步进控制顺序功能图

交通信号灯控制一、任务目标二、任务分析城市交通道路十字路口是靠交通指挥信号来维持交通秩序的。

在每个方向都有红、黄、绿三种指挥灯，信号灯的动作受开关总体控制，当按下启动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按下停止按钮开关，系统停止工作。

图4—16是某城市一交通信号灯示意图。

图4-16 交通信号灯示意图在系统工作时，控制要求如表4-8所示： 表4-8 十字路口交通信号灯控制要求 南北信号 红灯亮 绿灯亮 绿灯闪亮 黄灯亮 时间30 25 32东西信号 绿灯亮 绿灯闪亮 黄灯亮 红灯亮 时间2532301．用PLC 构成交通信号灯控制系统。

2．掌握PLC 的编程技巧和程序调试方法。

3．掌握步进指令的应用。

具体控制要求如下：1．南北方向绿灯和东西方向绿灯不能同时亮，如果同时亮则应用自动立即关闭信号灯系统，并立即发出报警信号。

2．南北红灯亮维持30s，在此同时东西绿灯也亮，并维持25s时间，到25s时，东西绿灯闪亮，闪亮3s后熄火，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮并维持2s。

到2s时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

3．东西红灯亮维持30s，在此同时南北绿灯亮维持25s，然后闪亮3s熄灭，接着南北黄灯亮维持2s后熄灭．同时南北红灯亮，东西绿灯亮。

4．两个方向的信号灯，按上面的要求周而复始地进行工作。

三、相关知识步进指令STL／RET及编程方法1．FX2的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。

FX2共有1000个状态元件，如表4-9所示。

表4-9 FX2的状态元件类别元件编号个数用途及特点初始状态S0～S910用作SFC的初始状态返回状态S10～S1910多运行模式控制当中，用作返回原点的状态一般状态S20～S499480用作SFC的中间状态掉电保持状态S500～S899400具有停电保持功能，停电恢复后需继续执行的场合，可用这些状态元件信号报警状态S900～S999100用作报警元件使用2．步进指令、状态转换图及步进梯形图步进指令是利用状态转换图来设计梯形图的一种指令，状态转换图可以直观地表达工艺流程。

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。

《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。

步进顺序控制和顺序功能图的介绍在工业控制领域中，顺序控制系统应用很广，尤其在机械行业，基本上会利用顺序控制来实现加工的自动循环。

那么今天就给大家讲解一下步进顺序控制和顺序功能图。

首先看一下，什么是步进顺序控制？对于流程作业的自动化控制系统而言，一般都包含若干个状态（也就是工序），当条件满足时，系统能够从一种状态转移到另一种状态，我们把这种控制叫做顺序控制。

对应的系统则称为顺序控制系统或流程控制系统。

我们可以采用顺序控制设计法进行程序设计，基本步骤如下：1、步的划分将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的状态，这些状态称为步，PLC中用状态继电器S来代表各个状态步。

2、转移条件的确定使系统由当前状态步转入下一状态步的信号称为转移条件。

转移条件可能是外部输入信号，如按钮、开关、限位开关，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器触点，转移条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。

3、顺序功能图的绘制根据被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出顺序功能图。

这也是顺序控制设计中最关键的一步骤。

4、梯形图的编写根据顺序功能图，用STL指令编写梯形图程序。

刚才说到顺序功能图的绘制，那么什么是顺序功能图呢？顺序功能图，也叫状态转移图。

它的组成包括步与动作、有向连线、转移与转移条件。

当相邻两状态步之间的转移条件得到满足时，就实现状态的转移，即上一个状态步的动作结束，下一个状态步的动作开始。

我们看上面这个小车左行右行控制的顺序功能图，S0、S20、S21就是状态步，这些状态的输出就是驱动动作，状态步和状态步之间的箭头就是有向连线，跟箭头垂直的横线就是转移，在横线旁边标注的就是转移状态。

比如说当前处于初始状态S0，当转移条件X0成立的时候，就会从S0状态转移到S20状态去，这时就可以执行这个状态的输出动作，执行右行。

讲了顺序功能图，还要给大家介绍一下顺序功能图的基本结构，包括：单流程、选择性分支、并行性分支，当然还有循环的结构。