状态图及步进指令

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。

写出状态转移初始状态器图。

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。

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。

图 1 取指令与输出指令的使用取指令与输出指令的使用说明：1 ）LD 、LDI 指令既可用于输入左母线相连的触点，也可与ANB 、ORB 指令配合实现块逻辑运算；2 ）LDP 、LDF 指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。

图3-15 中，当M1 有一个下降沿时，则Y3 只有一个扫描周期为ON 。

3 ）LD 、LDI 、LDP 、LDF 指令的目标元件为X 、Y 、M 、T 、C 、S ；4 ）OUT 指令可以连续使用若干次（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在OUT 指令之后应设置常数K 或数据寄存器。

5 ）OUT 指令目标元件为Y 、M 、T 、C 和S ，但不能用于X 。

FX系列PLC —触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）（ 1 ）AND （与指令）一个常开触点串联连接指令，完成逻辑“与”运算。

（ 2 ）ANI （与反指令）一个常闭触点串联连接指令，完成逻辑“与非”运算。

（ 3 ）ANDP 上升沿检测串联连接指令。

（ 4 ）ANDF 下降沿检测串联连接指令。

触点串联指令的使用如图 1 所示。

图 1 触点串联指令的使用触点串联指令的使用的使用说明：1 ）AND 、ANI 、ANDP 、ANDF 都指是单个触点串联连接的指令，串联次数没有限制，可反复使用。

2 ）AND 、ANI 、ANDP 、ANDF 的目标元元件为X 、Y 、M 、T 、C 和S 。

3 ）图1 中OUT M101 指令之后通过T1 的触点去驱动Y4 称为连续输出。

FX系列PLC —触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF）（ 1 ）OR （或指令）用于单个常开触点的并联，实现逻辑“或”运算。

（ 2 ）ORI （或非指令）用于单个常闭触点的并联，实现逻辑“或非”运算。

（ 3 ）ORP 上升沿检测并联连接指令。

（ 4 ）ORF 下降沿检测并联连接指令。

触点并联指令的使用如图 1 所示。

图 1 触点并联指令的使用触点并联指令的使用说明：1 ）OR 、ORI 、ORP 、ORF 指令都是指单个触点的并联，并联触点的左端接到LD 、LDI 、LDP 或LPF 处，右端与前一条指令对应触点的右端相连。

教案正页序号3
课程可编程序控制器及其应用2014—2015学年第一学期教师陈康
课时授课计划附页
（一）复习引导
步进指令的概念
（二）新课内容
步进指令设计实例：
某自动台车控制工艺要求如下：
（1）按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电机反转，台车后退。

（2）台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，台车停车，停5s，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。

（3）当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止.
解：①将整个过程按任务要求分解，其中的每个工序均对应一个状态，并分配状态元件如下:
②弄清每个状态的功能、作用。

S0 PLC上电作好工作准备
S20 前进（输出Y1，驱动电动机M正转）
S21 后退（输出Y2，驱动电动机M反转）
S22 延时5s（定时器T0，设定为5s，延时到T0动作）
S23 同S20
S24 同S21
③找出每个状态的转移条件即在什么条件将下个状态“激活”。

S20 转移条件SB
S21转移条件SQ1
S22转移条件SQ2
S23转移条件T0
S24转移条件SQ3
④状态转移图
⑤程序
（三）小结
（四）作业完善程序。

用步进指令编程步进顺序控制:状态寄存器、步进顺控指令。

一、状态寄存器FX2N共有1000个状态寄存器，其编号及用途见下表。

类 别 元件编号 个 数 用 途 及 特 点初始状态 S0 ～S9 10 用作SFC的初始状态返回状态 S10 ～S19 10 多运行模式控制当中，用作返回原点的状态 一般状态 S20～S499 480 用作SFC的中间状态掉电保持状态 S50～S899 400 具有停电保持功能，用于停电恢复后需继续执行的场合信号报警状态 S900～S999 100 用作报警元件使用说明：1）状态的编号必须在规定的范围内选用。

2）各状态元件的触点，在PLC内部可以无数次使用。

3）不使用步进指令时，状态元件可以作为辅助继电器使用。

4）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。

二、步进顺控指令FX2N系列PLC的步进指令：步进接点指令STL步进返回指令RET。

1、步进接点指令STL说明：1）梯形图符号： 。

2）功能：激活某个状态或称某一步，在梯形图上表现为从主母线上引出的状态接点。

STL指令具有建立子母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上进行。

3）STL指令在梯形图中的表示：2、步进返回指令RET说明：1）梯形图符号：2）功能：返回主母线。

步进顺序控制程序的结尾必须使用RET指令。

三、状态转移图的梯形图和写指令表1、状态的三要素状态转移图中的状态有驱动负载、指定转移目标和指定转移条件三个要素。

图中Y5：驱动的负载S21：转移目标X3：转移条件。

2、状态转移图的编程方法步进顺控的编程原则：先进行负载驱动处理，然后进行状态转移处理。

3、注意事项1)程序执行完某一步要进入到下一步时，要用SET指令进行状态转移，激活下一步，并把前一步复位。

2)状态不连续转移时，用OUT指令，如图为非连续状态流程图：非连续状态流程图例：液压工作台的步进指令编程，状态转移图、梯形图、指令表如图所示。

三菱FX系列PLC基本指令一览表FX系列PLC —取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）（ 1 ）LD （取指令）一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑行都用此指令。

（ 2 ）LDI （取反指令）一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻辑行都用此指令。

（ 3 ）LDP （取上升沿指令）与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位元件的上升沿（由OFF → ON ）时接通一个扫描周期。

（ 4 ）LDF （取下降沿指令）与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。

（ 5 ）OUT （输出指令）对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。

取指令与输出指令的使用如图 1 所示。

图 1 取指令与输出指令的使用取指令与输出指令的使用说明：1 ）LD 、LDI 指令既可用于输入左母线相连的触点，也可与ANB 、ORB 指令配合实现块逻辑运算；2 ）LDP 、LDF 指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。

图3-15 中，当M1 有一个下降沿时，则Y3 只有一个扫描周期为ON 。

3 ）LD 、LDI 、LDP 、LDF 指令的目标元件为X 、Y 、M 、T 、C 、S ；4 ）OUT 指令可以连续使用若干次（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在OUT 指令之后应设置常数K 或数据寄存器。

5 ）OUT 指令目标元件为Y 、M 、T 、C 和S ，但不能用于X 。

FX系列PLC —触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）（ 1 ）AND （与指令）一个常开触点串联连接指令，完成逻辑“与”运算。

（ 2 ）ANI （与反指令）一个常闭触点串联连接指令，完成逻辑“与非”运算。

（ 3 ）ANDP 上升沿检测串联连接指令。

（ 4 ）ANDF 下降沿检测串联连接指令。

触点串联指令的使用如图 1 所示。

图 1 触点串联指令的使用触点串联指令的使用的使用说明：1 ）AND 、ANI 、ANDP 、ANDF 都指是单个触点串联连接的指令，串联次数没有限制，可反复使用。