三菱FX2n 状态转移图与步进梯形指令

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在个人计算机上使用支持顺序功能图SFC的编程语言进 行编程时,系统可以根据SFC自动生成梯形图或指令表;如 果不支持SFC语言,则需要将设计好的SFC转化为梯形图程序, 然后再写入编程器。
五、顺序功能图的基本结构
• 单序列:单序列由一系列相继激活的步组成,每一步的后
面仅接有一个转换条件,每一个转换条件的后面只有一个步。
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,将初始步预臵为活 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, 相应的程序上应设臵互锁。
状态器(继电器)S
状态器S是构成状态转移图的重要软元件,它与 后续的步进梯形指令配合使用。通常状态继电器软元 件有下面五种类型: 初始状态继电器:S0~S9共10点。一般用于步进梯 形图的初始状态。 回零状态继电器:S10~S19共10点。一般用作返回 原点的状态。
通用状态继电器:S20~S499共480点。
• 选择序列:
如果某一步的转换条件由于需要超过一个,每个转换条件都 有自己的后续步,而转换条件每时每刻只能有一个满足。 选择的开始称为分支,选择的结束称为合并。分支、合并处 的转换条件应该标在分支序列上。
• 并行序列:并行序列的开始称为分支,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。为了 强调转换的同步实现,水平连线用双线表示。并行序列的 结束称为合并,在表示同步的水平双线之下,只允许有一 个转换符号。
步进梯形指令(STL、RET)
FX2N系列PLC的步进梯形指令是采用步进梯形图编制顺序控制状态转 移图程序的指令,它包括STL和RET两条指令。
步进梯形指令STL、RET
助记符,名称 功能 回路表示和可用软元件 程序步
STL 步进梯形指令
步进梯形图开始
S STL
1
RET 返回
步进梯形图结束
RET
第三节
状态转移图及步进梯形图应用示例
单流程:指状态转移只有一种顺序 【应用系统设计】 简易红绿灯控制系统
X0
T0
T1
T2
T3
SET在步进梯形图 STL与SET指令之间 STL为状态动作的
中,作为状态转 的部分为该状态所 需做的动作。 移指令使用。
步进起始指令
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
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: ① PLC运行时,M8002脉冲信号驱动初始状态S0。 ② 当启动按钮X000接通,小车处于后限位位臵(X002= ON),小车翻门关闭(Y003=OFF),工作状态从S0转 移到S20。 ③ 状态S20驱动后,输出Y000接通,小车向前运动,直至前 限位(X001= ON),工作状态从S20转移到S21。 ④ 状态S21驱动后,输出Y001接通,漏斗翻门打开,同时定 时器T3接通,7s后,定时器T3触点接通,工作状态从S21 转移到S22。
4、驱动的负载
指每一个状态步对应的工作内容,它直接与相应步的 矩形框相连,也用方框表示,并在旁边用文字标注。 有的步根据需要可以不驱动任何负载,称为等待步。
四、顺序功能图设计法的设计步骤 • • • • 步的划分 转换条件的确定 顺序功能图的绘制 梯形图的编制
1.步的划分
步是根据PLC输出量的状态划分的,只要系统的输 出量状态发生变化,系统就从原来的步进入新的步。在 每一步内PLC各输出量状态均保持不变,但是相邻两步 输出量总的状态是不同的。
第二节 步进梯形指令
许多PLC都有专门用于编制顺序控制程序的步进 梯形指令及编程元件。 FX系列PLC的步进梯形指令简称为STL指令,以及
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。
步进梯形指令STL只有与状态继电器S配合才具有
步进功能。S0-S9用于初始步,S10-S19用于自动返 回原点。使用STL指令的状态继电器的常开触点称为 STL触点,用符号 表示,没有常闭的STL触点。
⑤ 状态S22驱动后,输出Y002接通,小车向后运动,直至后 限位(X002=ON),工作状态从S22转移到S23。
【应用范例】装卸小车运动控制 装卸小车运动控 制要求:
按下启动按钮,小车底门关闭 ,小车从起始位臵(向前运 动(Y000接通。 小车到达最前端位臵,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。 至后限位开关位臵,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。
启动顺序功能图
三、顺序功能图(SFC)的基本构成
又叫状态转移图,是一种通用的技术语言。主要由 步、有向连线、转换、转换条件和动作(命令)组成。
有向连线 每一步所 完成的工 作
转换条 件

将系统的一个 工作周期划分 为若干个顺序 相连的阶段
动作或命令 转换条件
使系统由前级 步进入下一步 的信号称为转 换条件
定时器线圈与输出线圈一样,也可在不同状态间对同一定 时器软元件编程,但是在相邻状态不要对同一定时器编程 顺序功能图必须是由一个或两个由方框和有向连线组成的 闭环,即完成一个生成工艺的全过程后,最后一步必须有 条件地返回,对于单周期工作方式,返回初始步、对连续 (循环)工作方式,则返回到第一步; SFC要能准确地运行,必须用适当的转换条件将初始步臵 为活动步。一般用初始化脉冲M8002的常开触点作为转换 条件;在手动工作方式转入自动工作方式时,也应当用一 个适当的信号(如某输入触点信号或某逻辑表达式等)将 初始步臵为活动步。
二、状态编程思想
上节用经验法设计了电动机Y-Δ降压启动的梯形图程 序,改用顺序功能图设计,程序更为简单、易懂: 用常开按钮在X0、X1控制启动和停止,Y0、Y1、Y2分别 控制电源接触器、星形接触器和三角形接触器。 上电后,进入S0为起始等待步,等 待启动信号X0; 启动后,进入第一步(状态S20), Y0、Y1接通,电机按星形启动,并 启动定时器T0; T0时间到后,结束第一步,进入第 二步(状态S21),Y1关闭、Y0, 启动定时器T1(星角启动时间); T1时间到后,结束第二步,进入第 三步(状态S22),Y0、Y2接通, 电机按三角形运行; 电动机Y-Δ降压 停止信号为ON时,返回初始步。
第七章 状态转移图 与 步进梯形指令
第一节
状态编程思想及顺序功能图(SFC)
顺序控制设计法思路 系统工艺过程
一、顺序控制
• 顺序控制系统: 如果一个控制系统可以分解 成几个独立的控制动作,且这些 动作必须严格按照一定的先后次 序执行才能保证生产过程的正常 运行,也称为步进控制系统。 • 顺序控制设计法 就是针对顺序控制系统的一 种专门的设计方法。这种设计方 法很容易被初学者接受,对于有 经验的工程师,也会提高设计的 效率,程序的调试、修改和阅读 也很方便。
停电保持状态器:S500~S899共400点。 报警用状态继电器:S900~S999共100点。
1、步与动作
步——将系统的一个工作周期,按输出量的状态变ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ, 划分为若干个顺序相连的阶段,每个阶段叫做步。 “步”—用编程元件辅助存储器M和状态继电器S表示。 与系统的初始状态对应的步叫“初始步”,用双线方 框表示。根据系统的实际情况,用初始条件、或M8002驱 动。 当系统正处于某一步所在的阶段时,该步处于活动状 态,称该步处于“活动步”。 步处于活动状态时,相应的动作被执行; 处于不活动状态时,相应的非存储型动作被停止执行。 当活动步对应的动作完成后,系统将进入下一步,即 下一步将变成活动步,即活动步发生了转换。
1
每个状态提供了三个功能:驱动处理、转移条件及相继状态。如在状态 S20,驱动接通输出Y000,当转移条件X001接通后,工作状态从S20转移 到相继状态S21,状态S20自动复位。 状态S具有触点的功能(驱动输出线圈或相继的状态)以及线圈的功能 (在转移条件下被驱动)。
右图为 根 据 SFC 转 换而来的步 进梯形图和 指令表。
2、有向连线
连线方向代表系统动作顺序。
将各步对应的方框按它们成为活动步的顺序用有向 连线连接起来,指明程序的工作时序,使整个图像形成 一个整体,即构成了顺序功能图。
顺序功能图中,由上向下、由左向右的有向连线的 箭头可以省略,而其它方向的连线中代表方向的箭头不
能省略。
3、转换条件
• 使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件,用 来决定活动步转换与否。 • 转换条件既是本状态步的结束信号,又是下一对应状 态的启动信号。 • 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。 • 用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在与有 向连线垂直相交的短线旁。
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
步进梯形指令的特点与注意事项
转移源自动复位:采用STL指令,当状态器Sn接通,转移 条件接通时顺序控制转移到状态器Sn相继的状态,同时, 转移源状态器Sn自动复位。 允许双重输出:STL指令允许双重甚至多重输出,而不会 出现前后矛盾的输出驱动。 主控功能:STL指令后相连的触点必须使用LD、LDI指令 即使用STL指令相当于另设了一条子母线,连续使用STL指 令后,最后必须使用RET返回初始步,同时使LD、LDI点 返回到原来的母线上。 步进梯形指令仅对状态器S有效。 在STL指令后,只能采用SET和RST指令作为状态器S的臵位 或复位输出。 在中断程序与子程序内不能采用STL指令。 STL指令内不禁止使用跳转指令,但由于动作复杂,建议不 要使用。
为了使小车能够按照工艺 要求顺序地自动循环各个 生产步骤。我们将小车的 各个工作步骤依工作顺序 连接成图所示,将图中的 “工序”更换为“状态”, 就得到了状态转移图。 状态编程的一般思想为: ①将一个复杂的控制过程 分解为若干个工作状态。 ②弄清各状态的工作细节 (状态的功能、转移条件 和转移方向)。 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。
顺序功能图
梯形图
PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了通用 和专用的编程元件,开发了专门供编制顺序控制程序用的 功能表图,使这种先进的设计方法成为当前PLC程序设计 的主要方法。 顺序功能图又称做状态转移图,它是描述控制系统的控制 过程、功能和特性的一种图形。 顺序功能图不涉及所描述控制功能的具体技术,是一种通 用的技术语言,可用于进一步设计和不同专业的人员之间 进行技术交流。 国 际 电 工 委 员 会 1994 年 5 月 公 布 的 可 编 程 控 制 器 标 准 IEC1131—3中,将SFC (Sequential Function Chart) 确定为可编程控制器位居首位的编程语言。各个PLC厂家 都开发了相应的顺序功能图。
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