FX2N系列可编程控制器步进指令及状态编程法.ppt

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1、可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术第五章第五章 FX2N系列可编程控制器系列可编程控制器步进指令及状态编程法步进指令及状态编程法目录目录n 状态编程思想及状态元件状态编程思想及状态元件n FXFX2N2N系列系列PLCPLC步进顺控指令应用规则步进顺控指令应用规则n FXFX2N2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制图的程序编制n 状态编程思想在非状态元件编程中的应用状态编程思想在非状态元件编程中的应用1内容提要内容提要2 状态法提供了将复杂的顺控过程分解为小的状态法提供了将复杂的顺控过程分解为小的“状态状态”分别编程分别编程,再组合成整体程

2、序的编程思想。可使编程工作再组合成整体程序的编程思想。可使编程工作程式化程式化,规范化。是规范化。是 PLCPLC程序编制的重要方法。程序编制的重要方法。状态转移图是状态编程的工具状态转移图是状态编程的工具,图中包含了程序所需图中包含了程序所需用的全部状态及状态间的关联。针对具体状态来说用的全部状态及状态间的关联。针对具体状态来说,状态状态转移图给出该状态的任务及状态转移的条件及方向。采用转移图给出该状态的任务及状态转移的条件及方向。采用状态法编程时一般先绘出状态转移图状态法编程时一般先绘出状态转移图,再由状态转移图转再由状态转移图转绘为梯形图或编写指令表。绘为梯形图或编写指令表。本章在介绍状

3、态编程思想、状态元件、状态指令的基本章在介绍状态编程思想、状态元件、状态指令的基础上础上,结合实例说明了状态编程方法的应用。结合实例说明了状态编程方法的应用。第一节第一节 状态编程思想及状态元件状态编程思想及状态元件n一、状态编程思想导引一、状态编程思想导引举例举例举例举例小车自动往返系统小车自动往返系统缺缺缺缺陷陷陷陷 工艺动作表达繁琐。梯形图涉及的联锁关系较复杂,处理起来较麻烦。梯形图可读性差,很难从梯形图看出具体控制工艺过程。3第一节第一节 状态编程思想及状态元件状态编程思想及状态元件状态转移图状态转移图状态转移图状态转移图工序1准备工序2工序3工序4工序5前进：Y010后退：Y011延

4、时5s：T37前进：Y010后退：Y011SBSQ1SQ2SQ3SQ2T37X000启动（前进）后退后退停延时前进后退后退停图5-1 小车往返运行系统步序图左图特点左图特点:复杂的控制任务或工作过程分解成了若干个工序；各工序的任务明确而具体；各工序间的联系清楚,工序间的转换条件直观；这种图很容易理解,可读性很强。4第一节第一节 状态编程思想及状态元件状态编程思想及状态元件图5-2 小车往返运行控制状态转移图S20S0S21S22S23工序5()Y010()Y011定时器()Y010()Y011SBSQ1SQ2SQ3SQ2T37X000后退前进后退准备前进X001T37K50X002X003X0

5、02M8002回到回到4545页页5第一节第一节 状态编程思想及状态元件状态编程思想及状态元件 将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态,明确各状态的任务、状态转移条件和转移方向,再依据总的控制顺序要求,将这些状态组合形成状态转移图,最后依一定的规则将状态转移图转绘为梯形图程序。状态编程的一般思想：状态编程的一般思想：6第一节第一节 状态编程思想及状态元件状态编程思想及状态元件n二、状态元件二、状态元件nFX2N系列PLC状态元件的分类及编号见表5-1。n此外,FX2N系列PLC还为状态编程安排了两条专用的步进指令如表5-2所示。7类 别元件编号点数用 途 及 特 点初始状态S0S910用于状

6、态转移图(SFC)的初始状态返回原点S10S1910多运行模式控制当中,用作返回原点的状态一般状态S20S499480用作状态转移图(SFC)的中间状态掉电保持状态S500S899400具有停电保持功能,用于停电恢复后需继续执行停电前状态的场合信号报警状态S900S999100用作报警元件使用表5-1 FX2N系列 PLC的状态元件 注:1.状态的编号必须在指定范围内选择。2.各状态元件的触点,在 PLC内部可自由使用,次数不限。3.在不用步进顺控指令时,状态元件可作为辅助继电器在程序中使用。4.通过参数设置,可改变一般状态元件和掉电保持状态元件的地址分配。8第一节第一节 状态编程思想及状态元

7、件状态编程思想及状态元件RET指令助记符、名称功 能梯形图符号程 序 步STL步进接点指令步进接点驱动 1RET步进返回指令步进程序结束返回 1表5-2 步进顺控指令功能及梯形图符号9第二节第二节 FX2N系列系列 PLC步进顺控指令应用规则步进顺控指令应用规则n一、步进顺控指令的意义一、步进顺控指令的意义 转移图中的一个状态在梯形图中用一条步进接点转移图中的一个状态在梯形图中用一条步进接点指令表示。指令表示。图5-3 状态转移图与状态梯形图对照10第二节第二节 FX2N系列系列 PLC步进顺控指令应用规则步进顺控指令应用规则n二、状态程序图的三要素二、状态程序图的三要素n 负载驱动n 转移条

8、件 n 转移方向11第二节第二节 FX2N系列系列 PLC步进顺控指令应用规则步进顺控指令应用规则图5-4 非连续状态转移图12第二节第二节 FX2N系列系列 PLC步进顺控指令应用规则步进顺控指令应用规则n三、使用状态三、使用状态STLSTL指令编绘梯形图时的注意事项指令编绘梯形图时的注意事项n(1)关于顺序 状态三要素的表达要按先任务再转移的方式编程,顺序不得颠倒。n(2)关于母线 STL步进接点指令有建立子(新)母线的功能,其后进行的输出及状态转移操作都在子母线上进行。这些操作可以有较复杂的条件。可在步进接点后使用的指令如表5-3所示。13第二节第二节 FX2N系列系列 PLC步进顺控指

9、令应用规则步进顺控指令应用规则 指指 令令状状 态态LD/LDI/LDP/LDFLD/LDI/LDP/LDFAND/ANI/ANDP/ANDFAND/ANI/ANDP/ANDFOR/ORI/ORP/ORF/INV/OUT,OR/ORI/ORP/ORF/INV/OUT,SET/RST,PLS/PLFSET/RST,PLS/PLFANB/ORBANB/ORBMPS/MRD/MPPMPS/MRD/MPPMC/MCRMC/MCR初始状态初始状态/一般状一般状态态可以使用可以使用可以使用可以使用不可使用不可使用分支分支,汇汇合状态合状态输出处理输出处理转移处理转移处理可以使用可以使用可以使用可以使用可以

10、使用可以使用不可使用不可使用不可使用不可使用不可使用不可使用表5-3 可在状态内处理的顺控指令一览表14第二节第二节 FX2N系列系列 PLC步进顺控指令应用规则步进顺控指令应用规则图5-5 栈操作指令在状态内的正确使用栈操作指令栈操作指令栈操作指令栈操作指令MPS/MRD/MPPMPS/MRD/MPPMPS/MRD/MPPMPS/MRD/MPP在在在在状态内不能直接与步进接状态内不能直接与步进接状态内不能直接与步进接状态内不能直接与步进接点指令后的新母线连接点指令后的新母线连接点指令后的新母线连接点指令后的新母线连接,应应应应接在接在接在接在LDLDLDLD或或或或LDILDILDILDI指

11、令之后。指令之后。指令之后。指令之后。15第二节第二节 FX2N系列系列 PLC步进顺控指令应用规则步进顺控指令应用规则n(3)关于元器件的使用 允许同一元件的线圈在不同的STL接点后多次使用。注意：注意：注意：注意：同一定时器不要用在相邻的状态中。在同一程序段中,同一状态继电器也只能使用一次。n(4)其他 在为程序安排状态继电器元件时,要注意注意状态器的分类功用。16第二节第二节 FX2N系列系列 PLC步进顺控指令应用规则步进顺控指令应用规则图5-6 小车自动往返状态梯形图及指令表回到回到4545页页17第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的

12、程序编制状态转移图的程序编制几个概念几个概念几个概念几个概念 单流程流程图单流程流程图单流程流程图单流程流程图 针对复杂控制任务的流程图针对复杂控制任务的流程图针对复杂控制任务的流程图针对复杂控制任务的流程图多分支汇多分支汇合流程图合流程图 规范为规范为规范为规范为选择性分选择性分支汇合支汇合 并行性分并行性分支汇合支汇合 18第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n一、选择性分支、汇合及其编程一、选择性分支、汇合及其编程 1.1.1.1.选择性分支状态转移图的特点选择性分支状态转移图的特点选择性分支状态转移图的特点选

13、择性分支状态转移图的特点 该状态转移图有三个分支流程顺序。该状态转移图有三个分支流程顺序。该状态转移图有三个分支流程顺序。该状态转移图有三个分支流程顺序。S20S20S20S20为分支状态。为分支状态。为分支状态。为分支状态。S50S50S50S50为汇合状态为汇合状态为汇合状态为汇合状态,可由可由可由可由S22S22S22S22、S32S32S32S32、S42S42S42S42任一状态驱动。任一状态驱动。任一状态驱动。任一状态驱动。19第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n编程原则是先集中处理分支状态,然后再集中

14、处理汇合状态。2.2.2.2.选择性分支、汇合的编程选择性分支、汇合的编程选择性分支、汇合的编程选择性分支、汇合的编程图5-7 选择性分支状态转移图20第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制图5-8 分支状态S20及其编程21图5-9 汇合状态S50及其编程22选择性分支选择性分支SFCSFC图对图对应的状态梯形图应的状态梯形图23第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制 3.3.3.3.选择性分支状态转移图及编程实例选择性分支状态转移图及编程实

15、例选择性分支状态转移图及编程实例选择性分支状态转移图及编程实例 图图5-115-11为使用传送带将大、小球分类选择传送装置的示意图为使用传送带将大、小球分类选择传送装置的示意图大、小球分类选择传大、小球分类选择传大、小球分类选择传大、小球分类选择传送装置示意图送装置示意图送装置示意图送装置示意图24图5-12 大小球分类选择传送的状态转移图2526第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n二、并行分支与汇合的编程二、并行分支与汇合的编程 1.1.1.1.并行分支状态转移并行分支状态转移并行分支状态转移并行分支状态转移图及

16、其特点图及其特点图及其特点图及其特点图5-13 并行分支流程结构并行分支当满足某个条件后使多个分支流程同时执行的分支。27第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制从图5-13可以看出:S20为分支状态。S20动作,若并行处理条件 X000接通,则 S21、S31和 S41同时动作,三个分支同时开始运行。S30为汇合状态。三个分支流程运行全部结束后,汇合条件 X002为 ON,则 S30动作,S22、S32和 S42同时复位。这种汇合,有时又叫做排队汇合。28第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器

17、分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n 编程原则是先集中进行并行分支处理,再进行汇合处理。n(1)(1)(1)(1)并行分支的编程并行分支的编程并行分支的编程并行分支的编程 编程方法是先对分支状态进行驱动处理,然后按分支顺序进行状态转移处理。n(2)(2)(2)(2)并行汇合处理编程并行汇合处理编程并行汇合处理编程并行汇合处理编程 编程方法是先进行汇合前状态的驱动处理,然后按顺序进行汇合状态的转移处理。2.2.2.2.并行分支状态转移图的编程并行分支状态转移图的编程并行分支状态转移图的编程并行分支状态转移图的编程29图5-14 并行分支的编程第三节第三节 FX2N系列可编程控制器

18、分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制30第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制图5-15 并行汇合的编程31第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制图5-16 并行分支SFC图的状态梯形图n(3)(3)(3)(3)并行分支状态转移图对应的状态梯形图并行分支状态转移图对应的状态梯形图并行分支状态转移图对应的状态梯形图并行分支状态转移图对应的状态梯形图 32第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可

19、编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n(4)(4)(4)(4)并行分支、汇合编程应注意的问题并行分支、汇合编程应注意的问题并行分支、汇合编程应注意的问题并行分支、汇合编程应注意的问题n 并行分支的汇合最多能实现8个分支的汇合,如图5-17所示。图5-17 并行分支汇合数的限制33第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n 并行分支与汇合流程中,并联分支后面不能使用选择转移条件,在转移条件*后不允许并行汇合,如图5-18(a)所示,应改成图5-18(b)后,方可编程。图5-18 并行分支与汇合转移条

20、件的处理34第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制 3.3.3.3.并行分支、汇合编程实例并行分支、汇合编程实例并行分支、汇合编程实例并行分支、汇合编程实例图5-19 人行横道交通灯控制35按钮式人行横按钮式人行横道交通灯控制道交通灯控制状态转移图及状态转移图及程序程序36第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n三、分支、汇合的组合流程及虚设状态三、分支、汇合的组合流程及虚设状态n 有些状态转移图是若干个或若干类分支、汇合流程的组合。有的分支、

21、汇合的组合流程不能直接编程,需要转换后才能进行编程,如图5-21,应将左图转换为可直接编程的右图形式。37第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制图5-21 组合流程的转移38第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n 有一些分支、汇合组合的状态转图如图5-22所示,它们连续地直接从汇合线转移到下一个分支线,而没有中间状态。这样的流程组合既不能直接编程,又不能采用上述办法先转换后编程。这时需在汇合线到分支线之间插入一个状态,以使状态转移图与前边所提

22、到的标准图形结构相同。虚设状态？虚设状态？39虚设状态虚设状态的设置的设置40第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n FX2N系列 PLC中一条并行分支或选择性分支的电路数限定为8条以下;有多条并行分支与选择性分支时,每个初始状态的电路总数应小于等于16条,如图5-23所示。图5-23 分支数的限定41第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制n四、跳转与循环结构四、跳转与循环结构n跳转与循环是选择性分支的一种特殊形式。n正向跳转？逆向跳转（循环

23、）？42图5-24 跳转与循环控制的SFC图和STL图43第三节第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制状态转移图的程序编制 跳转与循环的条件，可以由现场的行程（位置）开关获取，也可以用计数方法确定循环次数，在时间控制中也可以用定时器来确定。小结小结小结小结44第四节第四节 状态编程思想在非状态元件状态编程思想在非状态元件编程中的应用编程中的应用n一、用辅助继电器实现状态编程一、用辅助继电器实现状态编程 采用状态器编程的小车自动往返状态转移图和状态梯形图见图5-2及图5-6。从两图比较中看到从两图比较中看到,状态转移图的每一个状态在状态梯状态转移

24、图的每一个状态在状态梯形中均对应一个程序单元块形中均对应一个程序单元块,每个单元块都包含了负载驱动、每个单元块都包含了负载驱动、转移条件及转移方向等状态三要素。状态元件在状态梯形转移条件及转移方向等状态三要素。状态元件在状态梯形图中有两个作用图中有两个作用,一是提供一是提供STLSTL接点形成针对某个状态的专接点形成针对某个状态的专门处理区域门处理区域,二是一旦某状态被二是一旦某状态被“激活激活”就会自动将其前一就会自动将其前一个状态复位。个状态复位。45第四节第四节 状态编程思想在非状态元件状态编程思想在非状态元件编程中的应用编程中的应用 如果解决了状态复位及专门处理区的问题如果解决了状态复

25、位及专门处理区的问题,也就实现也就实现了状态编程。而这两个问题可以借助于辅助继电器了状态编程。而这两个问题可以借助于辅助继电器 M M及及复、置位指令实现。复、置位指令实现。举例小车程序 用M100、M101、M102、M103、M104及M105分别代替 S0、S20、S21、S22、S23、S24,采用复、置位指令实现的小车自动往返的步进程序如图5-25所示。由于基本指令梯形图中不允许出现双重输出,所以引入M111、M112、M113、M114,其中M111、M112与Y010为前进,M113、M114与Y011为后退。46图5-25 小车往返辅助继电器状态编程梯形图47第四节第四节 状态

26、编程思想在非状态元件状态编程思想在非状态元件编程中的应用编程中的应用 辅助继电器实现的状态编程方法,同基本指令梯形图的编程完全相同。注意：注意：注意：注意：在设计每个工序的梯形图时在设计每个工序的梯形图时,应将前工序辅助继电应将前工序辅助继电器的复位操作放在本工序负载驱动的前面器的复位操作放在本工序负载驱动的前面,防止编程时防止编程时出现逻辑错误出现逻辑错误,导致控制混乱。导致控制混乱。48第四节第四节 状态编程思想在非状态元件状态编程思想在非状态元件编程中的应用编程中的应用n二、用移位寄存器实现状态编程二、用移位寄存器实现状态编程n 移位寄存器可以由许多位辅助继电器顺序排列组成。移位寄存器各位的数据可在移位脉冲的作用下依一定的方向移动。49