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1、第5章 PLC步进顺控指令系统,主要内容：5.1 状态转移图(SFC图)5.2 步进顺控指令及编程5.3 状态转移图流程的形式包括：单流程、选择性分支与汇合、并行分 支与汇合、分支与汇合的组合5.4 编程实例5.5 状态转移图流程的跳转、重复、复位及分支限数,顺序控制,顺序控制的定义：是指在预定的时间或条件下，按规定的动作次序，对控制过程顺序地进行自动控制。,顺序控制工业领域有广泛的应用。,顺序控制,例1： 送料小车控制系统,控制特点：控制输出记忆功能,顺序控制,例2： 自动咖啡机,控制输出记忆功能逻辑运算,控制特点：,顺序控制,例3： 原料混合加热控制系统,控制过程：装原料A，到50%;装原
2、料B，到75%;搅拌并加热到95度;保持20min;排料至5%。,顺序控制技术要求,顺序控制器应满足两个基本功能： 1）约束功能 2）记忆功能,顺序控制中，必须处理好两个问题： 1）状态设计问题 2）必须严格保证相互的约束关系或定时关系,经验设计法： 直接采用梯形图编程，试图用输入去控制输出。如果不行，加些辅助条件。顺序控制设计法（也称步进控制设计法）： 采用順序功能图（SFC，Sequential Function Chart）设计，再把功能图翻译成梯形图。,顺序控制设计方法,顺序控制设计法特点： 简单易学； 设计效率高； 调试、修改和阅读方便。,5.1 状态转移图,順序控制的全部过程，可以
3、分成有序的若干步(STEP)，或說若干个阶段。各步都有自己应完成的动作(ACTION)。从上一步转移到下一步，一般都是有条件的，条件滿足则上一步动作结束，下一步动作开始，同时上一步的动作会被清除，这就是順序功能图（SFC，Sequential Function Chart）的设计概念。,5.1 状态转移图,状态转移图或功能表图：类似于顺序功能图（Sequential function chart），它是一种通用的技术语言（状态继电器+步进顺控指令）。状态转移图元素： 步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）。,5.1 状态转移图,步：系统所处的阶段（或状态），根据输出量的状态变化划分。任何
4、一步内，各个输出量状态保持不变，同时相邻的两步输出量总的状态是不同的。初始步：一个功能图至少要有一个初始步。活动步：系统当前工作步。不活动步：非系统当前工作步。,5.1 状态转移图,有向连线（状态转移路线和方向）： 从上到下、从左到右的步间连线，或非前两方向则为加箭头的步间连线。 注：从上到下，从左到右有向连线上的箭头可省略。转换（分割两个相邻步）：有向连线上与其垂直的短线。转换条件：与转换相关的逻辑条件，用文字、布尔代数表达式、图形符号标于转换短线旁。,状态转移图表示法,5.1 状态转移图,5.2 步进顺控指令及其编程,1) 指令格式,初始状态必須由S0S9 开始。步进梯形指令RET则代表以
5、S0S9 为起始的步进梯形图結束, 母线回归到一般梯形图的命令。步进点S编号不能重复。,步进梯形指令STL Sn (指令表语言)构成一个步进点，当STL指令出現在程序中，代表程序进入以步进流程控制的步进梯形状态,S为状态继电器。STL是步进开始指令，RET是步进结束指令。,步进梯形指令,梯形图符号： 。,1. 步进顺控指令及其编程方法,1. 步进顺控指令及其编程方法,1) 指令格式,STL(Step Ladder Instruction) 步进梯形指令,转换目标,转换条件,驱动处理,转换目标,转换条件,驱动处理,5.2 步进顺控指令及其编程,2) 指令说明,每个状态器有三个功能:驱动负载,指定
6、转换目标和指定转换条件；STL触点（常开）与左侧母线相连；当某一步为活动步时，对应的STL触点接通，该步的负载被驱动；当某活动步的后面的转换条件满足时，转换实现：后继步变为活动步，当前步变为不活动步（系统自动复位）。,5.2 步进顺控指令及其编程,1. 步进顺控指令及其编程方法,2) 指令说明,与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令；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；STL指令允许双线圈输出；STL驱动电路块中不能使用MC和MCR指令；中断程序和子程序内不能使用STL指令。,1. 步进顺控指令及其编程方法,5.2 步进顺控指令及其编程,2) 指令说明,不
7、能在STL触点内母线使用堆栈指令，只有在LD和LDI指令后才可使用堆栈指令。,5.2 步进顺控指令及其编程,1. 步进顺控指令及其编程方法,2. SFC与STL的转换,5.2 步进顺控指令及其编程,5.3 状态转移图流程的形式,单流程、选择性分支与汇合、并行分支与汇合、分支与汇合的组合。,8-19,5.3.1 单流程,每一步的后面仅接一个转换，每个转换后面也仅连 接着一个步，没有分支。,8-20,5.3.2 选择性分支与汇合,从多个分支状态或分支状态序列中只选择一个。转换符号只能标在水平线之下，每个分支上必须具有一个或一个以上的转换条件。几个选择序列合并一个公共序列，即分支的结束，称为汇合。转
8、换符号标在水平线上。,5.3.3 并行分支与汇合,转换符号只有一个，同时启动若干个序列，称为并行序列分支。 并行序列用双水平线表示，转换符号在双水平线之上，为公共转换条件。 并行序列的结束,转换符号在水平线以下，当双水平线之上的所有分支流程动作全部结束后且转换条件成立，则下一步被激活。同时所有前级步都变为不活动步了。,5.3.4 选择与并行分支的组合,5.3.4 选择与并行分支的组合,S22,5.3.4 选择与并行分支的组合,5.4 编程实例,顺序功能图中的基本规则,转换实现的条件： （1）该转换所有的前级步都是活动步； （2）相应的转换条件得到满足。转换实现应完成的操作： （1）使所有由有向
9、连线与相应转换符号相连的后续步都应变为活动； （2）使所有由向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。,步10,步3,步4,c,步11,5.4 编程实例,绘制顺序功能图的注意事项：,两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开；两个转换绝对也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开；顺序功能图中的初始步一般对应系统的等待启动的初始状态（如M8002） ；自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程（封闭地循环扫描运行）；在单序列中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才可能将变成活动步。,5.4 编程实例,实例：人行道红绿灯控制,1.单流程和多流程状态转移图单流程状态转移图：仅有一个初始状态。多流程状态转移图：有多个初始状态。2.流程跳转：用OUT指令。3.流程重复与复位：重复课借助OUT指令，复位用RST指令。4.分支限数：选择性分支与并行性分支各8，分支与汇合组 合时16。5. 不允许汇合线或汇合线前状态的跳转和复位。若确需要，则应加入虚拟状态，使跳转和复位点不直接接触汇合线。,5.5 状态转移图流程的跳转、重复、复位及分支限数,
