状态转移图及编程方法
合集下载
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
第一讲 三菱PLC步进指令介绍
STL指令（步进开始指令） RET指令（步进结束指令） ＳＥＴ（状态转移）
• 一、步进指令
• •
• 每一个状态器有三种功能：
• （1）驱动负载（输出继电器） • （2）指定转移条件 • （3）指定转移到哪一个状态器。
第二节
步进指令及步进梯形图
• 二、关于步进使用的几点说明
• 1、步进地址号不能重复使用 • 2、允许用一个步进触点驱动多线圈输出，初始状态一 般不安排驱动负载。 • 3、允许在不同步进中，对同一元件进行多次输出 • 4、输出之间的联锁 • 5、允许在不相邻的步进中，重复使用同一编号的定时 器。 • 6、输出的驱动方法要符合规则。 • 7、注意状态转移方向
K30
S24 S25
K50
控制要求：
• B．小车连续循环，按停止按 钮S02小车完成当前运行环 节后，立即返回原点，直到 碰SQ1开关立即停止；当再 按启动按钮S01小车重新运 行；
控制要求：
•C．连续作3次循环后自动 停止，中途按停止按钮 S02则小车完成一次循环 后才能停止；
3.4.03 PLC控制机械滑台
Y02
Y03 Y04
控制要求：
• A．小车连续循环与单次循环 可按S07自锁按钮进行选择， 当S07为“0”时小车连续循 环，当S07为“1”时小车单 次循环；
M8002
小 车 功 能 图 Ａ
S0 X5 X0
S20
X5 X3
Y0 Y1
S21 T0 S22 X4
S23 T1
K50 T0
Y0 Y2 T1 Y3 X2 Y4 T2 T2
• １、当工作台在原始位置时，按下循环启动按钮S01， 电磁阀YV1得电，工作台快进，同时由接触器KM1驱 动的动力头电机M起动。 • ２、当工作台快进到达A点时，行程开关SI4压合， YV1、YV2得电，工作台由快进切换成工进，进行切 削加工。 • ３、当工作台工进到达B点时，SI6动作，工进结束， YV1、YV2失电，同时工作台停留3秒钟，当时间到， YV3得电，工作台作横向退刀，同时主轴电机M停转。 • ４、当工作台到达C点时，行程开关SI5压合，此时 YV3失电，横退结束，YV4得电，工作台作纵向退刀。 • ５、工作台退到D点碰到开关SI2，YV4失电，纵向 退刀结束，YV5得电，工作台横向进给直到原点，压 合开关SI1为止，此时YV5失电完成一次循环。
• 一、步进指令
• •
• 每一个状态器有三种功能：
• （1）驱动负载（输出继电器） • （2）指定转移条件 • （3）指定转移到哪一个状态器。
第二节
步进指令及步进梯形图
• 二、关于步进使用的几点说明
• 1、步进地址号不能重复使用 • 2、允许用一个步进触点驱动多线圈输出，初始状态一 般不安排驱动负载。 • 3、允许在不同步进中，对同一元件进行多次输出 • 4、输出之间的联锁 • 5、允许在不相邻的步进中，重复使用同一编号的定时 器。 • 6、输出的驱动方法要符合规则。 • 7、注意状态转移方向
K30
S24 S25
K50
控制要求：
• B．小车连续循环，按停止按 钮S02小车完成当前运行环 节后，立即返回原点，直到 碰SQ1开关立即停止；当再 按启动按钮S01小车重新运 行；
控制要求：
•C．连续作3次循环后自动 停止，中途按停止按钮 S02则小车完成一次循环 后才能停止；
3.4.03 PLC控制机械滑台
Y02
Y03 Y04
控制要求：
• A．小车连续循环与单次循环 可按S07自锁按钮进行选择， 当S07为“0”时小车连续循 环，当S07为“1”时小车单 次循环；
M8002
小 车 功 能 图 Ａ
S0 X5 X0
S20
X5 X3
Y0 Y1
S21 T0 S22 X4
S23 T1
K50 T0
Y0 Y2 T1 Y3 X2 Y4 T2 T2
• １、当工作台在原始位置时，按下循环启动按钮S01， 电磁阀YV1得电，工作台快进，同时由接触器KM1驱 动的动力头电机M起动。 • ２、当工作台快进到达A点时，行程开关SI4压合， YV1、YV2得电，工作台由快进切换成工进，进行切 削加工。 • ３、当工作台工进到达B点时，SI6动作，工进结束， YV1、YV2失电，同时工作台停留3秒钟，当时间到， YV3得电，工作台作横向退刀，同时主轴电机M停转。 • ４、当工作台到达C点时，行程开关SI5压合，此时 YV3失电，横退结束，YV4得电，工作台作纵向退刀。 • ５、工作台退到D点碰到开关SI2，YV4失电，纵向 退刀结束，YV5得电，工作台横向进给直到原点，压 合开关SI1为止，此时YV5失电完成一次循环。
PLC步进编程应用—并行分支编程方法
X2
S27
Y4
右限位X4
右移Y4 X4
对应梯形图
M8002 SET S0
S0 X5 RST Y1
RST Y0
Y2 X6
RST Y3
Y4 X0 X4 X2 Y1
SRY S20 S20
Y0
X1
S21
SET S21
T0 K10
SET Y1
T0 SET S22
S22 S23 S24 S25
S26 S27
END
(4) 并行分支、汇合编程应注意的问题
②并行分支与汇合流程中，并联分支后面不能使用选择转移条件※，在转移 条件*后不允许并行汇合，如下图(a)所示，应改成图 (b)后，方可编程。
【应用系统设计】 简易红绿灯控制系统
选择分支与汇合流程设计
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，
状态编程思想在非状态元件编程中的应用
一、 用辅助继电器实现状态编程
左图为小 车往返辅助 继电器状态 编程梯形图
辅助继电 器实现的状 态编程方法, 同基本指令 梯形图的编 程完全相同。
注意！
在设计每个工序的梯形图时，应将前工序辅助继 电器的复位操作放在本工序负载驱动的前面，防止 编程时出现逻辑错误，导致控制混乱。
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 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 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 M11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。
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。
顺序功能图
步进指令及编程方法
应用：工作过程按照一定的顺序动作或动 作的重复较多即可使用步进指令。 编程方法：1、首先画功能图 2、用步进指令画梯图
1
顺序控制设计法
一、顺序功能图 顺序功能图是一种用来描述顺序控制的一 种图形，也叫状态转移图。 定义：它是把一个运动系统分成若干个顺序相 连的工序，各阶段按照一定的顺序进行自动 控制的方式。
步 转换 X0 启动 S20 T0 S21 X1 S22 T1 Y3 T1
9
动作 T0
Y2 Y0
转换条件
S23
X2
Y1
例题1：三个小彩灯间隔1s循环点亮。 例题2：三盏灯间隔1s依次点亮。 例题3：电动机工作10s停10s，循环进行 。
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) 顺序功能图中必须有初始步。 (3)顺序功能图全部操作过程结束后应能返回初始步。 (4)初始步可由初始化脉冲M8002激活。 （5）注意：程序只执行本活动步的任务， 前面步的任务自动停止。
1.步 步： 将控制系统的工作周期划分为顺序相连的 工序， 这些阶段称为步。 分类： （1）初始步（初始状态） 用双线框 表示； 是一个状态继电器，用S0表示; 可以没有具体任务。 2）工作步： 用单线框 表示； 是一个状态继电器，用S20—S499表示； 完成一个或几个任务。 2. 有向连线 各步之间用有向连线连接。 从上到下、从左到右可省去箭头，其余方向 应加上箭头表明步的进展方向。
5
M8002 S0 步 有 向 连 线 转换 初始步 动作 X0 启动 Y2 T0 T0 S21 X1 转换条件 Y0
3. 转换 在有向连线上用垂直短划线表示。 4. 转换条件 转换条件即实现活动步（当前工作步） 转移的条件，用符号表示。
应用：工作过程按照一定的顺序动作或动 作的重复较多即可使用步进指令。 编程方法：1、首先画功能图 2、用步进指令画梯图
1
顺序控制设计法
一、顺序功能图 顺序功能图是一种用来描述顺序控制的一 种图形，也叫状态转移图。 定义：它是把一个运动系统分成若干个顺序相 连的工序，各阶段按照一定的顺序进行自动 控制的方式。
步 转换 X0 启动 S20 T0 S21 X1 S22 T1 Y3 T1
9
动作 T0
Y2 Y0
转换条件
S23
X2
Y1
例题1：三个小彩灯间隔1s循环点亮。 例题2：三盏灯间隔1s依次点亮。 例题3：电动机工作10s停10s，循环进行 。
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) 顺序功能图中必须有初始步。 (3)顺序功能图全部操作过程结束后应能返回初始步。 (4)初始步可由初始化脉冲M8002激活。 （5）注意：程序只执行本活动步的任务， 前面步的任务自动停止。
1.步 步： 将控制系统的工作周期划分为顺序相连的 工序， 这些阶段称为步。 分类： （1）初始步（初始状态） 用双线框 表示； 是一个状态继电器，用S0表示; 可以没有具体任务。 2）工作步： 用单线框 表示； 是一个状态继电器，用S20—S499表示； 完成一个或几个任务。 2. 有向连线 各步之间用有向连线连接。 从上到下、从左到右可省去箭头，其余方向 应加上箭头表明步的进展方向。
5
M8002 S0 步 有 向 连 线 转换 初始步 动作 X0 启动 Y2 T0 T0 S21 X1 转换条件 Y0
3. 转换 在有向连线上用垂直短划线表示。 4. 转换条件 转换条件即实现活动步（当前工作步） 转移的条件，用符号表示。
PLC5章状态转移图及编程方法
(1) 按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰 到限位开关SQ1后，台车电机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，停5 s，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(或者 继续下一个循环)。
5.1 状态转移图及状态功能
PLC程序设计步骤
• 根据可编程序控制器系统硬件结构和生产工艺要求，在软件规格说 明书的基础上，用相应的编程语言指令，编制实际应用程序并形成 程序说明书的过程就是程序设计。
• PLC程序设计一般分为以下几个步骤： • 程序设计前的准备工作。 • 程序框图设计。 • 程序测试。 • 编写程序说明书。
1．程序设计前的准备工作
• 在熟悉被控对象的同时，还要认真借鉴前人在程 序设计中的经验和教训，总结各种问题的解决方 法——哪些是成功的，哪些是失败的，为什么。 总之，在程序设计之前，掌握东西越多，对问题 思考得越深入，程序设计就会越得应手。
• 3）充分利用手头的硬件和软件工具例如， 硬件工具有：编程器、GPC（图形编程器）、 FIT（工厂智能终端）；编程软件有：LSS、 SSS、CPT、CX—ProgTammer、西门子STEP7 如果是利用计算机编程，可以大大提高编 程的效率和质量。
(3) 只要在不相邻的步进段内，则可重复使用同一编号的 计时器。这样，在一般的步进控制中只需使用2～3个计时器 就够了，可以节省很多计时器。
(4) 状态也可以作为一般中间继电器使用，其功能与M一 样，但作一般中间继电器使用时就不能再提供STL触点了。
5.2 单流程状态转移图的编程
第三步：设计步进梯形图
状态的转移条件可以是单一的，也可以是多个元件的串、 并联组合，如图所示。
(2) 台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，台车停 车，停5 s，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(或者 继续下一个循环)。
5.1 状态转移图及状态功能
PLC程序设计步骤
• 根据可编程序控制器系统硬件结构和生产工艺要求，在软件规格说 明书的基础上，用相应的编程语言指令，编制实际应用程序并形成 程序说明书的过程就是程序设计。
• PLC程序设计一般分为以下几个步骤： • 程序设计前的准备工作。 • 程序框图设计。 • 程序测试。 • 编写程序说明书。
1．程序设计前的准备工作
• 在熟悉被控对象的同时，还要认真借鉴前人在程 序设计中的经验和教训，总结各种问题的解决方 法——哪些是成功的，哪些是失败的，为什么。 总之，在程序设计之前，掌握东西越多，对问题 思考得越深入，程序设计就会越得应手。
• 3）充分利用手头的硬件和软件工具例如， 硬件工具有：编程器、GPC（图形编程器）、 FIT（工厂智能终端）；编程软件有：LSS、 SSS、CPT、CX—ProgTammer、西门子STEP7 如果是利用计算机编程，可以大大提高编 程的效率和质量。
(3) 只要在不相邻的步进段内，则可重复使用同一编号的 计时器。这样，在一般的步进控制中只需使用2～3个计时器 就够了，可以节省很多计时器。
(4) 状态也可以作为一般中间继电器使用，其功能与M一 样，但作一般中间继电器使用时就不能再提供STL触点了。
5.2 单流程状态转移图的编程
第三步：设计步进梯形图
状态的转移条件可以是单一的，也可以是多个元件的串、 并联组合，如图所示。
PLC编程方法(状态法)
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
在进行状态法编程时，需要对控制系统的实 际需求进行深入分析，识别出冗余的状态并 进行优化。优化过程中可以采用表格或图形 的方式进行描述和比较，以找到最优的状态 设计方案。
状态法的调试与测试
要点一
总结词
调试和测试是确保状态法编程正确性和可靠性的重要环节 ，主要通过模拟输入和实际运行来验证程序的正确性。
03
状态法编程的实现
编程语言的选用
01
Structured Text (ST): 用于高级 逻辑控制，如算法和数据处理。
02
Ladder Diagram (LD): 类似于继 电器逻辑图，易于理解，常用于
逻辑控制。
Function Block Diagram (FBD): 用于描述系统的输入和输出关系 ，以及中间的处理过程。
需要对系统的行为进行充分的分析和划分，否则可能导致状态划分不 合理或状态转移逻辑不准确。
对于一些实时性要求较高的系统，状态法可能不是最优的编程方法， 因为状态转移可能需要一定的时间。
02
状态图的创建与使用
状态图的定义与组成
状态图的定义
状态图是一种描述系统状态变化的图形 化工具，用于表示系统的状态转换和行 为。
要点二
详细描述
在进行状态法编程时，需要充分考虑调试和测试的需求， 预留必要的调试接口和测试点。在测试过程中，可以采用 模拟输入的方式对程序进行测试，同时也可以在实际设备 上进行运行测试，以确保程序的正确性和可靠性。
05
状态法编程的未来发展 与展望
人工智能在状态法编程中的应用
自动化编程
利用人工智能技术，自动识别和生成状态转移逻辑，减少人工编 程的工作量。
PLC状态流图编程(SFC)
→ → → 工程 编辑数据 改变程序类型
梯形图逻辑
4、梯形图转换到SFC状态转移图
→ → → 工程 编辑数据 改变程序类型
SFC
二、SFC编程（状态转移图）
1、状态转移图是一种用于描述顺序控制系统
控制过程的图形，它由步、转换条件、有向线组
成。
初始条件
步
M8002
S0
X000
S20
X001
Y000
转换条件
有向线
S21
X002
S22
X003
S23
X004
Y001 Y002 Y003
2、分类
A、单流程状态转移图 B、 选择性状态转移图
顺序控
1、取指令 LD X0
取反指令 LDI X1
或指令
OR Y0
输出指令 OUT Y0
2、梯形图特点
优点：对广大电气人员来说入门简单方便、好掌握
缺点：对于工艺方面的人员，不太容易理解， 结构不清晰、不易于阅读。
思考：如何让工艺人员能一眼看出工艺的整体结构？
C、 并行性状态转移图
3、单流程状态转移图的编程 （重点、难点）
初始条件
M8002
S0
X000
S20
X001
S21
X002
S22
X003
Y000
新指令 TRAN
Y001
Y002
S23
X004
Y003
三、总结
1、掌握TRAN指令的使用 2、掌握SFC状态转移图的编程方法
0
1
3、 SFC状态转移图转换到梯形图
单流程状态转移图的编程
单流程状态转移图的编程1、什么是流程所谓单流程，是指状态转移只可能有一种顺序。
上个模块介绍的台车自动往返的控制过程只有一种顺序：S0→S20→S21→S22→S23→S24→S0，没有其他可能，所以叫单流程。
当然，现实当中并非所有的顺序控制均为一种顺序。
含多种路径的叫分支流程。
本模块即为并联分支流程。
2、单流程状态转移图的编程方法a 状态转移图的编程方法（1）状态的三要素对状态转移图进行编程，不仅是使用STL，RET指令的问题，还要搞清楚状态的特性及要素。
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。
其中指定转移目标和指定转移条件是必不可少，而驱动负载则视具体情况，也可能不进行实际的负载驱动。
图5及图6说明了状态转移图和梯形图的对应关系。
其中Y5为其驱动的负载，S21为其转移目标，X3为其转移条件。
图5状态转移图SFC图6状态梯形图STL（2）状态转移图的编程方法步进顺控的编程原则为：先进行负载驱动处理，然后进行状态转移处理。
图5的程序如下：STL S20使用STL指令OUT Y5进行负载驱动处理LD X3转移条件SET X21进行转移处理从程序可看到，负载驱动及转移处理，首先要使用STL指令，这样保证负载驱动和状态转均是在自母线上进行。
状态的转移使用SET指令，但若为向上缓役、向相连的下游转移或向其他流程转移，称为顺序不连续转移，非连续转移不能使用SET指令，而用OUT指令。
如图7所示。
b 状态的开启与关闭及状态转移图执行的特点STL指令的含意是提供一个步进接点，其对应状态的三个要素均在步进接点之后的子母线上实现。
若对应的状态是开启的（即“激活”），则状态的负载驱动和转移才有可能。
若对应状态是关闭的，则负载驱动和状态转移就不可能发生。
因此，除初始状态外，其他所有状态只有在其前一个状态处于激活切转移条件成立时才能开启。
同时一旦下一个状态被“激活”，上一个状态会自动关闭。
从PLC程序的循环扫描执行原理出发，在状态编程程序段落中，所谓“激活”可以理解为该段程序被扫描执行。
数控技术《2.2.3：选择序列的起保停电路编程》
《可编程控制器应用》课程电子教案教师：郝杰序号：03选择序列的起教学节点名称选择序列的起保停电路编程所属教学单元名称保停电路编程学习目标掌握选择序列分支与合并启保停电路编程方法。
教学环境要求多媒体教室与实训室教学内容选择序列通过启保停电路转换梯形图，关键在于分支与合并的处理。
一、状态转移图1．案例分析（自动门控制系统）（1）控制要求●人靠近自动门，感应器X0为ON，Y0驱动电机高速开门，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时电机停转，T0开始延时。
若在内检测到无人，Y2起动电机高速关门。
●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时电机停转。
●在关门期间若感应器检测到有人，停止关门，T1延时后自动转换为高速开门。
2 画出顺序功能图和梯形图二、选择序列分支的编程方法●某步的启动置位：将前级步和转换条件的常开触点串联●某步的结束条件：将N个后续步对应的辅助继电器的常闭触点与该步的线圈串联梯形图中：步M4的启动条件是将步M3和转换条件T0的常开触点串联；结束条件是将后续两个分支的步M5和M6的常闭触点串联。
这样当M5或M6成为活动步后，其常闭触点断开，步M4复位，成为不活动步。
三、选择序列合并的编程方法某步的启动条件由合并前的N条支路并联，各支路由某一前级步的辅助继电器的常开触点与相应转换条件对应的触点串联。
梯形图中：合并前两个序列中步M0和转换条件X0的常开触点串联；M6和T1的常开触点串联，作为步M1的启动条件；步M1的后续步M2的常闭触点串联作为是步M1复位的条件。
归纳总结根据控制要求，画出选择序列的顺序功能图；使用起保停电路的编程方法转换成梯形图，着重分析了选择序列分支与合并的编程方法。
作业如图：液体混合控制系统图。
控制要求：按下启动按钮X0，进料泵1启动，当液面到中液位传感器时，进料泵1停止，进料泵2启动，当液面到高液位传感器时，进料泵2停止，搅拌器启动，定时器T0延时5s。
状态转移图及编程方法
第6章状态转移图及编程方法教学目的及要求：通过教学，使学生明确状态的功能和状态转移图所表示的顺序控制过程，熟练掌握选择性分支与汇合、并行性分支与汇合的应用，掌握顺控系统设计的方法和技能。
教学方式：理论讲解、例题讲解。
演示操作：利用FX2N-64MR PLC实现对自动送料小车的控制。
重点难点：掌握单流程状态图的编程、选择性及并行性分支与汇合的编程。
问题的提出：状态转移图是使用什么语言编程，它与梯形图语言有什么区别。
6.1 状态转移图及状态的功能6.1.1 状态转移图用梯形图或指令表方式编程固然广为电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制系统，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行。
另外，在梯形图上如果不加注释，这种梯形图的可读性也会大大降低。
为了解决这个问题，近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了符合IEC1131—3标准的SFC（Sequential Function Chart）语言，用于编制复杂的顺控程序。
IEC1131—3中定义的SFC语言是一种通用的流程图语言。
三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令（STL，意为Step Ladder；RET，意为返回），同时辅之以大量状态元件，就可以使用状态转移图方式编程。
称为“状态”的软元件是构成状态转移图的基本元素。
FX2N共有1000个状态元件，其分类、编号、数量及用途如表6-1所示。
表6-1 FX2N的状态元件a状态的编号必须在指定范围选择。
b各状态元件的触点，在PLC内部可自由使用，次数不限。
c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。
d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。
6.1.2 FX2N系列PLC的步进顺控指令FX2N系列PLC的步进指令有两条：步进接点指令STL和步进返回指令RET。
1、STL：步进接点指令（梯形图符号为）STL指令的意义为激活某个状态。
PLC状态转移图程序设(2)
广东农工商职业技术学院 电子与信息工程系
4
可编程控制器及应用
5.步进梯形图和指令表程序 5.步进梯形图和指令表程序
广东农工商职业技术学院 电子与信息工程系
5
可编程控制器及应用
6.程序调试 6.程序调试
按照图3接好输入输出线,输入程序并运行,观 察结果
广东农工商职业技术学院 电子与信息工程系
6
可编程控制器及应用
7
广东农工商职业技术学院 电子与信息工程系
可编程控制器及应用
2.选择性分支结构ຫໍສະໝຸດ 编程 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。 汇合状态。
广东农工商职业技术学院 电子与信息工程系
8
可编程控制器及应用
广东农工商职业技术学院 电子与信息工程系
状态转移图程序设计模块
（二）
选择分支结构的步进顺控设计法
可编程控制器及应用
一、项目实例
1.控制要求 控制要求
两台动力电机M1、M2, 要求M1能正反转，M2 单向运转；M1启动后2 M2 分钟M2自行启动，按 下停止按钮后两电机同 时停止。 我们用步进顺控的思路 来设计它，这是一个典 型的选择分支结构的控 制实例。
二、研究与扩展： 研究与扩展： 选择分支结构的步进顺控设计法
1.选择分支结构 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。 S20为分支状态，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。 S50为汇合状态，可由S22、 S32、S42任一状态驱动。
PLC状态转换图及步进指令简介
第二章 三菱PLC的系统配置与指令系 统
状态转换图及步进指令
第 三节 状态转移图及步进指令
• 状态转移图 • SFC的基本结构 • 步进指令 • 步进指令的应用
1、定义 2、组成 3、特点
状态转移图
状态转移图（SFC）
1、定义：把一个控制过程分成若干个阶段， 或若干个状态，不同的状态具有不同的动作， 当满足一定的状态转移条件时，就从一种状 态转到另一种状态，按这种思想设计的编制 图形程序，称状态转移图，或顺序功能图 （SFC）
步进指令的应用
例1：图中的小车一个周期
内的运动由图中的4段组 成，分别对应于S0（初始 步），S21~S24所代表 的4步。 假设：小车位于原点（最左 端），X0闭合，系统处于 初始步，S0为“1”状态； 按下起动按钮X4，步 S0 S21的转换条件满足， 系统由初始步转换到步 S21。
步进指令的应用
➢ 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。
➢在复杂的控制系统中，用SFC编程变得容易 而清晰。
➢SFC强调的是控制过程中的各个状态及实现 各状态的条件。
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 ）
步进指令
• SFC与梯形图的转换 1、除初始状态元件（S0~9）外，一般状态元件必
状态转换图及步进指令
第 三节 状态转移图及步进指令
• 状态转移图 • SFC的基本结构 • 步进指令 • 步进指令的应用
1、定义 2、组成 3、特点
状态转移图
状态转移图（SFC）
1、定义：把一个控制过程分成若干个阶段， 或若干个状态，不同的状态具有不同的动作， 当满足一定的状态转移条件时，就从一种状 态转到另一种状态，按这种思想设计的编制 图形程序，称状态转移图，或顺序功能图 （SFC）
步进指令的应用
例1：图中的小车一个周期
内的运动由图中的4段组 成，分别对应于S0（初始 步），S21~S24所代表 的4步。 假设：小车位于原点（最左 端），X0闭合，系统处于 初始步，S0为“1”状态； 按下起动按钮X4，步 S0 S21的转换条件满足， 系统由初始步转换到步 S21。
步进指令的应用
➢ 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。
➢在复杂的控制系统中，用SFC编程变得容易 而清晰。
➢SFC强调的是控制过程中的各个状态及实现 各状态的条件。
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 ）
步进指令
• SFC与梯形图的转换 1、除初始状态元件（S0~9）外，一般状态元件必
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SQ2(X2)
SQ1(X1)
SQ3(X3)
台车自动往返系统工况示意图
5.1 状态转移图及状态功能
某生产过程的控制工艺要求如下：
(1) 按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰
到限位开关SQ1后，台车电机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，停5 s，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(或者 继续下一个循环)。
5.4 并行分支与汇合的编程
S21 Y1 X1 SET S22 S24
S21 X1
Y1 S22
SET Y2 X2
S22 X2 S23
Y2 X3 Y3
S24
Y4
SET S23 Y3 S24 Y4 X3 SET
S23
S25
Y5
X4
S25
S26 X5
Y6
S25 Y5 S23 S26 Y6 X5 S25 X4 SET S26
Chart)。
5.1 状态转移图及状态功能
台车的每次循环工作过程分为前进、后退、延时、前进、
后退五个工步。 每一步用一个矩形方框表示，方框中用文字表示该步 的动作内容或用数字表示该步的的标号。 与控制过程的初始状态相对应的步称为初始步。初始 步表示操作的开始。
5.1 状态转移图及状态功能
每步所驱动的负载(线圈)用线段与方框连接。方框之间用线段连接， 表示工作转移的方向，习惯的方向是从上至下或从左至右，必要时 也可以选用其它方向。
5.2 单流程状态转移图的编程
(3) 只要在不相邻的步进段内，则可重复使用同一编号的
计时器。这样，在一般的步进控制中只需使用2～3个计时器 就够了，可以节省很多计时器。 (4) 状态也可以作为一般中间继电器使用，其功能与M一
样，但作一般中间继电器使用时就不能再提供STL触点了。
5.2 单流程状态转移图的编程
5.1 状态转移图及状态功能
X 0 X 0 S20 S20 转移条件： X 0 X 1 T 0 转移条件： X 1与 T 0 并联再与 X 0串联
(a )
(b )
5.1 状态转移图及状态功能
在使用状态时还需要说明以下问题： (1) 状态的置位要用SET指令，这时状态才具有步进功能。 它除了提供步进触点外，还提供一般的触点。步进触点 (STL触点)只有动合触点，一般触点有动合触点和动断触 点。当状态被置位时，其STL触点闭合，用它去驱动负载。 (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。
5.4 并行分支与汇合的编程
并行分支的编程原则是先集中进行并行分支处理，再 集中进行汇合处理。 当转换条件X1接通时，由状态器S21分两路同时进入状态器
S22和S24，以后系统的两个分支并行工作，图中水平双线强调
的是并行工作，实际上与一般状态编程一样，先进行驱动处理， 然后进行转换处理，从左到右依次进行。
Y6
X7
S26
X7
5.3 选择性分支与汇合的编程
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。
分支选择条件X1和X4不能同时接通。程序运行到状态 器S21时，根据X1和X4的状态决定执行哪一条分支。当状
态器S22或S24接通时，S21自动复位。状态器S26由S23或
S25 置位，同时，前一状态器S23或S25自动复位。程状态转移图的编程
第四步：编制语句表 由步进梯形图可用步进指令编制出语句表程序。步进指令由 STL/RET指令组成。STL指令称为步进触点指令，用于步进触 点的编程；RET指令称为步进返回指令，用于步进结束时返回 原母线。 由步进梯形图编制语句表的要点是： (1) 对STL触点要用STL指令，而不能用LD指令。不相邻的状 态转移用OUT指令，例如从S24转移到S25。 (2) 与STL触点直接连接的线圈用OUT/SET指令。对于通过触点 连接的线圈，应在触点开始处使用LD/LDI指令。
直接驱动和用置位SET指令驱动，也可以通过触点联锁条件来
驱动。例如，当状态S20置位后，它可以直接驱动Y1。在状态 S20与输出Y1之间有一个联锁条件Y2。 (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。
5.4 并行分支与汇合的编程
STL OUT LD SET SET STL OUT LD SET STL OUT STL OUT S21 Y1 X1 S22 S24 S22 Y2 X2 S23 S23 Y3 S24 Y4
LD X3
SET
STL OUT
S25
S 25 Y5
STL
STL LD SET STL OUT
5.3 选择性分支与汇合的编程
STL OUT LD SET LD SET STL OUT LD SET LD SET LD S21 Y1 X1 S22 X4 S24 S22 Y2 X2 S23 X23 S3 X3
SET STL OUT LD SET STL OUT LD SET LD SET S26 S24 Y4 X5 S25 S25 Y5 X6 S26 S26 Y6
5.5 编程实例
(2)系统配置
根据信号控制要求，I/O分配及其接线如图所示 图中用一个输出点驱动两个信号灯 如果PLC输出点的输出电流不够，可以用一个输出点驱 动一个信号灯
5.1 状态转移图及状态功能
为编程的需要，不妨设置输入、输出端口配置如表所示。
输入设备 启动 SB 前限位 SQ1 前限位 SQ3 后限位 SQ2 端口号 X00 X01 X03 X02 输出设备 电机正转 电机反转 端口号 Y01 Y02
5.1 状态转移图及状态功能
编程步骤如下：
流程图主要由步、转移(换)、转移(换)条件、线段和 动作(命令)组成。 第一步：绘制流程图 流程图是描述控制系统的控制过程、功能和特 性的一种图形，流程图又叫功能表图(Function
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。
准 状 态 条 件 SB
备 启 动 (前 进 ) 状 态 功 能 前 进 ： Y 1动 作
工 序 一 SQ 1 后 退
第二步：绘制状态转移图 顺序控制若采用步进指令编程，则需根据流程图画出状态
转移图。状态转移图是用状态继电器(简称状态)描述的流程图。
状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程序控制器的 元件之一。
5.1 状态转移图及状态功能
状态可提供以下三种功能 ： (1) 驱动负载。状态可以驱动M、Y、T、S等线圈。可以
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 再前进(工序四) S23 再后退(工序五) S24 注意：虽然S20与S23、S21与S24，功能相同，但它们是状态 转移图中的不同工序，也就是不同状态，故编号也不同。
工 序 二 SQ 2 状 态 后 退 停
后 退 ： Y 2动 作
工 序 三 T0 延 时 前 进
延 时 5 s： T 0动 作
工 序 四 SQ 3 后 退
前 进 ： Y 1动 作
工 序 五 SQ 2 后 退 停
后 退 ： Y 2动 作
5.1 状态转移图及状态功能
当相邻两步之间的转移条件得到满足时，转移去执行下一
第三步：设计步进梯形图 每个状态提供一个STL触点，当状态置位时，其步进 触点接通。用步进触点连接负载的梯形图称为步进梯 形图，它可以根据状态转移图来绘制。根据图所示台 车状态转移图绘制的步进梯形图。
M 8002 SE T S0 X 0 SE T S20 Y 2 Y 1 X 1 SE T S21 Y 1 Y 2 X 2 SE T S22 T 0 K 50 T 0 SE T S23 Y 2 Y 1 X 3 SE T S24 Y 1 Y 2 X 2 O U T E N D R E T S0 S24 S23 S22 S21 S20 S0
5 .
2
单 流 程 状 态 转 移 图 的 编 程
5.2 单流程状态转移图的编程
下面对绘制步进梯形图的要点作一些说明： (1) 状态必须用SET指令置位才具有步进控制功能，这时状态 才能提供STL触点。 (2) 状态转移图除了并联分支与联接的结构以外，STL触 点基本上都是与母线连接的，通过STL触点直接驱动线圈， 或通过其它触点来驱动线圈。线圈的通断由STL触点的通断 来决定。 (3) 图中M8002为特殊辅助继电器的触点，它提供开机初 始脉冲。 (4) 在步进程序结束时要用RET指令使后面的程序返回原母 线。
5.2 单流程状态转移图的编程
(3) 步进程序结束时要写入RET指令。 LD M8002 SET S0 STL S0 LD X0 LD X1 SET S21 STL S21 LDI Y1 OUT Y2 LD X2 SET S22 STL S22 OUT T0 SP K50
5.2 单流程状态转移图的编程
LD SET SET STL LDI OUT STL LDI OUT T0 S23 S20 S20 Y2 Y1 S23 Y2 Y1 LD SET STL LDI OUT LD OUT RET END X3 S24 S24 Y1 Y2 X2 S0
5.3 选择性分支与汇合的编程
1．可选择的分支与汇合 从多个流程程序中，选择执行哪一个流程称为选择 性分支 下图是可选择的分支与汇合的状态转移图和梯形图。