《PLC与触摸屏应用技术 教学课件 ppt 作者 刘伦富 模块四 步进指令及编程方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC与触摸屏应用技术 教学课件 ppt 作者 刘伦富 模块四 步进指令及编程方法（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模块四 步进指令及编程方法,主编,任务一 台车自动往返控制,任务目标 1)掌握PLC状态转移图的概念和构成方法。 2)掌握FX系列PLC状态转移图转变为梯形图的方法即步进指令的使用方法。 3)掌握步进指令的计算机输入、调试方法与监控。 一、状态转移图 状态转移图是一种将复杂的任务或工作过程分解成若干工序（或状态）表达出来，同时又反映出工序（或状态）的转移条件和方向的图。它既有工艺流程图的直观，又有利于复杂控制逻辑关系的分解与综合的特点。,模块四 步进指令及编程方法,二、状态转移图的构成 状态转移图是按工艺过程分步（状态）表达的控制意图，也称顺序功能图（简称SFC图）。它将一个复杂的顺序控制过程
2、分解为若干个状态，每个状态具有不同的动作，状态与状态之间由转移条件分隔，互不影响。当相邻两状态之间的转移条件得到满足时，就实现转移，即上一个状态的动作或运动结束而下一个状态的动作或运动开始。例如大家熟悉的台车往返运动，如图41a所示，按下起动按钮X0，台车前进（向右）碰到右限位开关X1后转为后退（向左），后退碰到左限位开关X2后停5s，5s后自动前进，再碰到右限位开关X1后转为后退，后退碰到左限位开关X2后停止运动（等待下次起动）。,模块四 步进指令及编程方法,将整个运动过程分解为状态（或步、工序），如图41b所示；将运动过程用状态转移图表示，如图41c所示，其中S是状态元件（或称状态器），是
3、构成状态转移图的基本元素，是PLC的软元件，符号为S，在状态转移图中用S表示，FX2N系列PLC有1000个状态元件，即：,图4-1 台车运动状态及状态转移图、步进梯形图 a)台车工作示意图 b)运动过程分解为状态的示意图 c)运动状态示意图转变为状态转移图 d)台车步进梯形图,模块四 步进指令及编程方法,三、构成状态转移图应注意的事项 1)状态元件序号从小到大，不能颠倒，但可缺号。 2)转移到下一个状态后上一个状态自动复位，即自动切断。 3)状态激活后，其后的梯形图输出驱动分支次序为：先直接驱动，再条件驱动，最后为转移条件驱动。 4)如状态内采用OUT输出指令，当状态转移后，停止执行，但采用
4、SET指令时，当状态转移后，继续执行，直到遇RST指令，才停止执行。 5)可存在双线圈，即在不同状态下，对同一元件，多次执行OUT指令。 6)步进指令(STL)之后的程序中不允许使用主控MC/MCR指令。 7)在状态转移中，可能在一个扫描周期内有多个状态同时动作。 8)状态置位的瞬间是一个脉冲信号，可进行计数。,模块四 步进指令及编程方法,四、状态转移图转变为梯形图 状态转移图建立后，需转换为梯形图或指令表才能输入PLC进行运行，在FX2N系列PLC采用步进指令将状态转移图转变为梯形图。步进指令的梯形图表达如图42所示。,图4-2 步进指令梯形图 a)编程软件表达形式 b)人工画图或教材中的表
5、达形式,模块四 步进指令及编程方法,1)将台车运动的状态转移图转变为梯形图输入到PLC中运行并用计 算机监视。 2)简易汽车自动清洗机控制要求如下： 按下起动按钮，喷淋阀门打开，同时清洗机开始移动。 当检测到汽车到达刷洗位置时，起动旋转刷刷洗汽车。 当检测到汽车离开清洗机时，清洗机停止移动，刷子停止旋转，喷淋阀门关闭。 按下停止按钮，任何时候都可以停止所有的动作。,模块四 步进指令及编程方法,表4-1 I/O地址分配表,一、汽车自动清洗机控制程序设计的方法与步骤 1)根据控制要求，分配I/O地址，见表4-1。 3)汽车自动清洗机状态转移图设计如图4-4所示。 4)汽车自动清洗机控制程序梯形图如
6、图4-5所示。,图4-3 I/O接线图,图4-5 汽车自动清洗机控制程序梯形图,二、步进顺控程序设计步骤小结,1)根据控制要求设置、分配PLC的I/O地址画出PLC的外部(I/O)接线图。 2)将控制过程分解，为每个工序分配一个状态元件。 3)明确各状态的功能和作用。 4)找出状态的转移条件和转移方向。 5)根据控制要求或加工工艺要求，画出顺序控制的状态流程图。 6)根据状态流程图画出相应的梯形图。 7)将梯形图输入到PLC进行调试、修改等。,表4-2 评价标准,二、步进顺控程序设计步骤小结,1)请将图4-6所示的状态转移图转变为梯形图，并对程序进行解释说明。 2)某机床液压动力滑台的自动工作
7、过程示意图如图4-7所示，它分为原位、快进、工进(工作进给)和快退4步。,图4-6 状态转移图,任务二 全自动洗衣机程序控制,一、全自动洗衣机控制程序设计 1.自动洗衣过程 1)洗衣机接通电源后，按下起动按钮，首先打开进水阀进水，直到水位到达指定的高水位检测标志后，相应的高水位检测开关闭合，关闭进水阀，停止进水动作。 2)开始正向洗涤，驱动电动机正转30s。 3)正转时间到，断开正向洗涤的控制信号，暂停3s。 4)进行反向洗涤，驱动电动机反转30s。 5)断开反相洗涤的控制信号，暂停3s。 6)将以上正、反向洗涤过程循环执行3次。 7)正、反向洗涤结束后，打开排水阀排水，当水位下降到低水位时，
8、开关断开。,任务二 全自动洗衣机程序控制,8)驱动电动机执行脱水，工作10s。 9)再循环执行第2)8)步的动作，一共3次。 10)上述3次大循环过程结束后，进行工作结束报警，即驱动蜂鸣器，报警5s。 2.全自动洗衣机控制程序设计的方法与步骤 1)根据控制要求，分配I/O地址，见表4-3。,表4-3 I/O地址分配表,任务二 全自动洗衣机程序控制,2)PLC的I/O接线图，如图4-8所示。 3)根据洗衣过程设计状态转移图，如图4-9所示。 4)全自动洗衣机控制程序梯形图，如图4-10所示。,图4-10 全自动洗衣机控制程序梯形图,图4-10 全自动洗衣机控制程序梯形图,任务二 全自动洗衣机程序
9、控制,图4-11 自动门工作示意图,1.自动门的控制要求 (1)开门动作控制 1)当有人靠近门时，光电开关传感器检测到信号，首先执行快速开门动作。 2)当自动门高速打开到一定位置时，限速开关闭合，转为低速开门，直至开门极限位开关闭合。 3)门全部打开后，延时2s，同时光电传感器检测无人，即转为关门动作。,二、自动门控制程序设计,任务二 全自动洗衣机程序控制,(2)关门动作 1)先高速关门到一定位置时，限速开关闭合，转为低速关门，直至关门极限开关闭合。 2)在关门期间，若检测到有人，则停止关门并延时1s转为开门动作(关门慢开)。,任务二 全自动洗衣机程序控制,2.自动门控制程序设计的方法与步骤
10、1)根据控制要求，分配I/O地址，见表4-4。 2)PLC的I/O接线图，如图4-12所示。,表4-4 I/O地址分配表,3)根据自动门控制过程设计状态转移图，其设计思想为：以开门(高速打开低速打开)关门(高速关门低速关门)为主线设计主干程序，然后考虑在高速关门和低速关门期间，若光电开关检测到有人，X0=ON，则延时1s后，转为开门动作而构成两个内循环。,任务二 全自动洗衣机程序控制,图4-12 I/O接线图,4)自动门控制程序梯形图，如图4-14所示。,图4-14 自动门控制程序梯形图,任务三 交通信号灯自动控制,一、选择性分支流程状态转移图 选择性分支流程状态转移图是指从多个分支流程中选择
11、执行其中一个流程的状态转移图。如图415所示，图中有三个分支流程，S0为分支状态，根据状态S0的不同转移条件选择不同的分支流程。当X0为ON时，执行S20开始的分支流程；当X4为ON时，执行S30开始的分支流程；当X10为ON时，执行S40开始的分支流程。S43为汇合状态，可由三个分支流程的S22、S32、S42中的任一状态驱动。与单流程一样，同一时间只能有一个状态处于开启状态。,任务三 交通信号灯自动控制,二、选择性分支流程状态转移图的梯形图的编写方法 选择性分支流程状态转移图转变为梯形图（或语句表）的基本原理：顺序处理各分支流程，汇合状态作为每个分支流程最后的一个状态，最后表达汇合状态的转
12、移。在图415所示选择性分支流程状态转移图中，先处理分支状态S0的输出驱动，再处理分支状态。当X0为ON时，应转移到S20开始的流程，包括汇合状态S43；当X4为ON时，应转移到S30开始的流程，也包括汇合状态S43；当X10为ON时，应转移到S40开始的流程，包括汇合状态S43；然后处理汇合状态S43的转移。图415所示选择性分支流程状态转移图的梯形图如图416所示。,任务三 交通信号灯自动控制,图4-16 选择性分支(与汇合)流程梯形图,图4-15 选择性分支(与汇合)流程状态转移图,任务三 交通信号灯自动控制,图4-17 交通信号灯示意图,交通信号灯分东西、南北两组，分别有红、黄、绿三种
13、颜色，示意图如图4-17所示，因东西、南北方向交通繁忙情况不一样，其控制要求如下：,任务三 交通信号灯自动控制,1)根据交通信号灯系统自 动控制的要求， 画出各信号灯的工作时序图， 如图4-18所示。 2)程序设计。,图4-18 信号灯工作时序图,表4-5 I/O地址分配表,任务三 交通信号灯自动控制,图4-20 交通信号灯系统状态转移图,3)将状态转移图转变为梯形图输入到PLC进行程序的试运行，观察PLC的输出是否符合控制要求。,任务四 送料小车多位置卸料自动循环控制,一、并行分支流程 当某个状态的转移条件满足后，在该状态复位的同时，需要将多个状态置位以满足工作机械的控制要求，这种状态流程称
14、为并行分支流程。图421所示为并行分支流程，图a、b中均有三个分支流程，以图b为例说明并行分支流程的工作情况：S0为分支状态，其中图a为并行分支非汇合流程，图b为并行分支汇合流程，即一旦状态S0的转移条件X0为ON，以S20、S30、S40开始的三个分支流程同时执行。,任务四 送料小车多位置卸料自动循环控制,S43为汇合状态，等三个分支流程动作全部执行结束时，如X7为ON，S43就开启置位。若其中一个分支没执行完，S43就不能开启置位。与单流程或选择性分支流程不同，并行分支流程在同一时间有两个或两个以上的状态处于开启状态。,图4-21 并行分支流程 a)并行分支流程 b)并行分支汇合流程,任务
15、四 送料小车多位置卸料自动循环控制,二、并行分支汇合流程状态转移图转变为梯形图 并行分支汇合流程状态转移图转变为梯形图（或指令表）的基本原则是先进行并行分支处理，再集中进行汇合处理。在图421b所示的并行分支汇合流程状态转移图中，当状态S0的转移条件X0为ON时，应依次转移到S20、S30、S40状态，然后依次处理以S20、S30、S40开始的分支流程， 最后进行汇合状态S43的 处理。并行分支汇合流程 状态转移图转变为梯形图 如图422所示。,图4-22 并行分支汇合流程的梯形图,任务四 送料小车多位置卸料自动循环控制,1)按起动按钮SB1，小车在1号仓停留10s装料后，第一次由1号仓送料到
16、2号仓，碰限位开关SQ2后，在2号仓停留5s，料斗卸料，然后空车返回到1号仓，碰限位开关SQ1，停留10s装料。 2)小车第二次由1号仓送料到3号仓，经过限位开关SQ2不停留，继续向前，当到达3号仓，碰限位开关SQ3，停留8s，料斗卸料，然后空车返回到1号仓，碰限位开关SQ1，停留10s再装料。 3)重复上述工作循环过程。 4)当遇到紧急情况时，按下停止按钮SB2，系统马上停止运行(SB2即为急停按钮)。 1)列出PLC的I/O分配表，见表4-6。,任务四 送料小车多位置卸料自动循环控制,表4-6 I/O分配表,2)画出PLC的I/O接线图，如图4-24所示。 3)程序设计。,任务四 送料小车多位置卸料自动循环控制,图4-23 送料小车自动控制示意图,图4-25 状态转移图,任务四 送料小车多位置卸料自动循环控制,图4-26 梯形图,4)输入程序并调试,任务四 送料小车多位置卸料自动循环控制,2)问题解决提示。 T0、T1应采用积算定时器，如T250。因装料时突然急停，事故排除后重启，T0、T1重
