《电气控制与PLC》第6章.pptx
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1、Date:3/2/2023 Page:1第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第第6 6章章 步进顺控指令步进顺控指令(zhlng)(zhlng)及及其应用其应用 1、如何(rh)绘制工作流程图?2、如何(rh)由工作流程图转换为PLC的状态转移图?3、如何(rh)根据控制要求来设计PLC的状态转移图?4、如何(rh)根据PLC的状态转移图写出其指令?5、如何(rh)设计步进顺控程序?6、与基本逻辑指令相比又有何优势?。等等学习学习(xux)情景引入:情景引入:第一页,共69页。Date:3/2/2023 Page:2第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及
2、其应用深圳职业技术学院第第6 6章章 步进顺控指令步进顺控指令(zhlng)(zhlng)及及其应用其应用6.1 6.1 6.1 6.1 状态状态状态状态(zhungti)(zhungti)(zhungti)(zhungti)转移图转移图转移图转移图6.3 6.3 6.3 6.3 单流程单流程单流程单流程(lichng)(lichng)(lichng)(lichng)的程序设计的程序设计的程序设计的程序设计6.4 6.4 6.4 6.4 选择性流程的程序设计选择性流程的程序设计选择性流程的程序设计选择性流程的程序设计6.2 6.2 6.2 6.2 步进顺控指令及其编程方法步进顺控指令及其编程方
3、法步进顺控指令及其编程方法步进顺控指令及其编程方法实训实训实训实训17 17 机械手的机械手的机械手的机械手的PLCPLC控制控制控制控制 6.5 6.5 6.5 6.5 并行性流程的程序设计并行性流程的程序设计并行性流程的程序设计并行性流程的程序设计实训实训实训实训18 18 自动焊锡机的自动焊锡机的自动焊锡机的自动焊锡机的PLCPLC控制控制控制控制 实训实训实训实训20 20 电动机正、反转能耗制动的电动机正、反转能耗制动的电动机正、反转能耗制动的电动机正、反转能耗制动的PLCPLC控制(控制(控制(控制(2 2)实训实训实训实训19 19 工业洗衣机的工业洗衣机的工业洗衣机的工业洗衣机
4、的PLCPLC控制控制控制控制 实训实训实训实训21 21 皮带运输机的皮带运输机的皮带运输机的皮带运输机的PLCPLC控制控制控制控制 实训实训实训实训23 23 双头钻床的双头钻床的双头钻床的双头钻床的PLCPLC控制控制控制控制 实训实训实训实训22 22 自动交通灯的自动交通灯的自动交通灯的自动交通灯的PLCPLC控制(控制(控制(控制(1 1)第二页,共69页。Date:3/2/2023 Page:3第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院流程图流程图 实训8的彩灯循环点亮过程,实际上就是一个顺序控制过程,整个控制过程可分为如下4个阶段(或叫工序):复位、
5、黄灯亮、绿灯亮、红灯亮。每个阶段又分别完成如下的工作(也叫动作):初始及停止复位,亮黄灯、延时,亮绿灯、延时,亮红灯、延时。各个阶段之间只要延时时间到就可以过渡(也叫转移)到下一阶段。因此,可以很容易地画出其工作流程图,如图6-1所示。流程图对大家来说并不陌生,那么,要让PLC来识别大家所熟悉的流程图,这就要将流程图“翻译”成如图6-2所示的状态(zhungti)转移图,完成“汉译英”的过程就是本章要解决的问题。第三页,共69页。Date:3/2/2023 Page:4第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院流程图与状态流程图与状态(zhungti)转移图转移图第四
6、页,共69页。Date:3/2/2023 Page:5第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 学习情境引入:根据(gnj)控制要求,我们可以很容易地画出控制系统的工作流程图(如图6-1所示),那么,如何让PLC来识别工作流程图呢?这就要将流程图转化为PLC能够识别的状态转移图。状态状态(zhungti)(zhungti)转移图转移图 要将流程图转化为状态转移图只要进行如下的变换(即“汉译英”):一是将流程图中的每一个阶段(或工序)用PLC的一个状态继电器来表示;二是将流程图中的每个阶段要完成的工作(或动作(dngzu))用PLC的线圈指令或功能指令来实现;三是将流
7、程图中各个阶段之间的转移条件用PLC的触点或电路块来替代;四是流程图中的箭头方向就是PLC状态转移图中的转移方向。第五页,共69页。Date:3/2/2023 Page:6第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 将整个控制过程按任务要求分解成若干个工序,其中的每一个工序对应一个状态(即步),并分配状态继电器。搞清楚每个状态的功能。状态的功能是通过状态元件驱动各种负载(即线圈或功能指令)来完成的,负载可由状态元件直接驱动,也可由其他软触点的逻辑组合驱动。找出每个状态的转移条件和方向,即在什么条件下将下一个状态“激活”。状态的转移条件可以是单一的触点,也可以是多个触点
8、串、并联电路(dinl)的组合。根据控制要求或工艺要求,画出状态转移图。1 1设计状态转移图的方法设计状态转移图的方法(fngf)(fngf)和步骤和步骤 复位(f wi)S0,黄灯亮S20,绿灯亮S21,红灯亮S22。S0:PLC初始及停止复位(驱动ZRST S20 S22区间复位指令)。S20:亮黄灯、延时(驱动Y0、T0的线圈,使黄灯亮1s)。S21:亮绿灯、延时(驱动Y1、T1的线圈,使绿灯亮1s)。S22:亮红灯、延时(驱动Y2、T2的线圈,使红灯亮1s)。S0:初始脉冲M8002、停止按钮(常开触点)X0,并且,这两个条件是或的关系。S20:一个是起动按钮X1,另一个是从S22来的
9、定时器T2的延时闭合触点。S21:定时器T0的延时闭合触点。S22:定时器T1的延时闭合触点。第六页,共69页。Date:3/2/2023 Page:7第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第七页,共69页。Date:3/2/2023 Page:8第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 状态转移图中的状态有驱动(q dn)负载、指定转移方向和转移条件三个要素。其中指定转移方向和转移条件是必不可少的,驱动(q dn)负载则要视具体情况,也可能不进行实际负载的驱动(q dn)。2 2状态状态(zhungti)(zhungti)的三要素的三
10、要素 图6-1所示状态转移(zhuny)的驱动过程如下:3 3状态转移和驱动的过程状态转移和驱动的过程 第八页,共69页。Date:3/2/2023 Page:9第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个状态。无论多么复杂的过程都能分解为若干个状态,有利于程序的结构化设计。相对某一个具体的状态来说,控制任务简单了,给局部程序的编制带来了方便。整体程序是局部程序的综合,只要搞清楚各状态需要完成的动作、状态转移的条件和转移的方向,就可以进行状态转移图的设计。这种图形很容易(rngy)理解,可读性很强,能清楚地反映整个控制的工艺过
11、程。4状态转移状态转移(zhuny)图的特点图的特点第九页,共69页。Date:3/2/2023 Page:10第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 若对应状态“有电”(即“激活”),则状态的负载驱动和转移处理才有可能执行;若对应状态“无电”(即“未激活”),则状态的负载驱动和转移处理就不可能执行。因此,除初始状态外,其他所有状态只有在其前一个状态处于“激活”且转移条件成立(chngl)时才可能被“激活”;同时,一旦下一个状态被“激活”,上一个状态就自动变成“无电”。从PLC程序的循环扫描角度来分析,在状态转移图中,所谓的“有电”或“激活”可以理解为该段程序被扫
12、描执行;而“无电”或“未激活”则可以理解为该段程序被跳过,未能扫描执行。这样,状态转移图的分析就变得条理清楚,无需考虑状态间繁杂的联锁关系。也可以将状态转移图理解为“接力赛跑”,只要跑完自己这一棒,接力棒传给下一个人,就由下一个人去跑,自己就可以不跑了。或者理解为“只干自己需要干的事,无需考虑其他”。状态状态(zhungti)转移图的理解转移图的理解 第十页,共69页。Date:3/2/2023 Page:11第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 步进顺控指令(zhlng)STLSTL是是利利用用(lyng)(lyng)内内部部软软元元件件(状状态态S S)在在
13、顺顺控控程程序上进行工序步进式控制的指令。序上进行工序步进式控制的指令。RETRET是是用用于于状状态态(S S)流流程程的的结结束束,实实现现(shxin)(shxin)返返回回主程序(母线)的指令。主程序(母线)的指令。步进顺控指令及其编程方法步进顺控指令及其编程方法第十一页,共69页。Date:3/2/2023 Page:12第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 STL步进触点指令用于“激活”某个状态,其梯形图符号为。在梯形图上体现为从主母线上引出的状态触点,有建立(jinl)子母线的功能,以使该状态的所有操作都在子母线上进行,状态转移图和状态梯形图的对应
14、关系如图4-4所示。1STL指令指令(zhlng)第十二页,共69页。Date:3/2/2023 Page:13第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 RET指令用于返回主母线,其梯形图符号(fho)为。该指令使步进顺控程序执行完毕时,非步进顺控程序的操作在主母线上完成。为防止出现逻辑错误,步进顺控程序的结尾必须使用RET步进返回指令。2RET指令指令(zhlng)第十三页,共69页。Date:3/2/2023 Page:14第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 对状态转移图进行编程,就是如何使用(shyng)STL和RET指令的问
15、题。状态转移图的编程原则为:先进行负载的驱动处理,然后进行状态的转移处理。图6-2所示的指令表程序见表6-1,其状态梯形图如图6-3所示。6.2.2 状态转移状态转移(zhuny)图的编程方法图的编程方法6.2.3编程注意事项编程注意事项P176页页第十四页,共69页。Date:3/2/2023 Page:15第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第十五页,共69页。Date:3/2/2023 Page:16第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院6.3 单流程(lichng)的程序设计如如彩彩灯灯循循环环点点亮亮控控制制程程序序,虽虽
16、然然是是循循环环控控制制,但但都都以以一一定定顺顺序序逐逐步步(zhb)(zhb)执执行行且且没没有有分分支支,所以属于单一顺序流程。所以属于单一顺序流程。图中在S22执行(zhxng)完后即结束。在步进阶梯图中,以复位(RSTRST)正在执行的步来结束步进动作。从头到尾只有一条路可走,称为单流程结构。第十六页,共69页。Date:3/2/2023 Page:17第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 单流程控制的编程比较简单,其编程方法和步骤如下。根据控制要求,列出PLC的I/O分配表,画出I/O分配图。将整个工作过程按工作步序进行(jnxng)分解,每个工作步
17、序对应一个状态,将其分为若干个状态。理解每个状态的功能和作用,即设计驱动程序。找出每个状态的转移条件和转移方向。根据以上分析,画出控制系统的状态转移图。根据状态转移图写出指令表。6.3.1 设计(shj)方法和步骤第十七页,共69页。Date:3/2/2023 Page:18第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院【应用系统设计(shj)】简易红绿灯控制系统6.3.2 程序设计程序设计(chn x sh j)实实例例例例1简易红绿灯控制系统简易红绿灯控制系统西东南北第十八页,共69页。Date:3/2/2023 Page:19第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控
18、指令及其应用深圳职业技术学院南北(nnbi)B南北(nnbi)B南北(nnbi)B南北B东西A东西A东西A东西A第十九页,共69页。Date:3/2/2023 Page:20第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第二十页,共69页。Date:3/2/2023 Page:21第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第二十一页,共69页。Date:3/2/2023 Page:22第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第二十二页,共69页。Date:3/2/2023 Page:23第第6章章 步进顺控指令及其应用
19、步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院T0T1T2T3X0第二十三页,共69页。Date:3/2/2023 Page:24第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第二十四页,共69页。Date:3/2/2023 Page:25第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院SETSET在步进梯形图中,作为状态转移指令使用。STLSTL为状态动作的步进起始指令STLSTL与SETSET指令之间的部分为该状态所需做的动作动作。第二十五页,共69页。Date:3/2/2023 Page:26第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术
20、学院用LD或LDI指令设置转移条件用SET指令设置状态以STL指令开始设置动作母线用OUT指令设置动作第二十六页,共69页。Date:3/2/2023 Page:27第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院例例2 电动机循环正反转电动机循环正反转(fn zhun)的的PLC控制控制 设计一个电动机循环正反转的控制系统。设计一个电动机循环正反转的控制系统。其控制要求如下:按下起动按钮,电动机正其控制要求如下:按下起动按钮,电动机正转转3s,暂停,暂停(zn tn)2s,反转,反转3s,暂停,暂停(zn tn)2s,如此循环,如此循环5个周期,然后自个周期,然后自动停止
21、;运行中,可按停止按钮停止,热继动停止;运行中,可按停止按钮停止,热继电器动作也应停止。电器动作也应停止。第二十七页,共69页。Date:3/2/2023 Page:28第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院1I/O分配分配(fnpi)根据控制要求,其I/O分配为X0:停止按钮,X1:起动按钮,X2:热继电器动合点;Y1:电动机正转接触器,Y2:电动机反转接触器。2状态转移图 根据控制要求可知,这是一个单流程控制程序,其工作(gngzu)流程图如图4-10所示;再根据其工作(gngzu)流程图可以画出其状态转移图,如图4-11所示。第二十八页,共69页。Date:
22、3/2/2023 Page:29第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第二十九页,共69页。Date:3/2/2023 Page:30第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 3系统(xtng)接线图 根据系统(xtng)控制要求,其系统(xtng)接线图如图4-12所示。第三十页,共69页。Date:3/2/2023 Page:31第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 例3 用步进顺控指令设计一个彩灯自动(zdng)循环闪烁的控制程序。其控制要求如下:3盏彩灯HL1、HL2、HL3,按下起动按钮后HL1
23、亮,1s后HL1灭、HL2亮,1s后HL2灭、HL3亮,1s后HL3灭,1s后HL1、HL2、HL3全亮,1s后HL1、HL2、HL3全灭,1s后HL1、HL2、HL3全亮,1s后HL1、HL2、HL3全灭,1s后HL1亮如此循环;随时按停止按钮停止系统运行。第三十一页,共69页。Date:3/2/2023 Page:32第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院第三十二页,共69页。Date:3/2/2023 Page:33第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 当S0之行后,若X1先有效,则跳到S21执行,此后即使X2有效,S22也无
24、法执行。之后若X3有效,则脱离S21而跳到 S23执 行,当 X5有 效 后,则 结 束(jish)流程。当S0之行后,若X2先有效,则跳到S22执行(zhxng),此后即使X1有效,S21也无法执行(zhxng)。若有多条路径,而只能选择其中一条路径来执行,这种分支方式(fngsh)称为选择分支。6.4 6.4 选择性流程的程序设计选择性流程的程序设计第三十三页,共69页。Date:3/2/2023 Page:34第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 选择分支流程不能交叉(jioch),对左图所示的流程必须按右边所示的流程进行修改。第三十四页,共69页。Dat
25、e:3/2/2023 Page:35第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院选择性流程选择性流程(lichng)(lichng)及其编程及其编程第三十五页,共69页。Date:3/2/2023 Page:36第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院 从3个流程中选择执行哪一个流程由转移条件X0、X10、X20决定。分支转移条件X0、X10、X20不能同时接通,哪个先接通,就执行哪条分支。当S20已动作时,一旦X0接通,程序就向S21转移,则S20就复位。因此,即使以后X10或X20接通,S31或S41也不会动作。汇合状态S50可由S22、
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