使所有与该转换的有向连线相连的后续步都变为活 动步。
(2) 使所有与该转换的有向连线相连的前级步都变为不 活动步。
5
P9
3. 绘制顺序功能图注意的问题 (1) 两个步不能直接相连，必须用一个转换隔开。 (2)两个转换不能直接相连，必须用一个步隔开。 (3) 顺序功能图中必须有初始步。 (4)顺序功能图全部操作过程结束后应能返回初 始步。 (5)初始步可由初始化脉冲M8002激活。
c)并行序列：若3为活动步且e=1，则4、6步同时变为活动步，3变为 不活动步。当5、7都为活动步且i =1时，才发生5、7→8步转换， 8变为活动步，5、7都变为不活动步。
4
P8
三、 顺序功能图中转换实现的规则及注意问题
1. 转换实现的条件
在顺序功能图中，转换实现必须同时满足两个条件：
(1) 该转换所有的前级步必须是活动步。 (2) 相应的转换条件必须得到满足。
6
2.01 将1.6题梯形图转换成状态转移图：
S0 X0
S20 T0
S21 T1
S22 T2 0
Y0 T0 K30
Y1 T1 K30
Y2 T2 K30
7
程序输入： 1.新建工程：
2.建立梯形图块：
输入：
(M8002:特殊辅助继电器)
8
3.回到主程序 4.建立SFC块
9
5.SFC输入 2.1
TR后面的数字默认！
0
12
2. 4 在GX Developer里输入以下程序,保存并验证。 (选择序列)
20 0
13
补充例一：
X0 S20
2. 转换实现应完成的操作
T0
转换实现应完成以下两种操作：
(1) 使所有与该转换的有向连线相连的后续步都变为活 动步。
(2) 使所有与该转换的有向连线相连的前级步都变为不 活动步。
5
P9
3. 绘制顺序功能图注意的问题 (1) 两个步不能直接相连，必须用一个转换隔开。 (2)两个转换不能直接相连，必须用一个步隔开。 (3) 顺序功能图中必须有初始步。 (4)顺序功能图全部操作过程结束后应能返回初 始步。 (5)初始步可由初始化脉冲M8002激活。
c)并行序列：若3为活动步且e=1，则4、6步同时变为活动步，3变为 不活动步。当5、7都为活动步且i =1时，才发生5、7→8步转换， 8变为活动步，5、7都变为不活动步。
4
P8
三、 顺序功能图中转换实现的规则及注意问题
1. 转换实现的条件
在顺序功能图中，转换实现必须同时满足两个条件：
(1) 该转换所有的前级步必须是活动步。 (2) 相应的转换条件必须得到满足。
6
2.01 将1.6题梯形图转换成状态转移图：
S0 X0
S20 T0
S21 T1
S22 T2 0
Y0 T0 K30
Y1 T1 K30
Y2 T2 K30
7
程序输入： 1.新建工程：
2.建立梯形图块：
输入：
(M8002:特殊辅助继电器)
8
3.回到主程序 4.建立SFC块
9
5.SFC输入 2.1
TR后面的数字默认！
0
12
2. 4 在GX Developer里输入以下程序,保存并验证。 (选择序列)
20 0
13
补充例一：
信息论课件 2-1.3马尔科夫信源
1：0.75
：
：
1 0.5 0 0.25
0：0.5
12
• 例3 设有一个二元二阶马尔科夫信源，其信源 符号集X={0,1}，信源输出符号的条件概率为
P(0|00)=p(1|11)=0.8, p(1|00)=0.2
p(0|01)=p(0|10)=p(1|01)=p(1|10)=0.5 求状态转移概率矩阵，画出状态转移图
p(x2|x1)
x2
x1
0
1
0
0.3
0.4
1
0.7
0.6
再下一单位时间：输出随机变量X3与X2X1有依赖关系
p(x3|x1x2) x3
00
x1 x2 01 10
11
0 0.4 0.2 0.3 0.4
1 0.6 0.8 0.7 0.6
23
• 从第四单位时间开始，随机变量Xi只与前面二 个单位时间的随机变量Xi-2Xi-1有依赖关系:
–齐次马尔可夫链可以用其
0/0.4
状态转移图(香农线图)表示
–每个圆圈代表一种状态
so
s1
–状态之间的有向线代表某 1/0.6
一状态向另一状态的转移
0/0.3
1/0.2
1/0.7
–有向线一侧的符号和数字
分别代表发出的符号和条
s2
件概率
0/0.8
11
• 例2 设一个二元一阶马尔科夫信源，信源符号 集X={0,1}，信源输出符号的条件概率为
• 由 p(s3 ) 0.4 p(s3 ) 0.3 p(s5 )
Wj=p(sj) p(s4 ) 0.6 p(s3 ) 0.7 p(s5 ) p(s5 ) 0.2 p(s4 ) 0.4 p(s6 )
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
Page: 14
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
Page: 16
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
Page: 18
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。
马尔柯夫状态转移图与转移矩阵
•2020/4/30
马尔柯夫过程
当条件概率为
时，则称X(tn)与过去历史无关，即为独立随机过 程 当条件概率为
时，则称X(tn)仅与前一状态X(tn-1)有关而与更前的 状态无关。这一随机过程就是最简单的马尔柯夫过程
•2020/4/30
马尔柯夫过程
将上述过程推广到一般，则马尔柯夫过程是这样一种 随机过程，即其随机变量在任意时刻tn时的状态X(tn) ，仅与其前有限次数之内的状态X(tn-i-1), X(tn-i-2), …,X(tn-i)有关，而与以前的状态无关。
•2020/4/30
马尔柯夫转移矩阵
可见矩阵P为遍历矩阵
•2020/4/30
马尔柯夫转移矩阵
当概率矩阵P为正规的遍历矩阵时，则具有以下性质： Pn随着转移步数n的增加而趋于某一稳定矩阵。即各态 转移的概率趋于稳定； 稳定矩阵的各元素均大于0； 稳定矩阵的各行是同一概率向量：
且
•2020/4/30
马尔柯夫转移矩阵
既然极限状态概率向量不再变化，因此，即使再转移一 步，其状态概率也是不会变的，故有
•2020/4/30
马尔柯夫过程所具有的这种更以前的各种状态不影响 现状态X(tn)的性质，称为“马氏性”或“无后效性”，“无 记忆性”。而马尔柯夫过程又称为“无记忆过程”。
•2020/4/30
马尔柯夫过程
为了方便，现将状态X(tn)记为j, X(tn-1)记为i，则式可 写为
条件概率Pij称为过程从状态i到状态j的转移概率。
如果马尔可夫过程从一个给定状态向另一个状态转移 的概率仅与两状态的相对时间有关，而与观测时刻无 关，或具体观测时间变化时其转移概率值仍不变，即
则称为“稳态马而可夫过程”，“平稳~”，“齐次~”。
马尔柯夫过程
当条件概率为
时，则称X(tn)与过去历史无关，即为独立随机过 程 当条件概率为
时，则称X(tn)仅与前一状态X(tn-1)有关而与更前的 状态无关。这一随机过程就是最简单的马尔柯夫过程
•2020/4/30
马尔柯夫过程
将上述过程推广到一般，则马尔柯夫过程是这样一种 随机过程，即其随机变量在任意时刻tn时的状态X(tn) ，仅与其前有限次数之内的状态X(tn-i-1), X(tn-i-2), …,X(tn-i)有关，而与以前的状态无关。
•2020/4/30
马尔柯夫转移矩阵
可见矩阵P为遍历矩阵
•2020/4/30
马尔柯夫转移矩阵
当概率矩阵P为正规的遍历矩阵时，则具有以下性质： Pn随着转移步数n的增加而趋于某一稳定矩阵。即各态 转移的概率趋于稳定； 稳定矩阵的各元素均大于0； 稳定矩阵的各行是同一概率向量：
且
•2020/4/30
马尔柯夫转移矩阵
既然极限状态概率向量不再变化，因此，即使再转移一 步，其状态概率也是不会变的，故有
•2020/4/30
马尔柯夫过程所具有的这种更以前的各种状态不影响 现状态X(tn)的性质，称为“马氏性”或“无后效性”，“无 记忆性”。而马尔柯夫过程又称为“无记忆过程”。
•2020/4/30
马尔柯夫过程
为了方便，现将状态X(tn)记为j, X(tn-1)记为i，则式可 写为
条件概率Pij称为过程从状态i到状态j的转移概率。
如果马尔可夫过程从一个给定状态向另一个状态转移 的概率仅与两状态的相对时间有关，而与观测时刻无 关，或具体观测时间变化时其转移概率值仍不变，即
则称为“稳态马而可夫过程”，“平稳~”，“齐次~”。
马尔柯夫状态转移图与转移矩阵PPT(24张)
22.05.2019
马尔柯夫过程
当条件概率为
P { X (tn ) x n|X (t1 ) x 1 ,X (t2 ) x 2 , ,X (tn 1 ) x n 1 } P { X (tn ) x n }
时，则称X(tn)与过去历史无关，即为独立随机过 程 当条件概率为
P { X (tn ) x n|X (t1 ) x 1 ,X (t2 ) x 2 , ,X (tn 1 ) x n 1 } P { X (tn ) x n|X (tn 1 ) x n 1 }
马尔柯夫过程
潘尔顺 副教授 上海交通大学 工业工程与管理系
22.05.2019
主要内容
基本概念 马尔柯夫过程 马尔柯夫状态转移图 马 柯夫转移矩阵
22.05.2019
基本概念
随机过程（Random Process）—随机事件的变化过程。 随机过程无确定的变化形式及必然的变化规律，因而 不可能用精确的数学关系式来表达，但可用随机函数 来描述。 随机函数X(t)在时间t1时的取值，称为X(t)在t=t1时的 状态，它也是随机变量，而t则称为过程参数。两者所 有可能值的集合，分别称为“状态空间”和“参数空 间”
已定时，则出现下一个系统状态X(tn)=xn的条件概
率为P { X (tn ) x n|X (t1 ) x 1 ,X (t2 ) x 2 , ,X (tn 1 ) x n 1 } 0 t1 t2 tn 则称 X (tn)与 X (t1)， X (t2)， ,X (tn 1)有图2所示的马尔可夫状态转移过程，也可用马尔可夫转 移矩阵或简称“转移矩阵”，“概率矩阵”来表达：
ij ij
PijP Pijii
P Pijjjij3 2//4 3
马尔柯夫过程
当条件概率为
P { X (tn ) x n|X (t1 ) x 1 ,X (t2 ) x 2 , ,X (tn 1 ) x n 1 } P { X (tn ) x n }
时，则称X(tn)与过去历史无关，即为独立随机过 程 当条件概率为
P { X (tn ) x n|X (t1 ) x 1 ,X (t2 ) x 2 , ,X (tn 1 ) x n 1 } P { X (tn ) x n|X (tn 1 ) x n 1 }
马尔柯夫过程
潘尔顺 副教授 上海交通大学 工业工程与管理系
22.05.2019
主要内容
基本概念 马尔柯夫过程 马尔柯夫状态转移图 马 柯夫转移矩阵
22.05.2019
基本概念
随机过程（Random Process）—随机事件的变化过程。 随机过程无确定的变化形式及必然的变化规律，因而 不可能用精确的数学关系式来表达，但可用随机函数 来描述。 随机函数X(t)在时间t1时的取值，称为X(t)在t=t1时的 状态，它也是随机变量，而t则称为过程参数。两者所 有可能值的集合，分别称为“状态空间”和“参数空 间”
已定时，则出现下一个系统状态X(tn)=xn的条件概
率为P { X (tn ) x n|X (t1 ) x 1 ,X (t2 ) x 2 , ,X (tn 1 ) x n 1 } 0 t1 t2 tn 则称 X (tn)与 X (t1)， X (t2)， ,X (tn 1)有图2所示的马尔可夫状态转移过程，也可用马尔可夫转 移矩阵或简称“转移矩阵”，“概率矩阵”来表达：
ij ij
PijP Pijii
P Pijjjij3 2//4 3
实验6-状态转换图
实验6——状态转换图
什么是状态转换图
状态转换图：用来描述一个特定对象的所有可 能的状态及其引起状态转移的事件。一个状态 图包括一系列的状态以及状态之间的转移。
用于描述给定类的发展历史、导致状态转换的事件 和导致状态改变的活动 对象状态是对象可以存在的可能条件 为类的重要动态行为建立状态转换图
状态图中定义的状态
初态—状态图的起始点,一个状态图只能有一个初态。 终态—是状态图的终点。而终态则可以有多个。 中间状态—可包括三个区域:名字域、状态变量与活动 域。 嵌套状态—可以进一步细化的状态称作复合状态。
初态 终态 转换
状态名
状态变量 活动 中间态
响应事件的内部动作或活动的列 表，定义为： 事件名 (参数表[条件])/动作表达式
状态实例
状态变量 是状态图所显示的类的属性。 活动 列出了在该状态时要执行的事件和动作。有3个标准事件： entry事件用于指明进入该状态时的特定动作。 exit事件用于指明退出该状态时的特定动作。 无参数 do事件用于指明在该状态中时执行的动作。 例:
login login time=curent time entry/type “login” do/get use name do/get password help/display help exit/login(use_name.password)
特点
状态活动规格说明
状态中的活动
通过关键词entry，活动被放置在状态中
活动被输入直到从状态中退出
通过关键词do，活动被放置在状态中
活动从状态中退出
通过输入关键词exit，活动被放置在状态中
什么是状态转换图
状态转换图：用来描述一个特定对象的所有可 能的状态及其引起状态转移的事件。一个状态 图包括一系列的状态以及状态之间的转移。
用于描述给定类的发展历史、导致状态转换的事件 和导致状态改变的活动 对象状态是对象可以存在的可能条件 为类的重要动态行为建立状态转换图
状态图中定义的状态
初态—状态图的起始点,一个状态图只能有一个初态。 终态—是状态图的终点。而终态则可以有多个。 中间状态—可包括三个区域:名字域、状态变量与活动 域。 嵌套状态—可以进一步细化的状态称作复合状态。
初态 终态 转换
状态名
状态变量 活动 中间态
响应事件的内部动作或活动的列 表，定义为： 事件名 (参数表[条件])/动作表达式
状态实例
状态变量 是状态图所显示的类的属性。 活动 列出了在该状态时要执行的事件和动作。有3个标准事件： entry事件用于指明进入该状态时的特定动作。 exit事件用于指明退出该状态时的特定动作。 无参数 do事件用于指明在该状态中时执行的动作。 例:
login login time=curent time entry/type “login” do/get use name do/get password help/display help exit/login(use_name.password)
特点
状态活动规格说明
状态中的活动
通过关键词entry，活动被放置在状态中
活动被输入直到从状态中退出
通过关键词do，活动被放置在状态中
活动从状态中退出
通过输入关键词exit，活动被放置在状态中
第3章-2-状态转换图
例2：
字母
字母或数字
0
1
其它
②
*
PROCEDURE Pro0; BEGIN Getchar; IF char IN [‘A’..‘Z’ ] then pro1 else error; END; Procedure pro1; begin getchar; while char IN [‘A’..‘Z’, ‘o’..‘g’ ] DO begin concat; getchar; End; pro2; End; procedure pro2; begin retract; return(101,TOKEN ); end;
识别无符号数的状态矩阵
当前状 态 0 扫描字符 d . ther d . E other d E other d other d + other d other d other 语义处理操作或接受动作 {w=0;n=0;p=0;e=1;w=w*10+d} {w=0;n=0;p=0;e=1;} error {w=w*10+d;} {return ( ICON= w ); {n++; w=w*10+d;} {return (FCON =w*pow(10,e*p-n) ) ;} {n++;w=w*10+d;} error {p=p*10+d;} e=-1; error {p=p*10+d;} error {p=p*10+d;} {return (FCON=w*pow(10,e*p-n) ); 后继状 态 1 3 1 2 4 end 2 4 end 2 6 5 5 6 6 end
步骤 1 2 3 4 5 6
当前状态 余留的符号串 R U U U S S 00011 0011 011 11 1 (识别结束)
《状态转移图程序设》课件
状态转移图程序设计PPT 课件
状态转移图是一种描述系统行为和状态的图形表示法，常用于软件系统的设 计和测试。
什么是状态转移图？
状态转移图由状态、转移条件和事件组成，描述系统行为和状态的图形表示法。常用于软件系统的设计和测试。
状态机模型
通过控制系统的行为和状态，实现 对系统的控制
业务流程建模
描述业务流程和业务逻辑，促进业 务改善和管理
状态转移图程序设计实例：用户登录和注册
1
用户登录状Leabharlann 机模型描述用户登录过程及其状态，包含身份验证、密码检查和授权访问等步骤
2
用户注册状态机模型
描述用户注册过程及其状态，包含身份验证、信息收集和注册确认等步骤
总结
状态转移图是一种描述系统行为和状态的图形表示法，常用于软件系统的设计和测试。状态、转移条件和事件是状 态转移图的基本元素。状态转移图可以应用于系统控制、业务流程建模和测试等方面。实现状态转移图可以使用状 态转移表、状态转移函数和代码生成工具等方法。
和管理
3
测试验证
测试系统功能和性能，保证系统正确性和 鲁棒性
状态转移图可以应用于系统控制、业务流程建模和测试等方面。
状态转移图的实现
状态转移表
状态转移函数
代码生成工具
将状态、事件和转移条件用表格表 示
将状态转移过程用程序实现
自动化生成状态转移图程序代码
实现状态转移图可以使用状态转移表、状态转移函数和代码生成工具等方法。
状态测试
测试系统功能和性能，保证系统正 确性和鲁棒性
状态转移图的基本元素
状态
描述系统或子系统的行为和状态
转移条件
触发状态之间转移的条件
状态、转移条件和事件是状态转移图的基本元素。
状态转移图的画法(1)
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
2.内置梯形图
• 在相应的位置按
ctrl+l
键
1)如在状态处，内置梯形图是以下形式。
• 直接输入此状态下的梯形图是以下形式
事项显示符号功能键备注梯形图块f81是阶梯编号自动累加初始状态shiftf4初始状态取决于状态号s0s9一般状态shiftf4s10s899循环f6s0s899重置f7过渡状态shiftf5写出过渡条状态加过渡f5s10s899组合符号shiftf6shiftf7shiftf8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在sfc视图下如果按住shift键不放将会显示10个功能按钮例
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。
状态图的输入法(SFC)
SFC=状态图+内置梯 形图
1.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
重置
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
• 直接用 LD X1即可.
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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
LD
M8002
OUT T1
K LD LD 10 T1 X001
SET S0 STL S0 复位程序（略） LD X003 ANI Y003 SET S20 STL S20 OUT Y000 LD X000 SET S21 STL S21 LDI T0 OUT Y003 LD M8000 OUT T 0 K 80
5.3 步进梯形图指令编程基本方法
SET S22 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001 LD LD X004 X001 SET S23 OU T2 K LD LD 10 T2 X001
LDI Y001
OUT Y002 LD X003 AND X002 OUT S21 LD X003 ANI X002 OUT S0 LD X001 OUT S0 RET END
(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
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
5.5 状态转移图及步进指令的应用实例
5.1 状态转移图
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
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
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
图5.2 运料小车的控制
运料小车控制状态转移图
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 SFC图则把基于状态（工序）的流程以机械控制的 流程来表示 用步进指令对状态器的触点编程，则该触点用符号 表示
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
【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
LD
M8002
OUT T1
K LD LD 10 T1 X001
SET S0 STL S0 复位程序（略） LD X003 ANI Y003 SET S20 STL S20 OUT Y000 LD X000 SET S21 STL S21 LDI T0 OUT Y003 LD M8000 OUT T 0 K 80
5.3 步进梯形图指令编程基本方法
SET S22 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001 LD LD X004 X001 SET S23 OU T2 K LD LD 10 T2 X001
LDI Y001
OUT Y002 LD X003 AND X002 OUT S21 LD X003 ANI X002 OUT S0 LD X001 OUT S0 RET END
(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
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
5.5 状态转移图及步进指令的应用实例
5.1 状态转移图
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
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
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
图5.2 运料小车的控制
运料小车控制状态转移图
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 SFC图则把基于状态（工序）的流程以机械控制的 流程来表示 用步进指令对状态器的触点编程，则该触点用符号 表示
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
【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