步进顺控指令及其应用资料讲解

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1、工控世界论坛 ,第6章 步进顺控指令及其应用,从上述的控制要求中，可以知道：电动机循环正反转控制实际上是一个顺序控制，整个控制过程可分为如下6个工序（也叫阶段）：复位、正转、暂停、反转、暂停、计数；,每个阶段又分别完成如下的工作（也叫动作）：初始复位、停止复位、热保护复位，正转、延时，暂停、延时，反转、延时，暂停、延时，计数；各个阶段之间只要条件成立就可以过渡（也叫转移）到下一阶段。因此，可以很容易地画出电动机循环正反转控制的工作流程图，如图6-1所示。,图6-1 工作流程图,6.1.2状态转移图 1状态转移图 一是将流程图中的每一个工序（或阶段）用PLC的一个状态继电器来替代；二是将流程图中

2、的每个阶段要完成的工作（或动作）用PLC的线圈指令或功能指令来替代；,三是将流程图中各个阶段之间的转移条件用PLC的触点或电路块来替代；四是流程图中的箭头方向就是PLC状态转移图中的转移方向。,2设计状态转移图的方法和步骤 （1）将整个控制过程按任务要求分解，其中的每一个工序都对应一个状态（即步），并分配状态继电器。 电动机循环正反转控制的状态继电器的分配如下： 复位S0，正转S20，暂停S21，反转S22，暂停S23，计数S24。,（2）搞清楚每个状态的功能、作用。状态的功能是通过PLC驱动各种负载来完成的，负载可由状态元件直接驱动，也可由其他软触点的逻辑组合驱动。,（3）找出每个状态的转移

3、条件和方向，即在什么条件下将下一个状态“激活”。状态的转移条件可以是单一的触点，也可以是多个触点的串、并联电路的组合。 （4）根据控制要求或工艺要求，画出状态转移图。 3状态转移和驱动的过程 4状态转移图的特点,（1）可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个状态。 （2）相对某一个具体的状态来说，控制任务简单了，给局部程序的编制带来了方便。,（3）整体程序是局部程序的综合，只要搞清楚各状态需要完成的动作、状态转移的条件和转移的方向，就可以进行状态转移图的设计。 （4）这种图形很容易理解，可读性很强，能清楚地反映全部控制的工艺过程。,图6-2 电动机循环正反转控制的状态转移图,6.1.3状态继

4、电器,FX系列PLC的状态继电器,6.1.4步进顺控指令 FX系列PLC的步进顺控指令有两条：一条是步进触点（也叫步进开始）指令STL（Step Ladder），一条是步进返回（也叫步进结束）指令RET。,1STL指令 STL步进触点指令用于“激活”某个状态，其梯形图符号为 。 2RET指令 RET指令用于返回主母线，其梯形图符号为 。,图6-3 状态转移图和状态梯形图的对应关系,图6-4 旋转工作台的状态转移图和梯形图,6.2 步进顺控的编程方法,6.2.1 状态转移图的编程方法 1状态的三要素 2编程方法 3状态转移图的理解,6.2.2编程注意事项 （1）与STL步进触点相连的触点应使用L

5、D或LDI指令， （2）初始状态可由其他状态驱动，但运行开始时，必须用其他方法预先作好驱动，否则状态流程不可能向下进行。如按图6-2所示而设计的程序。,（3）STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线圈和应用指令。,图6-5 用M8002驱动S0,图6-6 用M8000驱动S0,（4）由于CPU只执行活动步对应的电路块，因此，使用STL指令时允许双线圈输出， （5）在步的活动状态的转移过程中，相邻两步的状态继电器会同时ON一个扫描周期，可能会引发瞬时的双线圈问题。,（6）并行流程或选择流程中每一分支状态的支路数不能超过8条，总的支路数不能超过16条。 （7）若为顺序不连续

6、转移（即跳转），不能使用SET指令进行状态转移，应改用OUT指令进行状态转移。,（8）STL触点右边不能紧跟着使用入栈（MPS）指令。STL指令不能与MC、MCR指令一起使用。在FOR、NEXT结构中、子程序和中断程序中，不能有STL程序块，但STL程序块中可允许使用最多4级嵌套的FOR、NEXT指令。,（9）需要在停电恢复后继续维持停电前的运行状态时，可使用S500S899停电保持状态继电器。,6.2.3 单流程状态转移图的编程 1单流程 2编程方法和步骤 （1）根据控制要求，列出PLC的I/O分配表，画出I/O分配图；,（2）将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应一个状态，将其

7、分为若干个状态； （3）理解每个状态的功能和作用，即设计驱动程序；,（4）找出每个状态的转移条件和转移方向； （5）根据以上分析，画出控制系统的状态转移图； （6）根据状态转移图写出指令表。,3编程实例 例1 用步进顺控指令设计某行车循环正反转自动控制的程序。 控制要求为：送电等待信号显示按起动按钮正转正转限位停5s反转反转限位停7s返回到送电显示状态。,解：（1）I/O分配 根据控制要求，其I/O分配如图6-7所示。 （2）状态转移图,图6-7 行车循环正反转控制的I/O分配图,图6-8 行车循环正反转控制的状态转移图,（3）指令表 例3 用步进指令设计一个电镀槽生产线的控制程序。 控制要求

8、为：具有手动和自动控制功能，手动时，各动作能分别操作；自动时，按下启动按钮后，从原点开始按图6-11所示的流程运行一周回到原点；图中SQ1SQ4为行车进退限位开关，SQ5、SQ6为吊钩上、下限位开关。,图6-11 电镀槽生产线的控制流程,解：（1）I/O分配 X0：自动/手动转换，X1：右限位，X2：第二槽限位，X3：第三槽限位，X4：左限位；X5：上限位，X6：下限位，X7：停止，X10：自动位起动，X11：手动向上，X12：手动向下，X13：手动向右，X14：手动向左，Y0：吊钩上，Y1：吊钩下，Y2：行车右行，Y3：行车左行，Y4：原点指示。,（2）PLC的外部接线图（如图6-12所示）

9、 （3）系统程序 （4）指令表程序,图6-12 电镀槽生产线的外部接线图,图6-13 电镀槽生产线的状态转移图,6.3 选择性流程与并行性流程的 程序编制,6.3.1选择性流程及其编程 1选择性流程程序的特点 由两个及以上的分支程序组成的，但只能从中选择一个分支执行的程序，称为选择性流程程序。 2选择性分支的编程,3选择性汇合的编程 4编程实例,例4 用步进指令设计电动机正反转的控制程序。 控制要求为：按正转起动按钮SB1，电动机正转，按停止按钮SB，电动机停止；按反转起动按钮SB2，电动机反转，按停止按钮SB，电动机停止；且热继电器具有保护功能。,解：（1）I/O分配 X0：SB（常开），X

10、1：SB1，X2：SB2，X3：热继电器FR（常开）；Y1：正转接触器KM1，Y2：反转接触器KM2 。 （2）状态转移图 （3）指令表 根据图6-15（a）所示的状态转移图，其指令表如图6-15（b）所示。,图6-15 电动机正反转控制的状态转移图,6.3.2并行性流程及其编程 1并行性流程程序的特点 由两个及以上的分支程序组成的，但必须同时执行各分支的程序，称为并行性流程程序。图6-18是具有3个支路的并行性流程程序，其特点如下：,图6-18 并行性流程程序的结构形式,2并行性分支的编程 3并行性汇合的编程,4并行性流程程序编程注意事项 （1）并行性流程的汇合最多能实现8个流程的汇合。 （

11、2）在并行分支、汇合流程中，不允许有图6-19（a）的转移条件，而必须将其转化为图6-19（b）后，再进行编程。 5编程实例,图6-19 并行性分支、汇合流程的转化,6.4 复杂流程及跳转流程的程序 编制,6.4.1 复杂流程的程序编制 1选择性汇合后的选择性分支的编程 2复杂选择性流程的编程 3并行性汇合后的并行性分支的编程 4选择性汇合后的并行性分支的编程 5并行性汇合后的选择性分支的编程 6选择性流程里嵌套并行性流程的编程,图6-23 选择性汇合后的选择性分支的改写,图6-24 复杂选择性流程的改写,图6-25 并行性汇合后的并行性分支的改写,图6-26 并行性汇合后的并行性分支的改写,

12、图6-27 并行性汇合后的选择性分支的改写,6.4.2 跳转流程的程序编制,图6-29 跳转的几种形式,6.5 用辅助继电器实现顺序控制 的程序编制,6.5.1 用辅助继电器实现顺序控制 的设计思想 用辅助继电器设计顺序控制程序的设计思想为：首先用辅助继电器M来代替状态转移图中的步（即状态继电器），即设计顺序功能图，然后根据顺序功能图设计梯形图。,6.5.2使用起保停电路的编程方法 6.5.3使用置位复位指令的编程方法 1设计思想 图6-34给出了使用置位复位指令编程的顺序功能图与梯形图的对应关系。 2单流程的编程方法,图6-35 使用置位复位指令编程的梯形图,3选择性流程的编程方法 4并行性

13、流程的编程方法,图6-36 使用置位复位指令编程的梯形图,实训课题6单流程的控制,实训15 机械手的PLC控制 一、实训目的 （1）熟悉步进顺控指令的编程方法； （2）掌握单流程程序的编制； （3）掌握机械手的程序设计及其外部接线。,二、实训器材 （1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）； （2）机械手模拟显示模块1块（带指示灯、接线端口及按钮等）； （3）实训控制台1个； （4）电工常用工具1套； （5）手持式编程器或计算机1台； （6）连接导线若干。,三、实训要求 设计一个用PLC控制的将工件从A点移到B点的机械手的控制系统。其控制要求如下： （1）手动操作，每个动作均能单独操作，用于

14、将机械手复归至原点位置；,（2）连续运行，在原点位置按起动按钮时，机械手按图6-41连续工作一个周期，一个周期的工作过程如下： 原点下降夹紧（T）上升右移下降放松（T）上升左移到原点，时间T由教师现场规定。,说明：1机械手的工作是从A点将工件移到B点； 2原点位机械夹钳处于夹紧位，机械手处于左上角位； 3机械夹钳为有电放松，无电夹紧。 图6-41 机械手动作示意图,四、软件程序 1I/O分配 X0：自动/手动转换， X1：停止， X2：自动起动， X3：上限位， X4：下限位， X5：左限位， X6：右限位， X7：手动向上，,X10：手动向下， X11：手动左移，X12：手动向右， X13：

15、手动放松； Y0：夹紧/放松， Y1：上升， Y2：下降， Y3：左移， Y4：右移， Y5：原点指示。,2程序设计方案 根据系统的控制要求及PLC的I/O分配，其系统程序如图6-42所示。 五、系统接线 根据系统控制要求，其系统接线图如图6-43所示（PLC的输出负载都用指示灯代替）,图6-42 机械手的状态转移图,图6-43 机械手控制系统接线图,六、系统调试 （1）输入程序， （2）静态调试， （3）动态调试， 七、实训报告,实训17 工业洗衣机的PLC控制 一、实训目的 （1）熟悉步进顺控指令的编程方法； （2）掌握单流程程序的编制； （3）掌握工业洗衣机的程序设计及其外部接线。,二、

16、实训器材 （1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）； （2）工业洗衣机模拟显示模块1块（带指示灯、接线端口及按钮等）；,（3）实训控制台1个； （4）电工常用工具1套； （5）手持式编程器或计算机1台； （6）连接导线若干。,三、实训要求 设计一个用PLC控制的工业洗衣机的控制系统。其控制要求如下： 起动后，洗衣机进水，高水位开关动作时，开始洗涤。正转洗涤20s，暂停3s后反转洗涤20s，暂停3s再正向洗涤，如此循环3次，洗涤结束；,然后排水，当水位下降到低水位时进行脱水（同时排水），脱水时间是10s，这样完成一个大循环，经过3次大循环后洗衣结束，并且报警，报警10s后全过程结束，自动停机。,四、软件程序 1I/O分配 X0：起动按钮， X1：停止开关， X2：高水位开关， X3：低水位开关； Y0：进水电磁阀， Y1：排水电磁阀， Y2：脱水电磁阀， Y3：报警指示， Y4：电动机正转， Y5：电动机反转。,2程序设计方案