自动小车往复运动控制

自动小车往复运动控制

1.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。

（2）状态元件

上述的每一个状态或者步用一个状态元件表示，S0为初始步，也称为准备步，表示初始准备是否到位。其它为工作步。

状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程控制器的软元件之一。FX2N 共有1000个状态元件，其分类、编号、数量及用途如表1所示。

注：①状态的编号必须在指定范围内选择。

②各状态元件的触点，在PLC 内部可自由使用，次数不限。

③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。 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。 （3）

状态转移图（SFC ）

的画法

状态转移图（SFC ）也称功能表图。用于描述控制系统的控制过程，具有简单、直观的特点，是设计PLC 顺控程序的一种有力工具。状态转移图中的状态有驱

动动作、指定转移目标和指定转移条件三个要素。其中转移目标和转移条件是必不可少的，而驱动动作则视具体情况而定，也可能没有实际的动作。如图6所示，在初始步S0，没有驱动动作，S20为其转移目标，X0、X1为串联的转移条件；在S20步， Y1为其驱动动作，S21为其转移目标，X2为其转移条件。

步与步之间的有向连线表明流程的方向，其中向下和向右的箭头可以省略。图6中流程方向始终向下，因而省略了箭头。 （4）

状态转换的实现

步与步之间的状态转换需满足两个条件：一是前级步必须是活动步；二是对应的转换条件要成立。满足上述两个条件就可以实现步与步之间的转换。值得注意的是一旦后续步转换成功成为活动步，前级步就要复位成为非活动步。

这样，状态转移图的分析就变得条理十分清楚，无需考虑状态时间的繁杂联锁关系，可以理解为：“只干自己需要干的事，无需考虑其他”。另外，这也方便程序的阅读理解，使程序的试运行、调试、故障检查与排除变得非常容易，这就是步进顺控设计法的优点。

（5）FX系列PLC的步进顺控指令

FX系列PLC的步进指令有两条：步进触点驱动指令STL和步进返回指令RET。

STL：步进触点驱动指令梯形图符号为

1）STL指令有主控含义，即STL指令后面的触点要用LD指令或LDI 指令。

2）STL指令有自动将前级步复位的功能（在状态转换成功的第二个扫描周期将前级步复位）。

步进返回指令梯形图为

一系列STL指令后，在状态转移程序的结尾必须使用RET指令，表示步进顺控功能（主控功能）结束。

（6）步进梯形图和指令语句表编程：

1）先进行驱动动作处理，然后进行状态转移处理，不能颠倒。

2）驱动步进触点用STL指令，驱动动作用OUT指令。若某一动作在连续的几步中都需要被驱动，则用SET/RST指令。

3）单一的转换条件用LD/LDI指令，多个条件用LD/LDI后面接

AND(ANI)/OR(ORI)指令。

4）连续向下的状态转换用SET指令，否则用OUT指令。

5）相邻两步的动作若不能同时被驱动，则需要安排相互制约的联锁环节。

6）步进顺控的结尾必须使用RET指令

2.选择分支结构的步进顺控设计法

（1）选择分支结构

从多个流程顺序中选择执

行某一个流程，称为选择性分

支。图7就是选择性分支的状

态转移图。

1）S20为分支状态

该状态转移图在S20步以后分成了三个分支。

当S2从多个流程顺序中选择执行某一个流程，称为选择性分支。图7就是选择性分支的状态转移图。

2）S20为分支状态

该状态转移图在S20步以后分成了三个分支。

当S20步被激活成为活动步后，若转换条件X0成立就执行左边的程序；

若X10成立就执行中间的程序，若X20成立则执行右边的程序，转换条件X0、X10及X20不能同时为ON。

3）S50为汇合状态，可由S22、S32、S42任一状态驱动。

（2）选择性分支结构的编程

编程原则是先集中处理分支转移情况，然后依顺序进行各分支程序处理

和汇合状态。见图8所示，指令表编

程见表格。

图9 选择分支的指令表编程