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1、第四章 步进顺控指令系统 第一节第一节 步进指令及步进梯形图步进指令及步进梯形图 第二节第二节 顺序功能图（状态转移图）的类型顺序功能图（状态转移图）的类型 第三节第三节 步进梯形图设计实例步进梯形图设计实例 本节讲解 第一节 步进指令及步进梯形图 一、顺序功能图 二、步进指令 三、步进梯形图 四、步进指令的表示及其动作 1.顺序控制系统 对于流程作业的自动化控制系统而言，一般都包含若干 个状态（也就是工序），当条件满足时，系统能够从一种状 态转移到另一种状态，我们把这种控制叫做顺序控制。对应 的系统则称为顺序控制系统或流程控制系统。 典型典型 顺序控制系统顺序控制系统 一、顺序功能图 2.顺
2、序功能图 以红绿灯控制为例， 其对应的顺序功能图如左 图所示。 S0S9：初始状态专用 S10S19：原点复位用 S20S499：一般用 S500S899：停电保持用 S900S999：报警用 针对顺序控制要求，PLC提供了顺序功能图（SFC）语言支 持。顺序功能图又称状态转移图，由一系列状态（用S表示）组 成。系统提供S0S999共1000个状态供编程使用，其中： FX系列PLC提供了一对步进指令。 STL是利用内部软元件（状态S）在顺控程序上进行工序步 进式控制的指令。 RET是用于状态（S）流程的结束，实现返回主程序（母线） 的指令。 二、步进指令 用步进指令可以将顺序功能图转换为步进梯
3、形图，也可以直接 编写步进梯形图。对梯形图和顺序功能图应注意以下几点： 1.状态的动作与输出的重复使用 状态编号不可重复使用。 如果状态触点接通，则与其 相连的电路动作；如果状态触点 断开，则与其相连的电路停止工 作。 在不同状态之间，允许对输出元 件重复输出，但对同一状态内不 允许双重输出。 三、步进梯形图 3.输出的互锁 在状态转移过程中，由于 在瞬间（1个扫描周期），两 个相邻的状态会同时接通，因 此为了避免不能同时接通的一 对输出同时接通，必须设置外 部硬接线互锁或软件互锁。 但在相邻的状态中不能编程。如 果在相邻状态下编程，则工序转移 时定时器线圈不能断开，定时器当 前值不能复位。
4、2.定时器的重复使用 如右图所示，在状态内的 母线将LD或LDI指令写入后， 对不需要触点的驱动就不能 再编程，需要按下图方式进 行变换。 4.输出的驱动方法 或 1.步进指令的顺序功能图表示及其动作 四、步进指令的表示及其动作 2.步进指令的梯形图表示及其动作 四、步进指令的表示及其动作 本节讲解 第二节 顺序功能图的类型 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 一、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
5、）正在执行的步阶来结束 步进动作。 从头到尾只有一条路可走，称为单流程结构。 当S0之行后，若X1先有效，则跳 到S21执行，此后即使X2有效，S22也 无法执行。之后若X3有效，则脱离 S21而跳到S23执行，当X5有效后，则 结束流程。 二、选择分支与汇合流程 当S0之行后，若X2先有效，则跳 到S22执行，此后即使X1有效，S21也 无法执行。 若有多条路径，而只能选择其中一条路径来执行，这种分 支方式称为选择分支。 选择分 支流程不能 交叉，对左 图所示的流 程必须按右 边所示的流 程进行修改 。 二、选择分支与汇合流程 当S0执行后，若X1有效，则 S20及S21同时执行。 若有多条
6、路径，且必须同时执行，这种分支的方式称为并进 分支流程。在各条路径都执行后，才会继续往下指令，像这 种有等待功能的方式称之为并进 汇合。 当S22及S23都已执行后，若X4 有效，则脱离S22及S23而跳到S24执 行，程序结束。 当左边路径已执行到S22，而 右边路径尚停留在S21时，此时即 使X4有效，也不会跳到S24执行。 三、并进分支与汇合流程 三、并进分支与汇合流程 如左图所 示的流程都是 可能的程序。 B流程没有问 题，但A流程 在并进汇合处 有等待动作的 状态，请务必 注意。 三、并进分支与汇合流程 如在并进 分支与汇合点 处不允许符号 *或符号 的转 移条件，应按 右图修改。
7、四、跳转流程 向下面状态 的直接转移或向 系列外的状态转 移被成为跳转， 用符号指向转 移的目标状态。 五、重复流程 向前面状 态进行转移的 流程称为重复 。用指向转 移的目标状态 。使用重复流 程可以实现一 般的重复，也 可以对当前状 态复位。 一、单流程设计 二、选择分支流与汇合程设计 三、并进分支与汇合流程设计 【应用系统设计】 简易红绿灯控制系统 T0 T1 T2 T3 X0 T0 T1 T3 T2 SET在步进梯形图 中，作为状态转 移指令使用。 STL为状态动作的 步进起始指令 STL与SET指令之间 的部分为该状态所 需做的动作。 用LD或LDI指令设 置转移条件 用SET指令
8、设置状态 以STL指令开始 设置动作母线 用OUT指令设 置动作 【应用范例】洗车流程控制 二、选择分支与汇合流程设计 若方式选择开关（COS）置于手动方式，当按下START启动后， 则按下列程序动作： 执行泡沫清洗（用MC1驱动）； 按PB1则执行清水冲洗（用MC2驱动）； 按PB2则执行风干（用MC3驱动）； 按PB3则结束洗车。 若方式若选择开关（COS）置于自动方式，当按START启动后， 则自动按洗车流程执行。其中泡沫清洗10秒、清水冲洗20 秒、风干5秒，结束后回到待洗状态。 任何时候按下STOP，则所有输出复位，停止洗车 项目说明： 功能分析： 手动、自动只能选择其一，因此使用选
9、择分支来做。 依题目说明可将电路规划为两种功能，而每种功能有三种 依PB按钮或设定时间而顺序执行的状态。 手动状态 状态S21MC1动作 状态S22MC2动作 状态S23MC3动作 状态S24停止 自动状态 状态S31MC1动作 状态S32MC2动作 状态S33MC3动作 状态S24停止 元件分配： 启动按钮、停止按钮，使用输入继电器X0X0、X2X2 方式选择开关，使用输入继电器X1X1 清水冲洗按钮，使用输入继电器X3X3 泡沫清洗驱动，使 用输出继电器Y1Y1 风干机驱动，使用 输出继电器Y2Y2 清水冲洗驱动，使 用输出继电器Y0Y0 风干按钮，使用输入继电器X4X4 结束按钮，使用输
10、 入继电器X5X5 绘绘制状态流程图 STOP 动作 设置M0，可暂存START 按钮状态，避免一直 按住按钮 另一种结束方 式：清除本身 允许再次 启动电路 步进阶梯图转换 键入程序： 将程序录入编程器 并下载到目标 PLC 将步进阶梯图转 换为语句表 交通信号灯控制 三、并进分支与汇合流程设计 【应用系统设计】气压式冲孔加工机控制系统 并进分支与汇合流程设计 工件的补充、冲孔、测试及搬运可同时进行。 控制说明 ： 工件的补充由传送带（电机M0驱动）送入。 工件的搬运分合格品及不合格品两种，由测孔部分判断。若 测孔机在设定时间内能测孔到底（MS2 ON），则为合格品，否则即 为不合格品。 不
11、合格品在测孔 完毕后，由A缸抽离隔 离板，让不合格的工件 自动掉入废料箱；若为 合格品，则在工件到达 搬运点后，由B缸抽离 隔离板，让合格的工件 自动调入包装箱。 功能分析： 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。 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
12、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。 元件分配及端子接线： 绘绘制功能流程图 a.原点复位流程 OFF 动作 定位由OFF变 为ON时转盘 停止 驱动转盘 电机 （M1 ON ） A缸抽离 隔离板 判断是否 做完四次 绘绘制功能流程图 b.工件补充流程 传送带转动 (M0 ON) 设定M10 为1(表示 有工件) 有工件 （PH0动作 ） 时间到 没有工件 c.气压冲孔流程 钻孔机动作 （Y4 ON） 钻孔机 返回 有无工件标志 （M11为1表示 有工件） 设置8秒 等待时间 绘绘制功能流程图 d.测孔流程 e.工件搬运流程 本章小结 本章主要介绍了步进指令、顺序功能图类型及设计步骤 、顺序功能图到步进梯形图的转换方法、步进梯形图设计 注意事项。并结合实例详细分析了单流程设计、选择分支 与汇合流程设计和并进分支与汇合流程设计。
