《电气控制与PLC》第6章10891.pptx
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1、Date:5/8/2023 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 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用 1 1 1 1、如何绘制、如何绘制、如何绘制、如何绘制工作流程图工作流程图工作流程图工作流程图?2 2 2 2、如何由、如何由、如何由、如何由工作流程图工作流程图工作流程图工作流程图转换为转换为转换为转换为PLCPLCPLCPLC的状态转移图?的状态转移图?的状态转移图?的状态转移图?3 3 3 3、如何根据控制要求来设计如何根据控制要求来设计如何根据控制要求来设计如何根据控制要求来设计PLCPLCPLCPLC的状态转移图?的状态
2、转移图?的状态转移图?的状态转移图?4 4 4 4、如何根据如何根据如何根据如何根据PLCPLCPLCPLC的状态转移图写出其指令?的状态转移图写出其指令?的状态转移图写出其指令?的状态转移图写出其指令?5 5 5 5、如何设计步进顺控程序?、如何设计步进顺控程序?、如何设计步进顺控程序?、如何设计步进顺控程序?6 6 6 6、与基本逻辑指令相比又有何优势?与基本逻辑指令相比又有何优势?与基本逻辑指令相比又有何优势?与基本逻辑指令相比又有何优势?。等等等等等等等等学习情景引入:学习情景引入:Date:5/8/2023 Page:2第第6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用深圳职业技术
3、学院第第6 6章章 步进顺控指令及其应用步进顺控指令及其应用6.1 6.1 6.1 6.1 状态转移图状态转移图状态转移图状态转移图6.3 6.3 6.3 6.3 单流程的程序设计单流程的程序设计单流程的程序设计单流程的程序设计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
4、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
5、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)Date:5/8/2023 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6.1.16.1.1流程图流程图 实训实训实训实训8 8的彩灯循环点亮过程,实际上就是一个的彩灯循环点亮过程,实际上就是一个的彩灯循环点亮过程,实际上就是一个的彩灯循环点亮过程,实际上就是一个顺序控制顺序控制顺序控制顺序控制过程过程过程过程,整个控制过程可分为如下,整个控制过程可分为如下,整个控制过程可分为如下,整个
6、控制过程可分为如下4 4个个个个阶段阶段阶段阶段(或叫(或叫(或叫(或叫工序工序工序工序):复位、):复位、):复位、):复位、黄灯亮、绿灯亮、红灯亮。每个阶段又分别完成如下的工作黄灯亮、绿灯亮、红灯亮。每个阶段又分别完成如下的工作黄灯亮、绿灯亮、红灯亮。每个阶段又分别完成如下的工作黄灯亮、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(也叫动作):初始及停止复位,亮黄灯、延时,亮绿灯、延(也叫动作):初始及停止复位,亮黄灯、延时,亮绿灯、延(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
7、以过渡时,亮红灯、延时。各个阶段之间只要延时时间到就可以过渡时,亮红灯、延时。各个阶段之间只要延时时间到就可以过渡时,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(也叫转移)到下一阶段。因此,可以很容易地画出其(也叫转移)到下一阶段。因此,可以很容易地画出其(也叫转移)到下一阶段。因此,可以很容易地画出其工作流工作流工作流工作流程图程图程图程图,如图,如图,如图,如图6-16-1所示。流程图对大家来说并不陌生,那么,要所示。流程图对大家来说并不陌生,那么,要所示。流程图对大家来说并不陌生,那么,要所示。流程图对大家来说并不陌生,那么,要让让
8、让让PLCPLC来识别大家所熟悉的流程图,这就要将来识别大家所熟悉的流程图,这就要将来识别大家所熟悉的流程图,这就要将来识别大家所熟悉的流程图,这就要将流程图流程图流程图流程图“翻译翻译翻译翻译”成成成成如图如图如图如图6-26-2所示的所示的所示的所示的状态转移图状态转移图状态转移图状态转移图,完成,完成,完成,完成“汉译英汉译英汉译英汉译英”的过程就是本的过程就是本的过程就是本的过程就是本章要解决的问题。章要解决的问题。章要解决的问题。章要解决的问题。Date:5/8/2023 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转移图流程图与状态转
9、移图Date:5/8/2023 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 学习情境引入学习情境引入:根据控制要求,我们可以很容易根据控制要求,我们可以很容易地画出控制系统的地画出控制系统的工作流程图工作流程图(如图(如图6 6-1 1所示),那所示),那么么,如何让如何让PLCPLC来识别工作流程图呢?这就要将来识别工作流程图呢?这就要将流程图流程图转化为转化为PLCPLC能够识别的能够识别的状态转移图状态转移图。6.1.26.1.2状态转移图状态转移图 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:一是将流程图流程图中的中的每一
10、个每一个阶段(或工序)阶段(或工序)用用PLCPLC的一个状态继电器来表的一个状态继电器来表示;二是将示;二是将流程图流程图中的中的每个阶段每个阶段要完成的要完成的工作(或动工作(或动作)作)用用PLCPLC的的线圈指令或功能指令线圈指令或功能指令来实现;三是将来实现;三是将流流程图程图中各个阶段之间的中各个阶段之间的转移条件转移条件用用PLCPLC的触点或电路的触点或电路块来替代;四是流程图中的块来替代;四是流程图中的箭头方向箭头方向就是就是PLCPLC状态转状态转移图中的移图中的转移方向转移方向。Date:5/8/2023 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
11、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,也可以是多个触点串、并联电路的组合。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和步骤设计状态转移图的方法和步骤 复位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 S2
12、2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。Date:5/8/2023 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Date:5/8/2023 Page:8第第6章章 步进顺控指令及其应用
13、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负载、指定转状态转移图中的状态有驱动负载、指定转移方向和转移条件三个要素。其中指定转移方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,驱动负载则要视向和转移条件是必不可少的,驱动负载则要视具体情况,也可能不进行实际负载的驱动。具体情况,也可能不进行实际负载的驱动。2 2状态的三要素状态的三要素 图图图图6 6 6 6-1-1-1-1所示状态转移的驱动过程如下:所示状态转移的驱动过程如下:所示状态转移的驱动过程如下:所示状态转移的驱动过程如下:3 3状态转移和驱动的过程状态转移和驱动的过程 Date:5/8/202
14、3 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可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个干个状态状态。无论多么复杂的过程都能分解为若干个状。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。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,相对某一个具体的状态来说,控制任务简单了,给局部给局部程序程序的编制带来了方便。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,状态需要完成的动作、状态转
15、移的条件和转移的方向,就可以进行状态转移图的设计。就可以进行状态转移图的设计。这种图形很容易理解,可读性很强,能清楚这种图形很容易理解,可读性很强,能清楚地反映整个控制的工艺过程。地反映整个控制的工艺过程。4状态转移图的特点状态转移图的特点Date:5/8/2023 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 若对应状态若对应状态“有电有电”(即(即“激活激活”),),则状态的负载驱动和转移处理则状态的负载驱动和转移处理才有可能执行;若对应状态才有可能执行;若对应状态“无电无电”(即(即“未激活未激活”),则状态的负载驱),则状态的负载驱动和转移处理就不
16、可能执行。因此,除初始状态外,其他所有状态只有在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其前一个状态处于“激活激活”且转移条件成立时才可能被且转移条件成立时才可能被“激活激活”;同时,;同时,一旦一旦下一个状态下一个状态被被“激活激活”,上一个状态上一个状态就自动变成就自动变成“无电无电”。从。从PLC程程序的循环扫描角度来分析,在状态转移图中,所谓的序的循环扫描角度来分析,在状态转移图中,所谓的“有电有电”或或“激活激活”可以理解为该段程序可以理解为该段程序被扫描执行被扫描执行;而;而“无电无电”或或“未激活未激活”则可以理解为则可以理解为该段程序该段
17、程序被跳过被跳过,未能扫描执行。这样,状态转移图的分析就变得条理清,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楚,无需考虑状态间繁杂的联锁关系联锁关系。也可以将状态转移图理解为。也可以将状态转移图理解为“接力接力赛跑赛跑”,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,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,无需考虑其他只干自己需要干的事,无需考虑其他”。6.1.3状态转移图的理解状态转移图的理解 Date:5/8/2023 Page:11第第6章章 步进顺
18、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 6.2.1步进顺控指令 STLSTL是利用内部软元件(状态S S)在顺控程序上进行工序步进式控制的指令。RETRET是用于状态(S S)流程的结束,实现返回主程序(母线)的指令。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法Date:5/8/2023 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关系如图4-4所示。
19、1STL指令指令Date:5/8/2023 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Date:5/8/2023 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,就是如何使用对状态转移图进行编程,就是如何使用STL和和RET指令指令的问题。状态转移图的编程原则为:先进行负载的驱动处理,的问题。状态转移图的编
20、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。然后进行状态的转移处理。图图6-2所示的指令表程序见表所示的指令表程序见表6-1,其状态梯形图如图其状态梯形图如图6-3所示。所示。6.2.2 状态转移图的编程方法状态转移图的编程方法6.2.3编程注意事项编程注意事项P176页页Date:5/8/2023 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Date:5/8/2023 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 单流程的程序设计如如彩彩灯灯循循环环点点亮亮控制程序,虽然是循环控制,但都以一定顺序逐
21、步执行且没有分支,所以属于单一顺序流程。图中在S22S22执行完后即结束。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。Date:5/8/2023 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分解,每个工作步序对应一个状态,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
22、态转移图写出指令表。6.3.1 设计方法和步骤Date:5/8/2023 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】简易红绿灯控制系统6.3.2 程序设计实例程序设计实例例例1简易红绿灯控制系统西东南北Date:5/8/2023 Page:19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南北B南北B南北B南北B东西A东西A东西A东西ADate:5/8/2023 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Date:5/8/2023 Page:21第第6章章 步进顺控指令及其应用
23、步进顺控指令及其应用深圳职业技术学院Date:5/8/2023 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Date:5/8/2023 Page:23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T0T1T2T3X0Date:5/8/2023 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Date:5/8/2023 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SE
24、TSET指令之间的部分为该状态所需做的动作动作。Date:5/8/2023 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Date:5/8/2023 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 电动机循环正反转的电动机循环正反转的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,电动机其控制要求如下:按下起动按钮,电动机正转正转3s,暂停,暂停2s,
25、反转,反转3s,暂停,暂停2s,如此,如此循环循环5个周期,然后自动停止;运行中,可个周期,然后自动停止;运行中,可按停止按钮停止,热继电器动作也应停止。按停止按钮停止,热继电器动作也应停止。Date:5/8/2023 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 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状态转移图状态转移图 根据控制要求可知,这是一个单流程控制根据控制要求可知,这是一个单流程控制程序,其工作流程图如图程序,其工作流程图如图4-10所
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