西门子S7-200 PLC
编程与应用初级主讲教师：阳胜峰
第七讲功能图与顺控指令
一、功能图的基本概念
二、顺序控制指令
三、功能图的主要类型
一、功能图的基本概念
二、顺序控制指令
1. 顺序控制指令介绍
Ｓ的范围为：S0.0~S31.7
三、功能图的主要类型
功能图的主要类型有直线流程、选择性分支与连接、并行分支与连接、跳转与循环等。
1. 直线流程
2. 选择性分支和连接
3. 并并性分支和连接
4. 跳转和循环
直线流程、并行和选择是功能图的基本形式。多数情况下，这些基本形式是混合出现的，跳转和循环是其典型代表。
例：用顺控指令编写循环灯控制程序
按下启动按钮时，三只灯每隔1秒轮流闪亮，并循环。按下停止I0.1时，三只灯都灭。
启动按钮：I0.0 第一只灯：Q0.0
停止按钮：I0.1 第二只灯：Q0.1
第三只灯：Q0.2
本实验所使用梯形图下载 PLC 顺控程序设计及调试实验 一、实验目的 1．学习和掌握PLC的实际操作方法； 2．学习和掌握PLC顺控程序的设计及调试方法； 二、实验原理 PLC的主要功能之一是逻辑控制和顺序控制，本实验就是通过对三个灯的顺序通断电的控制实验，达到学习和掌握计数器、定时器的使用方法以及逻辑控制的编程和调试方法。 当按下启动按钮后，顺序控制的动作循环如图3.1 所示。 图 3.1 顺序控制动作循环图 由图3.1 可知：除三个灯亮有一定顺序要求外，还有时间和计数要求，即要使用PLC 的内部资源时间器和计数器。 顺序控制的编程方法有常用的经验法和状态转移图两种方法。 经验法就是利用继电器接触器电路的设计方法进行程序设计，这种方法设计的程序往往不够完整，调试工作量大。 状态转移图程序设计方法是一种类似于动作循环图的程序表达方式，使用PLC专用元件——状态元件S，具有逻辑顺序关系清楚，调试方便的特点。 实验电路原理图如图3.2 所示。
图3.2 实验电路原理图 顺序工作的原理为：当按下“启动”按钮时，三个灯按图3.1 动作顺序自动循环三次而停止。在循环的过程中，按下“停止”按钮，循环立即停止，所有灯熄灭。 三、实验步骤 1．在断电的情况下，按图3.3接线（虚线外的连线已接好）； 2．经老师检查合格后方接通断路器QF1； 3．运行工具软件FXGP-WIN，输入已编辑好的程序梯形图； 4．执行“工具/转换”将梯形图转换为指令代码； 5．执行“PLC/传送/写出”，将控制程序传给PLC； 6．执行“PLC/运行”，执行控制程序，观察信号灯的亮灭情况； 7．如果信号灯的亮灭情况不正确，须进行程序修改和调试。可借助“梯形图监控”和“元件监控”两种方法对程序进行监控、调试，直至程序正确。
第三章步进顺控指令说明及应用 指令解说 步进控制方式(STL)是将控制被划分为多个工序状态（S），依据条件进行状态转移（SET ），逐步完成控制过程。 步进控制方式的特点是将复杂控制分步后，分别考虑好每一步的控制，从而降低了各步的关联，降低编程的复杂程度。 各状态内执行的动作由梯形图其它指令编写。 STL是一个步序动作的开始指令。 RET是一个步序动作的结束指令，其后指令返回母线。 ●SET S i 是STL状态发生转移的唯一指令 ●规定：子程序内不能使用STL----RET指令。 ●当前状态（S0）向下一个状态（S1）转移时，该扫描周期
两个状态内的动作均得到执行；下一扫描周期执行时，当 前状态（S0）被下一状态（S1）所复位，当前状态（S0） 内的所有动作不被执行，所有OUT元件的输入均被断开。 ●步序与步序之间一般省去RET，因此看起来是多个STL 可共用一个RET。有STL而没有RET，程序检查出错。 3.1.2 编程示例 ●步序与步序之间一般省去RET，因此看起来是多个STL 可共用一个RET。有STL而没有RET，程序检查出错。 ●状态转移只能用SET指令，不能用OUT指令。 ●使用OUT S时，S作为辅助继电器使用，而不是状态寄存 器。 ●时间继电器T可重复使用，但相邻两个状态不能重复使用
同一时间继电器。 ●两个矛盾继电器输出时，必需加软件互锁。考虑软件快于 硬件，相矛盾的硬件输出也必需互锁。 ●允许同一继电器在不同状态下输出，其实际输出视状态转 移的位置确定。 单一流程示例 示例说明： 该程序描述一个自行葫芦自进入工位到走出工位的步序过程，若在葫芦升降过程中发生停电，来电后继续停电前的动作，并保证升或降动作总时间不变。
1触点指令 00LD逻辑操作开始 01LDI逻辑非操作开始 02AND逻辑乘 03ANI逻辑乘非 04OR逻辑加 05ORI逻辑加非 2连接指令 06ANBAND逻辑块与 07ORBOR逻辑块或 08MPS存储操作结果 09MRD从MPS读取操作结果10MPP从MPS读取操作结果并清除结果 3输出指令 11OUT软元件输出 12SET软元件置位 13RST软元件复位 14PLS在输入信号的上升沿15PLF在输入信号的下降沿16CHK软元件输出翻转 4移位指令 17SFT元件移1位 18SFTP元件移1位 5主控指令 19MC主控开始 20MCR主控复位 6结束指令 21FEND结束主程序 22END总的程序末尾， 返回第0步 7其它指令 23STOP停止 24NOP空操作 二基本指令 1比较指令 16位数据比较 25LD=当S1=S2,接通， 当S1≠S2,断开 26AND=？ 27OR=？ 28LD<>当S1≠S2,接通， 当S1=S2,断开
30OR<>？ 31LD>当S1>S2,接通， 当S1≤S2,断开 32AND>？ 33OR>？ 34LD<=当S1≤S2,接通， 当S1>S2,断开 35AND<=？ 36OR<=？ 37LD<当S1
实验三顺控指令的练习 一、实验目的 1、练习根据控制要求绘制顺序功能图。 2、掌握顺序控制程序的设计和调试方法。 3、练习控制系统的模拟运行及状态监控。 二、实验设备 1、PLC实验台（西门子S7-200）1台。 2、安装了STEP7 Micro WIN V4.0软件的计算机一台。 3、PC/PPI编程电缆一根。 4、导线若干。 三、实验内容及实验步骤 1、控制要求 （1）连续动作 系统送电，电源指示灯亮；按下启动按钮，中央喷水显示→中央喷水→环状喷水显示→环状喷水→中央喷水显示，如此往复循环，每个阶段间隔时间为2秒； 按下停止按钮，系统停止运行。 （2）单周期动作 系统送电，电源指示灯亮；按下启动按钮，中央喷水显示→中央喷水→环状喷水显示→环状喷水，每个阶段间隔时间为2秒。再次按下启动按钮，重新执行上述过程。
中央喷水 环状喷水 中央喷水显示环状喷水显示 电源信号显示启动按钮 连续动作/单周期动作转换开关 2、实验步骤 （1）电源断电，按图接线。 （2）接通电源，打开计算机，进入PLC 编程界面，检查PLC 主机与计算机通信是 否正常。 （3）根据控制要求编写顺序控制功能图。 （4）根据顺序控制功能图编写顺控梯形图程序，将程序逐条输入PLC ，检查无误后， 将PLC 设为停止状态，STOP 指示灯亮，将程序下载至PLC 后，并设为运行状态。 3、进入程序组态监控，开始程序运行调试。
四、实验接线图 五、控制程序的编制 I/O地址表 六、预习要求
1、做实验前认真学习顺序控制功能指令，深刻理解“步”与“动作”的概念。 2、根据控制要求，自己绘制顺序控制功能图。 3、根据控制要求练习编写顺序控制程序。 七、实验报告要求 1、写清楚实验目的。 2、实验原理图绘制电气接线图和顺序控制功能图。 3、在实验数据记录部分写出编写程序，写出I/O分配表。 4、实验结果分析部分写出实验过程中遇到的问题和解决的方法，并绘制时序图。 八、思考题 如何练习使用定时器和等基本逻辑指令实现上述的顺序控制功能？
一、顺控指令 1 触点指令 00 LD 逻辑操作开始 01 LDI 逻辑非操作开始 02 AND 逻辑乘 03 ANI 逻辑乘非 04 OR 逻辑加 05 ORI 逻辑加非 2 连接指令 06 ANB AND逻辑块与 07 ORB OR逻辑块或 08 MPS 存储操作结果 09 MRD 从MPS读取操作结果 10 MPP 从MPS读取操作结果并清除结果 3 输出指令 11 OUT 软元件输出 12 SET 软元件置位 13 RST 软元件复位 14 PLS 在输入信号的上升沿 15 PLF 在输入信号的下降沿 16 CHK 软元件输出翻转 4 移位指令 17 SFT 元件移1位 18 SFTP 元件移1位 5 主控指令19 MC 主控开始 20 MCR 主控复位 6 结束指令 21 FEND 结束主程序 22 END 总的程序末尾， 返回第0步 7 其它指令 23 STOP 停止 24 NOP 空操作 二基本指令 1 比较指令 16位数据比较 25 LD= 当S1=S2, 接通， 当S1≠S2, 断开 26 AND= 27 OR= 28 LD<> 当S1≠S2, 接通， 当S1=S2, 断开 29 AND<> 30 OR<> 31 LD> 当S1>S2, 接通， 当S1≤S2, 断开 32 AND> 33 OR> 34 LD<= 当S1≤S2, 接通， 当S1>S2, 断开 35 AND<= 36 OR<= 37 LD< 当S1
PLC步进顺控指令 虽然该类的题目见的很多，可是好象讲清楚的并没见到。就是本人来讲，也是看了很久都无法清楚。故才下决心搞懂它。差不多花了一天多时间才明白它的道理，它并不复杂，而且很好画梯形图和编程。 顺控实际是按照生产工艺要求而规定的一定操作顺序而已。首先要根据生产工艺要求，画出顺序功能图，然后根据功能图再画出梯形图。 上图即为顺序功能图：图中双框S0表示为初始步，单框中的S20、S21、S22、S23依次根据工艺顺序要求而设置的各活动步。我们来看S0初始步上方垂线上设有M8002其为初始步激活的条件（该步的意思不妨可以理解为自动合上空开？），在S0步与S20步之间有X1、X3，它说明只有符合这二条件要求后，步才能从S0步转移到S20步，而当S20步处于活动状态时Y002、T0处于动作状态。而S20步与S21步之间的T0，它受时间控制，只要时间一到，S21步被激活投入，使Y001处于工作，同时S20步则处于关闭（其控制的Y002、T0则停止）以下各步中的X2、T1、X1含意均同（均为转换
条件），但要注意下一步被激活，其相应控制元件则动作，意味着上一步被停止。而各步之间均插入了X4其箭头均指向初始步S0，即恢复处于初始状态，X4在这地方的作用是急停。而步S23下的X1条件一符合，可转入步S20，即处于循环状态。根据顺序功能图就可很方便地将它转换成梯形图。 梯形图如上图所示，其工作过程如下： 第一梯级中的0、LD M8002：M8002为特殊辅助继电器的常开触点，其作用仅在PLC通电瞬间接通。1、SET S0：SET 为置位指令，功能是驱动线圈，并使其具有自保功能。也就是说在PLC通电的瞬间M8002产生一脉冲，将状态元件S0激活（并自保持）。 第二梯级中最左侧的3、STL S0：STL为步进触点指令，功能为步进触点驱动，当上一步（1、SET S0）为置位时该接点闭合，4、LD X001为小车停止位置的必要条件，也就是说小车开始时必须停在X1位置（该接点才能闭合），此时按外部的按钮（SB1）从而驱动（5、AND X003）的闭合，程序才能执行，这就是所说的条件。当这二条件满足后才能激活状态元件S20（6、SET S20），从而转入第三梯级。
《可编程控制器与变频器》教案编号：09 课程名称可编程控制 器与变频器教研组长 意见 签名 任课教师日期编写日期授课日期 2014年8月 12日 授课班级13机电2班13机电高班 题目第2章PLC基本逻辑指令及其应用 实训一基本逻辑指令的复杂应用实训 目的要求巩固本章所学的基本指令 结合实例将PLC应用到具体应用中 重点、难点如何结合实例应用PLC 组 织教学同学们结合上学期学习的电气控制知识画出电机控制图，分析控制过 程，应用PLC知识画出梯形图，调试90分钟 教具及电化 教学手段等 教材，教案，黑板，多媒体，教学用电脑作业布置课后习题 课后 记事
教案续页 教学内容及实施过程（注明：* 重点# 难点？疑点）： 一、明确实训任务 设计一个三相电动机正反转能耗制动的控制系统，并在实训室完成模拟调试。 1、控制要求 若按SB1，KM1合，电动机正转；若按SB2，KM2合，电动机反转；按SB，KM1或KM2断开，KM3合，能耗制动，；只需必要的电气互锁，不需按钮互锁；若FR动作时，KM1或KM2或KM3释放，电动机自由停车。 2、实训目的 （1）进一步掌握编程工具的使用 （2）掌握PLC外围电路的设计 （3）掌握程序设计的方法 二、实训步骤 1.I/O 分配 根据控制要求，起I/O分配为X0-停止按钮，X1——正转起动按钮，X2-反转起动按钮，X3-热继电器动合触点，Y0-正转接触器，Y1-反转接触器，Y2—制动接触器 2、梯形图设计 根据控制要求，可以用3各起保停电路来实现，然后分别列出3个起保停电路的起动条件和停止条件，即可画出如图所示梯形图 3、系统接线图 根据系统控制要求，其系统接线图如课本45页图2-42所示 4、实训器材 根据系统控制要求，I/O分配及系统接线图，完成本实训需要配备如下器材； （1）可编程控制器实训装置1台 （2）PLC主机模块1个 （3）交流接触器模块1个 （4）交流接触器、热继电器模块1个 （5）开关、按钮板模块1个， （6）三相电动机1台 （7）手持式编程器1个（或计算机1台） （8）电工常用工具1套
以下是三菱plc常用的指令，还有不懂的可以问我 一程序流程控制指令—FNC00~09 00 CJ 条件转移 01 CALL 子程序调用 02 SRET 子程序返回 03 IRET 中断返回 04 EI 开中断 05 DI 关中断 06 FEND 主程序结束 07 WDT 监控定时器刷新 08 FOR 循环开始 09 NEXT 循环结束 二传送、比较指令—FNC10~19 BIN----二进制BCD----十进制 10 CMP 比较 11 ZCP 区间比较 12 MOV 传送 13 SMOV BCD码移位传送 14 CML 取反传送 15 BMOV 数据块传送（n点→n点） 16 FMOV 多点传送（1点→n点） 17 XCH 数据交换，（D0）←→（D2） 18 BCD BCD变换，BIN→BCD 19 BIN BIN变换，BCD→BIN 三算术、逻辑运算指令—FNC20~29 BIN----二进制BCD----十进制 20 ADD BIN加法 21 SUB BIN减法 22 MUL BIN乘法 23 DIV BIN除法 24 INC BIN加一 25 DEC BIN减一 26 W AND 字与 27 WOR 字或 28 WXOR 字异或 29 NEG 求BIN补码 四循环、移位指令—FNC30~39 30 ROR 循环右移 31 ROL 循环左移 32 RCR 带进位循环右移
33 RCL 带进位循环左移 34 SFTR 位右移 35 SFTL 位左移 36 WSFR 字右移 37 WSFL 字左移 38 SFWR FIFO写入 39 SFRD FIFO读出 五数据处理指令—FNC40~49 40 ZRST 区间复位 41 DECO 解码 42 ENCO 编码 43 SUM 求置ON位总数 44 BON ON位判别 45 MEAN 求平均值 46 ANS 信号报警器标志置位 47 ANR 信号报警器标志复位 48 SQR BIN平方根 49 FLT BIN整数→BIN浮点数六高速处理指令—FNC50~59 50 REF 输入输出刷新 51 REFF 输入滤波时间常数调整 52 MTR 矩阵输入 53 HSCS 高速记数器比较置位 54 HSCR 高速记数器比较复位 55 HSZ 高速记数器区间比较 56 SPD 速度检测 57 PLSY 脉冲输出 58 PWM 脉冲宽度调制 59 PLSR 带加减速功能的脉冲输出 七方便指令—FNC60~69 60 IST 状态初始化 61 SER 数据搜索 62 ABSD 绝对值凸轮顺控 63 INCD 增量凸轮顺控 64 TTMR 示教定时器 65 STMR 专用定时器—可定义 66 ALT 交替输出 67 RAMP 斜坡输出 68 ROTC 旋转工作台控制 69 SORT 数据排序
顺序功能流程图及顺控步进梯形图自动编程方法 1．顺控流程图基本结构 根据步与步之间转换的不同情况，顺控流程图有单序列结构、选择性分支、汇合结构、并行分支、汇合结构、跳步，重复、循环、复位等结构。 (1)单序列结构编程 如图1由一系列按顺序排列相继激活步组成。每一步后有一到几个转换条件，转换条件后面只有一步。应用如图4-40运料小车左右行驶顺序控制. 单序列结构 b 3 C 4 d 5 e 6 图1 单序列结构 (2)选择序列结构编程 如图2有选择开始分和结束选择并 选择分：若4为活动步，如转换条件a、b、C成立，则分别转向5、7、8步。 选择合：若6、8、10步分别为活动步，其对应转换争件d、e、f分别成立，则它们分别转向步11，即步6、8、10合并为步11。
c f 图2 选择序列结构 (3)并列序列结构编程 并行序列也有开始并分与结束并合。如图3。 并行分（图3左）：当转换条件e 满足时，活动步3，同时转换为步4、6、8。 并行合（图3右）：当转换条件d 满足时，同为活动步的5、7、9可合并为步10。 并行分并行合3 46810 5 7 9 e d 图3 (4)子步结构编程 子步结构是指在流程图中，某一步包含一系列子步和转换。这在工程总体方案设计中，经常被采用。如图4，先用几步和转换简洁表示整体系统功能，然后每步再细化为若干子步和转换。
单一流程的 编程选择性分支、汇 合的编程 并行分支、汇合 的编程 5 X1 X6 5.2 X2 X3 5.3 X4 X5 5.1 X1 5.4 X6 子步结构 4 （5）跳步，重复、循环、复位等结构编程 跳步、重复和循环等序列结构，实际上是选择序列结构的特殊形式，如图5。 图5（a）为跳步结构，当步3为活动步时，如转换条件e成立，则跳过步4、5，直接进入步6。 图5（b）为重复结构，当步6为活动步时，如转换条件e成立而条件d不成立，则重新返回步5，重复执行步5、6。直到条件d成立，重复结束，转入步7。 图5（C）是循环结构，即在序列步结束后，用重复办法直接返回始步，形成系统循环，实现自动运行。
一、状态编程思想引入 使用经验法及基本指令编制的程序存在以下一些问题 （1）工艺动作表达繁琐。 （2）梯形图涉及的连锁关系较复杂，处理起来较麻烦。 （3）梯形图可读性差，很难从梯形图看出具体控制工艺过程。 思考：寻求一种易于构思，易于理解的图形程序设计工具。它应有流程图的直观，又有利于复杂控制逻辑关系的分解与综合，这种图就是状态转移图。 引出：状态编辑思想即将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各个状态的工作细节（状态的功能、转移条件和转移方向）在依据总的控制顺序要求将这些状态联系起来，形成状态转移图，进而编绘梯形程序，状态转移图是状态编辑的重要工具， 台车自动往返控制的流程图
台车自动往返控制的状态转移图 二、三菱FX2N系列plc的状态元件 三菱plc的状态元件即状态继电器，它是构成状态转移图的重要元件。 三、FX2N系列plc的步进顺控指令 PLC的步进指令有两条：步进节点指令STL和步进返回指令RET。 1、步进接点指令STL 从下图不难看出，转移图中的一个状态在梯形图中用一条步进接点指令表示。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，有建立子母线的功能，使该状态的所有操作均在子母线上进行。 其梯形图符号也可用空心绘出，以与普通常开触点区别。“激活” 的第二层意思是采用STL指令编辑的梯形图区间，只有被激活的程序段才被扫描执行，而且在状态转移图的一个单流程中，一次只有一个状态被激活，被激活的状态有自动关闭激活它的前个状态的能力。这样就形成了状态间的隔离，是编程者在考虑某个
状态的工作任务时，不必考虑状态间的连锁 状态转移图与状态梯形图对照 2.步进返回指令RET RET的意义用于返回主母线。梯形图符号为，使步进顺控程序执行完毕后，非状态程序的操作在主母线上完成，防止出现逻辑错误。状态转移程序的结尾必须使用RET指令。 四、运用程序编辑思想解决顺控问题的方法步骤 运用状态编辑思想设计状态转移图的方法和步骤： 步骤1：状态分解，分配状态元件 步骤2：标明状态的功能 步骤3：标明状态的转移条件 台车自动往返状态转移图 步骤1：状态分解，分配状态元件。即将整个过程按任务要求分解，其中的每个工序均对应一个状态，并分配状态元件。 每个工序（或称步）用一矩形方框表示，方框中用文字表示该工序的动作内容或用数字表示该工序的标号。与控制过程的初始状态相对应的步称为初始步，用双线框表示。方框之间用线段连接表示状态间的联系。 例如台车自动往返控制实例中：
求教三菱的PLC如何在GX软件中进行步进指令的编辑，即FX中的STL指令在GX中是怎么表示的？？？？？？？？？？？？？？？谢了 补充： 谢了你的回答，但我想问就是那个STL在GX软件中怎么使用？？？？ 怎么我的那个不能像你的那个图片那个写出来呢？求教！！！！！！！ 补充： 就是这个FX中的STL指令如何在GX软件中使用 补充： 谢了，就是这样的，呵呵，不过我在Q系列中怎么用这个STL指令呢？（GX软件）谢谢！ 我来回答 回答(2) 杨杨 3级 2009-09-21 FX系列PLC安排有编号为S0—S999的编程软元件，称为状态器。状态器可以作为位元件，位组合元件寻址。可以作为普通辅助继电器使用，但最主要的是作为状态器使用，配合指令编制步进顺控程序 FX系列PLC的步进指令为： STL步进接点指令，其功能为接点驱动，标示一个状态的开始，激活其后面的步进程序。输入方式为：STL S0 RET步进返回指令，其功能为步进程序返回，用于一个状态程序段的结尾。输入方式为：RET 步进指令的使用说明
1）STL触点是与左侧母线相连的常开触点，某STL触点接通，则对应的状态为活动步； 2）与STL触点相连的触点应用LD或LDI指令，只有执行完RET后才返回左侧母线； 3）STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线圈； 4）由于PLC只执行活动步对应的电路块，所以使用STL指令时允许双线圈输出（顺控程序在不同的步可多次驱动同一线圈）； 5) STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，但可以用CJ指令； 6)在中断程序和子程序内，不能使用STL指令。 智仔 8级 2009-09-22
1 触点指令 00 LD 逻辑操作开始 01 LDI 逻辑非操作开始 02 AND 逻辑乘 03 ANI 逻辑乘非 04 OR 逻辑加 05 ORI 逻辑加非 2 连接指令 06 ANB AND逻辑块与 07 ORB OR逻辑块或 08 MPS 存储操作结果 09 MRD 从MPS读取操作结果 10 MPP 从MPS读取操作结果并清除结果 3 输出指令 11 OUT 软元件输出 12 SET 软元件置位 13 RST 软元件复位 14 PLS 在输入信号的上升沿 15 PLF 在输入信号的下降沿 16 CHK 软元件输出翻转 4 移位指令 17 SFT 元件移1位 18 SFTP 元件移1位 5 主控指令 19 MC 主控开始 20 MCR 主控复位 6 结束指令 21 FEND 结束主程序 22 END 总的程序末尾， 返回第0步 7 其它指令 23 STOP 停止 24 NOP 空操作 二基本指令 1 比较指令 16位数据比较 25 LD= 当S1=S2, 接通， 当S1≠S2, 断开 26 AND= 27 OR= 28 LD<> 当S1≠S2, 接通，当S1=S2, 断开
30 OR<> 31 LD> 当S1>S2, 接通， 当S1≤S2, 断开 32 AND> 33 OR> 34 LD<= 当S1≤S2, 接通， 当S1>S2, 断开 35 AND<= 36 OR<= 37 LD< 当S1
PLC顺控指令SFC的编程方法 顺序功能图（Sequeential Function Chart）是一种新颖的、按照工艺流程图进行编程的图形编程语言。这是一种IEC标准推荐的首选编程语言，近年来在PLC编程中已经得到了普及和推广， SFC编程的优点： 1、在程序中可以很直观地看到设备的动作顺序。比较容易读懂程序，因为程序按照设备的动作顺序进行编写，规律性较强。 2、在设备故障时能够很容易的查找出故障所处在的位置。 3、不需要复杂的互锁电路，更容易设计和维护系统。 SFC的结构： 步＋转换条件＋有向连接+机器工序的各个运行动作＝SFC。 SFC程序的运行从初始步开始，每次转换条件成立时执行下一步、在遇到END步时结束向下运行。 第一章单流程结构的编程方法 本教程主要介绍在三菱PLC编程软件GX Developer中怎编制SFC顺序功能图。下面以例题1介绍SFC程序的编制法。 例题1：自动闪烁信号生成，PLC上电后Y0、Y1以一秒钟为周期交替闪烁。本例的梯形图和指令表（如图1－1）。 (A) (B) (C) 图1－1 闪烁信号（A梯形图B指令表 C SFC程序） 下面我们开始对图1－1(c)所示的SFC程序进行一下总体认识一个完整的SFC程序包括初始状态、方向线、转移条件和转移方向组成（如图1－1（c））。在SFC程序中初始状态必须是有效的，所以要有启动初始状态的条件，本例中梯形图的第一行表示启动初始步，在SFC 程序中启动初始步要用梯形图，现在开始具体的程序输入。 启动GX Develop编程软件，单击“工程”菜单，点击创建新工程菜单项或点击新建工程按钮（如图1－2）。 图1－2 GX Develop编程软件窗口 弹出创建新工程对话框（如图1－3）。我们主要是讲述三菱系列PLC，所以在PLC系列下拉列表框中选择FXCPU，PLC类型下拉列表框中选择FX2N（C），在程序类型项中选择SFC，在工程设置项中设置好工程名和保存路径之后点击确定按钮。 图1－3 新工程创建 弹出块列表窗口（图1－4）。 图1－4 块列表窗口 双击第零块或其它块，弹出块信息设置对话框（如图1－5）。 图1－5 块信息设置对话框 在块标题文本框中可以填入相应的块标题（也可以不填），在块类型中选择梯形图块，为什
1．试分析图1中选择序列和并行序列是如何用步进顺控指令来进行编程的？ 图1
2．如图2所示，人靠近自动门时，红外感应器X000为ON，Y000驱动电动机高速开门，碰到开门减速开关X001时，变为低速开门。碰到开门极限开关X002时电动机停止转动，开始延时。若在0.5s内红外感应器检测到无人，Y002驱动电动机高速关门。碰到关门减速开关X003时，改为低速关门，碰到关门极限开关X004时电动机停止转动。在关门期间若感应器检测到有人，停止关门，T1延时0.5s后自动转换为高速开门。用步进顺控指令来实现本章第2节的自动门控制系统，画出顺序功能图并转换成梯形图和指令表。 图2 自动门控制示意图 3．用步进顺控指令来实现多台电动机顺序起停控制。控制要求如下：现有四台电动机，起动顺序为：M1起动后2s起动M2，M2起动后3s起动M3，M3起动后4s起动M4；停止顺序为：M4首先停止，M4停止4s后M3停止，M3停止3s后M2停止，M2停止2s后M1停止。 4．抢答器控制。抢答器系统可实现四组抢答，每组两人。共有8个抢答按钮，各按钮对应的输入信号为X000、X001、X002、X003、X004、X005、X006、X007；主持人的控制按钮的输入信号为X010；各组对应指示灯的输出控制信号分别为Y001、Y002、Y003、Y004。前三组中任意一人按下抢答按钮即获得答题权；最后一组必须同时按下抢答按钮才可以获得答题权；主持人可以对各输出信号复位。试用步进顺控指令设计抢答器控制系统的顺序功能图。 5．如图3所示，在正常情况下，汽车通行，即Y003绿灯亮，Y005红灯亮；当行人想过马路，就按按钮。当按下按钮X000（或X001）之后，主干道交通灯将从绿（5s）→绿闪（3s）→黄（3s）→红（20s），当主干道红灯亮时，人行道从红灯亮转为绿灯亮，15 s以后，人行道绿灯开始闪烁，闪烁5 s后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。 用步进顺控指令来实现本章第3节的按钮式人行道交通灯控制系统，画出顺序功能图。 图3 按钮式人行道交通灯示意图
第3章 三菱FX 2N 系列可编程控制器的步进指令 3.1 顺序控制的概念及状态转移图 3.1.1 顺序控制简介 机械设备的动作过程大多数是按工艺要求预先设计的逻辑顺序或时间顺序的工作过程，即在现场开关信号的作用下，启动机械设备的某个机构动作后，该机构在执行任务中发出另一现场开关信号，继而启动另一机构动作，如此按步进行下去，直至全部工艺过程结束,这种由开关元件控制的按步控制方式，称为顺序控制。 我们先看一个例子：三台电动机顺序控制系统。要求：按下按钮SB1，电动机1启动；当电动机1启动后，按下按钮SB2，电动机2启动；当电动机2启动后，按下按钮SB3，电动机3启动；当三台电动机启动后，按下按钮SB4，电动机3停止；当电动机3停止后，按下按钮SB5，电动机2停止；当电动机2停止后，按下按钮SB6，电动机1停止。三台电动机的启动和停止分别由接触器KM1、KM2、KM3控制。 图3-1为电动机控制流程图、PLC 接线图及电气控制原理图。 PLC L N PE COM X0 X1X2X3X4X5X6 24V+COM1COM2Y1Y0Y2Y3Y4Y5Y6 Y7 ～220V ～220V SB1KM1SB2SB3SB4SB5SB6 KM2KM3 a ）控制流程图 b ）PLC 接线及电气控制原理图 图3-1 电动机控制流程图、PLC 接线图及电气控制原理图
使用基本指令编制的PLC 梯形图程序如图3-2 图3-2 三台电动机顺序控制梯形图 从图3-3中可以看出，为了达到本次的控制要求，图中又增加了三只辅助继电器，其功能读者可自行分析。用梯形图或指令表方式编程固然广为电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制程序，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行，通常要由熟练的电气工程师才能编制出这样的程序。另外，如果在梯形图上不加上注释，则这种梯形图的可读性也会大大降低。 3.1.2 状态转移图 基于经验法和基本指令编写复杂程序的缺点，人们一直寻求一种易于构思、易于理解的图形程序设计工具。它应有流程图的直观，又有利于复杂控制逻辑关系的分解与综合，这种图就是状态转移图。为了说明状态转移图，现将三台电动机顺序控制的流程各个控制步骤用工序表示，并工作顺序将工序连接成如图3-3所示工序图，这就是状态转移图的雏形。 从图3—3可看到，该图有以下特点。 （1）将复杂的任务或过程分解成若干个工序（状态）。无论多么复杂的过程均能分化为小的工序，有利于程序的结构化设计。 （2）相对某一个具体的工序来说，控制任务实现了简化。给局部程序的编制带来了方便。 （3）整体程序是局部程序的综合，只要弄清楚工序成立的条件、工序转移的条件和方向，就可进行这类图形的设计。 （4）这种图很容易理解，可读性很强，能清晰地反映全部控制工艺过程。 其实将图中的“工序”更换为“状态”，就得到了状态转移图——状态编程法的重要工具。状态编程的一般思想为：将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清楚个状态的工作细节（状态的功能、转移条件和转移方向）再依据总的控制顺序要求。将这些状态联系起来，形成状态转移图，进面编绘梯形图程序。