小型可编程控制器实用技术第4章课件

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1、第四章 FX2N的基本指令、步进指令及编程第一节 基本指令第二节 基本指令的编程应用第三节 步进指令及状态编程法第一节第一节 基本指令基本指令一、触点取及线圈输出指令一、触点取及线圈输出指令LDLD、LDILDI、OUTOUTLD，取指令。一个与输入母线相连的常开触点指令，即常开触点逻辑运算起始。LDI，取反指令。一个与输入母线相连的常闭触点指令，即常闭触点逻辑运算起始。OUT，输出指令，也叫线圈驱动指令。图4-1是上述三条基本指令的使用说明。FX2N系列PLC有基本指令27条。图4-1 LD、LDI、OUT指令的使用说明 a)梯形图 b)语句表 LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S

2、、T、C，用于将触点接到母线上，也可以与后述的ANB、ORB指令配合使用，在分支起点也可使用。 OUT是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是Y、M、S、T、C，对输入继电器X不能使用，OUT指令可以连续使用多次。 LD、LDI是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字；OUT是多程序步指令，要视目标元件而定。 OUT指令的目标元件是定时器T和计数器C时，必须设置常数K，表4-1是K值设定范围与步数值； 定时器，计数器 K的设定范围 实际的设定值 步数 1ms定时器 132 767 000132767s 3 l0ms定时器 00132767s 3 lOOms定时器 013 2767s 3 16位

3、计数器 132 767 13 2767s 3 32位计数器 -2 147 483 648+2 147 483 647-2 147 483 648+2 147 483 647s 5表4-1 K值设定范围表 二、触点串联指令二、触点串联指令ANDAND、ANIANI AND，与指令，用于单个常开触点的串联。 ANI，与非指令，用于单个常闭触点的串联。 AND、ANI都是一个程序步指令，其串联触点个数没有限制，即这两条指令可多次重复使用。这两条指令的目标元件LD、LDI指令相同。AND、ANI指令的使用说明如图4-2所示图4-2 AND、ANI指令使用说明 图4-3 不推荐电路 a)梯形图 b)语句

4、表 OUT指令后，通过触点对其他线圈使用OUT指令称为纵接输出或连续输出，如图4-2中的OUTY7。这种连续输出如果顺序不错，可以多次重复，但是如果驱动J顷序换成图4-3的形式，则必须用后述的MPS指令，这时程序步增多，因此不推荐使用图4-3的形式。 三、触点并联指令三、触点并联指令OROR、ORIORI OR，或指令，用于单个常开触点的并联。 ORI，或非指令，用于单个常闭触点的并联。 OR与ORI指令都为一程序步指令，其目标元件也是X、Y、M、S、Y、C。这两条指令都是并联一个触点。需要两个以上触点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的ORB指令。 OR、ORI指令对前面的LD、LDI指令

5、并联连接，并联次数无限制，OR、ORI指令的使用说明如图4-4所示。图4-4 OR、ORI 指令 的使用说明 a)梯形图 b)语句表 四、串联电路块的并联连接指令四、串联电路块的并联连接指令ORBORB 两个或两个以上的触点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDI指令，分支结束用ORB指令。ORB指令与后述的ANB指令均为无目标元件指令，而这两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。ORB指令的使用说明如图4-5所示。 ORB指令的使用方法有两种：一种是在要并联的每个串联电路块后加ORB指令，详细见图4-5b语句表；另一种是集中使用ORB指令，详细见图4-5c语句

6、表。对于前者分散使用 ORB指令时，并联电路块的个数没有限制，但对于后者集中使用ORB指令时，这种电路块并联的个数一般不能超过8个(即重复使用LD、LDI指令的次数限制在8次以下)，故不推荐用后者编程。 图4-5 ORB指令使用说明a）梯形图 b)语句表一 c)语句表二 五、并联电路的串联连接指令五、并联电路的串联连接指令ANBANB 两个或两个以上触点并联的电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用ANB指令。分支的起点用LD、LDI指令，并联电路块结后，使用ANB指令，与前面电路串联，ANB指令也简称与块指令，它是无操作目标元件的一个程序步指令，ANB指令的使用说明如

7、图4-6和图4-7所示。图4-6 ANB指令使用说明之一 a）梯形图 b)语句表图4-7 ANB指令使用说明之二 a)梯形图 b)语句表 六、多重输出指令六、多重输出指令MPS、MRD、MPP MPS，进栈指令。 MRD，读栈指令。 MPP，出栈指令。 这三条指令用于多重输出电路，可以将触点状态储存起来(进栈)，需要时再取出(读栈)。 FX2N系列PLC中有11个栈存储器。 当使用进栈指令MPS时，当时的运算结果压人栈的第一层，栈中原来的数据依次向下一层推移；使用出栈指令MPP时，各层的数据依次向上移动一次。MRD是最上层所存数据的读出指令，读出时，栈内数据不发生移动。MPS和MPP指令必须成

8、对使用，而且连续使用应少于11次。 MPS、MRD、MPP指令的使用说明如图4-8、图4-9、图410和图4-11所示。图4-8是一层栈简单电路。图4-9是一层栈与ANB、ORB指令配合图。图4-10是二层栈电路。图4，11是一个四层栈电路。如果图4-11改用图4-12的梯形图，则不必采用MPS指令，编程也方便。 图48 栈存储器与多重输出指令的使用说明 a)栈存储器 b)多重输出梯形图 c)语句表图4-9 一层栈电路图4-10 二层栈电路图4-11 四层栈电路图4-12 不用MPS指令的图411等效电路 七、脉冲上升沿、下降沿检出的触点指令七、脉冲上升沿、下降沿检出的触点指令LDPLDP、L

9、DFLDF、ANDPANDP、ANDFANDF、ORPORP、ORFORF LDP，取脉冲上升沿指令。 LDF，取脉冲下降沿指令。 ANDP，与脉冲上升沿指令。 ANDF，与脉冲下降沿指令。 ORP，或脉冲上升沿指令。 ORF，或脉冲下降沿指令。 上面6条指令的目标元件都为都为1程序步指令。 LDP、ANDP和ORP指令是进行上升沿检出的触点指令，仅在指定位软器件的上升沿时(OFFON变化时)接通一个扫描周期。图4-13 LDP、ORF和ANDP 指令使用说明 a)梯形图 b)语句表 LDF、ANDF和ORF指令是进行下降沿检出的触点指令，仅在指定位软器件的下降沿时(ONOFF变化时)接通一个

10、扫描周期。 就功能而论，LDP是上升沿检出运算开始，LDF是下降沿检出运算开始，ANDP是上升沿检出串联连接，ANDF是下降沿检出串联连接，ORP是上升沿检出并联连接，ORF是下降沿检出并联连接。 LDP、ORP和ANDP的使用说明如图4-13所示。 LDF、ORF和ANDF的使用说明如图4-14所示。 需要特别说明的是，在图4-13和图4-14中，当X00X02由ONOFF时或由OFFON变化时，MO或M1仅有一个扫描周期接通。图4-14 LDF、ORF和ANDF 指令使用说明 a)梯形图 b)语句表 八、主控与主控复位指令八、主控与主控复位指令MCMC、MCRMCR MC为主控指令，用于公

11、共串联触点的连接；MCR叫为主控复位指令。 在编程时，经常遇到多个线圈同时受一个或一组触点控制。如果在每个线圈的控制电路中都串人同样的触点，将多占用存储单元，程序就长，此时若使用MC指令则更为合理。使用主控指令的触点称为主控触点，它在梯形图中与一般触点垂直。它们是与母线相连的常开触点，像是控制一组电路的总开关。MC、MCR指令的使用说明如图4-15所示。 MC指令是3程序步，MCR是2程序步，两条指令的操作目标元件是Y、M，但不允许使用特殊辅助继电器M。 图4-15中的X0接通时，执行MC与MCR之间的指令。即X0=ON，M100=ON，执行N0号MC指令，母线移到主控触点M100后面，执行串

12、联触点以后的程序，直至MCRN0指令，MC复位，公共母线恢复至MC触点之前。当X0=OFF，即M100=OFF，不执行MC与MCR之间程序。这部分程序中的非积算定时器，用OUT指令驱动的元件复位。积算定时器、计数器及用后述的SET/RST指令驱动的元件保持当前的状态。MC指令可以嵌套使用，最多8级。图415 MC、MCR指令的使用说明 a)梯形图 b)语句表 九、置位与复位指令九、置位与复位指令SETSET、RSTRST SET为置位指令，使动作保持；RST为复位指令，使操作复位。SET指令的操作目标元件为Y、M、S，而RST指令的操作元件为Y、M、S、D、V、Z、T、C，这两条指令是13程序

13、步指令。SET、RST指令的使用说明如图4-16所示。图4-16 SET、RST指令的使用说明 a)梯形图 b)语句表 c)波形图 由波形图可知，当X0一接通，即使再变成断开，Y0也保持接通；X1接通后，即使再变成断开，YO也保持断开。用RST指令可以对定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器的内容清零。 RST复位指令对计数器、定时器的使用说明如图4-17所示。 当X0接通时，T246复位；当前值成为0，其触点复位。 X1接通期间，T246对1ms的时钟脉冲计数，计到1234时(1ms X1234=1234s)Y0就动作。 32位计数器C200根据M8200的开、关状态进行加计数或减计数，它对

14、X4触点的开关次数计数，C200输出触点状态取决于计数方向及是否达到D1、DO中所存的设定值。X3接通，输出触点复位，计数器C200当前值清零。图417 RST指令用于T、C的使用说明 a)梯形图 b)语句表 PLS指令在输入信号上升沿产生脉冲输出；而PLF在输入信号下降沿产生脉冲输出，这两条指令都是2程序步，它们的目标元件是Y和M，但特殊辅助继电器不能作目标元件。PLS、PLF指令的使用说明如图4-18所示。 当X0=ON，执行PLS指令，M0的脉冲输出宽度为一个扫描周期；X1=OFF，执行PLF指令，M1的脉冲输出宽度为一个扫描周期。图4-18 PLS、PLF指令的使用说明 a)梯形图 b

15、)语句表 c)时序图 十、脉冲输出，旨令十、脉冲输出，旨令PLSPLS、PLFPLF 十一、取反指令十一、取反指令INVINV INV指令是将INV指令执行之前的运算结果取反的指令，该指令无操作目标元件。也就是说，执行INV指令前的运算结果为OFF，执行INV指令后的运算结果为ON。图4-19是INV指令的使用说明。 当X00断开，则Y00为接通。如果X00接通，则Y00断开。在能输入AND、ANI、ANDP、ANDF指令步的相同位置处，可编写INV指令，INV指令不能像指令LD、LDI、IDP、LDF那样与母线连接，也不能像指令OR、ORI、ORP、ORF指令那样单独使用。INV指令的功能是

16、将执行INV指令之前存在的LD、LDI、LDP和LDF指令以后的运算结果取反，把INV指令的位置见到的LD、LDI、LDP、LDF以后的程序作为INV运算的对象并反转。图4-19 INV指令的使用说明 a)梯形图 b)语句表 c)时序图 十二、空操作指令十二、空操作指令NOPNOP NOP指令是一条无动作、无目标元件的1程序步指令。在PLC内将程序全部清除时，全部指令成为NOP。NOP指令的使用说明如图4-20所示。 空操作指令使该步序做空操作，在普通的指令与指令之间加入NOP指令，则PLC将无视其存在继续工作。若在程序中加入NOP指令，则在修改或追加程序时，可以减少步序号的变化。另外，若将已

17、写入的指令换成NOP指令，则回路会发生严重变化，请务必注意。图4-20 NOP指令的使用说明 a)接触短路 b)短路前面全部电路 c)电路删除 d)前面电路部分删除 十三、程序结束指令十三、程序结束指令ENDEND END指令是一条无目标元件的1程序步指令。在程序中写入END指令，则END指令以后的程序就停止执行，直接进行输出处理(同时刷新监视时钟)。程序调试中或软件故障分析时，可以利用END指令分段调试，确认无误后，依次删除END指令。 上面介绍13组共27条基本顺控指令，有时也叫触点指令和布尔代数指令。用这些指令编制梯形图时有一些规则要遵循。 首先，梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直

18、分支上，如图4-21所示。另外，在串联电路相并联时，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。有并联电路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左边。 图421 梯形图画法之一 a)不正确 b)正确这种安排程序简洁，语句也少，如图4-22所示。 图422 梯形图画法之二a)串联触点元件多的电路尽量放上部 b)并联触点元件多的电路尽量靠近左母线梯形图中不能将触点画在线圈右边，只能在触点右边接线圈，如图4-23所示。图4-23 梯形图画法之三 a)不正确 b)正确 图4-24是说明同一线圈在程序中重复多次使用的输出结果。图中，若在第一次扫描X1=ON，X2=OFF，则Y3=ON，Y4=ON

19、；但在第二次扫描时，X2由OFFON，则程序执行的最终结果是Y3=OFF，Y4=ON。因此，在线圈重复使用时程序扫描一次结果是后面线圈的动作状态有效。 由于程序采用扫描工作方式和由于程序采用扫描工作方式和输入有10ms的响应滞后，因此要求输入信号的脉冲宽度(ON或，OFF)至少等于程序扫描周期加上10ms才有效。如果信号脉冲小于此值，可采用后述的特殊功能指令处理。 图424 双线圈输出第二节第二节 基本指令的编程应用基本指令的编程应用 一、延时断开电路一、延时断开电路 控制要求：输入条件X0为ON，输出Y0也为ON；当输入X0由ONOFF，则输出Y0延时一定时间(100msX50=5s)才断开

20、。 图4-25是输出延时断开的梯形图、语句表和时序波形图。 当输入X0=ON时，Y0也为ON； 并且输出Y0的触点自锁保持Y0接通； 当X0为OFF，定时器T0工作100ms X 50=5000ms=5s后， 定时器T0的常闭触点断开，Y0也断开。图4-25 延时断开电路 梯形图 b)语句表 c)波形图 二、定时器的延时扩展电路二、定时器的延时扩展电路 定时器的计时时间都有一个最大值，如100ms的定时器最大计时时间为32767s。如果在应用时所需的延时时间大于这个数值怎么办?一个简单的方法是采用定时器接力方式，即先起动一个定时器计时，计时时间到时，用第一只定时器的常开触点起动第二定时器，使用

21、第二只定时器的触点去控制被控对象。图4-26是一个定时器延时扩展电路。 图4-26 定时器接力延时电路 还可以利用计数器配合定时器获得长延时，图4-27就是一个定时器配合计数器长延时电路。 图中常开触点X1是这个电路的工作条件，当X1由OFF到ON时，电路开始工作。 在定时器n的线圈回路中接有定时器n的常闭触点，它使得定时器n每隔los接通一次，接通时间为一个扫描周期。 定时器的每一次接通都使计数器C1计一次数。而当计到计数器的设定值并使被控工作对象Y0接通。 从X1接通为始点的延时时间为定时器的设定值X计数器的设定值。X2是计数器C1的复位条件。图4-27 定时器配合计数器长延时电路 三、异

22、步电动机单向运转控制电路三、异步电动机单向运转控制电路 图4-28是实现异步电动机单向运行控制的接线图a及梯形图b。 从图4-28a中可知，起动按钮 SB1 接于X0，停止按钮SB2接于X1，交流接触器KM接于Y0，这就是端子分配，实质是为程序安排代表控制系统中事物的PLC机内元器件。图4-28b为梯形图，是PLC内元器件的逻辑关系。 图4-28a也叫PLC的输入输出接线图。梯形图b的工作过程分析如下。 当起动按钮 SB1 被 按下时X0接通，Y0置1，这时电动机连续运行。需要停车时，按下停车按钮$B2，串联于Y0线圈 回路中的X1的常闭触点断开，Y0置0，电动机失电停车。梯形图4-28b也叫

23、起一保一停电路。这个名称主要来源于图中的自保触点Y0。并联在X0常开触点上的Y0常开触点的作用是当按钮SB1 松开，输入继电器X0断开时，线圈Y0仍然保持接通状态。工程中把这个触点叫做“自保持触点”。起一保一停电路是梯形图中最典型的单元电路。图4-28 异步电动机单向 运转控制 a)接线图 b)梯形图 四、异步电动机可逆运行控制互锁电路四、异步电动机可逆运行控制互锁电路 实现三相异步电动机可逆运转的互锁电路示在图4-29上。 该电路是在单向运转电路上增加一个反转控制按钮和一只反转接触器。 图a是PLC的端子分配接线图。图b是PLC的梯形图程序。 选用两套起一保一停电路，一个用于正转， (通过Y

24、0驱动正转接触器KMl)一个用于反转(通过Y1驱动反转接触器KM2)。考虑正转、反转两个接触器不能同时接通，在两个接触器的控制回路中分别串人另一个接触器控制器件的常闭触点(如Y0回路串人Y1的常闭触点)。这样当代表某个转向的控制元件接通时，代表另一个转向的控制元件就不可能同时接通了。这种两个线圈回路中互串对方常闭触点的电路结构形式叫互锁。图4-29 异步电动机可逆运行控制 a)接线图 b)梯形图 五、两台电动机分时起动的基本延时电路五、两台电动机分时起动的基本延时电路 图4-30是分时起动两台电动机的梯形图。两台电动机，一台起动10s后第二台起动，共同运行后一同停止。要实现这一功能，给两台电动

25、机供电的两只交流接触器要占用PLC的两个输出端口。由于是两台电动机联合起停，仅选一只起动按钮和一只停止按钮就够了，但延时功能需一只定时器。图4-30 两个电动机分时起动电路 六、分频电路六、分频电路 图4-31所示是一个二分频电路。 当分频的脉冲信号加在XO端，在第一个脉冲信号到来时，M100产生一个扫描周期的单脉冲，M100的常开触点闭合一个扫描周期。 这时确定YO状态的前提是YO置0，M100置1。图4-31中YO工作条件的两个支路中1号支路接通，YO置1。第一个脉冲到来一个扫描周期后，M100置0，YO置1，在这样的条件下分析YO的状态，第二个支路使YO保持置1。 当第二个脉冲到来时，M

26、100再产生一个扫描周期的单脉冲，这时YO置1，M100也置1，这使得YO的状态由置1变为置0。第二个脉冲到来一个扫描周期后，YO置0且M100也置0，YO仍旧置0直到第三个脉冲到来。 因第三个脉冲到来时YO及M100的状态和第一个脉冲到来时完全相同，YO的状态变化将重复前边讨论过的过程。由分析可知，XO每送人两个脉冲，YO产生一个脉冲，完成了输入信号分频。图4-31 分频电路 七、抢答装置电路七、抢答装置电路 工艺要求如下： 5个队参加抢答比赛，设有主持人总台及5个参赛队分台。总台有台灯及音响、总台开始及复位按钮。分台装有分台灯及分台抢答按钮。各队抢答必须在主持人给出题目，说了“开始”并同时

27、按了开始控制按钮的10s内进行，如提前，抢答器将报出“违例”信号，los时间到，还无人抢答，抢答器将给出应答时间到信号，该题作废。在有人应答的情况下，抢得答题的队必须在30s内完成答题。如30s内还没答完，则作答题超时处理。灯光及音响信号设置是按控制要求这样来安排的。音响及某队台灯满足条件属正常抢答成功。音响及某队台灯加主持人指示灯都满足条件属违例。音响及主持人指示灯满足条件属无人应答及答题超时。在一轮题目抢答终了后，主持人按下复位按钮，抢答器恢复原始状态，好准备。为第二轮抢答作好准备。 5人抢答装置的PLC选用FX2Pf32MR。输入装置与PLC输入端地址编号对应表见表4-2。输出装置与PL

28、C输出端地址编号对应表见表4-3。根据控制工艺而设计的5个队抢答装置的梯形图示于图4-32中。表4-2 输入装置与PLC输入端对应表 输 入 装 置 PLC输入端编号 总台(主持人用)复位按钮 X0 1队用台按钮 X1 2队用台按钮 X2 3队用台按钮 X3 4队用台按钮 X4 5队用台按钮 X5 总台(主持人用)开始按钮 X10 输 出 装 置 PLC输出端编号 总台(主持人用)音响 Y0 l队用台指示灯 Y1 2队用台指示灯 Y2 3队用台指示灯 Y3 4队用台指示灯 Y4 5队用台指示灯 Y5 总台(主持人用)指示灯 Y14表4-3 输出装置与PLC输出端对应表 梯形图中“应答允许”、“

29、应答时限”、“抢答开始”、“答题时限”等支路往往先绘出，这些支路中输出器件的状态是进一步设计的基础。各队台灯启动条件中串人M2的常闭触点体现了抢答器的一个基本原则，竞争时封锁，在已有人抢答之后再按按钮是无效的。图4-32 抢答器梯形图 在图3-42的总台的指示灯工作条件有4个分支。 M2的常开和M1的常闭触点支路决定了主持人未按开始按钮即有人抢答出现违。 T1的常开和M2的常闭触点串联支路表明应答时间到无人抢答本题作废。 T2的常开和M2的常开触点串联支路判断答题是否超时。八、交通信号灯控制电路八、交通信号灯控制电路 控制工艺：南北、东西向的十字路口，均设有红、黄、绿三只信号灯。六只灯依一定的

30、时序循环往复工作，图4-33是交通信号灯时序图。图4-33 交通灯时序图 控制交通信号灯的PLC也选用FX2N-32MR，从时序图可以看出，该系统有一个输入装置和6个输出装置。输入装置与输出装置与PLC的地址编号对应表见表4-4。 输 入 装 置 输入端编号 起动按钮 X0 输 出 装 置 输出端编号 1号绿灯(绿1) Y0 1号黄灯(黄1) Y1 1号红灯(红1) Y2 2号绿灯(绿2) Y3 2号黄灯(黄2) Y4 2号红灯(红2) Y5表4-5 时间点及实现说明表表4-5 4-5 时间点及实现说明时间点及实现说明器 件 意 义 实 现 XO起动及循环起点，绿1、红2点亮 起动按钮T0绿1

31、亮25s定时器罚设定值搬50，从X0接通起计时，计时时间到绿1断开，T1计时T1、T2绿1闪动3次控制T1、T2形成振荡，T1通时绿1点亮，C0计数 交通信号灯的控制是一个典型的时序控制实例，其梯形图设计关键是各灯(Y0Y5)状态变化的“时间点”表示出来、时间的准确计算用定时器实现，本例将用T0T7共8个定时器；灯的闪烁次数要用计数器实现，本例将用两个计数器，表4-5是各定时器和计数器形成时间点的使用说明。 C0黄l亮2s起点T2为C0计数信号，C0接通时黄1点亮 T3黄1亮2s定时器T3设定值K20，乃接通时为红1、绿2点亮，红2熄灭 T4绿2亮25s定时器T4设定值搬50，从T3接通时计时

32、，计时时间到绿2断开，T6计时T5、T6绿2闪动3次控制T5、T6形成振荡，T5通时绿2点亮，C1计数 C1黄2亮2s起点T6为C1计数信号，C1接通时黄2点亮 T7黄2亮2s定时器T7设定值K20，T7接通时黄2熄灭，一循环周期结束 图4-34是控制交通信号灯的梯形图。图4-34 交通灯梯形图九、自动台车的控制电路九、自动台车的控制电路 图4-35是自动台车控制示意图，台车在起动前位于导轨的中部。一个工作周期的控制工艺如下： 1)按下起动按钮SB，台车电动机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电动 机M反转，台车后退。 2)台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电动机M停转，台车停车，停

33、5s，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。 3)当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。图4-35 自动台车示意图为设计本控制系统的梯形图，先安排输入、输出口及机内器件。台车由电动机M驱动，正转(前进)由PLC的输出点Y1控制，反转(后退) 由Y2控制。为了解决延时5s，选用定时器T0。起动按钮SB及限位开关SQ1、SQ2、SQ3分别接到X0、X1、X2、X3。 本例的输出是代表电动机前进及后 退的两个接触器，电动机前进和后退的条件是以下几点： 第一次前进：从起动按钮SB(X0)接下开始到碰到SQ1(X1)为止。 第二次前进：由SQ2(X2)接通引起的定时器T0延时时间到开始至SQ3(

34、X3)被接通为止。 第一次后退：从SQ1(X1)接通时起至SQ2(X2)被接通止。 第二次后退：从SQ3(X3)接通时起至SQ2(X2)被接通止。图4-36 自动台车控制梯形图 在第一次前进支路中，依起一保一停电路的基本模式，以起动按钮xo为起动条件，限位开关X1的常闭触点为停止条件，选用辅助继电器M100充当第一次前进的中间变量。 在第二次前进支路中，依旧是起一保一停电路模式。起动信号是定时器T0计时时间到，停止条件为限位开关X3的常闭触点。M101是第二次前进的中间变量。为了得到T0的计时时间到条件，还要画出定时器工作支路梯形图。 综合中间继电器M100和M101，即得总的前进梯形图。后退

35、梯形图中没有使用辅助继电器，而是将二次后退的起动条件并联置于起一保一停电路的起动条件位置，它们是X1和X3。停止条件为X2。 在后退支路的起动条件X1后串人M101的常闭触点，以表示X1条件在第二次前进时无效。 仔细分析图4-36的梯形图可知，虽然该梯形图能使台车在起动后经历二次前进二次后退并停在SQ2位置，但延时5s后台车将在未按起动按钮情况下又一次起动，且执行第二次前进相关动作，这显然是程序存在的重要不足。至于台车的原点不是在轨道中部，而是在任意点或压着SQ2(X2)，程序还要做修改。第三节第三节 步进指令及状态编程法步进指令及状态编程法 状态转移图法也叫顺序功能图SFC法，这种方法是编制

36、复杂程序的重要方法和工具，它比梯形图和语句表更直观，为更多的PLC用户所接受。FX2N系列PLC的步进指令及大量的状态器软器件S就是为顺序功能图SFC法编程而安排的。 一、状态转移图一、状态转移图 一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为状态。状态与状态之间由转换条件分隔。相邻的状态具有不同的动作。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，相邻状态就实现转换，即上面状态的动作结束而下状态的动作开始，描述这一状态转换过程的图就叫状态转移图。状态器软器件S是构成状态转移图的基本元素，共有1000点(S0S999)。其中S0S9共10个叫初始状态器。 图4-37是一个简单状态转移图实例。图4-37

37、状态转移图二、二、FX2N系列系列PLC的步进指令的步进指令 FX2N系列PLC步进指令有两条：步进开始指令STL和步进结束指令RET。图4-38是步进开始指令STL的使用说明，STL的梯形图符号为一 一表示。状态转移图与梯形图有严格的对应关系。状态转移图中的每个状态器有三个功能：驱动负载、指定转移目标和指定转移条件。其中指定转移目标和指定转移条件是必不可少的，而驱动负载则具体情况，也可能不进行实际负载驱动。图4-38中，Y1为状态器S22驱动的负载，S23是S22的转移目标，X2是S22的转移条件。状态器的三个功能有时也叫状态器三要素。图4-38 STL指令说明 a)状态图 b)梯形图 c)

38、语句表 STL步进开始指令有时也叫步进触点指令，STL指令的意义为激活某个状态，在梯形图上体现为从主母线上引出的状态触点，STL指令有建立子母线的功能，以使该状态器的所有操作均在子母线上进行。驱动负载及转移处理，首先要使用STL指令，这样保证负载驱动和状态转移均在子母线上进行。状态的转移使用SET指令。但若向上游转移，向非连续的下游转移或向其他流程转移，称为顺序不连续转移，非连续转移不能使用SET指令，而用OUT指令，如图4-39所示。图4-39 非连续转移状态转移图 三、状态转移图解决顺控问题的方法步骤三、状态转移图解决顺控问题的方法步骤 下面仍以台车往返控制(见图4-35)为例，说明运用状

39、态编程思想设计状态转移图(SFC)的方法和步骤。 1)将整个控制过程按任务要求分解，画出台车自动往返控制系统流程图，详见图4-40。从图4-40可以看到，该图有以下特点： 将复杂的任务或过程分解成若干个工序(状态)。无论多么复杂的过程均能分化为小的工序，这非常有利于程序的结构化设计。 相对于某一具体的工序来说，控制任务实现了简化，给局部程序的编制带来了方便。 整体程序是局部程序的综合，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，就可进行这类图形的设计。 状态转移流程图可读性强、容易理解，能清晰地反映工艺控制全过程。图440 台车自动往返状态转换流程图2)分配、确定状态器元件，弄清每个

40、被分配状态器的功能，详见表4-6。表4-6 工序与状态器及功能对应表 工序名称 状态器地址号 功 能 准备 S0 PLC上电做好工作准备(初态) 前进 S20 前进(Y1输出，驱动电动机M正转) 后退 S21 后退(Y2输出，驱动电动机M反转) 延时5s S22 延时5s(定时器阳设置为5s) 再前进 S23 前进(Y1输出，驱动电动机M正转) 再后退 S24 后退(Y2输出，驱动电动机M反转) 需要指出的是S20与S23、S21与S24，功能相同，但它们是状态转移图中的不同工序，也就是不同状态，故编号也不相同。图4-41 负载的驱动 a)直接驱动 b)软器件组合驱动 各状态的功能是通过PLC

41、驱动其各种负载来完成的。负载可由状态元件直接驱动，也可由其他软元件触点的逻辑组合驱动，如图441所示。 3)找出每个状态的转移条件。 状态转移图就是状态和状态转移条件及转移方向构成的流程图，弄清转移条件是十分必要的，即在什么条件下将下个状态“激活”使状态转移。经分析可知，本例中各状态的转移条件如下：S20 转移条件 SBS21 转移条件 SQ1S22 转移条件 SQ2s23 转移条件 定时器s24 转移条件 SQ3 状态的转移条件可以是单一的，也可以是有多个元件的串、并联组合，如图4-42所示。经过以上分析，可以得到台车往返控制的顺控状态转移图，详见图4-43。4-42 状态的转移条件 a)单

42、一条件 b)多条件组合图443 台车自动往返状态转移流程图四、单流程状态转移图的编程四、单流程状态转移图的编程 单流程，是指状态转移只可能有一种顺序。台车自动往返的控制过程只有一种顺序：S0S21S22S23S24S0，没有其他去向，所以叫单流程。 含多种路径的叫分支流程. 台车自动往返控制状态转移流程图是单流程形式。 单流程状态转移图的编程要点和注意事项： 1)状态编程顺序应是先进行驱动再进行转移，不能颠倒。 2)对状态器的状态处理，编程时必须使用步进开始指令STL。 3)编程的最后必须使用步进返回指令RET，返回主母线。 4)驱动负载使用OUT指令。 5)若为顺序不连续转移，不能使用SET

43、指令进行状态转移，应改用OUT指令。 6)在STL与RET指令之间不能使用MC、MCR指令。 7)初始状态(S0S9)可由其他状态驱动。例4-1 图444台车自动往返控制系统状态转移图，梯形图和指令语句表的设计和绘制。图4-44 台车自动往返控制状态转移图(SPC)、梯形图(STL)、语句表（IL）例4-2 设计一套三彩灯自动闪烁的状态转移图程序，并写出指令语句表。控制工艺要点如下： 3只灯分别为HL1、HL2、HL3。HL1亮1s后HL2亮(HL1灭)1s后HL3亮(HL2灭)1s，灭1s之后3只灯一齐亮1s，灭1s，再一齐亮1s，回到起始点。用一只点动按钮SB控制3只灯闪烁。 根据控制工艺

44、，选PLC的型号为FX2N-32MR。 输入元件SBX0 输出元件HL1Y0 HL2Y1 HL3Y2彩灯自动闪烁的指令语句表如右图： LD M8002 LD T1 SET S0 SET S24 STL S0 STL S24 LD X0 OUT Y0 SET S20 OUT Y1 STL S20 OUT Y2 OUT Y0 OUT T0 OUT T0 K10 K10 LD T0 LD T0 SET S25 SET S21 STL S25 STL S21 OUT T1 0UT Y1 K10 OUT T1 LD T1 K10 SET S26 LD T1 STL S26 SET S22 0UT Y0

45、STL S22 OUT Y1 0UT Y2 OUT Y2 OUT T0 0UT T2 K10 K10 LD T0 LD T2 SET S23 0UT S20 STL S23 RET OUT T1 END K10图4-45是彩灯自动闪烁状态转移图 五、多分支状态转移图的处理五、多分支状态转移图的处理 在状态转移图中，存在多种工作顺序的状态流程图叫分支、汇合流程图。分支流程又分为选择性分支和并行分支两种。 (1)可选择性分支与汇合 从多个流程顺序中选择执行哪一个流程，称为选择性分支； 图4-46就是一个选择性分支的状态转移图。该状态转移图有三个流程顺序，详见图4-47。图446 选择性分支状态转移

46、图图447 分支流程分解图分支状态的编程：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。图4-46的分支状态S20如图4-48所示。图4-48 分支状态S20图4-49 汇合状态S50 按照汇合状态的编程方法，依次将S21、S22、S31、S32、S41、S42的输出进行处理，然后按顺序进行从S22(第一分支)、S32(第二分支)、S42(第三分支)向S50的转移。 汇合指令语句表程序如下： STL S21 第一分支汇合前的驱动处理 STL S22 汇合前的驱动处理 OUT Y1 LD X2 LD Xl SET S50 由第一分支转移到汇合点 SET S22 STL S32 STL

47、 S22 LD X12 OUT Y2 SET S50 由第二分支转移到汇合点 STL S31 第二分支汇合前的驱动处理 STL S42 OUT Y11 LD X22 LD X11 SET S50 由第三分支转移到汇合点 SET S32 STL S32 OUT Y12 STL S41 第三分支汇合前的驱动处理 OUT Y21 LD X21 SET S42 STL S42 OUT Y22 可选择性分支状态转移图设计及编程实例 图4-50是一个为使用传送带将大、小球分类选择传送装置示意图。图450 大、小球分类选择传送装置示意图图451 大、小球分类选择传送状态转移图图4-51中大、小球分类选择传送

48、状态转移图的指令语句表程序 LD M8002 SET S26 SET S0 STLS26 STL S0 OUTY2 OUTY5LDX3 LDX0SETS27 ANDX1STLS27 ANDX3 LDI X5 SETS21OUTY3 STLS21STLS24 OUTY0LDX4 OUTT0SETS28 K20 STL S27 LD T0LDX5 AND X2SETS28 SETS22STL S28 LD T0OUT Y0 ANI X2LD X2 SET S25 SET S29 STL S22STL S29 SET Y1RST Y1 OUTT1OUTT2 K10 K10 LD T1 LD T2 S

49、ET S23SETS30 STLS23STLS30 OUTY2OUTY2 LDX3LDX3 SETS24SETS31 STLS24STS31 LDIX4LDIX1 OUTY3OUTX4 STLS25 LDX1 SETY1OUTS20 OUTT1RET K10 E ND LD T12)并行分支与汇合 并行分支流程结构如图4-52所示，并行分支流程分解图如图453所示。图452 并行分支流程结构图4-53 并行分支流程分解图以分支状态S20为例，如图4-54所示。图4-54 分支状态S20以汇合状态S30为例，如图4-55所示。图4-55 汇合状态S30 1)并行分支、汇合编程应注意的问题 并行分

50、支的汇合最多能实现8个分支的汇合，如图4-56所示。 并行分支、汇合流程中，不允许图4-57a的转移条件，若有需要，将其转化成图4-57b后方可编程。图456 并行分支的汇合结构图4-57 并行分支、汇合状态转移图的转化 图4-58是按钮式人行横道线交通信号灯控制系统示意图。图458 按钮式人行横道线信号灯控制系统 正常通行，车行道信号灯为绿、人行道信号灯为红。若按下人行道按钮X0或X1，过30s后，车行道信号灯变为黄，再过10s后，车行道信号灯变为红。5s后人行道信号灯变为绿。15s后，人行道绿灯开始闪烁。闪烁5次，每次1s，即5s后返回初始状态，人行道信号灯为红灯，车行道信号灯为绿灯。图4-59 按钮式人行横道状态转移图