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1、三菱PLC触摸屏和变频器应用技术,主编 曹菁,1)掌握PLC的另一种编程方法状态转移图法,掌握状态转移图法的编程步骤。 2)掌握步进指令的编程方法，同时要求能用步进指令灵活地实现从状态转移图到步进梯形图的转换。 3)掌握单流程结构、选择性分支结构和并行分支结构的状态编程。 1)能根据项目要求,熟练地画出PLC控制系统的状态转移图、步进梯形图，并能写出相应的指令程序。 2)能熟练地使用三菱公司的编程软件设计步进梯形图和指令程序，并写入PLC进行调试运行。 一、项目任务,一、项目任务,图4-1 运料小车运行过程示意图,二、项目分析,1.工作原理分析 2.输入与输出点分配 3. PLC接线示意图 4
2、.工作流程图,1.工作原理分析,如图41所示，小车处于原位时，压下后限位开关，当合上起动按钮时，小车前进，当运行至压下前限位开关后，打开漏斗门，延时8s后，漏斗门关上小车向后运行，到后端时压下后限位开关，打开小车底门(延时6s后)，底门关上，完成一次动作。 小车的前进、后退由两个接触器控制电机的正反转进行拖动，漏斗门和小车底门分别由两个电磁铁控制。,2.输入与输出点分配,表4-1 运料小车自动往返PLC控制系统的IO端口地址分配表,2.输入与输出点分配,图4-2 PLC接线示意图,3. PLC接线示意图,4.工作流程图,1)将复杂的任务或过程分解成若干个工序(或状态)，能清晰地反映控制系统的全
3、部工艺流程，可读性很强，很容易理解，有利于程序的结构化设计。 2)相对某一个具体的工序来说，控制任务实现了简化，给局部程序的编制带来了方便。 3)只要弄清各工序成立的条件、工序转移的条件和转移的方向，就可进行工作流程图的设计。,4.工作流程图,图4-3 小车的工作流程图,三、相关知识点,1.状态转移图 2.步进指令与单流程步进梯形图编程 3.特殊辅助继电器 4.复杂转移条件的程序处理,1.状态转移图,(1)状态转移图编程的特点 使用经验法及基本指令编制的梯形图和指令程序虽然能达到控制要求，但也存在一些问题。 (2)FX2N系列PLC的状态软元件分类 FX2N系列PLC共有1000个状态软元件(
4、或称状态寄存器)，它们是状态转移图的基本构成因素之一，也是PLC的重要软元件之一。 (3)状态转移图的设计步骤 状态转移图设计步骤可分为：任务分解、理解每个状态功能、找出每个状态的转移条件及转移方向和设置初始状态4个阶段。,(2)FX2N系列PLC的状态软元件分类,表4-2 F系列PLC的状态软元件分类及性能,(3)状态转移图的设计步骤,图4-4 运料小车自动往返控制的状态转移图,2.步进指令与单流程步进梯形图编程,(1)步进指令(STL、RET)的指令用法和指令功能说明 步进梯形指令(Step Ladder Instruction)即STL指令，简称步进指令，它是利用内部软元件在顺控程序上面
5、进行工序步进式控制的指令。 (2)单流程步进梯形图编程,(1)步进指令(STL、RET)的指令用法和指令功能说明 步进梯形指令(Step Ladder Instruction)即STL指令，简称步进指令，它是利用内部软元件在顺控程序上面进行工序步进式控制的指令。,表4-3 步进指令,(2)单流程步进梯形图编程,图4-5 步进指令用法之一,(2)单流程步进梯形图编程,图4-6 步进指令用法之二,(2)单流程步进梯形图编程,图4-7 步进梯形图和指令程序的转换,3.特殊辅助继电器,为有效地编写(SFC)图，需要采用数种特殊辅助继电器，较常用的主要有： M8000RUN监视。PLC在运行过程中，需要
6、一直接通的继电器。可作为驱动程序的输入条件或作为PLC运行状态的显示来使用。 M8002初始脉冲。在PLC由STOPRUN时，仅在瞬间(1个扫描周期)接通的继电器。用于程序的初始设定或初始状态的置位。 M8040禁止转移。驱动该继电器，则禁止在所有状态之间转移。然而，即使在禁止转移状态下，由于状态内的程序仍然动作，因此，输出线圈等不会自动断开。 其他特殊辅助继电器及其功能请参照各外围设备的手册。,4.复杂转移条件的程序处理,图4-8 复杂转移条件的程序处理,四、项目实施,1.小车自动往返控制步进梯形图和指令程序设计 2.运行并调试程序,1.小车自动往返控制步进梯形图和指令程序设计,图4-9 步
7、进梯形图和指令程序,2.运行并调试程序,1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。 2)将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，可以进行程序编写。 3)在作为编程器的计算机上，运行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Developer编程软件。 4)将图4-9所示的梯形图程序或指令程序输入到计算机中。 5)执行“PLC”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PLC中。 6)将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。 7)按下起动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。 8)记录程序调试的结果。,1.图4-10是某控制系统的状态转移图，请绘
8、出其步进梯形图，并写出指令。,图4-10 第1题图,2.设计一个控制3台电动机M1M3顺序起动和停止的SFC程序。,(1)当按下起动按钮SB2后，M1起动；M1运行2s后，M2也一起起动；M2运行3s后，M3也一起起动。 (2)按下停止按钮SB1后，M3停止；M3停止2s后，M2停止；M2停止3s后，M1停止。 (2)画出PLC的外部接线示意图。 (3)画出状态转移图。 (4)编写步进梯形图和指令程序。,3.有一商店名叫“飘渺坊”，要求设计一个PLC控制系统，用HL1HL3 3个灯分别点亮“飘渺坊”3个广告字装饰灯，并实现自动闪烁。,(1)列出输入输出端口地址分配表。 (2)画出PLC的外部接
9、线示意图。 (3)画出状态转移图。 (4)编写梯形图和指令程序。,一、项目任务,二、项目分析,1.动作过程分析 2.输入与输出点分配 3. PLC接线示意图,1.动作过程分析,图4-11 传送带大、小工件分拣控制系统,2.输入与输出点分配,表4-4 送带大、小工件分拣PLC控制系统输入/输出(I/O)端口地址分配表,3. PLC接线示意图,图4-12 PLC的外部接线示意图,三、相关知识点,1.选择性分支与汇合状态转移图的特点 2.选择性分支与汇合状态转移图与步进梯形图的转换 3.选择性分支与汇合状态转移图的指令编程方法,1.选择性分支与汇合状态转移图的特点,1)该状态转移图有3个流程顺序，见
10、图4-14所示。 2)S20为分支状态。 3)S50为汇合状态，可由S23、S33、S43任一状态驱动。,1.选择性分支与汇合状态转移图的特点,图4-13 选择性分支与汇合状态转移图,1.选择性分支与汇合状态转移图的特点,图4-14 选择性分支与汇合状态转移图的3个流程顺序,2.选择性分支与汇合状态转移图与步进梯形图的转换,图4-15 选择性分支梯形图,3.选择性分支与汇合状态转移图的指令编程方法,(1)分支状态的处理 分支状态的编程方法是先进行分支状态的驱动处理，再依顺序进行转移处理。 (2)汇合状态的处理 汇合状态的编程方法是先进行汇合前状态的驱动处理，再依顺序进行向汇合状态的转移处理。,
11、四、项目实施,1.状态转移图的编制 2.步进梯形图和步进指令程序的编写 3.运行并调试程序 4.思考,1.状态转移图的编制,图4-17 大、小工件分拣控制系统状态转移图,2.步进梯形图和步进指令程序的编写,根据控制系统的状态转移图可画出相应的步进梯形图和指令程序，如图418所示。,3.运行并调试程序,1)在断电状态下，连接好PCPPI电缆。 2)将PLC运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，可以进行程序编写。 3)在作为编程器的计算机上，运行SWOPC-FXGP/WIN-C或GX Developer编程软件。 4)将图4-18所示的梯形图程序输入到计算机中。 5)执行“PL
12、C”“传送”“写出”命令，将程序文件下载到PLC中。 6)将PLC运行模式的选择开关拨到RUN位置，使PLC进入运行方式。 7)按下起动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。 8)记录程序调试的结果。,7)按下起动按钮，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。,4z18.TIF,8)记录程序调试的结果。,五、知识进阶,1.选择性分支汇合后的选择性分支的编程 2.复杂选择性流程的编程,1.选择性分支汇合后的选择性分支的编程,图4-19 选择性分支汇合后的选择性分支的状态转移图、步进梯形图和指令程序,2.复杂选择性流程的编程,4Z20A.TIF,2.复杂选择性流程的编程,图4-20 复杂选
13、择性流程的状态转移图、步进梯形图和指令程序,一、项目任务,图4-23 人行横道与公路车道红绿灯控制,二、项目分析,1.控制要求分析 2.输入输出点分配 3.PLC接线示意图,1.控制要求分析,图4-24 人行横道与车道红绿灯控制时序,2.输入输出点分配,表4-5 人行横道与车道红绿灯PLC控制的输入/输出(IO)端口分配表,2.输入输出点分配,图4-25 人行横道与车道红绿灯PLC控制接线示意图,3.PLC接线示意图,三、相关知识点,1.并行分支状态转移图及其特点 2.并行分支与汇合状态转移图与步进梯形图的转换 3.并行分支与汇合状态转移图的指令编程方法 4.分支、汇合的组合流程及虚拟状态,1
14、.并行分支状态转移图及其特点,图4-26 并行分支状态转移图,1.并行分支状态转移图及其特点,图4-27 并行分支状态转移图的执行顺序,2.并行分支与汇合状态转移图与步进梯形图的转换,图4-28 并行分支梯形图,3.并行分支与汇合状态转移图的指令编程方法, 分支状态的处理 分支状态的编程方法是先进行分支状态的驱动处理，再依顺序进行转移处理。按分支状态的编程方法，首先对S20进行驱动处理(0UT Y0)，然后按S21、S31、S41的顺序进行转移处理，指令程序如下： 汇合状态的处理 汇合状态的编程方法是先进行汇合前状态的驱动处理，再依顺序进行向汇合状态的转移处理。按照汇合状态的编程方法，依次将S
15、21、S22、S23、S31、S32、S33、S41、S42、S43的输出进行处理，然后按顺序进行从S23(第一分支)、S33(第二分支)、S43(第三分支)向S50的转移。,4.分支、汇合的组合流程及虚拟状态,运用状态编程思想解决问题时，当设计出状态转移图后，发现有些状态转移图不单单是某一种分支、汇合流程，而是若干个或若干类分支、汇合流程的组合。例如，并行分支、汇合中存在选择性分支，只要严格按照分支、汇合的原则和方法，就能对其编程；但有些分支、汇合的组合流程不能直接编程，需转换后才能进行编程。 另外，还有一些分支、汇合组合的状态转移图，它们连续地直接从汇合线移到下一个分支线，而没有中间状态。
16、这样的流程组合既不能直接编程，又不能采用上述办法先转换后编程。这时，需在汇合线到分支线之间插入一个状态，以改变直接从汇合线到下一个分支线的状态转移。但在实际工艺中，这个状态并不存在，所以只能虚设，这种状态称为虚拟状态。加入虚拟状态之后的状态转移图就可以进行编程了。,四、项目实施,1.状态表 2.状态转移图 3.步进梯形图和指令程序设计 4.运行并调试程序,1.状态表,表4-6 人行横道与车道红绿灯PLC控制的状态表,1.状态表,表4-6 人行横道与车道红绿灯PLC控制的状态表,2.状态转移图,1)在系统开始运行时，通过M8002使初始状态S0动作，车道灯为绿，人行横道灯为红。 2)按下按钮X0或X1，从状态S0并行转移到状态S20和S30，继续保持车道灯为绿，人行横道灯为红。 3) S20用T0计时，使车道绿灯保持30s后，控制状态转移到S21，Y1得电，车道黄灯亮。 4) S21用T1计时，使车道黄灯保持10s后，控制状态转移到S22，Y0得电，车道红灯亮。 5)S22用T2计时5s，使车道红灯亮5s后，才控制右边并行分支的S30转移到S31，Y4得电，人行横道绿灯亮。,
