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1、第一节 状态转移图定义组成特点第1页/共36页 图中的小车一个周期内的运动由图中自上而下的4段组成，分别对应于S0（初始步），S21S24所代表的4步。假设：小车位于原点（最左端），X0闭合，系统处于初始步，S0为“1”状态；按下起动按钮X4，步S0S21的转换条件满足，系统由初始步转换到步S21。第2页/共36页定义 把一个控制过程分成若干个阶段，或若干个状态，不同的状态具有不同的动作，当满足一定的状态转移条件时，就从一种状态转到另一种状态，按这种思想设计的编制图形程序，称状态转移图，或顺序功能图（Sequential function chart-SFC）在复杂的控制系统中，用SFC编程变
2、得容易而清晰。SFC强调的是控制过程中的各个状态及实现各状态的条件。第3页/共36页 SFC的组成：步、有向连线、转换、转换条件和动作步是用矩形方框表示，框内是该步的编号（可用数字表示该步编号，也可用该步的编程元件的元件号作为该步编号）步与步之间用有向线段连接p初始步：与系统的初始状态相对应的步，称初始步，初始步是系统等待起动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个顺序功能图至少应有一个初始步。有向线段上垂直短线，表示将两步隔开转换；旁边标注的是状态转换条件，转移条件：可以外部输入信号，如按钮，开关等 可以是PLC内部的信号，如T，C的触点，可以是若干信号的逻辑表达式（AND/OR/
3、NOT）或文字符号或图形号。动作是状态框旁边的输出信号，一步可以有几个动作，并不表示动作间的任何顺序，当系统正处于某一步时，该步称活动步。组成第4页/共36页当从一个状态转移到另一个状态，前一个状态自动复位如要保持前一状态的输出，必须在状态激活时，用SET指令置位，然后在需要复位时，在以后的状态中用RST指令复位。状态元件,FX2N,1000初始状态S0S9,10点,回零S10S19,10点,通用S20S499,480点,保持500S899,400点,报警S900S999,100点.特点第5页/共36页第二节 步进顺控指令及其编程两条步进指令（Step Ladder Instruction）：
4、步进开始指令STL 符号为步进结束指令RET 利用这两条指令，可以很方便地编制顺序控制梯形图程序。STL接点与母线连接，与STL相连的起始点要使用LD、LDI指令，并接到STL接点的右侧，直到出现下一条STL指令或RET指令为止；STL指令使新的状态开始，前一状态自动复位，RET使LD、LDI返回母线。STL接点断开后，与此相连的电路停止执行，但还要执行一个扫描周期。SFC、梯形图、指令表三方可以转换。第6页/共36页1、除初始状态元件（S09）外，一般状态元件必须在其它状态元件之后加入STL指令才能驱动，不可脱离状态元件用其它方式驱动。2、编程时，初始状态元件放在其它状态元件之前，且初始状态
5、元件可由其它状态元件驱动（如图1，S23驱动S0）。3、上电运行时，初始状态要用其它方法驱动，使之开始工作（如图1，PLC上电时，由M8002接通初始状态S0）。SFC与梯形图的转换第7页/共36页第8页/共36页SFC的基本结构单序列选择序列并行序列第9页/共36页单序列 由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。第10页/共36页选择序列选择序列的开始称为分支，转换符号只能标在水平连线之下；一般只允许同时选择一个序列。选择序列的结束称为汇合，几个选择序列汇合到一个公共序列时，用需要重新组合的序列相同数量的转换符号和水平连线来表示，转换符号只允许标在水
6、平连线之上。合并时，可由几个状态任意一个驱动。第11页/共36页选择性分支动作：若步5为活动步，且 e=1，则发生56进展；若步5为活动步，且f=1，则发生由59进展。选择性汇合动作：若步5为活动步，且m=1，则发生由步512的进展，若步8为活动步，且n=1，则发生812的进展。第12页/共36页 与对一般状态图的编程一样，先进行驱动处理，再设置转移条件，编程时由左到右逐个编程。P70，图5-8选择性分支的编程方法第13页/共36页选择性汇合的编程方法 先进行汇合前状态的输出处理，再朝汇合状态转移，从左到右进行汇合转移。P71，图5-9第14页/共36页例1 选择性分支 使用传送机将大、小球分
7、类后分别传送如图示意。图中左上为原点，动作顺序为下降、吸收、上升、右行、下降、释放、上升、左行。此外，机械臂下降时，若电磁铁吸住大球，下限开关LS2断开；若吸住小球，LS2接通。大、小球分类传送过程控制第15页/共36页第16页/共36页并行序列 当转换的实现导致几个序列同时激活时，称并行序列。水平线用双线表示；每个序列中活动步的进展是独立的。并行序列的开始称为分支。在表示同步的水平双线之上，只允许有一个转换符号。并行序列的结束称为汇合。在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。第17页/共36页分支动作：若步3为活动步，且e=1，步4，6，8同时变为活动步，同时步3变为不活动步。合并动
8、作：当所有步均处于活动状态，且d=1，发生步3，5，78的进展，步3，5，7同时变为不活动步，步8为活动步。第18页/共36页 与一般状态转移图的编程一样，先进行驱动处理，再进行转移处理。转移处理从左到右依次进行。并行性分支的编程第19页/共36页与一般状态转移图的编程一样，先进行驱动处理，再进行转移处理。转移处理从左到右依次进行。STL指令最多只能连续使用8次。并行性汇合的编程第20页/共36页并行性分支、汇合举例 按钮人行道系统，当PLC由停机转入运行时，初始状态S0动作，则车道为绿灯，人行道为红灯。当人行道按钮X0或X1闭合后，系统进入并行性运行状态，车道变为绿灯，人行道为红灯，并且开始
9、延时。30s后车道变为黄灯，再经10s变为红灯。5s后人行道变为绿灯，15s后人行道绿灯开始闪烁，同时计数器C0开始计数，绿灯每亮0.5s、灭0.5s，计数器记录一次，当记录5次后计数器触点接通，状态由S33向S34转移，人行道变为红灯，5s后返回初始状态。第21页/共36页第22页/共36页步进指令的应用例4：机械手移动工件系统机械手工作流程：原点下降夹紧上升右行下降松开上升左行原点。下降/上升，左行/右行：使用双螺线管的电磁阀；夹紧；使用单螺线管的电磁阀。动作示意图第23页/共36页控制系统操作面板第24页/共36页手动、单步、单周期和自动（连续工作）手动方式：用手动按钮控制各机构单独ON
10、/OFF。回原点：机械手自动回到原点。单步：按动一次启动按钮，前进一个工步。单周期：按动一次启动按钮，机械手自动运行一个周期后再在原点停止。但若中途按动停止按钮，则停止运行，再启动按钮，从断点处继续运行，直到回到原点再停止。自动：在原点位置按动启动按钮，连续反复运行。若中途按动停止按钮，运行到原点后停止。工作方式（用面板上旋钮选择）第25页/共36页 利用初始状态指令FNC60（IST）设定各种运行方式：u指定X20为输入首元件的编号，X20X24需用旋转开关实现，保证输入中不可能有两个输入同时为ON；S20S27分别为自动方式的最小状态和最大状态元件编号。u当满足FNC60条件（M8000为
11、ON），则状态元件和辅助继电器自动被指定如下功能：S0：手动操作初始状态 M8040：禁止状态转移S1：回原点初始状态 M8041：开始转移S2：自动操作初始状态 M8042：启动脉冲 M8047：STL监控有效初始状态设定第26页/共36页初始化程序：是为整个控制程序设置初始状态和原点位置条件（M8044）。M8044由原点的各个传感器驱动，它的ON状态作为自动方式时允许状态转移的条件。IST指令用于初始状态设定，必须写在STL指令之前。程序的编写第27页/共36页手动方式梯形图：S0为初始状态，各工步由面板上的按钮控制。第28页/共36页回原点程序：S1为初始状态元件，返回原点后，M8043为ON。第29页/共36页自动方式程序：S2为初始状态元件，M8041、M8044是在初始化程序中设定的。X1:下限位开关X2:上限位开关X3:右限位开关X4:左限位开关第30页/共36页思考题整理并完善机械手的程序。第31页/共36页作业5-2,5-3第32页/共36页第33页/共36页第34页/共36页第35页/共36页感谢您的观看。第36页/共36页