状态转移图及步进指令

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，lo V 1(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。

SB* -启动《前逬、4态功能'I 前述1和动作501- H&ig I#二 |—502- -B 退俸ear ¥2动作吟三I —— 【0上£时前进工序 倆A ■后退両五］— 匕怎离R 停台车自动往返控制的流程图(3) SB台车自动往返控制的状态转移图二、 三菱FX2N 系列pic 的状态元件三菱pic 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pic 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RET1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--M8002SB-TCO［状态继削器〉〔状态继啣器〉 （状态堆电器〉［状态继电器＞〔状态筮电器＞ 审 |（2^）f 〈状态转移条件） 他"谁《态转榕条件:TO _ ＜［状态转移条用零「OUT 指©K60 <^OUT 4]______________ ＜S ） Voirr 指司 驚|二V 状态转移条件）S24 ----------------------------- 电J ＜0UT4&©523閃YW ” 也 i an^on. c 〔*tn母线上进行。

第4章 步进指令各大公司生产的PLC 都开发有步进指令，主要是用来完成顺序控制，三菱FX 系列的PLC 有两条步进指令，STL （步进开始）和RET （步进结束）。

4.1 状态转移（SFC ）图在顺序控制中，我们把每一个工序叫做一个状态，当一道工序完成做下一道工序，可以表达成从一个状态转移到另一个状态。

如有四个广告灯，每个灯亮1秒，循环进行。

则状态转移图如图4-1所示。

每个灯亮表示一个状态，用一个状态器S ，相应的负载和定时器连在状态器上，相邻两个状态器之间有一条短线，表示转移条件。

当转移条件满足时，则会从上一个状态转移到下一个状态，而上一个状态自动复位，如要使输出负载能保持，则应用SET 来驱动负载。

每一个状态转移图应有一个初始状态器（S0～S9）在最前面。

初始状态器要通过外部条件或其他状态器来驱动，如图中是通过M8002驱动。

而对于一般的状态器一定要通过来自其他状态的STL 指令驱动，不能从状态以外驱动。

下面通过一个具体例子来说明状态转移图的画法。

例4-1 有一送料小车，初始位置在A 点，按下启动按钮，在A 点装料，装料时间5s,装完料后驶向B 点卸料，卸料时间是7s ，卸完后又返回A 点装料，装完后驶向C 点卸料，按如此规律分别给B 、C 两点送料，循环进行。

当按下停止按钮时，一定要送完一个周期后停在A 点。

写出状态转移图。

分析：从状态转移图中可以看出以下几点: (1) 同一个负载可以在不同的状态器中多次输出。

(2) 按下起动按钮X4，M0接通，状态可以向下转移，按下停止按钮，M0断开，当状态转移到S0时，由于M0是断开的，不能往下转移，所以小车停在原点位置。

(3) 要在步进控制程序前添加一段梯形图（见图4-3b ）（b ） 梯形图（a ） 状态转移图图4-3 控制送料小车状态转移图M0 启动辅助继电器X1 原点条件M8002T3X1S23S22X3S23T2S21S24X1X2T1S22S21T0S20S0打开卸料阀小车左行Y4A点Y2T3C点K70小车左行Y4小车右行打开装料阀原点指示Y1Y3T2K50Y0A点打开卸料阀小车右行B点Y2T1K70Y3打开装料阀Y1T0 K504.2 步进指令4.2.1步进指令步进指令有两条：STL 和RET 。

《PLC原理与应用》步进指令及应用之一——单流程SFC 项目3 步进指令与顺序程序控制主讲人：周杰1、学会PLC顺序控制和顺序功能图。

2、掌握顺序功能图的基本结构。

3、能设计出广告灯的顺序功能图。

一、状态转移图及步进顺控指令1.1 流程图首先，还是来分析一下电动机循环正反转控制的例子，其控制要求为：电动机正转3s，暂停2s，反转3s，暂停2s，如此循环5个周期，然后自动停止；运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。

从上述的控制要求中，可以知道：电动机循环正反转控制实际上是一个顺序控制，整个控制过程可分为如下6个工序（也叫阶段）：复位、正转、暂停、反转、暂停、计数；每个阶段又分别完成如下的工作（也叫动作）：初始复位、停止复位、热保护复位，正转、延时，暂停、延时，反转、延时，暂停、延时，计数；各个阶段之间只要条件成立就可以过渡（也叫转移）到下一阶段。

因此，可以很容易地画出电动机循环正反转控制的工作流程图，如右图所示。

1.2　状态转移图1．状态转移图一是将流程图中的每一个工序（或阶段）用PLC的一个状态继电器来替代；二是将流程图中的每个阶段要完成的工作（或动作）用PLC的线圈指令或功能指令来替代；三是将流程图中各个阶段之间的转移条件用PLC的触点或电路块来替代；四是流程图中的箭头方向就是PLC状态转移图中的转移方向。

2．设计状态转移图的方法和步骤（1）将整个控制过程按任务要求分解，其中的每一个工序都对应一个状态（即步），并分配状态继电器。

电动机循环正反转控制的状态继电器的分配如下：复位→S0，正转→S20，暂停→S21，反转→S22，暂停→S23，计数→S24。

（2）搞清楚每个状态的功能、作用。

状态的功能是通过PLC 驱动各种负载来完成的，负载可由状态元件直接驱动，也可由其他软触点的逻辑组合驱动。

（3）找出每个状态的转移条件和方向，即在什么条件下将下一个状态“激活”。

状态的转移条件可以是单一的触点，也可以是多个触点的串、并联电路的组合。

三菱FX系列PLC的步进指令1．步进指令（STL/RET）步进指令是专为顺序控制而设计的指令。

在工业控制领域许多的控制过程都可用顺序控制的方式来实现，使用步进指令实现顺序控制既方便实现又便于阅读修改。

FX2N中有两条步进指令：STL（步进触点指令）和RET（步进返回指令）。

STL和RET指令只有与状态器S配合才能具有步进功能。

如STL S200表示状态常开触点，称为STL触点，它在梯形图中的符号为，它没有常闭触点。

我们用每个状态器S记录一个工步，例STL S200有效（为ON），则进入S200表示的一步（类似于本步的总开关），开始执行本阶段该做的工作，并判断进入下一步的条件是否满足。

一旦结束本步信号为ON，则关断S200进入下一步，如S201步。

RET指令是用来复位STL指令的。

执行RET后将重回母线，退出步进状态。

2．状态转移图一个顺序控制过程可分为若干个阶段，也称为步或状态，每个状态都有不同的动作。

当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就将实现转换，即由上一个状态转换到下一个状态执行。

我们常用状态转移图（功能表图）描述这种顺序控制过程。

如图1所示，用状态器S记录每个状态，X为转换条件。

如当X1为ON时，则系统由S20状态转为S21状态。

图1 状态转移图与步进指令状态转移图中的每一步包含三个内容：本步驱动的内容，转移条件及指令的转换目标。

如图3-25中S20步驱动Y0，当X1有效为ON时，则系统由S20状态转为S21状态，X1即为转换条件，转换的目标为S21步。

状态转移图与梯形图的对称关系也显示在图4-14中。

3．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。