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第五章PLC步进顺控指令系统状态转移图步进顺控指令及其编程SFC的基本结构(单序列、选择序列、并行序列、子步)状态转移图流程的跳转、重复、复位及分支限数状态转移图（SFC）的定义、组成和特点1、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。第一节状态转移图状态转移图（SFC）2、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可是外部输入信号，如按钮，开关等②可是PLC内部的信号，如T，C的触点，③可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。状态转移图（SFC）3、SFC的特点：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。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•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。第二节步进顺控指令及其编程•SFC与梯形图的转换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2-42，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2-42，PLC上电时，由M8002接通初始状态S0）。第三节SFC的基本结构•单序列•选择序列•并行序列•子步第三节SFC的基本结构1、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。第三节SFC的基本结构2、选择序列：①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。②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。第三节SFC的基本结构•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。第三节SFC的基本结构•选择性分支的编程方法•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第三节SFC的基本结构•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第三节SFC的基本结构3、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。①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。②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。第三节SFC的基本结构分支动作：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。第三节SFC的基本结构•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。P73，图5-13第三节SFC的基本结构•并行性汇合的编程•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。SFC的基本结构4、子步：在SFC中，某一步可以包含一系列子步和转换，这些序列表示整个系统的一个完整的子功能。子步中还可以包含有更详细的子步。这种设计方法可减少设计中的错误，缩短总体设计和查错所需要的时间。步进指令的应用例1：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。例2: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。例3: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次后计数器触点接通，状态由S33向S34转移，人行道变为红灯，5s后返回初始状态。例3：斑马线交通信号灯控制的时序图。步进指令的应用例4：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。步进指令的应用——机械手控制系统1、工作方式（用面板上旋钮选择）手动、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。步进指令的应用——机械手控制系统2、初始状态设定利用初始状态指令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监控有效步进指令的应用——机械手控制系统3、程序的编写：①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。步进指令的应用——机械手控制系统3、程序的编写：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。步进指令的应用——机械手控制系统3、程序的编写：③回原点程序：S1为初始状态元件，返回原点后，M8043为ON。步进指令的应用——机械手控制系统3、程序的编写：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。ThankYou!作业P72:5-3。练习题：