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可编程控制器应用技术

可编程控制器应用技术. 第五章 FX 2N 系列可编程控制器步进指令及状态编程法. 目录. 状态编程思想及状态元件 FX 2N 系列 PLC 步进顺控指令应用规则 FX 2N 系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 状态编程思想在非状态元件编程中的应用. 1. 内容提要. 状态法提供了将复杂的顺控过程分解为小的 “ 状态 ” 分别编程 , 再组合成整体程序的编程思想。可使编程工作程式化 , 规范化。是 PLC 程序编制的重要方法。

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  1. 可编程控制器应用技术 第五章 FX2N系列可编程控制器步进指令及状态编程法

  2. 目录 • 状态编程思想及状态元件 • FX2N系列PLC步进顺控指令应用规则 • FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • 状态编程思想在非状态元件编程中的应用 1

  3. 内容提要 状态法提供了将复杂的顺控过程分解为小的“状态”分别编程,再组合成整体程序的编程思想。可使编程工作程式化,规范化。是 PLC程序编制的重要方法。 状态转移图是状态编程的工具,图中包含了程序所需用的全部状态及状态间的关联。针对具体状态来说,状态转移图给出该状态的任务及状态转移的条件及方向。采用状态法编程时一般先绘出状态转移图,再由状态转移图转绘为梯形图或编写指令表。 本章在介绍状态编程思想、状态元件、状态指令的基础上,结合实例说明了状态编程方法的应用。 2

  4. 举例 小车自动往返系统 ① 工艺动作表达繁琐。 ② 梯形图涉及的联锁关系较复杂,处理起来较麻烦。 ③ 梯形图可读性差,很难从梯形图看出具体控制工艺过程。 缺陷 第一节 状态编程思想及状态元件 • 一、状态编程思想导引 3

  5. X000启动（前进） 准备 SB 工序1 前进：Y010 SQ1 后退 工序2 后退：Y011 SQ2 后退停 工序3 延时5s：T37 T37 延时前进 工序4 前进：Y010 SQ3 后退 工序5 后退：Y011 SQ2 后退停 图5-1 小车往返运行系统步序图 第一节 状态编程思想及状态元件 状态转移图 左图特点:复杂的控制任务或工作过程分解成了若干个工序；各工序的任务明确而具体；各工序间的联系清楚,工序间的转换条件直观；这种图很容易理解,可读性很强。 4

  6. M8002 准备 X000 SB 前进 S0 S20 ( )Y010 X001 SQ1 后退 S21 ( )Y011 SQ2 X002 T37 K50 S22 定时器 前进 T37 S23 ( )Y010 SQ3 X003 后退 工序5 ( )Y011 SQ2 X002 图5-2 小车往返运行控制状态转移图 第一节 状态编程思想及状态元件 回到45页 5

  7. 状态编程的一般思想： 将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态,明确各状态的任务、状态转移条件和转移方向,再依据总的控制顺序要求,将这些状态组合形成状态转移图,最后依一定的规则将状态转移图转绘为梯形图程序。 第一节 状态编程思想及状态元件 6

  8. 第一节 状态编程思想及状态元件 • 二、状态元件 • FX2N系列PLC状态元件的分类及编号见表5-1。 • 此外, FX2N系列PLC还为状态编程安排了两条专用的步进指令如表5-2所示。 7

  9. 表5-1 FX2N系列 PLC的状态元件 注:1.状态的编号必须在指定范围内选择。 2.各状态元件的触点 ,在 PLC内部可自由使用 ,次数不限。 3.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。 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。 8

  10. RET 第一节 状态编程思想及状态元件 表5-2 步进顺控指令功能及梯形图符号 9

  11. 图5-3 状态转移图与状态梯形图对照 第二节 FX2N系列 PLC步进顺控指令应用规则 • 一、步进顺控指令的意义 转移图中的一个状态在梯形图中用一条步进接点指令表示。 10

  12. 第二节 FX2N系列 PLC步进顺控指令应用规则 • 二、状态程序图的三要素 • 负载驱动 • 转移条件 • 转移方向 11

  13. 图5-4 非连续状态转移图 第二节 FX2N系列 PLC步进顺控指令应用规则 12

  14. 第二节 FX2N系列 PLC步进顺控指令应用规则 • 三、使用状态STL指令编绘梯形图时的注意事项 • (1)关于顺序 状态三要素的表达要按先任务再转移的方式编程,顺序不得颠倒。 • (2)关于母线 STL步进接点指令有建立子(新)母线的功能,其后进行的输出及状态转移操作都在子母线上进行。这些操作可以有较复杂的条件。可在步进接点后使用的指令如表5-3所示。 13

  15. 第二节 FX2N系列 PLC步进顺控指令应用规则 表5-3 可在状态内处理的顺控指令一览表 14

  16. 图5-5 栈操作指令在状态内的正确使用 第二节 FX2N系列 PLC步进顺控指令应用规则 栈操作指令MPS/MRD/MPP在状态内不能直接与步进接点指令后的新母线连接,应接在LD或LDI指令之后。 15

  17. 第二节 FX2N系列 PLC步进顺控指令应用规则 • (3)关于元器件的使用 允许同一元件的线圈在不同的STL接点后多次使用。 注意：同一定时器不要用在相邻的状态中。在同一程序段中,同一状态继电器也只能使用一次。 • (4)其他 在为程序安排状态继电器元件时,要注意状态器的分类功用。 16

  18. 图5-6 小车自动往返状态梯形图及指令表 第二节 FX2N系列 PLC步进顺控指令应用规则 回到45页 17

  19. 几个概念 • 单流程流程图 • 针对复杂控制任务的流程图 选择性分支汇合 多分支汇合流程图 规范为 并行性分支汇合 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 18

  20. 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • 一、选择性分支、汇合及其编程 1.选择性分支状态转移图的特点 ① 该状态转移图有三个分支流程顺序。 ② S20为分支状态。 ③ S50为汇合状态,可由S22、S32、S42任一状态驱动。 19

  21. 图5-7 选择性分支状态转移图 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 2.选择性分支、汇合的编程 • 编程原则是先集中处理分支状态,然后再集中处理汇合状态。 20

  22. 图5-8 分支状态S20及其编程 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 21

  23. 图5-9 汇合状态S50及其编程 22

  24. 选择性分支SFC图对应的状态梯形图 23

  25. 大、小球分类选择传送装置示意图 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 3.选择性分支状态转移图及编程实例 图5-11为使用传送带将大、小球分类选择传送装置的示意图 24

  26. 图5-12 大小球分类选择传送的状态转移图 25

  27. 26

  28. 图5-13 并行分支流程结构 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • 二、并行分支与汇合的编程 1.并行分支状态转移图及其特点 并行分支——当满足某个条件后使多个分支流程同时执行的分支。 27

  29. 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 从图5-13可以看出: ① S20为分支状态。S20动作,若并行处理条件 X000接通,则 S21、S31和 S41同时动作,三个分支同时开始运行。 ② S30为汇合状态。三个分支流程运行全部结束后,汇合条件 X002为 ON,则 S30动作, S22、S32和 S42同时复位。这种汇合,有时又叫做排队汇合。 28

  30. 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • 编程原则是先集中进行并行分支处理,再进行汇合处理。 • (1)并行分支的编程 编程方法是先对分支状态进行驱动处理,然后按分支顺序进行状态转移处理。 • (2)并行汇合处理编程 编程方法是先进行汇合前状态的驱动处理,然后按顺序进行汇合状态的转移处理。 2.并行分支状态转移图的编程 29

  31. 图5-14 并行分支的编程 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 30

  32. 图5-15 并行汇合的编程 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 31

  33. 图5-16 并行分支SFC图的状态梯形图 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • (3)并行分支状态转移图对应的状态梯形图 32

  34. 图5-17 并行分支汇合数的限制 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • (4)并行分支、汇合编程应注意的问题 • ①并行分支的汇合最多能实现8个分支的汇合,如图5-17所示。 33

  35. 图5-18 并行分支与汇合转移条件的处理 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • ②并行分支与汇合流程中,并联分支后面不能使用选择转移条件※,在转移条件*后不允许并行汇合,如图5-18(a)所示,应改成图5-18(b)后,方可编程。 34

  36. 图5-19 人行横道交通灯控制 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 3.并行分支、汇合编程实例 35

  37. 按钮式人行横道交通灯控制状态转移图及程序 36

  38. 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • 三、分支、汇合的组合流程及虚设状态 • 有些状态转移图是若干个或若干类分支、汇合流程的组合。有的分支、汇合的组合流程不能直接编程,需要转换后才能进行编程,如图5-21 ,应将左图转换为可直接编程的右图形式。 37

  39. 图5-21 组合流程的转移 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 38

  40. 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • 有一些分支、汇合组合的状态转图如图5-22所示,它们连续地直接从汇合线转移到下一个分支线,而没有中间状态。这样的流程组合既不能直接编程,又不能采用上述办法先转换后编程。这时需在汇合线到分支线之间插入一个状态,以使状态转移图与前边所提到的标准图形结构相同。 虚设状态？ 39

  41. 虚设状态的设置 40

  42. 图5-23 分支数的限定 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • FX2N系列 PLC中一条并行分支或选择性分支的电路数限定为8条以下;有多条并行分支与选择性分支时,每个初始状态的电路总数应小于等于16条,如图5-23所示。 41

  43. 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 • 四、跳转与循环结构 • 跳转与循环是选择性分支的一种特殊形式。 • 正向跳转？逆向跳转（循环）？ 42

  44. 图5-24 跳转与循环控制的SFC图和STL图 43

  45. 小结 跳转与循环的条件，可以由现场的行程（位置）开关获取，也可以用计数方法确定循环次数，在时间控制中也可以用定时器来确定。 第三节 FX2N系列可编程控制器分支、汇合状态转移图的程序编制 44

  46. 第四节 状态编程思想在非状态元件编程中的应用 • 一、用辅助继电器实现状态编程 采用状态器编程的小车自动往返状态转移图和状态梯形图见图5-2及图5-6。 从两图比较中看到,状态转移图的每一个状态在状态梯形中均对应一个程序单元块,每个单元块都包含了负载驱动、转移条件及转移方向等状态三要素。状态元件在状态梯形图中有两个作用,一是提供STL接点形成针对某个状态的专门处理区域,二是一旦某状态被“激活”就会自动将其前一个状态复位。 45

  47. 举例 小车程序 第四节 状态编程思想在非状态元件编程中的应用 如果解决了状态复位及专门处理区的问题,也就实现了状态编程。而这两个问题可以借助于辅助继电器 M及复、置位指令实现。 用M100、M101、M102、M103、M104及M105分别代替 S0、S20、S21、S22、S23、S24,采用复、置位指令实现的小车自动往返的步进程序如图5-25所示。由于基本指令梯形图中不允许出现双重输出,所以引入M111、M112、M113、M114,其中M111、M112与Y010为前进,M113、M114与Y011为后退。 46

  48. 图5-25 小车往返辅助继电器状态编程梯形图 47

  49. 注意： 在设计每个工序的梯形图时,应将前工序辅助继电器的复位操作放在本工序负载驱动的前面,防止编程时出现逻辑错误,导致控制混乱。 第四节 状态编程思想在非状态元件编程中的应用 辅助继电器实现的状态编程方法,同基本指令梯形图的编程完全相同。 48

  50. 第四节 状态编程思想在非状态元件编程中的应用 • 二、用移位寄存器实现状态编程 • 移位寄存器可以由许多位辅助继电器顺序排列组成。移位寄存器各位的数据可在移位脉冲的作用下依一定的方向移动。 49

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