PLC第五章 状态转移图及步进指令
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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。
状态转移图
(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
SET S24 OUT S0 STL S24 OUT Y004 OUT T3 K 100 LD T3 SET S2 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
在M0接通S50之后（见图5.13）,转移条件M1（B触点） 即刻开路，在S50接通的同时，不向S51 图5.13 利用同 一种信号的状态转移转移。在M0再次接通的情况下， 向S51转移
构成转移条件的限位开关X030在转动之后使工序进 行一次转移，转移到下一工序，见图5.14。这种场合， 将转移条件脉冲化，见图5.15所示。S30首次动作，虽 然X030动作，M101动作，但通过自锁脉冲Ｍ100使不 产生转移，当X030再次动作，则M100不动作，M101 动作，则状态从S30转到S31
电气控制与PLC控制基础理论-第五章
程序流程指令（FNC00～FNC09）
（2）子程序调用与返回指令（FNC01，FNC02） 子程序调用与返回指令的操作元件及程序步等表示如下：
CALL FNC01 （P） （16） 子程序调用
SRET FNC02 子程序返回
操作元件：指针P0～P62 程 序 步 数 ： CALL 和 CALL （ P ） …3步 标号Pxx…1步
助记符、名称
功能
梯形图表示及可用软元件
程序步
PLS（Pulse）上升沿脉冲
上升沿微分输出
2
PLF（Pulse Fall）下降沿脉冲
下降沿微分输出
2
表5-10 PLS，PLF指令的相关参数
PLS，PLF指令
图5-14（a）和图5-14（b）的动作是相同的，两种情况都在X010由OFF→ON变化时，M6接通一个扫描 周期，如图5-14（c）所示。
线圈驱动
Y，M，S，T，C
表5-1 LD，LDI，OUT指令的相关参数
1
Y，M：1 T：3 C：3～5
AND，ANI指令
AND，ANI指令的功能、梯形图表示、可用软元件、所占的程序步见表5-2。 AND，ANI指令为单个触点的串联连接指令。AND用于常开触点。ANI用于常闭触点。串连接点的数量 无限制。
程序流程指令（FNC00～FNC09）
（4）主程序结束指令（FNC06） 主程序结束指令的操作元件及程序步等表示如下：
FEND FNC06 主程序结束
操作元件：无 程序步数：1步
说明：主程序结束FEND指令表示子程序结束。程序执行到FEND时，进行输出处理、输入处理、监视定 时器刷新，完成以后返回第0步。子程序及中断程序必须写在FEND指令与END指令之间，如图5-21所示。
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
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或
Date: 3/12/2012
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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
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2.步进指令的梯形图表示及其动作
Date: 3/12/2012
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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
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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。
PLC 5章 状态转移图及编程方法
信号绿灯亮绿灯闪亮黄灯亮红灯亮东西时间25信号红灯亮绿灯亮绿灯闪亮黄灯亮南北时间302系统配置根据信号控制要求io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也可以在plc输出端增设中间继电器由中间继器再去驱动信号灯55编程实例x0y0y1y2y4y5y6启动东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯南北红灯3时序图十字路口交通信号灯控制的时序图按单流程编程如果把东西方向和南北方向信号灯的动作视为一个顺序动作过程其中每一个时序同时有两个输出一个输出控制东西方向的信号灯另一个输出控制南北方向的信号灯这样就可以按单流程进行编程其状态转移图如图所示对应的步进梯形图如图所示
5.1 状态转移图及状态功能
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 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。
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
5.1 状态转移图及状态功能
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 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。
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
状态转移图及步进指令
(2) MPS/MRD/MPP指令的位置 在状态内，不能直接从STL内母线中直接使用 MPS/MRD/MPP指令（见图5.6），而应在LD或LDI 指令以后编制程序
图5.6 MPS/MRD/MPP指令的位置
(3) 状态的转移方法
OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态（S）具有同样的 功能，都将自动复位转移源（见图5.7），此外，还有自保持功 能。但是使用OUT指令时，在STL图中用于向分离的状态转移
OUT T1 K 10 LD T1 SET S22 LD X001 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001
LD X004 SET S23 LD X001 OUT S0
（a）
STL S23 OUT T2 K 10 LD T2 SET S24 LD X001 OUT S0 STL S24 OUT Y004 OUT T3
第四章 状态转移图及步进指令
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
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
(3) 驱动功能
(4) 步进复位指令RET功能
5.3 步进梯形图指令编程基本方法
(1) 输出的驱动方法
如图5.5所示，从状态内的母线，一旦写入LD或 LDI指令后，对不需要触点的指令就不能再编程。 需要按下图的方法改变这样的回路
（a）
（b）
（c）
图5.5 输出的驱动
（a）错误的驱动方法；（b）正确的驱动方法；（c）正确的驱动方法
状态转换图及步进指令简介
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。 4.状态元件 初始状态S0~S9,10点,回零S10~S19,10点, 通用S20~S499,480点,保持500~S899,400 点, 报警S900~S999,100点.
S0
S0
S50
S50
S51
S51
S59
Sp Ladder Instruction） • 步进开始指令STL • 步进结束指令RET 利用这两条指令，可以很方便地编制顺序控制梯形 图程序。 • SFC、梯形图、指令表三方可以转换。 • STL接点与母线连接，与STL相连的起始点要使 用LD、LDI指令，并接到STL接点的右侧，直到 出现下一条STL指令或RET指令为止； • STL指令使新的状态开始，前一状态自动复位， • RET使LD、LDI返回母线。
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 ） 步与步之间用有向线段连接 初始步：与系统的初始状态相对应的步，称初始步，初始步是系统等待起动 命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个顺序功能图至少应 有一个初始步。 有向线段上垂直短线，表示将两步隔开—转换； 旁边标注的是状态转换条件，转移条件： ①可以是外部输入信号，如按钮，开关等 ②可以是PLC内部的信号，如T，C的触点， ③可以是若干信号的逻辑表达式（AND/OR/NOT）或文字符号。
三菱PLC状态转移图详解
一、状态编程思想引入使用经验法及基本指令编制的程序存在以下一些问题（1）工艺动作表达繁琐。
（2）梯形图涉及的连锁关系较复杂，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。
思考：寻求一种易于构思，易于理解的图形程序设计工具.它应有流程图的直观，又有利于复杂控制逻辑关系的分解与综合,这种图就是状态转移图。
引出：状态编辑思想即将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态,弄清各个状态的工作细节（状态的功能、转移条件和转移方向）在依据总的控制顺序要求将这些状态联系起来，形成状态转移图，进而编绘梯形程序，状态转移图是状态编辑的重要工具,台车自动往返控制的流程图台车自动往返控制的状态转移图二、三菱FX2N系列plc的状态元件三菱plc的状态元件即状态继电器,它是构成状态转移图的重要元件。
三、FX2N系列plc的步进顺控指令PLC的步进指令有两条：步进节点指令STL和步进返回指令RET。
1、步进接点指令STL从下图不难看出，转移图中的一个状态在梯形图中用一条步进接点指令表示。
STL指令的意义为“激活”某个状态，在梯形图上体现为从主母线上引出的状态接点,有建立子母线的功能,使该状态的所有操作均在子母线上进行.其梯形图符号也可用空心绘出,以与普通常开触点区别.“激活”的第二层意思是采用STL指令编辑的梯形图区间，只有被激活的程序段才被扫描执行，而且在状态转移图的一个单流程中，一次只有一个状态被激活,被激活的状态有自动关闭激活它的前个状态的能力。
这样就形成了状态间的隔离，是编程者在考虑某个状态的工作任务时,不必考虑状态间的连锁状态转移图与状态梯形图对照2.步进返回指令RETRET的意义用于返回主母线。
梯形图符号为，使步进顺控程序执行完毕后，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。
四、运用程序编辑思想解决顺控问题的方法步骤运用状态编辑思想设计状态转移图的方法和步骤：步骤1:状态分解，分配状态元件步骤2：标明状态的功能步骤3：标明状态的转移条件台车自动往返状态转移图步骤1:状态分解，分配状态元件.即将整个过程按任务要求分解，其中的每个工序均对应一个状态，并分配状态元件。
PLC步进指令与顺序功能图课件
3.7步进指令与顺序功能图3.7.1SFC图状态转移图也称顺序功能图(SFC图)，用于编制复杂的顺控程序，比梯形图更直观，一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为状态。
状态与状态之间由转换分隔。
相邻的状态具有不同的动作。
当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现转换，即上一状态的动作结束而下一状态的动作开始，可用状态转移图描述控制系统的控制过程，状态转移图具有直观、简单的特点，是设计PLC顺序控制程序的一种重要工具。
状态器软元件是构成状态转移图的基本元件。
FX1N系列PLC有状态器1 000点(S0～S999)。
其中S0～S9共10个称为初始状态器，是状态转移图的起始状态。
3.7.1SFC图图7.1是一个简单状态转移图实例。
状态器用框图表示。
框内是状态器元件号，状态器之间用有向线段连接。
其中从上到下，从左到右的箭头可以省去不画，有向线段上的垂直短线和它旁边标注的文字符号或逻辑表达式表示状图7.1状态转移图态转移条件。
旁边的线圈等是输出信号。
在图7.1中，状态器S20有效时，输出Y5接通，程序等待转换条件X3动作。
当X3接通时，状态就由S20转到S21，这时Y5断开。
下面以图7.2所示的机械手为例，进一步说明状态转移图。
机械手将工作从A点向B点移送。
机械手的上升、下降与左移、右移都是由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的。
抓手对物件的松3.7.1SFC图开、夹紧是由一个单线圈两位电磁阀驱动气缸完成，只有在电磁阀通电时抓手才能夹紧。
该机械手工作原点在左上方，按下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、上升、左移的顺序依次运行，它有手动、自动等几种操作方式。
图7.3示出了自动运行方式的状态转移图。
图7.2机械手工作示意图3.7.1SFC图图7.3机械手自动方式状态图3.7.1SFC 图图7.3机械手自动方式状态图3.7.1SFC图状态图的特点是由某一状态转移到下一状态后，前一状态自动复位。
S2为初始状态，用双线框表示。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
第5章 顺序功能图(SFC)及步进梯形图(STL)
状态S 状态 n
转移条件
状态S 状态 m
满足转移条件时，实现状态转移，即上一状态（ 满足转移条件时，实现状态转移，即上一状态（转 移源）复位，下一状态（转移目标）置位。 移源）复位，下一状态（转移目标）置位。
ch.5 -4
Kunming University of Science & Technology
ch.5 -17
Kunming University of Science & Technology
多流程步进控制
3. 跳转与循环
ch.5 -18
Kunming University of Science & Technology
步进控制的应用举例
例1 例2 例3 例4 例5 例6
多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环 多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环
2. 并行分支与汇合的编程
STL OUT LD SET SET STL OUT LD SET STL OUT STL OUT STL STL LD SET STL OUT LD
S20 Y0 X0 S21 S31 S21 Y1 X1 S22 S22 Y2 S31 Y10 S22 S31 X10 S40 S40 Y20 X11
ch.5 -2
Kunming University of Science & Technology
基本概念
步进控制: 在多工步的控制中， 步进控制: 在多工步的控制中，按照一定的顺序分步 动作，即上一步动作结束后，下一步动作才开始。 动作，即上一步动作结束后，下一步动作才开始。 步进指令: 步进指令:专门用于步进控制的指令 编程步骤: 编程步骤: 1)根据工艺流程画出状态转移图； 1)根据工艺流程画出状态转移图； 根据工艺流程画出状态转移图 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 根据状态转移图画出步进梯形图 3)根据步进梯形图编写出指令表。 3)根据步进梯形图编写出指令表 根据步进梯形图 指令表。
转移条件
状态S 状态 m
满足转移条件时，实现状态转移，即上一状态（ 满足转移条件时，实现状态转移，即上一状态（转 移源）复位，下一状态（转移目标）置位。 移源）复位，下一状态（转移目标）置位。
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多流程步进控制
3. 跳转与循环
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步进控制的应用举例
例1 例2 例3 例4 例5 例6
多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环 多台电机的顺序启动、逆序停止控制——跳转与循环
2. 并行分支与汇合的编程
STL OUT LD SET SET STL OUT LD SET STL OUT STL OUT STL STL LD SET STL OUT LD
S20 Y0 X0 S21 S31 S21 Y1 X1 S22 S22 Y2 S31 Y10 S22 S31 X10 S40 S40 Y20 X11
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基本概念
步进控制: 在多工步的控制中， 步进控制: 在多工步的控制中，按照一定的顺序分步 动作，即上一步动作结束后，下一步动作才开始。 动作，即上一步动作结束后，下一步动作才开始。 步进指令: 步进指令:专门用于步进控制的指令 编程步骤: 编程步骤: 1)根据工艺流程画出状态转移图； 1)根据工艺流程画出状态转移图； 根据工艺流程画出状态转移图 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 2)根据状态转移图画出步进梯形图; 根据状态转移图画出步进梯形图 3)根据步进梯形图编写出指令表。 3)根据步进梯形图编写出指令表 根据步进梯形图 指令表。
步进指令
状态编程思想及状态元件
一、状态编程思想
1．以运料小车为例说明 以运料小车为例说明： 以运料小车为例说明
SB(X0) 启动 M 前进(Y1) 后退(Y2)
A
B
C
SQ2(X2)
SQ1(X1)
SQ3(X3)
按运料小车控制要求设计程序，使用经验编程法及基 本指令编制的程序存在如下缺陷： ①工艺动作表达繁琐； ②程序中联系关系复杂，处理麻烦； ③梯形图程序可读性差，尤其对于步进的控制程序而 言，很难从梯形图上看出。 鉴于上述不足，我们引入状态转移图。
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。
掉电保持状态
信号报警状态
PLC步进指令及状态编程法 步进指令及状态编程法
一、功能图
功能图是一种用于描述顺序控制系统控制过程的一 功能图是一种用于描述顺序控制系统控制过程的一 种图形。它具有简单、直观等特点，是设计PLC顺序控 种图形。它具有简单、直观等特点，是设计PLC顺序控 制程序的一种有力工具。它由步、 制程序的一种有力工具。它由步、转换条件及有向连线 组成。 组成。
图 选择序列
X004 4 X005 5 X006 7 6
X007
X010
X011
一、状态编程思想
1．以运料小车为例说明 以运料小车为例说明： 以运料小车为例说明
SB(X0) 启动 M 前进(Y1) 后退(Y2)
A
B
C
SQ2(X2)
SQ1(X1)
SQ3(X3)
按运料小车控制要求设计程序，使用经验编程法及基 本指令编制的程序存在如下缺陷： ①工艺动作表达繁琐； ②程序中联系关系复杂，处理麻烦； ③梯形图程序可读性差，尤其对于步进的控制程序而 言，很难从梯形图上看出。 鉴于上述不足，我们引入状态转移图。
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。
掉电保持状态
信号报警状态
PLC步进指令及状态编程法 步进指令及状态编程法
一、功能图
功能图是一种用于描述顺序控制系统控制过程的一 功能图是一种用于描述顺序控制系统控制过程的一 种图形。它具有简单、直观等特点，是设计PLC顺序控 种图形。它具有简单、直观等特点，是设计PLC顺序控 制程序的一种有力工具。它由步、 制程序的一种有力工具。它由步、转换条件及有向连线 组成。 组成。
图 选择序列
X004 4 X005 5 X006 7 6
X007
X010
X011
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。
PLC步进指令及状态编程法
Y1 T1 K20 Y2 T2 K20 Y3 T3 K20 Y4 T4 K20 Y5 T5 K20
S21 T1 T2 S22
Y1 T1 K20 Y2 T2 K20
S31
Y3
例：用PLC对按钮式人行道的控制进行编程设计
X0、X1 X3启动、原点 Y0 下降 S21 T0 K20 延时
T0、X2
小球
S22
T1
、 T1 K10 大球 T0、X2 S25 SET Y1 吸球 T1 Y2上升 Y3 右移
T1 K10
SET Y1 吸球 Y2 上升
S23
X4
S26
X5
X3
X4
S24
右限
X3
S27
X5 右限
Y3 右移
S28
(T) X2 下限
1、负载驱动
S20 2、转移条件 X3 3、转移目标 STL OUT OUT LD SET S20 Y5 Y6 X3 S21 S21 Y5 Y6
除初始状态外，其他所有状态只有在前一状态被激活 且具有转移条件时才能开启。同时一旦下一个状态被
激活，上一状态会自动关闭。 “激活 激活”可视为该段程序 被扫描执行，关闭则视为该段程序被跳过，不执行。
Hale Waihona Puke 9分1 分2 分3
10
11 12 13 14 15
16
17
选择一条符合条件的路径执行 X0 S21 SET X1 S22 SET STL X2 STL Y1 X10 SET STL X20 Y11 SET S41 X21 STL Y12 SET STL S42 X22 Y22 STL 分支支路程序 Y21
X3 上限位SQ3 右移Y4
上升Y0 下降Y2
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在转移条件回路中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD、 MPP指令（见图5.8）
图5.8 转移条件回路指令的应用
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
5.3 步进梯形图指令编程基本方法
(1) 输出的驱动方法 如图5.5所示，从状态内的母线，一旦写入LD或 LDI指令后，对不需要触点的指令就不能再编程。 需要按下图的方法改变这样的回路
（ a）
（ b）
（ c）
图5.5 输出的驱动
（a）错误的驱动方法；（b）正确的驱动方法；（c）正确的驱动方法
(2) MPS/MRD/MPP指令的位置 在状态内，不能直接从STL内母线中直接使用 MPS/MRD/MPP指令（见图5.6），而应在LD或LDI 指令以后编制程序
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
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
图5.6 MPS/MRD/MPP指令的位置
பைடு நூலகம்
(3) 状态的转移方法
OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态（S）具有同样的 功能，都将自动复位转移源（见图5.7），此外，还有自保持功 能。但是使用OUT指令时，在STL图中用于向分离的状态转移
图5.7 状态的转移方法
(4) 转移条件回路中不能使用的指令
SET S22 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001 LD LD X004 X001 SET S23 OUT S0
LD
T0
STL S23
OUT 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
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
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
(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
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
【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
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
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
图5.8 转移条件回路指令的应用
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
5.3 步进梯形图指令编程基本方法
(1) 输出的驱动方法 如图5.5所示，从状态内的母线，一旦写入LD或 LDI指令后，对不需要触点的指令就不能再编程。 需要按下图的方法改变这样的回路
（ a）
（ b）
（ c）
图5.5 输出的驱动
（a）错误的驱动方法；（b）正确的驱动方法；（c）正确的驱动方法
(2) MPS/MRD/MPP指令的位置 在状态内，不能直接从STL内母线中直接使用 MPS/MRD/MPP指令（见图5.6），而应在LD或LDI 指令以后编制程序
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
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
图5.6 MPS/MRD/MPP指令的位置
பைடு நூலகம்
(3) 状态的转移方法
OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态（S）具有同样的 功能，都将自动复位转移源（见图5.7），此外，还有自保持功 能。但是使用OUT指令时，在STL图中用于向分离的状态转移
图5.7 状态的转移方法
(4) 转移条件回路中不能使用的指令
SET S22 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001 LD LD X004 X001 SET S23 OUT S0
LD
T0
STL S23
OUT 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
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
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
(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
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
【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
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
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