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第五章步进顺控编程【内容提要】本章介绍可编程控制器的步进顺控程序的编程方法。
本次课程主要内容： 步进顺控程序编程方法5.1 步进梯形图指令与状态转移图 5.1.1 步进梯形图指令 步进梯形图指令STL(Step Ladder)和RET，是一种符合I EC1131—3标准中定义的SFC图 (Sequential Function Chart顺序功能图)的通用流程图语言。
顺序功能图也叫状态转移图， 相当于国家标准“电气制图”（GB6988.6-86）的功能表图(Function Charts)。
SFC图特别适合于步进顺序的控制，而且编程十分直观，方便，便于读图，初学者也很容 易掌握和理解。
表5- 1步进梯形图指令指令 步进指令 步进结束指令 STL RET 梯形图符号 或 RET STL 可用软元件 S 步进顺控编程（SFC）的由来1. 通常采用基本逻辑指令编写复杂逻辑关系比较困难; 2. 工厂应用时，所要求的控制逻辑常常可以划分成若干 前后继起的工序，因此可以将一个复杂的过程分解为 简单过程加以解决。
将整个控制过程看做一连串前后继起的状态的集合，状 态有“激活”和“关闭”之分，所谓“激活”可以理解为该段 程序被扫描执行。
而“关闭”则可以理解为该段程序被跳 过。
由于激活和关闭的状态在不同时间内执行，不存在 相互干扰，因此编程时无需考虑状态时间的繁杂联锁关 系，即：“只干自己需要干的事，无需考虑其他” 状态的描述、状态元件状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可 编程控制器的软元件之一。
FX 2N 共有 1000个状态元件，其分类、编号 、数量及用途如表所示类别 初始状态 返回状态 一般状态 掉电保持状态 信号报警状态 元件编号 S0～S9 S10～S19 S20～S499 S500～S899 S900～S999 个数 10 10 480 400 100 用途及特点 用作 SFC的初始状态 多运行模式控制当中，用作返回原点的状态 用作 SFC的中间状态 具有停电保持功能，停电恢复后需继续执行 的场合，可用这些状态元件 用作报警元件使用 编写步进顺控程序的方法和步骤下面我们以台车往返控制为例，说明运用状态编程思想设计状 态转移图（ SFC）的方法和步骤。
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b3C4d5e6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。
cf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346810579ed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5X1X65.2X2X35.3X4X55.1X15.4X6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。
3.7步进指令与顺序功能图3.7.1SFC图状态转移图也称顺序功能图(SFC图)，用于编制复杂的顺控程序，比梯形图更直观，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，即上一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重要工具。
状态器软元件是构成状态转移图的基本元件。
FX1N系列PLC有状态器1 000点(S0～S999)。
其中S0～S9共10个称为初始状态器，是状态转移图的起始状态。
3.7.1SFC图图7.1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图7.1状态转移图态转移条件。
旁边的线圈等是输出信号。
在图7.1中，状态器S20有效时，输出Y5接通，程序等待转换条件X3动作。
当X3接通时，状态就由S20转到S21，这时Y5断开。
下面以图7.2所示的机械手为例，进一步说明状态转移图。
机械手将工作从A点向B点移送。
机械手的上升、下降与左移、右移都是由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的。
抓手对物件的松3.7.1SFC图开、夹紧是由一个单线圈两位电磁阀驱动气缸完成，只有在电磁阀通电时抓手才能夹紧。
该机械手工作原点在左上方，按下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、上升、左移的顺序依次运行，它有手动、自动等几种操作方式。
图7.3示出了自动运行方式的状态转移图。
图7.2机械手工作示意图3.7.1SFC图图7.3机械手自动方式状态图3.7.1SFC 图图7.3机械手自动方式状态图3.7.1SFC图状态图的特点是由某一状态转移到下一状态后，前一状态自动复位。
S2为初始状态，用双线框表示。
