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1、模块三模块三模块三模块三 步进顺控指令与依次步进顺控指令与依次步进顺控指令与依次步进顺控指令与依次限制设计法编程限制设计法编程限制设计法编程限制设计法编程项目项目项目项目3 33 3 十字路口交通灯限十字路口交通灯限十字路口交通灯限十字路口交通灯限制制制制 模块三模块三 步进顺控指令的运用步进顺控指令的运用项目项目3-1 多种液体混合的多种液体混合的PLC限制限制系统设计系统设计项目项目32 物料分拣物料分拣PLC限制系统的限制系统的设计设计项目项目33 十字路口交通灯限制十字路口交通灯限制1 1、什么是选择性分支、什么是选择性分支?p从多个流程依次中选择执行某一个流程，称为选从多个流程依次中
2、选择执行某一个流程，称为选择性分支。择性分支。2 2、选择性分支、汇合的编程方法是什么？、选择性分支、汇合的编程方法是什么？选择性分支的编程方法是先进行分支状态的驱选择性分支的编程方法是先进行分支状态的驱动处理，再依依次进行转移处理。动处理，再依依次进行转移处理。选择性汇合的编程方法是先进行汇合前状态的选择性汇合的编程方法是先进行汇合前状态的驱动处理，再依依次进行向汇合状态的转移处驱动处理，再依依次进行向汇合状态的转移处理。理。一、复习提问一、复习提问:二、情景模拟：二、情景模拟：p这是按钮式人行横道交通限制，东西方向是车道，南北这是按钮式人行横道交通限制，东西方向是车道，南北方向是人行道。正
3、常状况下，车道上有车辆行驶，假如方向是人行道。正常状况下，车道上有车辆行驶，假如有行人要过交通路口，先要按动按钮，等到绿灯亮时，有行人要过交通路口，先要按动按钮，等到绿灯亮时，方可通过，此时东西方向车道上红灯亮。延时一段时间方可通过，此时东西方向车道上红灯亮。延时一段时间后，南北方向的红灯亮，东西方向的绿灯亮。后，南北方向的红灯亮，东西方向的绿灯亮。人行横道交通灯的限制要求：p通常车道信号绿灯（通常车道信号绿灯（Y003）亮，人行横道红灯）亮，人行横道红灯（Y005）亮。）亮。p人过横道时，应按路两边的人行横道按钮人过横道时，应按路两边的人行横道按钮X000或或X001，延时，延时30s后车道
4、黄灯（后车道黄灯（Y002）亮，再延时）亮，再延时10s，由车道红灯，由车道红灯(Y001)亮亮。p此后延时此后延时5s启动人行横道绿灯（启动人行横道绿灯（Y006）点亮。）点亮。p15s后，人行横道绿灯以后，人行横道绿灯以1HZ的频率闪烁，闪烁的频率闪烁，闪烁5次后次后人行横道红灯亮。人行横道红灯亮。p5s后返回初始状态。后返回初始状态。三、学问准备三、学问准备p并行性分支、汇合状态转移图的特点并行性分支、汇合状态转移图的特点 并行性分支并行性分支:多个流程全部同时执行的分支被称为并行分多个流程全部同时执行的分支被称为并行分支。支。并行性分支、汇合的状态转移图并行性分支、汇合的状态转移图 三
5、、学问准备三、学问准备p并行性分支、汇合状态转移图的特点并行性分支、汇合状态转移图的特点 pS20为并行分支为并行分支 p 在在S20动作时，若动作时，若X000接通，则接通，则S21，S24，S27同时动作，各分支流程起先动作。同时动作，各分支流程起先动作。三、学问准备三、学问准备p并行性分支、汇合状态转移图的特点并行性分支、汇合状态转移图的特点 pS30为并行汇合为并行汇合 p 当各流程动作全部结束时，若当各流程动作全部结束时，若X007接通时，则接通时，则汇合状态汇合状态S30起先动作，转移前的各状态起先动作，转移前的各状态S23，S26，S29全部变为不动作。全部变为不动作。三、学问准
6、备三、学问准备p 并行分支、汇合状态转移图的编程原则与并行分支、汇合状态转移图的编程原则与编程方法编程方法 p编程原则：先集中处理分支状态，再集中编程原则：先集中处理分支状态，再集中处理汇合状态。处理汇合状态。p编程方法：分支状态的编程，先进行分支编程方法：分支状态的编程，先进行分支状态的驱动，再按分支的依次进行转移处状态的驱动，再按分支的依次进行转移处理；汇合状态的编程，先进行汇合前中间理；汇合状态的编程，先进行汇合前中间状态的驱动和转移，在按依次由各分支向状态的驱动和转移，在按依次由各分支向汇合状态转移。汇合状态转移。三、学问准备三、学问准备p并行分支状态转移图的编程并行分支状态转移图的编
7、程S20为分支状态为分支状态S24为汇合状态为汇合状态p状态转移初始状态转移初始 LD M8002LD M8002SET S0SET S0STL S0STL S0p分支状态分支状态S20的编程的编程LD X000LD X000SET S20SET S20STL S20STL S20OUT Y000OUT Y000LD X001LD X001SET S21SET S21SET S31SET S31三、学问准备三、学问准备p并行分支状态转移图的编程并行分支状态转移图的编程S20为分支状态为分支状态S24为汇合状态为汇合状态p中间状态的编程中间状态的编程 第一分支第一分支STL S21STL S21
8、OUT Y001OUT Y001LD X002LD X002SET S22SET S22STL S22STL S22OUT Y002OUT Y002LD X003LD X003SET S23SET S23STL S23STL S23OUT Y003OUT Y003三、学问准备三、学问准备p并行分支状态转移图的编程并行分支状态转移图的编程pS20为分支状态为分支状态pS24为汇合状态为汇合状态p中间状态的编程中间状态的编程 p其次分支其次分支pSTL S31pOUT Y005pLD X012pSET S32pSTL S32pOUT Y006pLD X013pSET S33pSTL S33pOUT
9、 Y007p分支数不能超过分支数不能超过8个个 三、学问准备三、学问准备p并行分支状态转移图的编程并行分支状态转移图的编程S20为分支状态为分支状态S24为汇合状态为汇合状态p汇合状态汇合状态S24的编程的编程 STL S23STL S23STL S33STL S33LD X004LD X004SET S24SET S24三、学问准备三、学问准备p并行分支状态转移图的编程并行分支状态转移图的编程S20为分支状态为分支状态S24为汇合状态为汇合状态p汇合后状态的编程汇合后状态的编程 STL S24STL S24OUT Y004OUT Y004LD X005LD X005OUT S0 OUT S0
10、 （跳转）（跳转）p步进返回步进返回 RETRET(返回主母线返回主母线)ENDEND四、任务实施四、任务实施p 限制系统程序分析限制系统程序分析p依据人行横信号灯的限制功能要求，我们把车道依据人行横信号灯的限制功能要求，我们把车道（东西方向）信号灯的限制作为一个的并联分支，（东西方向）信号灯的限制作为一个的并联分支，人行道（南北方向）信号灯的限制作为另一个并人行道（南北方向）信号灯的限制作为另一个并联分支，并联分支的转移条件是人行道南北两只联分支，并联分支的转移条件是人行道南北两只按钮的或关系，灯亮的长短利用定时器限制，人按钮的或关系，灯亮的长短利用定时器限制，人行道绿灯闪可以利用子循环加记
11、数器来实现。行道绿灯闪可以利用子循环加记数器来实现。四、任务实施四、任务实施p限制系统的程序设计限制系统的程序设计 p输入输入/输出端口安排输出端口安排输入输入 输出输出元件代号元件代号 作用作用 输入继电器输入继电器 元件代号元件代号作用作用 输出继电器输出继电器 SB1SB1人行道北按人行道北按钮钮 X000 X000 LD0 LD0 车道红灯车道红灯 Y001 Y001 SB2SB2人行道南按人行道南按钮钮 X001X001LD1LD1车道黄灯车道黄灯 Y002Y002LD2LD2车道绿灯车道绿灯 Y003Y003LD3LD3人行道红灯人行道红灯 Y004Y004LD4LD4人行道绿灯人
12、行道绿灯 Y005Y005p系统软件设计系统软件设计 人行道信号灯限制人行道信号灯限制状态转移图状态转移图 p硬件设计硬件设计 按钮式人行横道交通灯按钮式人行横道交通灯PLC限制的外部接线图限制的外部接线图p系统安装与调试系统安装与调试p依据依据PLC外部接线图完成外部接线图完成PLC的输入输出接线，的输入输出接线，并检查有无断路及短路现象，并检查有无断路及短路现象，p给给PLC上电，将状态转移图输入到上电，将状态转移图输入到PLC，p将运行模式选择开关拨到将运行模式选择开关拨到“RUN”位置，使位置，使PLC进入运行方式。进入运行方式。p按下按下SB1或或SB2视察车道上的灯和人性道上的视察
13、车道上的灯和人性道上的灯的工作视察是否满足限制要求。设计元件灯的工作视察是否满足限制要求。设计元件布置图，如图。检查元器件的好坏，依据图布置图，如图。检查元器件的好坏，依据图中元件布置图的要求，正确安装元件。中元件布置图的要求，正确安装元件。四、任务实施四、任务实施p学习目标学习目标p 1进一步熟悉步进指令以及依次限制设计进一步熟悉步进指令以及依次限制设计的方法和技巧。的方法和技巧。p 2了解由了解由PLC实现的多种工作方式的实现的多种工作方式的PLC限限制系统的程序结构制系统的程序结构p 3驾驭驾驭IST指令的运用。指令的运用。学习情境学习情境3 机械手多种工作方式的机械手多种工作方式的PL
14、C限制系限制系统的设计统的设计 如图3-3=1所示是一气动机械手动作示意图，其功能是将工件从A处移送到B处。机械手臂的升降和左右移动分别运用了双线圈的电磁阀，在某方向的驱动线圈失电时能保持在原位，必需驱动反方向的线圈才能反向运动。电磁阀线圈YVl、YV2、YV3、YV4对应的动作如图所示。机械手的夹钳运用单线圈电磁阀YV5，线圈通电时夹紧，断电时松开。限位开关SQl、SQ2、SQ3、SQ4分别对机械手的下降、上升、右行、左行进行 限位，夹钳不带限位开关，它是通过延时1s来表 示夹紧、松开动作的完成。机械手的构成 机械手的限制要求 如图3-3-2所示是为机械手的操作面板，要求实现手动、回原位、单
15、步、单周期和连续等五种工作方式。（1）手动方式时，用各按钮的点动实现相应的动作；（2）回原位方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位；（3）单步方式时，每按一次启动按钮，机械手向前执行一步；（4）单周期方式时，每按一次启动按钮，机械手只运行一个周期就停下；（5）连续工作方式时，在原位，按下启动按钮，机械手就会连续循环动作，假如按下停止按钮，机械 手运行完当前周期，到原位并停下；在传送工件的过 程中机械手必需升到最高位置才能左右移动，以防止 机械手在较低位置运行时遇到其他工件。机械手的限制要求 如图3-3-2所示是为机械手的操作面板，要求实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式
16、。（1）手动方式时，用各按钮的点动实现相应的动作；（2）回原位方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位；（3）单步方式时，每按一次启动按钮，机械手向前执行一步；（4）单周期方式时，每按一次启动按钮，机械手只运行一个周期就停下；（5）连续工作方式时，在原位，按下启动按钮，机械手就会连续循环动作，假如按下停止按钮，机械 手运行完当前周期，到原位并停下；在传送工件的过 程中机械手必需升到最高位置才能左右移动，以防止 机械手在较低位置运行时遇到其他工件。p项目实施项目实施1 计算并安排计算并安排I/O地址地址p p学问点学问点1 初始状态指令初始状态指令IST的格式的格式p 梯形图中源操作数S
17、表示的是首地址号，可以取X、Y和M，它由8个相连号的软元件组成。在图3-3-3中，由输入继电器X0X7组成。这8个输入继电器各自的功能如表3-3-2所示。其中X0X4同时只能有一个接通，因此必需选用转换开关。目标操作数D1和D2只能选用状态继电器S，其范围为S20-S899，其中D1、D2表示在自动工作方式时所运用的最低、最高状态继电器号，D2 必需大于Dl。学问点学问点2 初始状态指令初始状态指令IST的功能的功能（1）IST指令的执行条件满足时，初始状态继电器S0S2被自动指定功能，SO是手动操作的初始状态，Sl是回原位方式的初始状态，S2是自动运行的初始状态。（2）与IST指令有关的特殊
18、协助继电器有8个，其功能如表3-3-3所示。学问点学问点3 初始状态指令初始状态指令IST自动设置的自动设置的部分特殊协助继电器的动作内容部分特殊协助继电器的动作内容 由由ISTIST指令自动设置的部分特殊协助继电器的动作内指令自动设置的部分特殊协助继电器的动作内容如图容如图3-3-43-3-4所示，该梯形图不须要用户编制，只是等效所示，该梯形图不须要用户编制，只是等效相应特殊协助继电器的功能。相应特殊协助继电器的功能。M8000M8000是运行监视协助继电是运行监视协助继电器，在器，在PLCPLC运行时接通。运行时接通。学问点学问点4 初始状态指令初始状态指令IST的活用的活用 IST指令活
19、用状况指令活用状况1 与工作方式有关的与工作方式有关的8个输入信号没有按依次支配时，个输入信号没有按依次支配时，用协助继电器过渡，如图用协助继电器过渡，如图3-3-5 b)所示所示IST指令活用状况指令活用状况2 5种工作方式没有全用时，用协助继电器过渡，如种工作方式没有全用时，用协助继电器过渡，如图图3-3-5 c)所示所示 图3-3-5 IST指令输入元件号的处理 项目实施项目实施2 设计电气原理图设计电气原理图 重点重点是PLC接线图 图3-3-6 机械手限制系统PLC的I/O接线图 项目实施项目实施3 设计程序设计程序 在实际限制系统中，不仅可以接受基本指令和步进指令进行依次限制，而且
20、可以接受初始状态指令IST(FNC60)协作步进指令进行编程，初始状态指令IST可以简化困难的依次限制程序。它能自动设置与多种运行方式相对应的初始状态和相关的特殊协助继电器。IST指令只能运用一次，且必需放在STL电路之前。项目实施项目实施3 设计程序设计程序 此系统的程序结构此系统的程序结构 接受初始状态指令接受初始状态指令IST(FNC60)协作步进指令协作步进指令进行编程，程序共有进行编程，程序共有4块，块，块块0接受梯形图，其余接受梯形图，其余3块采块采用用SFC，块，块0初始化程序；初始化程序；块块1手动方式程序；手动方式程序；块块2回原点方式程序；回原点方式程序；块块3单步、单周期
21、、自动单步、单周期、自动循环方式程序循环方式程序图3-3-7 机械手限制系统PLC的I/O接线图 项目实施项目实施4 安装与调试安装与调试 安装指导安装指导 试验台没有试验台没有5个档位的转换开关时，用个档位的转换开关时，用5个钮子开个钮子开关代替，留意接线。关代替，留意接线。调试指导调试指导1 对对I/O端子运用较多的系统，先进行硬件测试端子运用较多的系统，先进行硬件测试（1）测试输入信号）测试输入信号（2）测试输出回路）测试输出回路调试指导调试指导2 调试时，调试时，5个钮子开关中随意时刻都只能一个个钮子开关中随意时刻都只能一个闭合。闭合。五、小结五、小结p讲解了并行性分支、汇合的特点和编
22、程方法讲解了并行性分支、汇合的特点和编程方法p重点讲解并描述了并行分支和并行汇合的编程原则重点讲解并描述了并行分支和并行汇合的编程原则 p以人行横道交通灯为例讲解并描述了并行分支、汇以人行横道交通灯为例讲解并描述了并行分支、汇合在系统设计中的具体运用。合在系统设计中的具体运用。p通过对人行横道交通灯系统的设计进一步了解了系通过对人行横道交通灯系统的设计进一步了解了系统设计的步骤。统设计的步骤。六、思索题六、思索题设计一个十字路口交通灯的限制系统，限制要求如下：设计一个十字路口交通灯的限制系统，限制要求如下：A A、按下启动按钮后、按下启动按钮后东西方向：绿灯亮东西方向：绿灯亮4S4S，闪动，闪动2S2S熄灭，黄灯亮熄灭，黄灯亮2S2S后，红灯亮后，红灯亮8S 8S 南北方向：红灯亮南北方向：红灯亮8S8S熄灭，绿灯亮熄灭，绿灯亮4S4S后，闪动后，闪动2S2S，黄灯亮，黄灯亮2S2S；如此循环下去；如此循环下去；B B、按下停止按钮，则全体灯都熄灭。、按下停止按钮，则全体灯都熄灭。时序图时序图状态1 2 3 4 5 6 4 S 闪 2 S 2 S 8 S4 S 闪2 S 2S 南 北东 西时间T