可编程逻辑控制器 PLC课件5.ppt

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1、（四）步进指令与编程l4.1 步进梯形图指令与状态转移图步进梯形图指令与状态转移图 能使生产机械按预定顺序依次动作的控制称为顺能使生产机械按预定顺序依次动作的控制称为顺序控制。序控制。l 步进的概念步进的概念 2021/9/1712021/9/172l步进梯形图指令l步进梯形图指令STL(Step Ladder)和RET，是一种符合I EC11313标准中定义的SFC图(Sequential Function Chart顺序功能图)的通用流程图语言。顺序功能图也叫状态转移图，相当于国家标准“电气制图”（GB6988.6-86）的功能表图(Function Charts)。lSTL/RET称为步

2、进指令。对象为S600S647，均有掉电保护。步进梯形图指令2021/9/173状态转移图和步进梯形图状态转移图和步进梯形图SFC图的三种表达方式X403Y430S620S600M71X400X401S600X403S620S600M71X400X401SETSETY430S620(c)指令表(步进梯形图)(状态转移图)(a)SFC 图(b)STL 图STL ANDOUT LDSTL S600S620Y430SETSETX403X400M71S600S620LD初始状态步状态步转移条件转换条件转换条件驱动负载RETLDX401主母线副母线2021/9/174l每状态对应顺控中的一个动作（一步）

3、。在每个状态中，包含三项内容：l 完成本步驱动完成本步驱动处理Y*（所有用到的Y、M、S、T等继电器）、转步条件转步条件X*判断判断、实现转步转步置位新状态置位新状态Sm同同时自动复位原状态时自动复位原状态Sn 2021/9/175l步进接点步进接点只有常开。l步进接点与起始母线相连，接点后相当于临时母线，连接必须使用LD或LDI指令。l结束步进时，必须使用RET指令返回起始母线，但在各步进程序块之间不必使用RET指令，只在最后返回时才使用RET。l如果在步进程序块间插有其它非步进程序，在前一步进程序结束时必须使用RET指令才能使其它程序连接到起始母线上。l状态继电器在使用状态继电器在使用S

4、S指令后才具有步进功能指令后才具有步进功能，除步进接点外，还提供普通常开、常闭接点。lSTL指令只适用于步进接点。l工作特点工作特点：步进接点接通时，接点后电路才投入运行，如果步进接点断开，后面电路全部断开。如果需要在断开时保留输出结果，可以用S指令。但需考虑何时用R指令对它复位。l在步进接点后不能使用主控指令MC/MCR，但可以使用CJP/EJP指令。步进指令的应用特点：2021/9/1762021/9/177送料车自动循环控制送料车自动循环控制图X0X1X2X3COMSBSQ1SQ2SQ3(b)送料车自动循环控制PLC接线图KM1Y1Y0KM2ABOX2X3X1SQ1SQ2SQ3X0(a)

5、送料车自动循环示意图进退原位(A点)(B点)起动电源起动KM1KM2Y1Y0进退COM12021/9/178送料车自动循环控制程序X403X400X402X400S620S621S622S623S600M71X400X401(c)指令表(步进梯形图)(状态转移图)(a)SFC 图(b)STL 图OUT SET OUT OUT STL STL STL LDLDLDLDENDRETS623原位SET原位Y431原位Y430(A点)S622(B点)X400起动SETS600S621SETY431S623S622S621X400X402X401S600步进梯形图结束ENDRET起动(B点)(A点)原位

6、原位原位X403X402X400S620S621S622S623S623S600SETM71X400X401SETSETS622X400SETS621S620SETY430Y431Y430Y431进退进退Y430Y431Y430Y431进退进退STL ANDOUT LDSTL S600S620Y430SETSETX403X400M8002S600S620LDSETS6002021/9/179状态转移条件的有关处理方法l1、相邻两个状态步的转移条件同时接通时的处理、相邻两个状态步的转移条件同时接通时的处理相邻两个状态步的转移条件同时接通时的处理S600S620S621RSTC460Y430T45

7、0C460K5K3X400X401M71T450C460旋转PLSPLSM100M101M100M101(b)SFC图起动按钮限位开关SQ(a)圆盘示意图X1限位开关Y0X0起动按钮举例：举例：用PLC控制一个圆盘，圆盘的旋转由电动机控制，要求按下启动按钮后每转一圈停3秒，转5圈后停止2021/9/17102、利用同一信号的状态转移利用同一信号的状态转移圆盘旋转控制用PLC控制一个圆盘，圆盘的旋转由电动机控制。要求按下起动按钮后正转1圈，反转2圈后停止。S600PLSX401M71限位开关M100S620PLSY430X400正转起动按钮M101S621PLSY431反转M101S622PLS

8、Y431反转M102M103M102M103M100M100M100S600X401M100限位开关S620Y430X400正转起动按钮S621Y431反转S622Y431反转M100M100M100M100SQ(a)圆盘示意图X401限位开关Y430(b)SFC图1(c)SFC图2X0起动按钮2021/9/1711 多流程步进的编程方法 2021/9/1712l条件分支回到汇合点的转步条件不能使用ANB、ORB指令。l对并行分支程序，应在设置转步条件(如图中的X401)后从左到右依次设定各分支状态(如图中的S621、S623)。l 并行分支汇合时只能设置一个共同的转步条件并行分支汇合时只能设

9、置一个共同的转步条件(如图中的X404)，但条件前应使用相汇合的步进接点串联，如S622和S625，以代表置位S626时同时复位S622和S625。2021/9/1713l步进流程图的跳转方式lSFC图的跳转有如下几种形式，l1、向下跳：l2、向上跳：l3、跳向另一条分支：l4、复位：S600S620S621S622跳转重复重复S600S620S621S622JumpJumpJumpS600S620S622S601S630S631S632S600S620S621S622OUTOUTOUTOUTOUTRSTS600S620S621S622JumpJumpS621S631S601S630S631S

10、632ResetS632跳转复位X400X401X402X403X404X405X406X407X404X410X411X412X413X414X415(a)(b)(c)(d)2021/9/1714小车运行控制l一辆小车在A、B两点之间运行，如图所示。在A、B两点分别设有后限位开关SQ2和前限位开关SQ1，小车在A、B两点之间时可以控制小车前进或后退。小车运行后，在A、B两点之间自动往返运行，在B点要求停留10秒钟。小车运行示意图SQ1SQ2后限位前限位X406X405Y430Y431后退前进AB2021/9/1715小车运行PLC接线图和SFC图Y430Y431后退前进结束停后限位前限位X4

11、00X401X405X406后退前进T450 K10T450 S600S620S621S622跳转重复重复X403QSSQ1SQ2后限位前限位KM1KM2KM1X400X401X402X403X404X405立即停X406Y0Y1（急停）暂停后退KM2前进结束停COMCOM1SB0SB1SA1SA2SB2后退前进X403(b)小车运行SFC图(a)PLC接线图2021/9/1716小车运行梯形图和SFC图Y431后退后限位前限位X400X401X405后退前进T450 K10T450 S600S620S621S622Y430前进SET SET SET S620S621S622X406RETEN

12、D S622S600S620S621S622JumpJumpJumpS600S620S622JumpJumpJumpX402M71SET S600X403X404立即停暂停RSTS621M574X403结束停X406(c)SFC图(a)步进梯形图(b)梯形图RSTS622RSTS620SET S600SET S6202021/9/1717SFC图的分支选择分支单分支选择分支并行分支混合分支状态转移图可分为选择分支S623S624S626S627S28X402X403X404X405Y431Y433X402X406Y2Y434Y435S622Y430(a)状态转移图(c)指令表S623S624S

13、626S627S628X402X403X404X405Y431X402Y432Y434Y435S622Y430SETSETS623Y433SETS624SETS628X406S626SETS627SETS628(b)步进梯形图S624S627SETSETSETSETSETSETSTLSTLSTLSTLSTLSTLS623S624S626S627S628S628S622S623S624S626S627S628OUTOUTOUTOUTOUTOUTLDLDILDLDLDLDLDY430Y431Y432Y433Y434Y435X402X403X404X405X406X402STLS627STLS624

14、左分支右分支选择分支选择合并左分支右分支选择分支选择合并2021/9/1718并行分支并行分支S623S624S626S627S628X402X403X404X405Y431Y432Y434Y435S622Y430SETSETS623Y433SETS624SETS626SETS627S628S623S624S626S627S628X402X403X404X405Y431Y433Y432Y434Y435S622Y430S624S627SETSETSETSETSETSTLSTLSTLSTLSTLSTLS623S624S626S627S628S622S623S624S626S627S628OUTOU

15、TOUTOUTOUTOUTLDLDLDLDLDY430Y431Y432Y433Y434Y435X402X403X404X405STLSTLS624S627(a)状态转移图(b)步进梯形图(c)指令表左分支右分支并行分支并行合并左分支右分支并行分支并行合并2021/9/1719三、其它功能指令简介l 格式：用字母F为标志的功能号表示；由输入条件、设定线圈和执行线圈三部分构成。l 输入条件用常开接点。l执行线圈用功能号F670表示，后的K值代表指令的含义。l设定线圈用F671F675表示，后的K值表明指令执行过程中的具体条件。2021/9/17202021/9/1721l在使用步进指令时，应将所需

16、使用的状态寄存器清零，l 并将起始状态置位。l功能指令功能指令F670 K26（K103）可）可用于将指定范围的寄存器复位。l 复位范围从F671线圈的K编号开始到F672线圈的K编号结束。l 例2021/9/1722四、步进控制程序设计的一般步骤与设计举例 一般步骤:l确定控制须完成的动作和动作的顺序与条件。l分配I/O，确定系统有哪些现场信号。为信号分配编号。l画出梯形图。对步进控制先画出状态图，确定转步条件，再画出梯形图。l编译后送PLC，或将梯形图转换成助记符语言键入PLC。l调试、修改程序。l程序固化。2021/9/1723例例1 笼型笼型异步电动机自耦降压起动的步进控制编程l 初始

17、化程序，置位初态并复位所有后续状态。l 初始化条件通常都采用M71，自耦降压起动仅有两步动作，即低压和全压起动，靠时间继电器转换。l 在过载FR或停车SB1动作时，电动机断电停车。根据工作要求，首先分配I/O如下：l输入：过载X400、停车X401、起动X402；l输出：KM1由Y431、KM2由Y432控制。程序分为三个状态即l 停车状态S600、降压起动状态S601、全压起动运行状态S602。l先根据转步条件画出状态转换图，然后在梯形图中先安排对所用状态的初始化，最后再编制步进程序，程序末尾不要遗漏RET。2021/9/17242021/9/1725l例例2 搬运机械手的控制1动作要求 l

18、手动 独立：非步进状态。原点返回：从当前位置返回到左上原点位置停止。l自动 单步：每按一次起动按钮（X506），程序步转向下一步。单次：原位时每按一次起动，执行一个循环后停在原位。自动循环：原位时起动后，不断循环直到停止被按下才能在到达原位时停止。2021/9/1726右移右移左移左移上移上移夹紧夹紧松开松开工件工件A AB B左限位左限位右限位右限位下限位下限位上限位上限位 工件搬运机械手动作示意图工件搬运机械手动作示意图下移下移2021/9/1727 2I/O编号分配l输入按钮 起：X506、停：X507、原点：X505 独立操作按钮 紧：X412、松：X407、升：X405、降：X410

19、、左：X406、右：X411工作方式选择（五选一、机械自锁）独立：X500、原点：X501、单步：X502、单次：X503、循环：X504位置开关 左：X404、右：X403、上：X402、下：X401l输出下：Y430、紧：Y431、上：Y432、右：Y433、左：Y434夹紧延时：T450、松开延时T4512021/9/1728l3编制梯形图总控制框架梯形图l在工作方式较多、程序较复杂时，可先编制程序总体框架梯形图，安排好各子功能程序的转换衔接，然后再编制各子功能程序。2021/9/1729l步进设计要点：l (1)状态初始化状态初始化 步进须首先正确地建立初始状态。l 例：机械手步进：S

20、600为初始状态1。其余状态应全部在0状态。l在原点方式且原点按钮按下时进入步进初态:S600置位、其余状态复位；l在独立操作时取消步进、S600被复位。2021/9/1730(2)步步进进使使能能(可可缺缺省省)专用辅助M575：步进状态转移使能。2021/9/1731lM575接通、状态由S600转入S601，按各转步条件进行步进循环,至少执行一次工作循环。l单步:按一次按钮只进一步：lM574接通时步进转移被自动禁止，在上电、手动、单步、单次且停止按钮按下时接通M574禁止步进，按下起动按钮可通过脉冲短时接通M101释放M574，对手动、单步，M574仅在按钮按下时可短时释放使单步方式完

21、成转步，对循环方式则不再接通以使能步进功能。2021/9/1732(4)控制程序梯形图 2021/9/17332021/9/1734l例例3 人行道交通灯管理程序的步进编程。l 设有人行横道交通灯采用下列方法管理：在道路两旁设有通过请求按钮X400和X401；无人请求通过时，车道为绿灯，人行道为红灯；有人按下请求按钮时，车道保持绿灯30秒后变黄灯，再过10秒后变红灯。车道红灯亮3秒后，人行道绿灯亮，允许行人通过。20秒后人行道绿灯以每秒1次速率闪动5次然后转为红灯，过5秒后车道转为绿灯，恢复初始状态。2021/9/1735l编程分析：l对两通道信号灯可采用两并行状态来处理。l初态时车道为绿、人

22、行道为红；l转步条件为有请求信号，即X400或X401有效。l转步后两通道灯保持不变30秒，然后车道等转黄，因此可在转步时起动一30秒定时器作转步条件；l依次类推可编制出程序状态转换图。l在人行道分支中使用了一个计数器来控制绿灯闪动次数，请注意它的编程方法，特别要注意计数器使用完后应在下一步进状态中安排复位，以保证再次使用它时程序的运行与第一次相同。2021/9/17362021/9/1737例例5：步进并行编程例步进并行编程例 l某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔。放好工件后，按下起动按钮X400，接通Y430使工件夹紧（液压，Y430断可保持夹紧）；夹紧后压力继电器使X401动

23、作，Y431（大）、Y433（小）接通使两钻头同时开始向下进给，Y435接通使钻头旋转；大钻头钻到限位开关X402设定深度时，Y432接通使大钻头提升；直到由限位X403设定的起始位置停止。小钻头钻到限位开关X404设定深度时，Y434接通使小钻头提升；直到由限位X405设定的起始位置停止。两钻头都回原位后，设定值为3的计数器C460值加1；计数器值不等于3，则接通Y436使工件旋转120度，旋转到位X406动作；（X406一直保持到下次旋转离开时释放）旋转结束后开始钻第二对孔；3对孔钻完后计数器当前值等于设定值3，接通Y437使工件松开，Y435断，钻头停止旋转；工件松开到位X407动作，系

24、统回到初始状态。2021/9/17382021/9/1739步进程序设计步骤：1、状态分析：列表分析各步功能、驱动对象、转步条件 步功能驱动转步条件转往 1初始起动X4002 2夹紧Y430已紧X4013，4 3钻头起动，同时降置位Y435，Y431大下到X4025 4Y433小下到X4047 5大钻头升Y432大上到X4036 6大钻头升停8到9 7小钻头升Y434小上到X4058 8小钻头升停6到9 9计数C460：K3C460010C460112 10旋转开始Y436X406011 11旋转结束Y436X40613，4 12松工件Y437，复位Y435已松X40712021/9/17402、状态转换图3、梯形图程序设计：初始化程序：置位S600，复位S601S6132021/9/1741