PLC的编程语言与指令系统.ppt

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1、PLC的编程语言与指令系统第一节 PLC的编程语言 编程语言 程序表明所采用的方式 现代PLC通常采用以下 几种编程语言：,一、梯形图（Ladder Diagram)及其格式特点 简单、直观、易学易懂、应用最为 广泛、最受电气技术人员欢迎逻辑电路构成 常开接点、常闭接点组合功能 逻辑运算、算术运算、数据传送、变换与外部输出表达形式 类似于继电器线路图（图3-1）一个接触器的启、停 控制线路驱动一个逻辑线圈或 功能指令块,X0 X1 Y0,Y0,SB1 SB2 KM,图3-1 继电器线路图与梯形图,KM,SB1SB2,图3-2 PLC的I/O端口接线,KM,X0 Y0X1 PLCCOM COM,

2、FR,输出供电电源,FU,X5 X1 Y0,Y0,SB1 SB2 KM,KM,SB1SB2,KM,X5 Y0X1 PLCCOM COM,FR,输出供电电源,FU,SB1SB2,KM,X0 Y0X1 PLCCOM COM,FR,输出供电电源,X0,X0 常开接通 常闭断开,FU,X0 X1 Y0,Y0,SB1 SB2 KM,KM,X0 X1 Y0,Y0,SB1 SB2 KM,KM,X0 X1 Y0,Y0,SB1 SB2 KM,KM,SB1SB2,KM,X0 Y0X1 PLCCOM COM,FU,FR,输出供电电源,X1,X1 常开接通 常闭断开,X0 X1 Y0,Y0,SB1 SB2 KM,KM

3、,X0 X1 Y0,Y0,SB1 SB2 KM,KM,X0 X1 Y0,Y0,SB1 SB2 KM,KM,继电器线路图与梯形图有两个重要区别：1）继电器线路图为并行工作方式梯形图为串行工作方式2）继电器线路图中常开、常闭接点的数量有限梯形图中各类软器件用于内部编程的常开、常闭接点使用次数不受限制,另外：在梯形图左右两侧的直线称为左右母线 相当于继电器线路图中的左右电源线 与左母线相连的控制线路通常是一个由 常开、常闭接点组成的逻辑电路 与右母线相连接的是输出线圈、其他各 类软器件的逻辑线圈或功能指令块 在梯形图中右母线有时也可以省略。,二、指令语句表及其格式（语句表）是梯形图的一种派生语言 类

4、似于汇编语言但更简单 表答 助记符形式的各类指令语句来描述梯形 图的逻辑运算、算术运算、数据传送与 处理或程序执行中的某些特定功能 基本格式 操作码操作数 与梯形图之间有着严格的一一对应关系 特点是便于用户程序的输入、读出与修改,图3-1中的梯形图可以用下述几条语句来描述：序号 操作码 操作数 程序步数 指令功能 0 LD X0 1 从母线开始取用 X0的常开触点 1 OR Y0 1 并联Y0常开触点（“或”运算）2 ANI X1 1 串联X1的常开触 点（“与”运算）3 OUT Y0 1 Y0线圈输出,图3-3 带有功能指令块的FX2系列PLC的梯形图表3-1 对应的指令语言表。,MOV,X

5、0 X1 Y0,Y0,图3-3 PLC梯形图,M100 T0,Y0,K100,D10,0915,K123,三、顺序功能图及其格式(SFC)近年国际电工协会（IEC）大力推广的新 编程标准 顺序功能图又称为功能表图或状态转移图原理 它是将一个完整的控制过程分解为若干个 阶段（状态）各阶段有不同的动作或其他各种控制内容 阶段之间有一定的转换条件 一旦条件满足就实现状态的自动转移 上一阶段结束 下一阶段动作开始直至完成整个过程的控 制要求,特点 特别适用于复杂的顺序控制过程 状态器是实现SFC编程功能的专用编程软 器件图3-4 是一个PLC控制机械手动作状态转移图 在自动方式下只要满足一定条件就置初

6、 态S2为1 从下降开始直到左移回到原位 自动完成整个控制过程注意：顺序功能图与梯形图和指令语句之间有一一对 应关系 能够相互转换,S21,S20,S2,M8002 自动方式初始状态状态转移开始 原始位置条件,夹具夹紧,Y0 下降,X1 下限位,T0 K10,图3-4 机械手自动方式 下状态转移图,M8041M8044,SET,Y1,S22,T2 上升,T0,S23,T3 右移,X2 上限位,1,2,S25,夹具放松,T1 K10,图3-4 机械手自动方式下状态转移图,RST,Y1,S26,Y2 上升,X1,S27,Y4 右移,X4 左限位,S24,Y0 下限,X3 右限位,1,2,T1,X2

7、,四、级式编程语言 是类似功能图的图形编程语言图3-5 沿用了梯形图编程方法 在PLC内部开发了供编程使 用的通用与专用编程元件和 指令（状态元件、级式指令）,110,图3-5 级式语言图与语句表程序,S10 转移目标,10,SG,转移条件,Q1,Q10,10,JMP 55,本级处理,图3-5 级式语言图与语句表程序,SG S10(级S10登记)OUT Q1(无条件输出)23 LD 10 OUT Q10(条件输出)LD 13(级转移条件)JMP S5(转移目标),五、逻辑图编程语言 是一种图形编程语言 采用逻辑电路规定的“与”、“或”、“非”等逻辑图符号依控 制顺序组合而成 是国际电工协会（I

8、EC）颁布 的PLC编程语言之一图3-6 是用此语言编制的一段PLC 程序,Y30,图3-6 逻辑符号图程序,X3X1X2,OR,NOT,AND,六、高级编程语言 中、大型PLC已采用 BASIC FORTRAN PASCAL C 等高级语言的PLC专用编程语言,第二节 PLC的基本指令及其编程应用一、PLC 的基本指令系统（参考表3-2、图3-7、图3-8）1、基本指令LD（取）、LDI（取反）OUT（输出）LD 取用指定元件的常“开”触点；LDI 取用指定元件的常“闭”触点。（起始取指令）OUT 是线圈输出指令 是程序执行的结果 总是出现在一个逻辑行的末,表3-2 接点取用与线圈输出指令,

9、X1,图3-7 LD、LDI、OUT指令的应用,X2,T2,027,Y1M101T2K20Y2,写母线相连 驱动指令驱动（定时器）指令设定常数，延时设定2s与母线相连驱动指令,X1,图3-8 输出线圈重复使用的程序执行,Y3,X2,Y3Y4Y3,输出处理Y3=OFF Y4=ON,输入处理X1=ON X2=OFF,1st2nd,2、逻辑运算指令（表3-3、图3-9、图3-10）AND（与）ANI（与非）OR（“或”）ORI（“或非”）ANB（块“与”）ORB（块“或”）AND 串联一个常“开”触点；ANI 串联一个常“闭”触点。（“与”“与非”是单个触 点的串联指令）,表3-3 逻辑运算指令,X

10、1,图3-9 AND、ANI 指令的应用,X4,Y5Y6Y7,串联常开接点串联常闭接点,X2,X3,X5,03,OR 并联一个常“开”触点；ORI 并联一个常“闭”触点。（“或”“或非”是单个触点的串联指令）ANB、ORB 是块“与”“或”指令 用于程序块的串联或并 联连接 该指令无操作数。,X1,图3-10 OR、ORI指令的应用,M105,X3,04,Y1M100,并联接点并联接点,X2,M110,M100,X4,X0,图3-11 ORB 指令的应用,X4,X1,Y5,X2,X3,X5,X0,图3-12 ANB 指令的应用,X3,Y0,X2,X1,X4,3、内部信息与器件状态处理指令（表3

11、-4、图3-13图3-18）MPS、MRD、MPP、PLS、PLF、SET、RSTMPS、MRD、MPP 多重输出指令 用于多重输出电路,MPS 指令将接点状态储存起来（进栈）MRD或MPP 指令读出 对于同一个接点状态MRD 指令可以多次使用读出后栈 内容不变 各层内容也不移动 MPP 指令只能使用一次 读出后栈内容消失（全零）MPS与MPP 必须成对使用且连续使用应 少于11次,注意,表3-4 信息与器件状态处理指令,X000,X001,X002,X006,X007,X010,图3-13 栈存储器与多重输出指令的应用,X003,X004,X005,MPS,MPP,X011,X012,MPS

12、,MRD,MRD,MPP,MRD MPSMPP,0 714,123 n,Y0Y1Y2 Y3Y4Y5Y6Y7,MPS,MPP,X000,X001,Y0,X002,X005,X007,X010,图3-14 一层栈电路,Y1,X003,X004,Y3,X006,Y2,X011,MPS,MRD,MPP,X000,X001,Y0,X002,X004,X006,图3-15 二层栈电路,Y1,X003,Y3,X005,Y2,MPS,MPP,MPS,MPP,MPP,MPS,X001,X002,Y0,X003,图3-16 四层栈电路,Y1,X004,MPS,MPS,MPP,MPP,MPS,MPS,Y2,Y3,M

13、PP,X000,Y4,MPP,PLS与PLF 脉冲输出指令 被操作元件的脉冲输出宽度为 一个程序扫描周期PLS（上升沿微分）在信号的上升沿输出PLF（下降沿微分）在信号的下降沿输出PLS、PLF 不能应用于输入继电器X、状态器 S 和特殊型辅助继电器 M,注意,脉冲指令的用法：1）一组与LD、AND、OR指令相对应的脉冲式操作指令。触点只在操作元件有上升/下降沿时导通一个扫描一个周期2）PLS、PLF指令的软元件指定为辅助继电器（M）,X000,M0,M0,PLS,X001,M1,Y000,RST,Y000,SET,M1,PLF,X000X001M0M1Y000,一个扫描周期,一个扫描周期,图

14、3-17 PLS、PLF指令的应用,置位与复位指令 SET（置位）RST（复位）应用:SET、RST对位元件操作时必须成对使用 对同一元件可以多次使用SET 与RST指令 指令顺序可任意 状态决定于程序最后的执行结果,X000,SET,Y000,X001,RST,Y000,X002,SET,M0,X003,RST,M0,X004,SET,S0,X005,RST,S0,X006,RST,D0,X0,X1,Y0,图3-18 SET、RST指令应用于位元件,RST 指令可单独应用于T、C、D、V、Z等字元件的清零如图3-19所示 当X0接通时T246复位 当前值清0 其触头复位 X1接通期间T246

15、对1ms时钟脉冲计数 累积计数到1234时Y0动作 32位双向计数器根据M8200状态对X4端子 输入脉冲进行加计数（M8200状态为0）或减计数（X2接通M8200置1）当计数值达到D1、D0所存的设定值时C200 线圈置位，Y1置1，当X3接通C200复位 当前值清零，Y1值0。,X000,T246,X001,RST,T246,X002,X003,C200,X004,RST,C200,T246K1234Y000M8200C200D0Y001,图3-19 RST 指令应用于T、C,4、程序处理指令 NOP END MC（进主控）MCR（出主控）应用 用于程序修改，结束。,表3-5 程序处理指

16、令,说明:1、在编程序过程中，放进NOP指令 在程序更改时使步序号码变更少。2、若将LD、LDI、ANB、ORB指令改为NOP 则梯形图的构成将发生很大变化。3、END防止程序结束后，还继续执行 无用的空操作。4、END分段调试程序时放在每一段的 结束，可实现分段调试。,AND-NOP,ANI-NOP,接点短路,切断后与前面的回路相接,LD（LDI）NOP,图3-20 NOP指令应用,OR-NOP,ORI-NOP,回路切断,OUT、RST、PLS、SFTNOP,图3-20 NOP指令应用,ANB-NOP,短路前面电路,ORBNOP,前面电路删除,图3-20 NOP指令应用,主控与主控复位指令

17、MC（进主控）MCR（出主控）应用 用于公共串联触点的连接；,表3-5 程序处理指令,注意：1、当M100ON则执行MCMCR中的所有程序；2、MCMCR中非积算定时器、OUT驱动的元件 复位；3、MCMCR中积算定时器、计数器、SET/RST 指令驱动的元件保持当前状态；4、MC可以嵌套使用嵌套级N的编号按07顺次 增大返回时用MCR从N大到小逐级解除；5、特殊用途辅助继电器不能用作MC操作元件；6、MC、MCR要同时使用。,M100,X001,X002,X003,N0,X000,MC,N0,M100,MCR,N0,图3-21 MC、MCR指令应用,Y000,Y001,Y002,二、基本指令

18、编程应用举例例3-1 编制一个用户程序，控制交流电动机M1、M2的启/停运行。其控制要求是：1）M1启动40s后方允许M2启动；2）M2停止运行30s后，方允许M1停止运行。解：1）设I/O端口安排如下：M1：启动按钮SB1接X0 启/停控制接触器 KM1接Y0停止按钮SB2接X1 M2：启动按钮SB3接X2 启/停控制接触器 KM2接Y1停止按钮SB4接X3,SB1SB2SB3SB4,PLC的I/O端口接线,KM1,X0 Y0 X1 Y1 PLCX2 X3 COM COM,FU,FR1,FR2,KM2,2）设计梯形图如图3-22所示 图中辅助继电器M0和M1分别为两 台电动机的启动与停止标志

19、号 T0、T1用于定时控制 在完成第二台电动机启动和第一台 电动机停止后应及时复位 可见程序中所有SET和RST指令都 是成对出现,M0,T0K400,X000,SET,Y0,END,图3-22 PLC控制两台电动机运行,SET,M0,T0 X002,SET,Y1,RST,M0,M1,T1K300,X003,RST,Y1,SET,M1,T1 X001,RST,Y0,RST,M1,例3-2 有一种试剂由混料罐配制。混料罐有两个进料泵分别控制两种不同的液体材料进罐，有一个出料泵控制混合料成品出罐，还有一个搅拌泵将混合料搅拌均匀。在罐体侧面装有3个液位控制开关SA1、SA2、SA3分别检测罐内液位的

20、低、中、高位信号。当罐内磁钢浮球到达与SA1、SA2、SA3齐平位置时，分别发出液位低、中、高信号。控制面板上除启动、停止按钮外还有一个两位主令开关SA4用来选择两种不同配方，当SA4处在1位（SA41接通）选用配方1，当SA4处在2位（SA42接通）选用配方2。配料工艺过程与控制要求如P107中间说明：,配料工艺过程与控制要求,初态关闭所有泵,SB1,开进 料泵1,SQ2中位,SA-1+配方1SA-2+配方2,关进料泵1开进料泵2开进料泵1开进料泵2,SB3高位,关进料泵1,2开搅拌泵,延时 3s,SQ1低位,关搅拌泵开出料泵,循环3次未到循环3次到,试按上述控制要求设计用户程序。解：1）令

21、I/O地址分配如下：启动按钮SB1 X0 进料泵1 Y0停止按钮SB2 X1 进料泵2 Y1液位信号SQ1 X2（低位）搅拌泵2 Y2 SQ2 X3（中位）出料泵 Y3 SQ3 X4（高位）配方 SA-1 X5 SA-2 X6,2）设计梯形图如图3-23所示(p108)图中M8002为初始化脉冲 用于初始化处理 M0为循环标志 M1为阶段标志 M2为中途停止标志。,a)梯形图b)语句表图3-23 PLC控制混料罐,a)梯形图b)语句表图3-23（续）PLC控制混料罐,例3-3 设计一个用PLC控制装卸料小车，小车控制要 求如题1-18所述。解：1 令I/O端口地址安排如下：启动按钮SB2 X0

22、 小车运行电动机前进 KM1 Y0停止按钮SB1 X1 小车运行电动机后退 KM2 Y1原位开关SQ1 X2 1位装料 KM3 Y21位开关SQ2 X3 2位装料 KM4 Y32位开关SQ3 X4 原位卸料 KM5 Y4,2 设计梯形图 如图3-24所示(p108)其中M0为小车运行循环 标志 M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8为各 阶段运行标志 M9为停车标志。,a)梯形图b)语句表图3-24 PLC控制装卸小车,a)梯形图b)语句表图3-24续 PLC控制装卸小车,T1,RST,M4,SET,M5,Y0,31,36,39,44,47,49,M5,X4,RST,M5,SET,M6

23、,Y3,M6,T2K t3/0.1,T2,RST,M6,SET,M7,Y1,M7,M7,RST,M7,SET,M8,Y4,X2,M8,T3K t4/0.1,34,53,a)梯形图b)语句表图3-24续 PLC控制装卸小车,T3,RST,M8,SET,M1,C0Kn,58,64,67,74,76,X1,SET,M9,M0,C0,RST,C0,M0,END,SET,M9,X2,M9,RST,M0,RST,M1,例 3-4 试设计一个PLC控制污水处理的工艺 过程的用户程序污水处理工艺和控制过程是：按下启动按钮SB1 污水泵起动，污水到位后（由位置开关SQ1控制）污水泵停 一号除污剂泵启动 一号除污

24、剂到位（SQ2控制）关闭,根据污水程度选择主令开关SA（1位为轻度污水，2位为重度污水）决定除污剂添加方法 如果是轻度污水则起动搅拌泵直接 进行处理 如果是重度污水则先启动二号除污 剂泵 待二号除污剂到位（SQ3检测）关 闭该泵后再启动搅拌泵进行处理,搅拌泵运行10s后关闭 然后启动放水泵放水至低位（SQ4 检测）关闭放水泵延时1s 罐底打开 污物自动落下，计数器累加1 延时4s关闭 至此排污工艺一个循环结束,当计数器值不到5则延时2s 继续进行污水处理和排放 若计数器达到5次 则延时2s后启动污物小车 再延时6s后继续进行污水处理循环 如果中途按下停止按钮SB2 则完成本次排污关闭罐底门后延

25、时 2s停止污水处理过程。,解：1）设I/O端口地址安排为：启动按钮 SB1 X0 污水泵 KM0 Y0停止按钮 SB2 X7 一号除污剂泵 KM1 Y1污水位 SQ1 X1 二号除污剂泵 KM2 Y2一号除污剂位 SQ2 X2 搅拌泵 KM3 Y3二号除污剂位 SQ3 X3 放水泵 KM4 Y4放水位 SQ4 X4 罐底门 KM5 Y5主令开关 SA1 X5 小车 KM6 Y6 SA2 X6,2）设计梯形图如图3-25所示(p110)M0为循环标志 M1-M9为阶段标志 M10为停止标志,a)梯形图b)语句表图3-25 PLC控制污水处理工艺过程,X0,SET,M0,SET,M1,Y0,0,

26、6,9,11,14,17,M0,M0,X1,RST,M1,SET,M2,Y1,M2,X2,RST,M2,SET,M3,Y2,M3,X3,RST,M3,SET,M4,Y3,M3,T0K 100,4,20,M4,X6,X6,X5,a)梯形图b)语句表图3-25续 PLC控制污水处理工艺过程,T0,RST,M3,RST,M4,Y4,29,35,38,42,45,M5,X4,RST,M5,SET,M6,T1K10,M6,T1,RST,M6,SET,M7,Y5,M7,T2,RST,M7,SET,M8,33,53,SET,M5,T2K 40,C0K 5,a)梯形图b)语句表图3-25续 PLC控制污水处理

27、工艺过程,T3,RST,M8,SET,M9,56,64,70,75,78,85,T3K20,M8,T3,RST,M8,SET,M1,Y6,M9,T4,RST,M9,SET,M1,M10,X7,M10,RST,M0,RST,M1,60,82,RST,C0,C0,C0,T4K60,M10,M0,END,例3-5 试设计一个十字路口交通信号灯动作 的用户程序，其控制要求如下：按下启动按钮后，依下面顺序运行：1 南北向绿灯亮20s，东西向红灯亮2 20s后，南北向绿灯闪烁5次每次通断 各0.5s，此期间东西向红灯亮3 闪5次后南北向暗，两个方向黄灯同 时亮5s，东西向红灯仍然亮,4 黄灯亮5s后熄灭，

28、南北向换红灯，东 西向换绿灯亮30s5 东西向绿灯30s后闪5次每次通断各 0.5s，南北向红灯亮6 闪5次后东西向绿灯熄灭，两个方向 黄灯亮5s，南北向红灯仍然亮7 黄灯亮5s后南北向换绿灯，东西向换 红灯 至此一个循环结束。按下停止按钮SB2 待本循环结束系统停止工作。,十字路口交通信号灯,绿灯亮20s,南北向,东西向,红灯亮30s,南北向,东西向,黄灯5s,黄灯5s,红灯亮30s,绿灯亮30s,红灯5s,红灯亮10s,黄灯5s,黄灯5s,绿灯亮,红灯亮,解：1）设I/O端口地址安排如下：启动按钮 SB1 XO 南北绿灯 Y22停止按钮SB2 X1 东西红灯 Y23南北红灯 Y20 东西黄

29、灯 Y24南北黄灯 Y21 东西绿灯 Y252）设计梯形图 如图3-26所示(p110)其中MO为循环标志 M1M6为阶段标志 M7为停止标志。,SB1SB2,PLC的I/O端口接线,X0 Y20 Y21 X1 Y22PLC Y23 Y24 Y25COM COM,南北向,东西向,a)梯形图b)语句表图3-26 交通信号灯用户程序,X0,SET,M0,SET,Y23,T0K200,0,9,12,18,25,M1,T0,RST,M1,SET,M2,T1K5,M2,T2K5,T1,5,SET,M1,C0K 5,M0,M5,T2,Y22,M1,M2,T1,a)梯形图b)语句表图3-26续 交通信号灯用

30、户程序,M2,RST,M2,RST,C0,Y21,29,55,42,48,52,M3,T4,RST,M4,SET,M5,M3,Y24,35,SET,M3,T3K 50,C0,T3,T4K300,M4,M6,RST,M3,RST,Y23,SET,Y20,SET,M4,Y25,M4,M5,T1,a)梯形图b)语句表图3-26续 交通信号灯用户程序,M5,RST,M5,RST,C0,59,71,74,79,M6,RST,M6,RST,Y20,65,SET,M6,C0,SET,Y23,SET,M1,X1,SET,M7,M0,M7,RST,M0,RST,M1,RST,Y23,RST,M7,END,T3,

31、第三节 PLC的步进指令及其编程应用 采用编程软器件接点的逻辑组合 去完成一个多条件、多因素的复 杂顺序控制用户程序的设计往往 存在一定困难 不仅要有经验而且所设计的梯形 图难画、难懂、调试困难,SFC编程方式：具有直观、简易的特点 且程序调试极为方便 特别适合于复杂的顺序控制系统的 用户程序设计FX2系列PLC的SFC编程方式：它具有两条步进指令 还配置较多的SFC基本编程软器 件 状态器,一、状态转移图及其格式（图3-27）SFC编程的思路 将一个完整的控制过程分解为若干个 阶段 每一阶段构成一种状态 各个状态有不同的控制内容 状态之间有一定的转换条件 用一个方框表示一种状态 方框右侧梯形

32、图表示该状态的控制内 容,例如当S20置位时 Y0和Y2分别置1 M1闭合时Y1也为1 各状态之间的垂直短线上的控制线路表示状态转移条件例如：当X1=1时S20状态就转移到S21 即S20置0、S21置1 此时控制内容随之变化 Y0、Y2均为0，Y1仍为1，Y3为1,图3-27 状态转移及其等效梯形与语句表,S21,X2,SET,S22,S22,S20,S21,X1,Y1,X2,SET,S20,M1,SET,Y1,SET,S21,X1,X0,M1,Y0Y2,Y3,Y0Y2Y3,S22,图3-27 状态转移及其等效梯形与语句表,二、步进指令STL（步进开始）RET（步进结束）应用目前PLC应用中

33、又较多采用SFC编程语言。特点直观、简单；可使工作效率大为提高，程序调试方便。与梯形图相比对于完成一个多条件、多因素的 复杂顺序控制程序设计存在一定 困难，不仅要有经验，而且梯形 图程序难读、难懂。,说明：1）STL步进开始操作元件是状态器S。由图3-28 看STL、RET用法。STL 由此符号表示。SET设置一个状态后，则另一个状态复 位。2）RET步进结束无操作目标元件在一 系列STL后必须使用RET表示步进结束。图3-28 表示RET用法。3）步进顺序控制指令可以有多种方式。图3-28 表示多条件可选择的分支汇合状 态转移方式。图3-28 表示同一条件多顺序分支并行分 支汇合状态转移方式

34、。,M8002,END,Y1,图3-28 STL、RET指令的应用,SET,S0,S0,X000,SET,S20,S20,X001,SET,S21,Y2,S21,X002,SET,S22,Y3,S22,X003,SET,S23,Y4,S23,X004,RET,S20,S0,S20,Y1,S21,Y2,X0,X1,S22,Y3,S23,Y4,X2,X3,X4,M8002,启动按钮,初始脉冲,STL,X5,X5,X005,X004,S0,X005,图3-28 STL、RET指令的应用,三 SFC编程方法 1、SFC编程方法：单回路SFC的编程方法（图3-28就是一个PLC控制机 械手在自动方式的单

35、回路SFC 程序）适用单流程顺序控制 图中初始状态通常采用S0S9 中的某一个状态器,在启动运行之初先用初始化脉冲或 其他条件使S0置1 然后采用从S20开始的一系列状态 器并逐一使用STL指令进入步进控 制状态 最后使用RET使控制过程进入自动 循环或者使状态回复到初态而停止 运行,2、选择性分支与汇合SFC的编程方法 图3-29 选择分支的用户程序 当某一状态有多个转移条件且这些条件又 不会同时出现 例如某自动生产线的PLC程序要求有手 动、步进、单循环及自动等不同运行方式 时,可通过控制面板上的一个多档位主令开 关SA示需要进行选择 编程方法可采用图3-29所示状态转移图方 式。,图3-

36、29 选择分支的用户程序,X10,S20,Y0,X11,S21,X12,S31,X14,S51,X13,S41,当S20状态为1时 输出线圈Y0为1，此时X11、X12、X13或X14中的任一个为1（对应手动、单步、循环和自动方式输入）将S20和Y0置0 S21、S31、S41或S51中对应输入为1的 那个状态器就置1 为避免出现两条或两条以上支路同时运行 可采用转移条件之间的互锁 即将各X11、X12、X13和X14常闭接点 作为转移条件之一串联在其他支路中,（2）各分支汇合SFC的编程方法 图3-29所示4条分支程序为例：该4条分支分别编制到S26、S37、S48、S59并同时汇合到S60

37、 用户程序如图3-30所示,图3-30 各分支汇合的用户程序,X36,S37,X25,S26,X43,S48,X51,S59,S60,Y1,3、并行分支与汇合SFC的编程方法（1）并行分支SFC的编程方法某一状态器转移条件满足时，需要将该状态同时转移到若干个相独立的分支使这些分支程序同时运行。图3-31所示的并行分支程序a）S20为1时，Y0置1b）转移条件X11为1时，S20和Y0都由1变成0，S21、S31和S41同时为1，3条并联支路程序同时运行。,图3-31 并行分支的用户程序,(2)并行分支汇合的SFC编程 若上述3条并行分支的程序分别编制到S27、S38、S49，各分支程序运行结束

38、需汇合到S50。其SFC的编程方法如图3-32所示。转移条件：S27、S38、S49的状态都为1由于各分支程序的执行时间不同就存在某些分支等待现象，如果S27、S38或S49在完成该状态动作后需立即置0不允许拖延则可以在其后增加一个不带输出控制的等待状态器。,图3-32 并行分支汇合的用户程序,4、跳转与重复SFC的编程方法 状态转移不用条件加SET指令而是用OUT指令（1）部分重复的编程方法 同一分支内某些程序需要重复执行，此时可采用部分重复的编程方法。用户程序如图3-33所示S22为1时如果重复执行条件满足（X22为1、X21为0），则S22状态转移至S21，S21与S22所驱动程序重复执

39、行一次。,图3-33部分重复的用户程序a)状态转移图 b)语句表,（2）同一分支程序内跳转的编程方法 采用图3-34所示的编程方法。当转移条件满足（X11为0、X13为1），S20状态转移至S22，跳过S21直接执行S22所驱动的程序（3）分支程序之间跳转的编程方法 从一条分支程序的某一状态跳转到另一条分支程序的某一状态采用图3-35所示的编程方法S21状态为1且跳转条件满足（X12为0、X13为1），S21状态就转移至S32，继续执行驱动程序及其以下部分,图3-34 同一分支程序内跳转的用户程序a)状态转移图 b)语句表,图3-35 分支程序之间跳转的用户程序a)状态转移图 b)语句表,5、

40、复位处理的编程方法 处在运行状态的分支程序若需要在某一状态时停止运行，状态由1变为0采用图3-36所示的编程方法。当S22为1时，X14为1则S22置0，该支路就停止运行。复杂程序控制中，除可以采用上述方法来编制用户程序外，还可以充分利用PLC内部提供的软件资源,采用功能指令如IST（FNC 60置初始状态）、ANS（FNC46报警器置位）、ANR（FNC47报警器复位）等指令对状态器进行编程，这样可以使用户程序编制更简便。,图3-36 复位处理的用户程序a)状态转移图 b)语句表,四、步进指令编程应用举例采用状态转移图和两条步进指令完成各种顺序控制系统的用户程序编制。例3-6 某组合机床加工

41、的工艺过程如图3-37a所示，各段行程的时间单位为s。从原始为A点开始（原位SQ受压）按下启动按钮后按前进下行上行前进下行上行前进返回原点顺序加工，自动循环1000次后自动停止加工。如果中途按下停止按钮待本循环结束后停止加工。试用SFC语言编制用户程序。,850s,550s,100s,5s,5s,5s,5s,200s,A（SQ）,a)工艺流程图3-37 组合机床加工用户程序,解：1）设I/0端口地址安排为：启动按钮SB1 X0 前进 Y0 停止按钮SB2 X2 后退 Y1 上行 Y2 原位开关SQ X1 下行 Y32）按工艺过程和控制要求可画出状态转移图如图3-37b所示。图中M8002为初始

42、化脉冲，M0为停止标志。,S0,S20,X0,T0,M0,M8002,M0,C0,Y0,RST,C0,T0K2000,S21,T1,Y3,T1K50,S22,T2,Y2,T2K50,S23,T3,Y0,T3K5500,S24,T4,Y3,T4K50,S25,T5,Y2,T5K50,S26,T6,Y0,T6K1000,S27,T7,Y1,T7K8500,X1,C0K1000,C0,b)状态转移图图3-37 组合机床加工用户程序,M0,X2,M0,S0,S24,END,c)语句表图3-37 组合机床加工用户程序,例3-7 PLC控制自动包装线，其控制要求是：a）按下启动按钮SB1传送带1运动并带动

43、产品移动到达送带2时进行计数包装。b）包装分两类由两位主令开关SA选择，SA在1位为小包装，每包6只产品。SA在2位为大包装，每包12只产品。c）计数信号由光电开关ST采样输入，达到计数值传送带1停止运动，传送带2自动启动。3s后传送带1启动、传送带2停止，开始第2个循环。d）大、小包装达1000包生产线自动停止运行。若中途按下停止按钮SB2则待本循环结束停止运行。试用SFC语言设计用户程序。,解：1）设I/0端口地址安排如下：启动按钮 SB1 X0光电开关信号 ST X1大小包装信号 SA-1 X2（大包装）SA-2 X3（小包装）停止按钮 SB2 X4传送带1 Y0传送带2 Y12）按要求

44、设计状态转移图如图3-38b所示。,S0,S20,X0,M0,M8002,M0,C2,RST,C2,S21,C0,C2,SET,Y0,X2,S22,C1,X3,C0 K12,C1 K6,S23,T0,RST,C0,RST,Y0,RST,C1,Y1,C2 K1000,T0 K30,X1,X1,图3-38 自动包装线用户程序a)状态转移图,图3-38 自动包装线用户程序b)语句表,例3-8 试用SFC语言设计全自动洗衣机的用户程序。洗衣机工作流程如图3-39a所示。各动作说明如下：(1)进水、排水分别由电磁阀YV1、YV2执行。(2)洗涤区正、反转由KM0、KM1控制。(3)脱水时接通电磁离合器Y

45、C并使电动机正转（KM0吸合）实现。(4)清洗完成由蜂鸣器HA报警。(5)高低水位由位置开关SQ1、SQ1测取信号。,开机建初态,进水,洗涤正转,高水位,停,洗涤反转,15s,3s,15s,启动,洗涤3次未满,停,3s,洗涤满3次,排水,脱水,报警,10s,自动停机,10s,低水位,清洗满3次,清洗3次未满,图3-39 全自动洗衣机用户程序a)工作流程,解：1）设I/0端口地址安排如下：启动按钮 SB X0 进水阀 YV1 Y2高水位 SQ1 X1 排水阀 YV2 Y3低水位 SQ2 X2正转 KM0 Y0 脱水离合器 YC Y4反转 KM1 Y1 蜂鸣器 HA Y52）按要求设计状态转移图如

46、图3-39 b所示。,S0,S20,X0,X1,C1,M8002,Y2,S21,T0,Y0,T0K150,S23,T2,Y1,T2K150,S24,T3,T3K30,C0K3,S24,X2,Y3,S26,T4,Y0,Y4,C1,Y3,C1 K3,S27,T7,Y5,T5 K100,b)状态转移图图3-39全自动洗衣机用户程序,S25,S22,T1K50,T1,C0,C0,RST,C0,T4 K100,RST,C1,c)语句表图3-39全自动洗衣机用户程序,例3-9 按例3-4要求采用SFC语言设计用户程序解：1）I/0端口地址安排与题3-4相同2）设计的状态转移图如图3-40所示,S0,S20

47、,X0,X1,M8002,M0,M0,Y0,RST,C0,S21,X2,Y1,S22,X3,Y2,S23,T0,Y3,T0K100,S24,T1,T1K10,S26,T2,Y5,C0 K5,S27,T3,T3 K20,T2 K40,S28,T4,Y6,T4 K60,a）状态转移图图3-40污水处理工艺过程用户程序,S25,X6,X5,S24,Y4,X4,C0,C0,b）语句表图3-40污水处理工艺过程用户程序,例3-10 按例3-5要求采用SFC语言设计用户程序解：1）设I/0端口地址安排与题3-5相同2）设计的状态转移图如图3-41所示。图中M0为停止标志，S1为虚设状态，以便程序循环执行过

48、程中的一旦状态转移条件满足，通过S1直接将S24、S34的1状态转移给S20、S30。如果东西、南北向人行道也用PLC控制，可在此基础上增加以S40、S50为首址的两条并联分支程序，并采用同时运行方式。,S0,S1,X0,M8002,M0,S24,S1,Y20,a)状态转移图图341 PLC控制交通信号灯用户程序,T0 K200,S30,Y23,S21,T1 K5,T2 K5,S31,Y23,C1,C0,Y22,C0 K5,Y24,S32,Y25,T4 K300,S23,S22,Y21,T3,T1,C0,S33,T5 K5,Y25,T5,C1,T3,T4,T3 K50,Y20,T6 K5,C1

49、 K5,S34,Y24,Y21,T7 K50,T7,S20,Y22,T0,M0,T2,T6,b)语句表图341 PLC控制交通信号灯用户程序,第四节 PLC的功能指令及其编程应用一.功能指令的用途分类 PLC产品不断更新 运算速度也更快 存储容量更大 涌现出各种特殊功能模块程序 大量的数据传送 数据处理 数据运算 数据通信程序结构 越来越复杂 越来越庞大 要求PLC的系统程序功能更强 各种专用的功能子程序更丰富,FX2系列PLC的指令系统有 20条基本指令 两条步进指令 丰富的功能指令FX2系列PLC功能指令 类别 名称 功能编号 助记符 操作元件占用程序步及其功能如表3-6所示。,表可见功能

50、指令可分：程序流向控制 数据传送与比较 算术与逻辑运算 数据循环与移位 数据处理 高速处理 方便控制 外部设备通信8种类型共97条,其功能编号为：FNC00FNC99（其中FNC87、FNC89、FNC99不可用）FX2系列微型PLC的功能指令则更为丰富 有浮点运算的变换 比较 四则运算 开平方 三角函数 时钟运算 葛雷码转换 接点比较 FX2N 指令多达128条表3-6 FX2系列PLC功能指令一览表P120128,二、功能指令的表示方法与梯形图格式表示方式采用梯形图和指令助记符。特点简便易懂、稍具计算机和PLC基本知识的 人都能迅速识别例如 下面是一条求平均值指令的表达方法，梯形图格式及其