第五章_PLC步进顺控指令系统.ppt

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第五章PLC步进顺控指令系统 本章内容及学习目标内容状态转移图步进顺控指令及其编程SFC的基本结构步进指令的应用学习目标学习两条步进指令STL(步进开始)和RET（步进结束）掌握流程图、梯形图和指令表之间的互相转换应用步进指令进行编程 第一节状态转移图定义组成特点运行规则 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），S21~S24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S0→S21的转换条件满足，系统由初始步转换到步S21。 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（Sequentialfunctionchart--SFC）在复杂的控制系统中，用SFC编程变得容易而清晰。SFC强调的是控制过程中的各个状态及实现各状态的条件。 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（①可用数字表示该步编号，②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：①可以外部输入信号，如按钮，开关等②可以是PLC内部的信号，如T，C的触点，③可以是若干信号的逻辑表达式（AND/OR/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 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S0~S9,10点,回零S10~S19,10点,通用S20~S499,480点,保持500~S899,400点,报警S900~S999,100点.特点 SFC的优点：1、在程序中可以直观地看到设备的动作顺序。SFC程序是按照设备（或工艺）的动作顺序而编写，所以程序的规律性较强，容易读懂，具有一定的可视性。2、在设备发生故障时能很容易的找出故障所在位置。3、不需要复杂的互锁电路，更容易设计和维护系统。 SFC程序的运行规则从初始步开始执行，当每步的转换条件成立，就由当前步转为执行下一步，在遇到END时结束所有步的运行。 第二节步进顺控指令及其编程两条步进指令（StepLadderInstruction）：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。 1、除初始状态元件（S0~9）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 第三节SFC的基本结构单序列选择序列并行序列 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。可见，其结构特点是程序顺着工序步，步步为序地向后执行，中间没有任何的分支。 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平连线之上。合并时，可由几个状态任意一个驱动。 选择性分支动作：若步5为活动步，且e=1，则发生5→6进展；若步5为活动步，且f=1，则发生由5→9进展。选择性汇合动作：若步5为活动步，且m=1，则发生由步5→12的进展，若步8为活动步，且n=1，则发生8→12的进展。 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 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 例1选择性分支(大小球分类传送)使用传送机将大、小球分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 I/O口分配输入端口输出端口启动X12下放Y0左限位X1抓球Y1下限位X2上移Y2上限位X3右移Y3小球右限位X4左移Y4大球右限位X5原点位置Y7 状态寄存器的分配S0初始状态S26抓大球上升S21从初始位置下降S27抓大球右移S22抓小球S30带球下降S23抓小球上升S31释球S24抓小球右移S32释球后上升S25抓大球S33释球后左移 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。 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。合并动作：当所有步均处于活动状态，且d=1，发生步3，5，7→8的进展，步3，5，7同时变为不活动步，步8为活动步。 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 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 例2：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，人行道变为红灯，5s后返回初始状态。 I/O口分配输入端口输出端口人行道开关X0车道红色信号灯Y0人行道开关X1车道黄色信号灯Y1车道绿色信号灯Y2人行道红色信号灯Y3人行道绿色信号灯Y4 状态寄存器的分配S0初始状态，车道绿灯亮，人行道红灯亮S30人行道红色信号灯亮S21车道绿色信号灯亮，延时30秒S31人行道绿色信号灯亮，延时15秒S22车道黄色信号灯亮，延时10秒S32延时，绿灯灭0.5秒S23车道红色信号灯亮，延时5秒S33人行道绿色信号灯亮、计数、亮0.5秒S24车道红色信号灯亮S34人行道红灯亮，计数清零，延时5秒， 第四节步进指令的应用（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 控制系统操作面板 手动、回原点、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/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） 利用初始状态指令FNC60（IST）设定各种运行方式：指定X20为输入首元件的编号，X20~X24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；S20~S27分别为自动方式的最小状态和最大状态元件编号。当满足FNC60条件（M8000为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 转移自动M8042启动脉冲禁止转移允许STL监视保持单周期停止单步回原点手动回零启动自动启动自动启动自动运行单步单周期自动手动 初始状态设定工作方式的切换是通过特殊辅助继电器M8040-M8042实现的，IST指令自动驱动M8040-M8042。M80401）线圈通电时，禁止所有的状态转换。2）手动工作方式时，一直为ON,禁止在手动时步活动状态的转换。3）在回原点和单周期工作方式时，从按下停止按钮到按下启动按钮之间M8040起作用。如果在运行过程中按下停止按钮，M8040变为ON并保持，转换被禁止，在完成当前步的工作后，停在当前步。按下启动按钮后，M8040变为OFF，允许转换，系统才能转换到下一步，继续完成剩下的工作。4）在单步工作方式，M8040一直起作用，只是在按了启动按钮时才不起作用，允许转换。5）在连续工作方式，从STOP到RUN时，初始化脉冲M8002ON一个扫描周期，M8040为ON并自保持，禁止转换；按启动按钮后变为OFF，允许转换。 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。程序的编写初始化梯形图 ②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。 ③回原点程序：S1为初始状态元件，返回原点后，M8043为ON。 ④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 作业5-2,5-3 结束