三菱PLC状态转移图详解知识讲解

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RETRET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。

电气控制与PLC应用（三菱FX系列）
图8-1 十字路口交通灯示意图图8-2 十字路口交通灯时序图
二、相关知识
（一）状态转移图（SFC）
1．状态转移图
状态转移图也称功能图。

一个控制过程可以分为若干个阶
段，这些阶段称为状态。

状态与状态之间由转换分隔。

相邻的
状态具有不同的动作。

当相邻两状态之间的转换条件得到满足
时，就实现转换，即上面状态的动作结束而下一状态的动作开
始，可用状态转移图描述控制系统的控制过程，状态转移图具
有直观、简单的特点，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工
具。

状态器软元件是构成状态转移图的基本元件。

FX2N系列
PLC有状态器1000点（S0～S999）。

FX2N系列PLC内部的状态
继电器从S0～S999共1000点，都用十进制表示。

（1）初始状态器：S0～S9，10点。

（2）通用状态器：S20～S499，480点。

（3）保持状态器：S500～S899，400点。

（4）诊断、报警用状态继电器：S900～S999，100点。

图8-4是一个简单状态转移图实例。

状态器用框图表示。

框内是状态器元件号，状态器之间用有向线段连接。

其中从
上到下、从左到右的箭头可以省去不画，有向线段上的垂直
短线和它旁边标注的文字符号或逻辑表达式表示状态转移
条件。

旁边的线圈等是输出信号。

图8-3 十字路口交通灯工作流程图。

第6章状态转移图及编程方法教学目的及要求：通过教学，使学生明确状态的功能和状态转移图所表示的顺序控制过程，熟练掌握选择性分支与汇合、并行性分支与汇合的应用，掌握顺控系统设计的方法和技能。

教学方式：理论讲解、例题讲解。

演示操作：利用FX2N-64MR PLC实现对自动送料小车的控制。

重点难点：掌握单流程状态图的编程、选择性及并行性分支与汇合的编程。

问题的提出：状态转移图是使用什么语言编程，它与梯形图语言有什么区别。

6.1 状态转移图及状态的功能6.1.1 状态转移图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，尤其是顺序控制系统，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。

另外，在梯形图上如果不加注释，这种梯形图的可读性也会大大降低。

为了解决这个问题，近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了符合IEC1131—3标准的SFC（Sequential Function Chart）语言，用于编制复杂的顺控程序。

IEC1131—3中定义的SFC语言是一种通用的流程图语言。

三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令（STL，意为Step Ladder；RET，意为返回），同时辅之以大量状态元件，就可以使用状态转移图方式编程。

称为“状态”的软元件是构成状态转移图的基本元素。

FX2N共有1000个状态元件，其分类、编号、数量及用途如表6-1所示。

表6-1 FX2N的状态元件a状态的编号必须在指定范围选择。

b各状态元件的触点，在PLC内部可自由使用，次数不限。

c在不用步进顺控指令时，状态元件可作为辅助继电器在程序中使用。

d通过参数设置，可改变一般状态元件和掉电保持状态元件的地址分配。

6.1.2 FX2N系列PLC的步进顺控指令FX2N系列PLC的步进指令有两条：步进接点指令STL和步进返回指令RET。

1、STL：步进接点指令（梯形图符号为）STL指令的意义为激活某个状态。

三菱PLC步进梯形图与SFC使用举例使用步进指令进行程序设计时，首先要设计状态转移图再根据状态转移图转化成步进梯形图或指令表。

这三种表示法如图5—2所示。

动作过程是当步进接点S20闭合时，输出继电器Y1线圈接通。

当X0闭合新状态置位（接通），步进接点S21也闭合。

这时原步进接点S20自动复位（断开），这就相当于把S20的状态转到S21，这就是步进转换作用。

其它状态继电器之间的状态转移过程，依此类推。

可见，状态转移图是一种用于描述顺序控制系统控制过程的图形，它由步、转换条件、有向线组成。

每个状态（步）表示顺序工作的一个操纵，需完成一个特定的动作。

状态的转换（步进）需条件得到满足。

与普通指令编程相比，使用步进指令不但可以直观地表示顺序操纵的流程，而且可以减少指令程序的条数和轻易被人们理解。

每一状态提供三个功能：驱动负载、指定转换条件、置位新状态（同时转移源自动复位）。

根据步与步进展情况状态转移图有四种结构：1．单序列。

反映按顺序排列的步相继激活这样一种基本的进展情况，如图5-3所示。

2．选择序列。

一个活动步之后紧接着有几个后续步可供选择的结构形式作为选样序列。

如图5-4所示，选择序列的各个分支都有各自的转换条件。

3．并行序列。

当转换的实现导致几个分支同时激活时，采用并行序列。

其有向连线的水平部分用一双线表示。

如图5-5所示。

4．跳步重复和循环序列。

在实际系统中经常采用跳步、重复和循环序列。

这此序列实际都是选择序列的特殊形式。

如图5-6 a 所示为跳步序列，当步3为活动步时，若转换条件X005成立，则跳过步4和步5直接进进步6；图5-6b所示为重复序列，当步6为活动步时，若转换条件X004不成立而X005成立，重新返回步5，重复执行步5和步6，直到转换条件X004成立，转进步1 / 27；图5-6C所示为循环序列，在序列结束后，用重复的方式，直接返回初始步0，形成序列的循环。

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