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1、第一节 状态转移图和步进顺控指令分析：一个事件都是由不同的状态组合而成的，每个状态有对应的动作。将各种状态用方形的状态器表示，并以不同的编号加以区别。各种状态所对应的动作以梯形图的形式画在状态器的右边。状态之间的转换用设定的转移条件来决定。这种分析设计方法称为状态转移图设计法。一、什么是状态转移图？状态转移图又称为顺序功能图(Sequential Function chart)，简称SFC图。它是用状态描述的方式进行控制的编程语言，专门针对复杂的顺序控制程序而设计。应用举例第1页/共42页二、状态转移图的组成状态（步）：S0-S9 初始状态 S10-S63一般状态对应动作：（可直接连接一线圈）
2、转移条件：（两种表示方法）有向线段：从上到下，箭头省略；从下到上，必须画出箭头表示方向。动作过程分析：注意事项：1.两个状态用有向线段和转移条件连接；2.两个状态间的转换，必须满足转移条件；3.当一个状态转移到另一状态，原状态中的T、M及用OUT指令驱动的元件复位，而C和用SET/RST驱动的元件保持原状态。4.一个流程图至少有一个初始步。5.状态器的用法。返回第2页/共42页三、步进顺控指令（一）步进顺控指令STL:步进开始指令（两种表示方法）RET:步进结束指令动画演示（二）SFC中状态器的功能分析有三个功能:1.驱动对象 2.指定转移目标 3.指定转移条件状态转移图(SFC图)步进梯形图
3、 指令语句表 第3页/共42页三、说明1.STL用 表示,与母线相连接;STL触点接通,相应回路动作；2.与STL相连的起始点,用LD、LDI指令；3.用STL指令后,母线右移,直到下一条STL出现或RET出现；RET使母线返回；4.使用STL使新状态置位，前一状态自动复位；5.STL仅对状态器S有效；6.不同状态间，可用相同输出线圈（在普通梯形图中不可以）；7.STL和RET指令是一对指令。在一系列步进开始指令后，加上RET指令，表示步进梯形指令功能结束，LD返回原来母线。第4页/共42页练习：写出以下状态转移图(SFC图)对应的步进梯形图和语句表第5页/共42页状态转移图设计步骤：1.在设
4、计初，先按照系统工艺要求，分析功能，绘制控制流程图2.元件编号（I/O地址分配）3.设计出状态转移图（SFC图）4.将SFC图转换成步进梯形图和语句表5.用编程器输入指令语句表6.外部连线并运行程序，验证和修改。第6页/共42页例：简易红绿灯控制题目说明:东西向：绿GL1、黄YL1、红RL1 绿色5s，黄色2s南北向：绿GL2、黄YL2、红RL21.功能分析:按照红绿灯变化的情况,将控制分析成四种依设定时间而顺序执行的状态。状态S0：GL1、RL2亮；状态S20：YL1、RL2亮；状态S21：GL2、RL1亮；状态S22：YL2、RL1亮；四种状态的关系如下：控制要求第7页/共42页2.元件编
5、号:分析输入、输出元件，并进行I/O地址分配3.绘制状态转移图:4.步进梯形图转换5.输入程序6.硬件接线和执行第8页/共42页状态转移图(SFC图)步进梯形图 指令语句表 第9页/共42页简易红绿灯控制硬接线图：第10页/共42页学生自行练习：设计控制程序第11页/共42页学生自行练习：设计控制程序返回第12页/共42页第二节 SFC图和STL图编程注意事项 (1)没有接点的线圈支路应放在上面先编程，如S20状态步中的YO线圈。有接点的线圈支路应放在下面后编程。(2)同一个线圈可以用于不同的状态步中，如S20和S21状态步中的YO线圈(但是在同一个状态步中，同一个线圈不能重复使用)。(3)同
6、一个定时器可以在不相邻的状态步中使用，例如在S20状态步中使用定时器T1后，相邻S21状态步中就不能用了，而在S22状态步中可以使用定时器T1。(4)为了避免不能同时接通的两个输出同时动作（如正反转接触器），除了在程序中设置软件互锁外，还应该设置硬件互锁电路。第13页/共42页 (5)在一个状态步中,当驱动负载用SET指令时，如S20状态步中的SETY0，当Y0置位后即使S20复位，S21状态步置位，Y0仍置位，到S22状态步时由RSTY0指令来复位Y0。(6)转移条件可以是单触点也可以是多触点。从一个状态步转移到多个状态步时可以用栈指令。(7)STL步进触点为常开接点，STL触点后的线为副母
7、线，线圈可以直接接在副母线上，接在副母线上的触点用起始触点指令(LD、LDI)。(8)从一个状态步转移到相邻状态步(连续步)时用SET指令，从一个状态步跳转到不相邻状态步(不连续步)时用OUT指令，也可用SET指令。(9)SFC图中不要用MCMCR指令。(10)MPS指令不要紧跟在STL触点后使用。第14页/共42页返回第15页/共42页练习：设计控制程序返回1.电动机循环正反转的PLC控制 (P161)2.交通信号灯的PLC控制（P212）第16页/共42页电电动动机机循循环环正正反反转转控控制制的的状状态态转转移移图图第17页/共42页电电动动机机循循环环正正反反转转控控制制的的状状态态转
8、转移移图图第18页/共42页例：行车循环正反转的控制（例：行车循环正反转的控制（P179P179）第19页/共42页例：设计一个电镀槽生产线的控制程序例：设计一个电镀槽生产线的控制程序（P182P182）控制要求：具有手动和自动控制功能。手动时，各动作能控制要求：具有手动和自动控制功能。手动时，各动作能分别操作；自动时，按下启动按钮后，从原点开始按图所分别操作；自动时，按下启动按钮后，从原点开始按图所示的流程运行一周回到原点；图中示的流程运行一周回到原点；图中SQ1SQ1SQ4SQ4为行车进退限为行车进退限位开关，位开关，SQ5SQ5、SQ6SQ6为吊钩上、下限位开关。为吊钩上、下限位开关。第
9、20页/共42页X0：自动/手动转换X1：右限位X2：第二槽限位X3：第三槽限位X4：左限位X5：上限位X6：下限位X7：停止X10：自动位起动X11：手动向上X12：手动向下X13：手动向右X14：手动向左Y0：吊钩上Y1：吊钩下Y2：行车右行Y3：行车左行Y4：原点指示PLC的I/O地址分配：第21页/共42页电镀槽生产线的电镀槽生产线的PLCPLC外部接线图外部接线图SASQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6SB1SB2SB3SB4SB5SB6第22页/共42页电电镀镀槽槽生生产产线线的的状状态态转转移移图图控控制制程程序序第23页/共42页第三节 多分支状态转移图一、状态转移图的基本形式
10、1.单一顺序：从头到尾只有一条路可走，这种称为单一顺序流程图。2.选择顺序：若有多条路径，而只能选择其中的一条路径来走，这种方式称为选择顺序流程图。3.并行顺序：若有多条路径，且必须同时执行，这种方式称为并行顺序流程图。在各条路径都执行后，才能继续往下执行。具有等待功能。4.跳跃顺序：跨越某些步而直接跳到另一步序的动作，称为状态跳跃。第24页/共42页单一顺序说明：虽然是循环控制，但只能从头到尾依一定的顺序逐步执行。返回第25页/共42页选择顺序说明：（1）当S0执行后，若条件X1先接通，则跳到S21执行，此时即使再接通X2，S22也不能执行，因为程序已执行到S21。之后，当X3接通时，则跳到
11、S23执行。（2）当S0执行后，若条件X2先接通，则跳到S22执行，此时即使再接通X1，S21也不能执行，因为程序已执行到S22。之后，当X4接通时，则跳到S23执行。返回第26页/共42页并行顺序说明：（1）当S0执行后，若条件X1接通，则S20、S21同时执行。当X2接通，则跳到S22执行；当X3接通，则跳到S23执行；（2）当S22、S23都已执行后，若条件X4接通，则跳到S24执行。（3）假定左边路径已执行到当S22，而右边路径还停留在S21时，就算X4接通，也不会跳到S24执行，必须等到S23执行后，才会继续往下执行。此处具有等待功能的方式，称为并行汇合。返回第27页/共42页跳跃顺
12、序说明：当S0执行后，分支成两条路径：（1）若X1先接通，则跳到S20执行；此时就算X2接通，S21也无法执行。因为程序已到S20。之后若X3接通，则由S20跳到S21执行。（2）当X2先接通，则直接由S0跳到S21执行。称为状态跳跃。（3）状态跳跃的目的地，一般均无限制，只要条件符合，就可以跳离原来步而进入另一步。第28页/共42页第29页/共42页举例举例:将下面并行性将下面并行性SFCSFC程序转换成步进梯形图和指令语句表程序转换成步进梯形图和指令语句表返回第30页/共42页控制要求：按正转起动按钮SB1，电动机正转，按停止按钮SB0，电动机停止；按反转起动按钮SB2，电动机反转，按停止
13、按钮SB0，电动机停止；且热继电器具有保护功能。设计：（1）I/O分配 X0：SB0（停止）；Y1：正转接触器KM1;X1：SB1(正转启动);Y2：反转接触器KM2;X2：SB2(反转启动);X3：热继电器FR（常开）;实例1:用步进指令设计电动机正反转的控制程序第四节 步进顺控指令的应用实例第31页/共42页第32页/共42页实例2：按钮人行道式交通信号灯控制第33页/共42页实例1：按钮人行道式交通信号灯控制程序第34页/共42页LS0：D点有无工件检测用限位开关LS1：A缸前行限位开关（左极限）LS2：A缸退回限位开关（右极限）LS3：B缸下降限位开关（下极限）LS4：B缸上升限位开关
14、（上极限）LS5：E点有无工件检测用限位开关实例3：设计一使用机械手臂来搬运工件的控制程序电机M E点 D点动画演示第35页/共42页1.工件的补充使用人工控制，亦即可直接将工件放在D点（LS0动作）。2.只要D点一有工件，机械手臂即先下降（B缸动作）将之抓取（C缸动作）后上升（B 缸复位），再将它搬运（A缸动作）到E点上方，机械手臂再次下降（B缸动作）后放开（C 缸复位）工件，机械手臂上升（B 缸复位），最后机械手臂再回到原点（A缸复位）。3.A、B、C缸均为单作用气缸，使用电磁控制的方式。4.C缸在抓取或放开工件后，都须有1秒的间隔，机械手臂才能动作。5.当E点有工件且B缸已上升到LS4时，输送带马达驱动以运走工件，经2秒后输送带马达自动停止。工件若未完全运走（计时未到）时，则应等待输送带马达停止后才能将工件下移。机械手的工作流程第36页/共42页机械手的控制流程 机械手的控制程序SFC图第37页/共42页完善程序:回到原点且D点已有工件则往下执行1.考虑机械手原点复位:2.传送带的控制流程E点有工件且B缸在上极限位置驱动输送带电机 并延时2秒第38页/共42页 机械手输送工件控制程序:第39页/共42页机械手控制程序执行过程动画演示第40页/共42页本章内容结束！本章内容结束！返回主页第41页/共42页感谢您的观看！第42页/共42页