控制狀態(tài)圖或順控圖

1、第四章 狀態(tài)轉移圖及步進指令,5.1 狀態(tài)轉移圖,5.2 步進梯形圖及步進指令,5.4.3 選擇分支與匯合狀態(tài)編程,5.4 狀態(tài)轉移圖常見流程狀態(tài)得編程,5.4.1 單流程狀態(tài)編程,5.2.1 步進梯形圖,5.3 步進梯形圖指令編程基本方法,5.2.2 步進指令,5.4.2 跳轉與重復狀態(tài)編程,5.4.4 并行分支與匯合狀態(tài),5.4.5 分支與匯合得組合,5.5 狀態(tài)轉移圖及步進指令的應用實例,5.1 狀態(tài)轉移圖,狀態(tài)轉移圖（SFC,

2、Sequential Function Chart）是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，是基于狀態(tài)（工序）的流程以機械控制的流程來表示 ：,FX2N系列PLC共有狀態(tài)器S0～S999,S0～S9為初始狀態(tài),S10～S499為普通型,S500～S899為斷電保持型,S900～S999為信號報警型,S10～S19在功能指令（FNC60）IST的使用中被用作回零狀態(tài)器,狀態(tài)轉移圖表示法,圖5.1 狀態(tài)轉移圖表示法,狀態(tài)轉移圖的畫法

3、,在狀態(tài)轉移圖中，用矩形框來表示“步”或“狀態(tài)”，方框中用狀態(tài)器S及其編號表示,與控制過程的初始情況相對應的狀態(tài)稱為初始狀態(tài)，每個狀態(tài)的轉移圖應有一個初始狀態(tài)，初始狀態(tài)用雙線框來表示 。與步相關的動作或命令用與步相連的梯形圖符來表示 。當某步激活時，相應動作或命令被執(zhí)行 。一個活動步可以有一個或幾個動作或命令被執(zhí)行,步與步（狀態(tài)與狀態(tài)）之間用有向線段來連接，如果進行方向是從上到下或從左到右，則線段上的箭頭可以不畫，狀態(tài)轉移圖中，會發(fā)生步

4、的活動狀態(tài)的進展，該進展按有向連續(xù)規(guī)定的線路進行，這種進展是由轉換條件的實現(xiàn)來完成的,轉換的符號是一條短劃線，它與步間的有向連接線段相垂直。在短劃線旁可用文字語言、布爾表達式或圖形符號標注轉換條件,【例5-1】運料小車的控制,控制要求：,圖5.2中料車處于原點，下限位開關LS1被壓合，料斗門關上，原點指示燈亮,當選擇開關SA閉合，按下啟動按鈕SB1料斗門打開，時間為8s，給料車裝料,,裝料結束，料斗門關上，延時1s后料車上升，直至壓合上

5、限位開關LS2后停止，延時1s之后卸料10s，料車復位并下降至原點，壓合LS1后停止,當開關SA斷開，料車工作一個循環(huán)后停止在原位，指示燈亮,按下停車按鈕SB2后則立即停止運行,圖5.2 運料小車的控制,運料小車控制狀態(tài)轉移圖,圖5.3 運料小車控制狀態(tài)轉移圖,5.2 步進梯形圖及步進指令,5.2.1 步進梯形圖,圖5.4是將圖5.3的狀態(tài)轉移圖（SFC圖）改畫成步進梯形圖（STL圖）及對其編程的例子,STL圖是以繼電器梯形圖的風格來

6、表示,SFC圖則把基于狀態(tài)（工序）的流程以機械控制的流程來表示,用步進指令對狀態(tài)器的觸點編程，則該觸點用符號表示,LD M8002,SET S0,STL S0,復位程序（略）,LD X003,ANI Y003,SET S20,STL S20,OUT Y000,LD X000,SET S21,STL S21,LDI T0,OUT Y003,LD M800

7、0,OUT T 0,K 80,LD T0,OUT T1,K 10,LD T1,SET S22,LD X001,OUT S0,STL S22,LDI Y002,OUT Y001,LD X004,SET S23,LD X001,OUT S0,STL S23,OUT T2,K 10,LD T2,SET

8、S24,LD X001,OUT S0,STL S24,OUT Y004,OUT T3,K 100,LD T3,SET S25,LD X001,OUT S0,STL S25,LDI Y001,OUT Y002,LD X003,AND X002,OUT S21,LD X003,ANI X002,OUT S0,LD X001,OUT S0,RET,END,（a）

9、,（b）,圖5.4 運料小車控制編程,(a)步進梯形圖 (b)指令程序,5.2.2 步進指令,1. 指令定義及應用對象,表5.1 步進指令的定義與應用對象,2. 指令功能及說明,(1)主控功能,STL指令僅僅對狀態(tài)器S有效,STL指令將狀態(tài)器S的觸點與主母線相連并提供主控功能,使用STL指令后，觸點的右側起點處要使用LD (LDI)指令，步進復位指令RET使LD點返回主母線,,(2) 自動復位功能,用STL指令時，新的狀態(tài)器S被置位，

10、前一個狀態(tài)器S將自動復位,OUT指令和SET指令都能使轉移源自動復位，另外還具有停電自保持功能,OUT指令在狀態(tài)轉移圖中只用于向分離的狀態(tài)轉移，而不是向相鄰的狀態(tài)轉移,狀態(tài)轉移源自動復位須將狀態(tài)轉移電路設置在STL回路中，否則原狀態(tài)不會自動復位,(3) 驅動功能,(4) 步進復位指令RET功能,5.3 步進梯形圖指令編程基本方法,(1) 輸出的驅動方法,如圖5.5所示，從狀態(tài)內的母線，一旦寫入LD或LDI指令后，對不需要觸點的指令就不能

11、再編程。需要按下圖的方法改變這樣的回路,圖5.5 輸出的驅動,（a）錯誤的驅動方法；（b）正確的驅動方法；（c）正確的驅動方法,（a）,（b）,（c）,(2) MPS/MRD/MPP指令的位置,在狀態(tài)內，不能直接從STL內母線中直接使用MPS/MRD/MPP指令（見圖5.6），而應在LD或LDI指令以后編制程序,圖5.6 MPS/MRD/MPP指令的位置,(3) 狀態(tài)的轉移方法,OUT指令與SET指令對于STL指令后的狀態(tài)（S）具有同

12、樣的功能，都將自動復位轉移源（見圖5.7），此外，還有自保持功能。但是使用OUT指令時，在STL圖中用于向分離的狀態(tài)轉移,圖5.7 狀態(tài)的轉移方法,(4) 轉移條件回路中不能使用的指令,在轉移條件回路中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP指令（見圖5.8）,圖5.8 轉移條件回路指令的應用,(5) 符號與的應用場合,在流程中表示狀態(tài)的復位處理時，用符號表示，而符號則表示向上面的狀態(tài)轉移重復或向下面的狀態(tài)轉移（跳轉），或者

13、向分離的其他流程上的狀態(tài)轉移（見圖5.9),圖5.9 符號與的應用,(6) 狀態(tài)復位,在選定的區(qū)間內的狀態(tài)同時復位（見圖5.10）,圖5.10 S0～S50的51點狀態(tài)器的同時復位,(7) 禁止輸出的操作,圖5.11 禁止運行狀態(tài)中的輸出,(8) 斷開輸出繼電器（Y）的操作,圖5.12 斷開輸出繼電器,(9) SFC圖需采用的特殊輔助繼電器和邏輯指令,表5.2 SFC圖采用的特殊輔助繼電器,表5.3 可在狀態(tài)內處理的邏輯指令,注

14、：①在中斷程序與子程序內，不能使用STL指令,②在STL指令內不禁止使用跳轉指令，但其動作復雜，建議不要使用,（10）停電保持用狀態(tài)器,（11）利用同一種信號的狀態(tài)轉移,通過一個按鈕開關的接通/斷開動作等進行狀態(tài)轉移。進行這種狀態(tài)轉移時，需要將轉移信號脈沖化編程。轉移條件的脈沖化有以下2種方法,在M0接通S50之后（見圖5.13）,轉移條件M1（B觸點）即刻開路，在S50接通的同時，不向S51 圖5.13 利用同一種信號的狀態(tài)轉移

15、轉移。在M0再次接通的情況下，向S51轉移,構成轉移條件的限位開關X030在轉動之后使工序進行一次轉移，轉移到下一工序，見圖5.14。這種場合，將轉移條件脈沖化，見圖5.15所示。S30首次動作，雖然X030動作，M101動作，但通過自鎖脈沖Ｍ100使不產生轉移，當X030再次動作，則M100不動作，M101動作，則狀態(tài)從S30轉到S31,圖5.13 利用同一種信號的狀態(tài)轉移,圖5.14 限位開關構成的轉移條件,圖5.15 轉移條件

16、脈沖化,（12）上升沿/下降沿檢測觸點使用時的注意事項,在狀態(tài)內使用LDP、LDF、ANDP、ANF、ORP、ORF的上升沿/下降沿檢測觸點時，狀態(tài)器觸點斷開時變化的觸點，只在狀態(tài)器觸點再次接通時才被檢出,圖5.16 上升沿/下降沿檢測觸點使用時的編程,（a）,（b）,（a）修改程序前的程序；（b）修改程序后的程序,5.4狀態(tài)轉移圖常見流程狀態(tài)的編程,5.4.1 單流程狀態(tài)編程,“單流程”是指僅有單一的出、入口的單流程。圖5.17所示臺

17、車運動控制就是典型的“單流程”,圖5.17 臺車單流程運動時序圖,臺車運動時序如下：,按下啟動按鈕PB，臺車前進，限位開關LS11動作后，臺車馬上后退。（LS11通常處于斷開狀態(tài)，只有臺車前進到位時才轉為接通，其它限位開關的動作也相同）,臺車后退，限位開關LS12動作后，停5秒鐘再次前進，直到限位關LS13動作，臺車馬上后退,不久限位開關LS12動作，這時驅動臺車的電機停轉,解：,控制程序如圖5.18 ，PLC由STOP→RUN時，初始

18、脈沖輔助繼電器M8002令S0置位（S0＝ON）,S0～S9用作初始狀態(tài),圖5.18 臺車運動的控制程序,5.4.2 跳轉與重復狀態(tài)編程,向下面的狀態(tài)直接轉移或向系列外的狀態(tài)轉移稱為跳轉，向上面的狀態(tài)轉移則稱為重復或循環(huán)，見圖5.19所示,圖5.19跳轉，重復或循環(huán),在圖5.20中，跳轉的轉移目標狀態(tài)和重復（循環(huán)）的轉移目標狀態(tài)都可以用加目標狀態(tài)來表示，轉移目標狀態(tài)用OUT指令編程,圖5.20 跳轉的轉移目標狀態(tài)圖,圖5.21 選擇性

19、分支,5.4.3 選擇性分支與匯合狀態(tài)編程,（1）選擇性分支,選擇性分支先進行驅動處理，然后進行轉移處理。所有的轉移處理按順序繼續(xù)進行,見圖 5.21,即使負載驅動回路也不能直接在STL指令后面使用MPS指令,（2）選擇匯合,首先只進行匯合前狀態(tài)的驅動處理，然后按順序繼續(xù)進行匯合狀態(tài)轉移處理，在使用中要注意程序的順序號，分支列與匯合列不能交叉（見圖5.22）,在分支與匯合的轉移處理中程序中，不能用MPS,MRD,MPP,ANB,ORB指

20、令,圖5.22 選擇性分支匯合的編程,圖5.23 并行分支,5.4.4 并行分支與匯合狀態(tài),（1）并行分支,并行分支流程的編程首先進行驅動處理，然后進行轉移處理。所有的轉移處理按順序繼續(xù)進行，見圖5.23,（2）并行匯合,首先只進行匯合前狀態(tài)的驅動處理，然后依次執(zhí)行向匯合狀態(tài)的轉移處理，見圖5.24,圖5.24 并行分支匯合的SFC,（3）轉移條件的設置位置,并行分支與匯合點中不容許在圖5.25（a）所示的符號※1、※2或符號*3、

21、*4的位置設置轉移條件，轉移條件的設置應按圖5.25（b）所示1、2、3、4的位置進行設置,圖5.25 轉移條件的設置位置,（a）錯誤的設置位置；(b) 正確的設置位置,（a）,（a）錯誤的設置位置；(b) 正確的設置位置,（b）,（4）多個初始狀態(tài)的SFC圖的編程,圖5.26 多個初始狀態(tài)的SFC圖的編程,（5）回路總數(shù),圖5.26 多個初始狀態(tài)的SFC圖的編程,對所有的初始狀態(tài)（S1~S9），每個初始狀態(tài)的回路總數(shù)不超過16條 ,并

22、且在每一分支點，分支數(shù)不能大于8個,注意：不能進行從匯合線或匯合前的狀態(tài)開始向分離狀態(tài)的轉移處理或復位處理，一定要設置虛擬狀態(tài)，從分支線上向分離狀態(tài)進行轉移與復位處理,5.4.5 分支與匯合的組合,圖5.28 分支與匯合的組合形態(tài),（a）選擇匯合選擇；（b）并行匯合并行；（c）選擇匯合并行；（d）并行匯合選擇；（e）選擇并行分支匯合,5.5 狀態(tài)轉移圖及步進指令的應用實例,【例5-1】四皮帶運輸機系統(tǒng),運輸系統(tǒng)由電動料斗和及M1～M4

23、四臺電動機驅動的四條皮帶運輸機組成，如圖5.29（a）所示,圖5.29 （a）,控制要求為：,運輸系統(tǒng)由電動料斗和及M1～M4四臺電動機驅動的四條皮帶運輸機組成，如圖5.29（a）所示,（1）逆物流方向起動,按下起動按鈕SB1，振鈴30s，起動1＃皮帶；延時2s，起動2＃皮帶；再延時3s，起動3＃皮帶；再延時4s，起動4＃皮帶并同時開啟料斗，起動完畢,（2）順物流方向順序停車,按下停止按鈕SB2，關閉料斗，延時10s,停止4＃皮帶；再延

24、時4s，停止3＃皮帶；再延時3s，停止2＃皮帶；再延時2s，停止1＃皮帶，停車完畢,皮帶運輸系統(tǒng)的的SFC圖如圖5.29（b）所示,圖5.29 四皮帶運輸機系統(tǒng),（b）,（a）四電動機驅動皮帶運輸機;(b)皮帶運輸機系統(tǒng)的單流程SFC,【例5-2】大、小球分類選擇傳送的機械,如圖5.31，左上方為原點指示，其動作順序為下降，吸住、上升、右行、下降、釋放、上升、左行,當電磁鐵接近球時，接近開關PS0接通，此時，下限位開關LS2斷開，則為大

25、球,LS2導通，則為小球,圖5.31 大、小球分類選擇傳送機械,解：,若為小球（X002＝ON），左側流程有效；若為大球（X002=OFF），則右側的流程有效,若為小球時，吸球臂右行至壓住LS4，X004動作；若為大球時，則右行至壓住LS5，X005動作。然后向匯合狀態(tài)S30轉移,若驅動特殊輔助繼電器M8040，則禁止所有的狀態(tài)轉移。右移輸出Y003，左移輸出Y004以及上升輸出Y002，下降輸出Y000中各自串連有相關的互鎖觸點,【例

26、5-3】按鈕式人行橫道交通燈的控制,交通燈的控制要求為：,可編程控制器從STOP→RUN變換時，設置初始狀態(tài)S0，通常車道信號燈為綠，而人行道信號燈為紅,按下人行道按鈕X000或X001，此時狀態(tài)無變化；30秒后，車道信號變黃；再過10秒鐘車道信號變紅,此后，延時5秒，5秒后人行道變?yōu)榫G燈；15秒后人行道綠燈開始閃爍（S32=暗，S33=亮）,閃爍中S32，S33反復動作，計數(shù)器C0（設定值為5）觸點接通，動作狀態(tài)向S34轉移，人行道變

27、為紅燈，5秒后返回初始狀態(tài),在動作過程中，即使按動人行道按鈕X000或X001也無效,圖5.33 按鈕式人行橫道交通燈的控制,,解：,,圖5.34 按鈕式人行橫道交通燈控制SFC圖,精品課件！,精品課件！,,,小 結,設計狀態(tài)轉移圖時，首先要將系統(tǒng)的工作過程分解成若干個連續(xù)的階段，這些階段稱為“狀態(tài)”或“步”。每一狀態(tài)完成一定的操作或驅動一定的負載。一個步可以是動作的開始、持續(xù)或結束。一個過程循環(huán)分的步越多，描述時就越精確。狀態(tài)與狀態(tài)