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浅谈状态转移法及功能表图在PLC编程中的应用摘要：在工业控制中，由于内部的联锁、互锁关系极为复杂，对于较大型的程序编程不易，现场调试更是一件烦琐的事情。
本文以allen-bradley公司生产的logix5550系列机型为例，通过常见的顺序控制形式，介绍了一种逻辑清晰、编程简单、调试方便、易于掌握的编程方法。
关键词：状态转移功能表图顺序控制plcabstract: as the internal interlocking, interlocking relationship is extremely complex in the field of industrial control. and the designing and writing of larger-scale programs is difficult and the testing on the spot is also laborious. a method has been introduced in this paper, which with characteristics of clearly logic, simply programming, convenient debugging and easily mastering, exemplified by the application of the logix5550 programmable controller made by allen-bradley and common sequence control form.key words: transfer of state charts of function express sequence control plc中图分类号：tu74文献标识码：a 文章编号：引言对于一个复杂控制过程，由于内部的联锁、互锁关系极为复杂，其梯形图往往长达数百行，故编程工作量很大，而且如果不加以详细地逐行注释则编出的梯形图的可读性很差，给调试工作带来了很大的麻烦。
状态机模型计算机原理状态机模型是计算机原理中的重要概念之一。
它是一种抽象的数学模型，用于描述系统在不同状态之间的转移及其触发条件。
在计算机领域中，状态机模型被广泛应用于软件开发、网络通信、自动控制等各个方面。
一、什么是状态机模型状态机模型由状态、转移和触发条件三个要素组成。
状态表示系统所处的某种状态，可以是一个具体的数值或一个抽象的概念；转移表示状态之间的变迁关系，即系统从一个状态转移到另一个状态；触发条件表示触发状态转移的条件，可以是某个事件的发生、某个条件的满足等。
二、状态机模型的分类根据状态的复杂程度和转移的方式，状态机模型可以分为有限状态机和无限状态机。
1. 有限状态机（Finite State Machine，FSM）：有限状态机是指状态的数量是有限的。
它包括确定性有限状态机（Deterministic Finite State Machine，DFSM）和非确定性有限状态机（Non-deterministic Finite State Machine，NDFSM）两种类型。
确定性有限状态机的状态转移是确定的，而非确定性有限状态机的状态转移可以有多个选择。
2. 无限状态机（Infinite State Machine，ISM）：无限状态机是指状态的数量是无限的。
它常用于描述具有连续变化的系统，如物理模型、信号处理等。
三、状态机模型的应用1. 软件开发：状态机模型可以用于描述软件的状态转换，帮助开发人员理清软件的逻辑流程，提高代码的可读性和可维护性。
常见的应用场景包括游戏开发、网络通信协议、编译器等。
2. 网络通信：状态机模型可以用于描述网络协议的状态转换，如TCP协议中的连接建立、数据传输和连接关闭等过程。
通过状态机模型，网络通信可以更加稳定可靠。
3. 自动控制：状态机模型可以用于描述自动控制系统的状态转换，如工业生产中的流水线控制、机器人的行动规划等。
通过状态机模型，可以实现智能化的控制策略。
![（一）状态转移图（SFC）_电气控制与PLC应用（三菱FX系列）_[共2页]](https://img.taocdn.com/s1/m/dfa6b41bda38376bae1fae9b.png)
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。
lattice和dp planner原理Lattice和DP Planner原理引言：在人工智能领域中，规划器（Planner）是一种重要的技术，用于解决决策和路径规划问题。
Lattice和DP Planner是两种常见的规划器，本文将介绍它们的原理和应用。
一、Lattice Planner原理Lattice Planner（网格规划器）是一种基于离散化搜索的规划方法。
它将连续的状态空间离散化为一个二维网格，其中每个网格表示一个状态。
Lattice Planner通过在状态空间中搜索路径来解决规划问题。
Lattice Planner的原理如下：1. 状态空间离散化：将连续的状态空间划分为一个个离散的网格，每个网格表示一个离散化的状态。
2. 构建状态转移图：根据系统的动力学模型，构建状态转移图，其中每个节点表示一个状态，每条边表示从一个状态到另一个状态的转移。
3. 定义代价函数：根据任务的需求，定义一个代价函数，用于评估每个状态的优劣。
4. 网格搜索：从起始状态开始，在状态转移图中进行搜索，通过评估代价函数来选择下一个状态，直到达到目标状态。
5. 路径重构：根据搜索得到的路径，在连续的状态空间中重构路径。
Lattice Planner的优点是可以处理连续的状态空间，并且能够在离散化的状态空间中进行高效的搜索。
它在机器人路径规划、无人驾驶等领域具有广泛的应用。
二、DP Planner原理DP Planner（动态规划规划器）是一种基于动态规划的规划方法。
它通过将问题分解成一系列子问题，并保存子问题的解，最终得到整个问题的最优解。
DP Planner的原理如下：1. 定义状态：将问题的状态定义为一个变量或一组变量，表示问题的局部信息。
2. 定义状态转移方程：根据问题的性质，定义状态之间的转移关系，通常使用递推公式来描述。
3. 初始化：对于最小的子问题，给出初始状态的值。
4. 递推求解：根据状态转移方程，逐步计算出更大规模的子问题的解。
计算机系统结构典型应用题：流水线状态转移图的详细解析过程题目如下：
答案如下：
但是，很多同学不知道流水线状态转移图的结果是怎么来的？以下是本人总结的详细解析过程：
初始冲突向量：C=10011001 后续可用时间间隔：2，3，6，7。
2：00100110
10011001
10111111 = C1
3：00010011
10011001
10011011 =C2
6：00000010
10011001
10011011 =C2
7：00000001
10011001
10011001 =C
按下来是关键步骤：
C1=10111111后续可用时间间隔：7。
7：00000001
10011001
10011001 =C
C2=10011011后续可用时间间隔：3，6，7.
3：00010011
10011001
10011011 =C2
6：00000010
10011001
10011011 =C2
7：00000001
10011001
10011001 =C
根据以上结果绘出状态转移图：
是不是SO Easy！注意关键点：
1、新的冲突向量C1和C2按可用时间间隔右移（高位补0，低位超出位移除）之后，再与初始向量C进行按位“或”运算，结果指向就是状态转移方向。
2、新的冲突向量的后续可用时间间隔是根据新的冲突向量C1和C2的延迟
禁止表得到的，而不是初始向量的延迟禁止表。
状态转移图的原理及应用
1. 什么是状态转移图（State Transition Diagram）?
状态转移图（State Transition Diagram）是一种用来描述系统在不同状态下变
化及状态之间的转移关系的图形表示方法。
它主要由状态和状态之间的转移组成，可以清晰地描述系统在不同状态下的行为和过渡规则。
2. 状态转移图的基本元素
状态转移图由以下几个基本元素组成： - 状态（State）：表示系统在某个时刻
所处的状态，可以是一个具体的状态，也可以是一个抽象的状态。
- 转移（Transition）：表示状态之间的转移关系，描述了从一个状态到另一个状态的触
发条件和执行操作。
- 事件（Event）：引起状态转移的事件，触发状态的改变。
- 动作（Action）：状态转移的执行操作，表示系统在状态转移时需要执行的动作或
操作。
3. 状态转移图的应用
状态转移图在软件工程和系统分析中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：
3.1 系统建模
通过状态转移图，可以对系统的行为进行建模和描述，包括系统的各种状态和
状态之间的转换关系。
通过对系统行为的建模，可以帮助软件工程师更好地进行系统设计和开发。
3.2 状态机设计
状态转移图常常用于设计有限状态机（Finite State Machine，FSM）。
有限状
态机是描述系统的一种数学模型，通过定义状态、事件和状态转移规则来描述系统的行为。
通过设计状态转移图，可以清晰地定义系统的状态和状态转移规则，从而更好地理解和设计系统的行为。
3.3 测试和验证
状态转移图可以作为测试用例的基础，通过根据状态转移图设计测试用例，可
以覆盖系统的各个状态和状态转移过程，从而提高测试的全面性和有效性。
同时，状态转移图也可以用于系统的验证，通过观察系统的状态转移过程，验证系统的正确性。
3.4 故障诊断
在系统出现故障时，状态转移图可以作为诊断工具，帮助分析和定位故障原因。
通过观察状态转移图，可以确定系统在不同状态下的行为和状态转移规则，从而更好地分析故障原因。
4. 状态转移图的示例
下面是一个简单的状态转移图示例，用来描述一个带有按钮的灯的行为。
状态：
- 关闭
- 开启
转移：
- 开始：初始状态
- 按下按钮：按钮被按下
- 关闭灯：灯被关闭
- 开启灯：灯被开启
事件：
- 按钮被按下
动作：
- 关闭灯操作
- 开启灯操作
开始 -- 按下按钮 --> 开启
开启 -- 按钮被按下 --> 关闭
关闭 -- 按钮被按下 --> 开启
关闭 -- 开启灯操作 --> 开启
开启 -- 关闭灯操作 --> 关闭
从上述示例可以看出，当按下按钮时，灯的状态会从关闭到开启，或者从开启
到关闭。
通过定义状态、转移、事件和动作，可以清晰地描述系统的行为和状态转换过程。
5. 总结
状态转移图是一种描述系统行为和状态转移关系的图形表示方法，它具有清晰、直观、易于理解的特点。
通过应用状态转移图，可以更好地对系统进行建模、设计、测试和故障诊断。
在软件工程和系统分析领域，状态转移图是一种非常有用的工具，值得进一步深入学习和应用。
