机电传动控制可编程控制器课件.ppt

9.3 FX2N系列可编程序控制器步进指令及状态编程法,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法 9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则 9.3.3 多流程步进顺序控制 9.3.4 实现顺序控制的其它方法,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,“经验设计法” 是依据设计者经验进行设计的方法，并无一定的章法可循。 “顺序控制设计法” 基本思想： 将控制系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段， 从而作出顺序功能图 (又称功能表图或状态转移图)， 再转换成梯形图及指令表。 特点： 条理十分清楚，无需考虑状态间的繁杂联锁关系。 方便程序的阅读理解，使程序的检查与调试变得非常容易。 是程序编制的重要方法及工具。,一、顺序控制及状态编程法,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,一、顺序控制及状态编程法,控制要求：台车原来处于静止状态； 按下启动按钮SB，电机M正转， 台车第一次前进； 碰到限位开关SQ1时，电机M反转， 台车第一次后退。 碰到SQ2时，台车暂停5s； 延时时间到，台车第二次前进； 碰到SQ3时，台车第二次后退； 碰到SQ2时，台车暂停5s；重复上述过程。,例：台车往复运动控制,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,一、顺序控制及状态编程法,前进,后退,延时,前进,后退,例：台车往复运动控制,延时,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,FX2N共有1000个状态元件，如下表所示。在不用步进指令时，状态元件可作为辅助继电器用于程序中。,二、FX2N状态元件及状态转移图,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,二、FX2N状态元件及状态转移图,状态转移图 (局部),9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,三、FX2N步进指令及状态梯形图,FX2N系列PLC的步进指令有两条： 步进接点指令STL 步进返回指令RET,STL指令的意义为激活某个状态， 在梯形图上体现为从主母线上引出的状态接点。 STL指令有建立子母线的功能， 以使该状态的所有操作均在子母线上进行。 RET指令用于返回主母线， 必须在状态转移程序的结尾使用。,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,三、FX2N步进指令及状态梯形图,梯形图（采用基本指令和步进指令）,状态转移图,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,三、FX2N步进指令及状态梯形图,梯形图（采用基本指令和步进指令）,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,状态转移图,梯形图（采用基本指令和步进指令）,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,三、FX2N步进指令及状态梯形图,状态转移图中，状态的三个要素： 驱动负载 指定转移目标 指定转移条件 其中指定转移目标和指定转移条件是必不可少的， 而驱动负载则视具体情况，也可能不进行实际的负载驱动。,状态转移图,状态梯形图(步进梯形图),指令表,转移目标,负载,转移条件,STL S20LD X1SET S21STL S21OUT Y1LD X2SET S22,转移目标,负载,转移条件,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,例：台车往复运动控制,状态转移图,步进梯形图,前进,后退,延时,前进,后退,前进,后退,延时,前进,后退,指令表,延时,延时,9.3.1 步进指令与状态转移图表示方法,例：台车往复运动控制,状态转移图,步进梯形图,问题：如何控制 单个工作过程？如何控制 多个工作过程？如何实现停止？,X3采用按钮,X3采用开关,有多种方法,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,状态的转移方法， 有如下所示两种。,初始状态用双线框表示， 通常用特殊辅助继电器M8002 的常开触点提供初始信号。,采用应用指令 FNC40（ZRST）（区间复位指令）进行状态的复位。,当X10有脉冲信号，S0S22同时复位,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,可在状态内处理的基本指令 （即步进接点指令STL内 的母线所包含的内容） 如下表所示：,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,输出的驱动方法,（b）对应的指令表：,STL S20OUT Y20OUT Y22LD X5OUT Y21,Y22不能编程,Y22可以编程,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,栈指令的位置,指令表：STL S20LD X2MPSAND X3OUT Y21MRDAND X4OUT Y22MPPAND X5OUT Y23,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,在不同的步进段，允许有重号的输出。 （注意：状态号不能重复使用）在不相邻的步进段，允许使用同一地址编号的定时器。,注意：在相邻的步进段不能使用,状态转移时，若需保持某一个输出，可采用置位指令SET， 当该输出不需要再保持时，可采用复位指令RST。,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,例：十字路口交通灯控制,时序图,梯形图（采用基本指令）,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,状态转移图,例：十字路口交通灯控制,时序图,T6 T7,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,例：十字路口交通灯控制,步进梯形图,状态转移图,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,状态转移图,步进梯形图,梯形图,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,工艺流程示意图,PLC 的I/O配置图,例：搬运机械手的控制,状态转移图,梯形图（采用基本、 步进指令、 应用指令）,指令表,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,状态转移图,例：搬运机械手的控制,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,例：搬运机械手的控制,状态转移图,PLC的 I/O配置图,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,梯形图（采用基本、步进、应用指令）,状态转移图,例：搬运机械手的控制,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,梯形图（采用基本、步进、应用指令）,指令表LD X5ZRST S0 S27LD M8002SET S0STL S0LDI Y2AND X2AND X4OUT Y0LD X6,RST Y2RST Y1OUT Y3LD X7STL S27OUT Y5LD X4OUT S0RETEND,例：搬运机械手的控制,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,具有多种工作方式的系统的编程方式,例：搬运机械手的控制,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,例：搬运机械手的控制,9.3.2 编制SFC图的注意事项和规则,状态梯形图(步进梯形图),例：搬运机械手的控制,9.3.3 多流程步进顺序控制,一、选择分支与汇合,状态转移图,状态梯形图(步进梯形图),指令表STL S20OUT Y0LD X0SET S21LD X10SET S31STL S21LD X2SET S40STL S31LD X12SET S40STL S40,9.3.3 多流程步进顺序控制,二、并联分支与汇合,状态转移图,状态梯形图(步进梯形图),指令表STL S20OUT Y0LD X0SET S21SET S31STL S22STL S32OUT Y11STL S22STL S32LD X10SET S40STL S40,9.3.3 多流程步进顺序控制,一、选择分支与汇合,状态转移图,状态梯形图(步进梯形图),二、并联分支与汇合,状态梯形图(步进梯形图),9.3.3 多流程步进顺序控制,一、选择分支与汇合,状态转移图,二、并联分支与汇合,状态梯形图(步进梯形图),9.3.3 多流程步进顺序控制,(b)跳转,三、跳转与循环,(a)循环,(c)向流程外跳转,(d)自复位,LD X0OUT S21,LD X1OUT S33,LD X2OUT S52,LD X3RST S62,9.3.3 多流程步进顺序控制,例：多台电机顺序启停控制,状态转移图,指令表,9.3.3 多流程步进顺序控制,例：大小球分检装置控制,下降,1吸 小球,2吸 大球,1上 升,2上 升,1右行到小球箱,2右行到大球箱,原位,下降,放球,上升,左行,工艺流程示意图,9.3.3 多流程步进顺序控制,例：大小球分检装置控制,状态转移图,下降,1吸小球,2吸大球,1上 升,2上 升,1右行到 小球箱,2右行到 大球箱,原位,下降,放球,上升,左行,9.3.3 多流程步进顺序控制,例：大小球分检装置控制,状态转移图,指令表,9.3.3 多流程步进顺序控制,例：十字路口交通灯控制,单流程控制,状态转移图,时序图,9.3.3 多流程步进顺序控制,例：十字路口交通灯控制,状态转移图（并行流程）,双流程控制,时序图,9.3.3 多流程步进顺序控制,状态转移图 （并行流程）,例：十字路口交通灯控制,9.3.3 多流程步进顺序控制,指令表,状态转移图,9.3.3 多流程步进顺序控制,例：十字路口交通灯控制,状态转移图 （并行流程）,状态转移图（单流程）,脉冲发生器,9.3.3 多流程步进顺序控制,某压力机的冲压头初始时停在 上面，限位开关X2接通，按下起动按钮X0， Y1控制的 电磁阀线圈通电，冲压头下行。压到工件后压力升高，使压力继 电器接点X1接通，用T0保压5秒，延时到，Y1断电，而Y2控制的 电磁阀线圈通电，冲压头上行。返回初始位置时碰到限位开关X2， Y2断电，冲压头停止上行，然后 延时10秒。至此完成一次工作过程。自动循环完成上述工作过程。 重复5次后，使Y3控制的报警信号灯 发出亮1秒、灭0.5秒的闪光信号，30s后停止报警。,例：压力机的控制,9.3.3 多流程步进顺序控制,状态转移图(2),状态转移图(1),例：压力机的控制,9.3.3 多流程步进顺序控制,有三台电动机M1、M2、M3动作时序如下图所示。启动后，各电动机循环工作，同时循环340秒时，各电动机停止工作，并立即使报警信号灯HL发出亮1秒、灭0.5秒的闪光信号， 20秒后停止报警。再自动重复上述工作，并要求从启动后每工作一小时，电动机停止工作，等待重新启动。,例：三台电动机的控制,时序图,PLC 的I/O配置图,9.3.3 多流程步进顺序控制,状态转移图,时序图,PLC 的I/O配置图,例：三台电动机的控制,20秒 闪光 亮1秒灭0.5秒,34秒10次340秒,启动/停止,(34020)10 3600秒,顺序控制设计法中， 顺序功能图 (又称功能表图或状态转移图)中的“步”， 可以采用两种元件：状态S、辅助继电器M， 从而使梯形图有多种编程方式。 顺序控制梯形图的编程方式 使用STL指令的编程方式 使用SFTL指令的编程方式 使用起保停电路的编程方式 以转换为中心的编程方式,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步”采用辅助 继电器M,“步”采用状态S,下面主要介绍“步用M” 方式一 ：使用SFTL指令的编程方式,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,编程方法总结,经验设计法,顺序控制设计法,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,位右移指令 FNC34 SFTR （SFTRP） 的应用举例,应用指令的通则,FNC34SFTR,“步用M” 方式一,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,位右移指令 FNC34 SFTR的应用举例,连续执行方式,脉冲执行方式,“步用M” 方式一,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,位左移指令 FNC35 SFTL的应用举例,连续执行方式,脉冲执行方式,“步用M” 方式一,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,比较：F1 系列的SFT 指令、FX系列的SFTL指令,FX系列的移位寄存器，根据需要来组合位数,“步用M” 方式一,（F系列的移位寄存器参见P200）,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步用M” 方式一,使用STL指令 的编程方式 “步”采用 状态S使用SFTL指令 的编程方式 “步”采用 辅助继电器M,例：搬运机械手的控制,顺序功能图,状态转移图,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步用M” 方式一,顺序功能图,例：搬运机械手的控制,使用SFTL指令,移位输入：从上而下各支路依次接通，对应相邻两个工序的转移条件，每接通一次，进行一次移位，表示完成上工序、开始下工序。,K1表示移一位,M0表示工序原位,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步用M” 方式一,顺序功能图,例：搬运机械手的控制,使用SFTL指令,原点下降夹紧上升,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步用M” 方式一,顺序功能图,例：搬运机械手的控制,使用SFTL指令,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步用M” 方式一,顺序功能图,例：搬运机械手的控制,使用SFTL指令,驱动负载,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,使用SFTL指令,“步用M” 方式一,梯形图（采用基本指令和应用指令）,例：搬运机械手的控制,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步用M” 方式一,顺序功能图,梯形图,指令表LD X2AND X4OUT M0LD M8002OR M9OR X5ZRST M0 M9LD M0AND X0LD M1AND X1ORBLD M2SFTL M0 M1 K9 K1,例：搬运机械手的控制,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步用M” 方式一,顺序流程图,梯形图,例：台车往复运动控制,I/O配置图,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,“步用M” 方式一,梯形图,例：台车往复运动控制,顺序流程图,I/O配置图,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,编程方法总结,经验设计法,顺序控制设计法,例：台车往复运动控制,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,控制要求：台车原来处于静止状态； 按下启动按钮SB， 电机M正转， 台车第一次前进； 碰到限位开关SQ1时， 电机M反转， 台车第一次后退。 碰到SQ2时，台车暂停5s； 延时时间到，台车第二次前进； 碰到SQ3时，台车第二次后退； 碰到SQ2时，台车暂停5s；重复上述过程。,编程方法总结,PLC的I/O配置图,工艺流程示意图,例：台车往复运动控制,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,编程方法总结,梯形图（采用基本指令）,方法一,I/O配置图,例：台车往复运动控制,说明：按下停止按钮SB2，X10断开，主控指令MC不起作用，M1断开，工作全部停。,顺序流程图,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,编程方法总结,状态转移图步进梯形图,方法二,例：台车往复运动控制,I/O配置图,步进梯形图,状态转移图,顺序流程图,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,编程方法总结,梯形图（采用SFTL指令）,方法三,例：台车往复运动控制,I/O配置图,顺序流程图,顺序流程图,9.3.4 实现顺序控制的其它方法,编程方法总结,方法一,方法二,方法三,例：台车往复运动控制,梯形图,梯形图,梯形图,第九章 可编程序控制器,作业, 题1 采用FX2N系列PLC实现三相异步电动机的 正反转控制，要求设计： 主电路； PLC的I/O配置图； 梯形图； 指令表。 （参考教材中第214页的图9.38相关内容） 题2 采用FX2N系列PLC实现三相异步电动机的 Y-降压起动控制，要求设计： 主电路； PLC的I/O配置图； 梯形图； 指令表。 （参考教材中第216页的图9.39相关内容）,第九章 可编程序控制器, 题3 采用FX2N系列PLC实现钻孔动力头的控制。工作过程： 开始时，动力头在原位，压着限位开关SQ1，即SQ1闭合。 当按下启动按钮SB后，电磁阀YV1动作，动力头快进； 碰到位置开关SQ2，电磁阀YV1、YV2得电动作，动力头转为工进； 碰到位置开关SQ3，则YV1、YV2断电，动力头停止前进，延时1s； 延时到，电磁阀YV3得电，动力头快退； 当退回到原位时，碰到位置开关SQ1，动力头停止。 要求： 设计PLC的I/O配置图 ； 利用方法一设计梯形图(采用基本指令)； （参考教材中第223225页的相关内容） 利用方法二设计状态转移图和步进梯形图； 利用方法三设计梯形图(采用基本指令和SFTL指令)。 P236 题9.15，要求设计状态转移图。 P236 题9.17，要求设计状态转移图。,