1、 可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術知識模塊三：步進指令及順控程序設計第二篇項目準備篇第二篇項目準備篇 【教學聚焦教學聚焦】 完成本部分內容地學習后，學生將能夠：完成本部分內容地學習后，學生將能夠： 1 1、知識目標、知識目標了解順序控制的含義和熟悉順序控制程序的結構；了解順序控制的含義和熟悉順序控制程序的結構； 熟悉熟悉PLCPLC狀態編程元件的分類和使用方法；狀態編程元件的分類和使用方法；掌握步進指令掌握步進指令STLSTL和和RETRET的功能和用法；的功能和用法；掌握簡單、分支和并行三類順序控制程序的設計方法；掌握簡單、分支和并行三類順序控制程序的設計方法； 2 2、技能目標、技

2、能目標會識別常見輸入輸出控制對象的型號和規格；會識別常見輸入輸出控制對象的型號和規格；能夠分析順控系統的工作過程；能夠分析順控系統的工作過程；能夠繪制能夠繪制PLCPLC控制系統結構和電路圖；控制系統結構和電路圖；能夠合理分配能夠合理分配I/OI/O地址，繪制地址，繪制PLCPLC控制系統流程圖；控制系統流程圖；能夠使用步進元件及指令編寫順序控制程序；能夠使用步進元件及指令編寫順序控制程序；能夠使用能夠使用GX-DeveloperGX-Developer編程調試軟件完成順控程序的輸入；編程調試軟件完成順控程序的輸入；能夠進行程序的離線調試、在線調試；能夠進行程序的離線調試、在線調試；能夠完成十

3、字交通信號燈、部件分揀、電梯等項目的順序控制程序設計及調試；能夠完成十字交通信號燈、部件分揀、電梯等項目的順序控制程序設計及調試；可編程控制器應用技術可編程控制器應用技術 本節講解本節講解3.1 步進指令及步進梯形圖一、順序功能圖二、步進指令三、步進梯形圖四、步進指令的表示及其動作 教學目標教學目標 1.順序控制系統 對于流程作業的自動化控制系統而言，一般都包含若干個狀態（也就是工序），當條件滿足時，系統能夠從一種狀態轉移到另一種狀態，我們把這種控制叫做順序控制。對應的系統則稱為順序控制系統或流程控制系統。一、順序功能圖 2.順序功能圖 以紅綠燈控制為例，其對應的順序功能圖如左圖所示。 S0S

4、0S9S9：初始狀態專用S10S10S19S19：原點復位用 S20S20S499S499：一般用S500S500S899S899：停電保持用S900S900S999S999：報警用 針對順序控制要求，PLC提供了順序功能圖（SFC）語言支持。順序功能圖又稱狀態轉移圖，由一系列狀態（用S表示）組成。系統提供S0S999共1000個狀態供編程使用，其中： FX系列PLC提供了一對步進指令。 STLSTL是利用內部軟元件（狀態S S）在順控程序上進行工序步進式控制的指令。 RETRET是用于狀態（S S）流程的結束，實現返回主程序（母線）的指令。二、步進指令 用步進指令可以將順序功能圖轉換為步進梯

5、形圖，也可以直接編寫步進梯形圖。對梯形圖和順序功能圖應注意以下幾點： 1.狀態的動作與輸出的重復使用狀態編號不可重復使用。如果如果狀態觸點接通，則與其 相連的電路動作；如果狀態觸點 斷開，則與其相連的電路停止工 作。在不同狀態之間，允許對輸出元 件重復輸出，但對同一狀態內不 允許雙重輸出。三、步進梯形圖 3.輸出的互鎖 在狀態轉移過程中，由于在瞬間（1個掃描周期），兩個相鄰的狀態會同時接通，因此為了避免不能同時接通的一對輸出同時接通，必須設置外部硬接線互鎖或軟件互鎖。 定時器線圈與輸出線圈一樣，也可對在不同狀態的同一軟元件編程，但在相鄰的狀態中不能編程。如果在相鄰狀態下編程，則工序轉移時定時器

6、線圈不能斷開，定時器當前值不能復位。 2.定時器的重復使用 如右圖所示，在狀態內的母線將LDLD或LDILDI指令寫入后，對不需要觸點的驅動就不能再編程，需要按下圖方式進行變換。 5.輸出的驅動方法或或 OUT指令與SET指令對于STL指令后的狀態具有同樣的功能，都將原來的狀態自動復位。此外，還有自保持功能。但是，在使用OUT指令時，用于向狀態轉移圖中的分離狀態轉移。 6.狀態的轉移方法 7.可在狀態內處理的指令 1.步進指令的順序功能圖表示及其動作四、步進指令的表示及其動作 2.步進指令的梯形圖表示及其動作四、步進指令的表示及其動作 本節講解本節講解第二節 順序功能圖的類型一、單流程結構二、

7、選擇分支流程結構三、并進分支流程結構四、跳轉流程結構五、重復流程結構 一、單流程結構如如紅紅綠綠燈燈控制程序，雖然是循環控制，但都以一定順序逐步執行且沒有分支，所以屬于單一順序流程。圖中在S21S21執行完后即結束。在步進階梯圖中，以復位（RSTRST）正在執行的步階來結束步進動作。 從頭到尾只有一條路可走，稱為單流程結構。 當S0S0之行后，若X1X1先有效，則跳到S21S21執行，此后即使X2X2有效，S22S22也無法執行。之后若X3X3有效，則脫離S21S21而跳到S23S23執行，當X5有效后，則結束流程。二、選擇分支與匯合流程 當S0S0之行后，若X2X2先有效，則跳到S2S22

8、2執行，此后即使X X1 1有效，S2S21 1也無法執行。 若有多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來執行，這種分支方式稱為選擇分支。 選擇分支流程不能交叉，對左圖所示的流程必須按右邊所示的流程進行修改。二、選擇分支與匯合流程 當S0S0執行后，若X1X1有效，則S20S20及S21S21同時執行。 若有多條路徑，且必須同時執行，這種分支的方式稱為并進分支流程。在各條路徑都執行后，才會繼續往下指令，像這種有等待功能的方式稱之為并進匯合。 當S22S22及S23S23都已執行后，若X4X4有效，則脫離S22S22及S23S23而跳到S24S24執行，程序結束。 當左邊路徑已執行到S22S22，而右

9、邊路徑尚停留在S21S21時，此時即使X4X4有效，也不會跳到S24S24執行。三、并進分支與匯合流程 三、并進分支與匯合流程 如左圖所示的流程都是可能的程序。B流程沒有問題，但A流程在并進匯合處有等待動作的狀態，請務必注意。 三、并進分支與匯合流程 如在并進分支與匯合點處不允許符號*或符號 的轉移條件，應按右圖修改。 四、跳轉流程 向下面狀態的直接轉移或向系列外的狀態轉移被成為跳轉，用符號指向轉移的目標狀態。 五、重復流程 向前面狀態進行轉移的流程稱為重復。用指向轉移的目標狀態。使用重復流程可以實現一般的重復，也可以對當前狀態復位。 一、單流程設計二、選擇分支流與匯合程設計三、并進分支與匯合

10、流程設計 教學目標教學目標 【應用系統設計】 簡易紅綠燈控制系統 T0T1T2T3X0 SETSET在步進梯形圖中，作為狀態轉移指令使用。STLSTL為狀態動作的步進起始指令STLSTL與SETSET指令之間的部分為該狀態所需做的動作動作。 用LD或LDI指令設置轉移條件用SET指令設置狀態以STL指令開始設置動作母線用OUT指令設置動作 【應用范例】洗車洗車流程控制二、選擇分支與匯合流程設計 若方式選擇開關（COSCOS）置于手動方式，當按下STARTSTART啟動后， 則按下列程序動作：執行泡沫清洗（用MC1MC1驅動）；按PB1PB1則執行清水沖洗（用MC2MC2驅動）；按PB2PB2則

11、執行風干（用MC3MC3驅動）；按PB3PB3則結束洗車。若方式若選擇開關（COSCOS）置于自動方式，當按START啟動后， 則自動按洗車流程執行。其中泡沫清洗10秒、清水沖洗20 秒、風干5秒，結束后回到待洗狀態。任何時候按下STOPSTOP，則所有輸出復位，停止洗車項目說明： 功能分析：手動、自動只能選擇其一，因此使用選擇分支來做。依題目說明可將電路規劃為兩種功能，而每種功能有三種依PBPB按鈕或設定時間而順序執行的狀態。手動狀態狀態S21S21MC1MC1動作狀態S22S22MC2MC2動作狀態S23S23MC3MC3動作狀態S24S24停止自動狀態狀態S31S31MC1MC1動作狀態

12、S32S32MC2MC2動作狀態S33S33MC3MC3動作狀態S24S24停止 元件分配： 啟動按鈕、停止按鈕，使用輸入繼電器方式選擇開關，使用輸入繼電器清水沖洗按鈕，使用輸入繼電器泡沫清洗驅動，使用輸出繼電器風干機驅動，使用輸出繼電器清水沖洗驅動，使用輸出繼電器風干按鈕，使用輸入繼電器結束按鈕，使用輸入繼電器 繪繪制狀態流程圖STOP動作設 置M 0， 可 暫 存START按鈕狀態，避免一直按住按鈕另一種結束方式：清除本身手手動動流流程程手手動動流流程程自自動動流流程程自自動動流流程程允許再次啟動電路 步進階梯圖轉換 鍵入程序：將程序錄入編程器并下載到目標PLC將步進階梯圖轉換為語句表 【

13、應用系統設計】氣壓式沖孔加工機氣壓式沖孔加工機控制系統三、并進分支與匯合流程設計 工件的補充、沖孔、測試及搬運可同時進行。控制說明：工件的補充由傳送帶（電機M0M0驅動）送入。工件的搬運分合格品及不合格品兩種，由測孔部分判斷。若測孔機在設定時間內能測孔到底（MS2 ONMS2 ON），則為合格品，否則即為不合格品。不合格品在測孔完畢后，由A缸抽離隔離板，讓不合格的工件自動掉入廢料箱；若為合格品，則在工件到達 搬運點后，由B缸抽離隔離板，讓合格的工件自動調入包裝箱。 功能分析：系統由5個流程組成：復位流程，清除殘余工件；工件補充流程，根據有無工件控制傳送帶的啟停；沖孔流程，根據沖孔位置有無工件控

14、制沖孔機是否實施沖孔加工；測孔流程，檢測孔加工是否合格，由此判斷工件的處理方式；搬運流程，將合格工件送入包裝箱。因為只有一個放在工件補充位置的PH0PH0來偵測工件的有無，而另外的鉆孔、測孔及搬運位置并沒有其他傳感裝置，那么應如何得知相應位置有無工件呢？本題所使用的方式是為工件補充、鉆孔、測孔及搬運設置4個標志，即M10-M13M10-M13。當PH0PH0偵測到傳送帶送來的工件時，則設定M10M10為1，當轉盤轉動后，用左移指令將M10-M13M10-M13左移一個位元，亦即M11M11為1,鉆孔機因此標志為1而動作。其他依此類推，測孔機依標志M12M12動作、包裝搬運依M13M13動作。

15、元件分配及端子接線： 繪繪制功能流程圖a.原點復位流程OFFOFF動作動作定位由定位由OFF變為變為ON時轉時轉盤停止盤停止驅動轉盤驅動轉盤電機電機（M1 ON）A缸抽離缸抽離隔離板隔離板判斷是否判斷是否做完四次做完四次 繪繪制功能流程圖b.工件補充流程傳送帶轉動傳送帶轉動(M0 ON)設定設定M10M10為為1(1(表示表示有工件有工件) )有工件有工件（PH0PH0動作）動作）時間到時間到沒有工件沒有工件c.氣壓沖孔流程鉆孔機動作鉆孔機動作（Y4 ONY4 ON）鉆孔機鉆孔機返回返回有無工件標志有無工件標志（M11M11為為1 1表示表示有工件）有工件）設置設置8 8秒秒等待時間等待時間

16、繪繪制功能流程圖d.測孔流程e.工件搬運流程 初始復位流程定位格由OFF變為ON時轉盤停止工件搬運流程測孔流程鉆孔流程步進階梯圖轉換 【練習】機械手臂控制系統 工件的補充使用人工控制，可直接將工件放在D D點（LS0LS0動）。控制說明：只要D D點有工件，機械手臂即先下降（B B缸動作）將工件抓取（C C缸動作）后上升（B B缸復位），再將工件搬運（A A缸動作）到E E點上 方，機械手臂再次下降（B B缸動作）后放開（C C缸復位）工件，機械手臂上升（B B缸復位），最后機械手臂再回到原點（A A缸復位）。A,B,C缸均為單作用氣缸，使用電磁控制。C缸在抓取或放開工件后，都需有1秒的間隔，

17、機械手臂才能動作。當E點有工件且B缸已上升到LS4LS4時，傳送帶電機轉動以運走工件，經2秒后傳送帶電機自動停止。工件若未完全運走（計時未到）時，則應等待傳送帶電機停止后才能將工件移走。 要求： 進行功能分析、元件分配、繪制順序功能圖、將順序功能流程轉換為步進梯形圖，然后將程序錄入計算機并下載到PLC，進行最后的調試。 本章小結本章小結 本章主要介紹了步進指令、順序功能圖類型及設計步本章主要介紹了步進指令、順序功能圖類型及設計步驟、順序功能圖到步進梯形圖的轉換方法、步進梯形圖設驟、順序功能圖到步進梯形圖的轉換方法、步進梯形圖設計注意事項。并結合實例詳細分析了單流程設計、選擇分計注意事項。并結合

18、實例詳細分析了單流程設計、選擇分支與匯合流程設計和并進分支與匯合流程設計。支與匯合流程設計和并進分支與匯合流程設計。 通過本通過本部分部分的學習，我們初步認識了可編程控制器（的學習，我們初步認識了可編程控制器（PLCPLC），對其功能、特），對其功能、特點、應用領域和發展有了一個大致的了解。可編程控制器和其他工業控制計算點、應用領域和發展有了一個大致的了解。可編程控制器和其他工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程控制器技術的發展方向，目前的計算機集機組網構成大型的控制系統是可編程控制器技術的發展方向，目前的計算機集散控制系統（散控制系統（Distributed Control SystemDistributed Control System，DCSDCS）中已有大量的）中已有大量的PLCPLC應用。伴應用。伴隨著計算機網絡的發展，隨著計算機網絡的發展，PLCPLC作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。同時，隨著中國經分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。同時，隨著中國經濟的發展、技術的進步，可以預期濟的發展、技術的進步，可以預期PLCPLC在中國將有更加廣闊的應用天地。在中國將有更加廣闊的應用天地。知