步進(jìn)順控指令(講義)

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1、第3章　三菱FX2N系列可編程控制器的步進(jìn)指令3.1　順序控制的概念及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖　3.1.1順序控制簡(jiǎn)介機(jī)械設(shè)備的動(dòng)作過(guò)程大多數(shù)是按工藝要求預(yù)先設(shè)計(jì)的邏輯順序或時(shí)間順序的工作過(guò)程，即在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)信號(hào)的作用下，啟動(dòng)機(jī)械設(shè)備的某個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作后，該機(jī)構(gòu)在執(zhí)行任務(wù)中發(fā)出另一現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)信號(hào)，繼而啟動(dòng)另一機(jī)構(gòu)動(dòng)作，如此按步進(jìn)行下去，直至全部工藝過(guò)程結(jié)束,這種由開(kāi)關(guān)元件控制的按步控制方式，稱(chēng)為順序控制。我們先看一個(gè)例子：三臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制系統(tǒng)。要求：按下按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)后，按下按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)2啟動(dòng)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)2啟動(dòng)后，按下按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)3啟動(dòng)；當(dāng)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)

2、啟動(dòng)后，按下按鈕SB4，電動(dòng)機(jī)3停止；當(dāng)電動(dòng)機(jī)3停止后，按下按鈕SB5，電動(dòng)機(jī)2停止；當(dāng)電動(dòng)機(jī)2停止后，按下按鈕SB6，電動(dòng)機(jī)1停止。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止分別由接觸器KM1、KM2、KM3控制。圖3-1為電動(dòng)機(jī)控制流程圖、PLC接線圖及電氣控制原理圖。a）控制流程圖b）PLC接線及電氣控制原理圖圖3-1電動(dòng)機(jī)控制流程圖、PLC接線圖及電氣控制原理圖使用基本指令編制的PLC梯形圖程序如圖3-2圖3-2三臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制梯形圖從圖3-3中可以看出，為了達(dá)到本次的控制要求，圖中又增加了三只輔助繼電器，其功能讀者可自行分析。用梯形圖或指令表方式編程固然廣為電氣技術(shù)人員接受

3、，但對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是順序控制程序，由于內(nèi)部的聯(lián)鎖、互動(dòng)關(guān)系極其復(fù)雜，其梯形圖往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)百行，通常要由熟練的電氣工程師才能編制出這樣的程序。另外，如果在梯形圖上不加上注釋?zhuān)瑒t這種梯形圖的可讀性也會(huì)大大降低。3.1.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖基于經(jīng)驗(yàn)法和基本指令編寫(xiě)復(fù)雜程序的缺點(diǎn)，人們一直尋求一種易于構(gòu)思、易于理解的圖形程序設(shè)計(jì)工具。它應(yīng)有流程圖的直觀，又有利于復(fù)雜控制邏輯關(guān)系的分解與綜合，這種圖就是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。為了說(shuō)明狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，現(xiàn)將三臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制的流程各個(gè)控制步驟用工序表示，并工作順序?qū)⒐ば蜻B接成如圖3-3所示工序圖，這就是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的雛形。從圖3—3可看到，該

4、圖有以下特點(diǎn)。（1）將復(fù)雜的任務(wù)或過(guò)程分解成若干個(gè)工序（狀態(tài)）。無(wú)論多么復(fù)雜的過(guò)程均能分化為小的工序，有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。（2）相對(duì)某一個(gè)具體的工序來(lái)說(shuō)，控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化。給局部程序的編制帶來(lái)了方便。（3）整體程序是局部程序的綜合，只要弄清楚工序成立的條件、工序轉(zhuǎn)移的條件和方向，就可進(jìn)行這類(lèi)圖形的設(shè)計(jì)。（4）這種圖很容易理解，可讀性很強(qiáng)，能清晰地反映全部控制工藝過(guò)程。其實(shí)將圖中的“工序”更換為“狀態(tài)”，就得到了狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖——狀態(tài)編程法的重要工具。狀態(tài)編程的一般思想為：將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為若干個(gè)工作狀態(tài)，弄清楚個(gè)狀態(tài)的工作細(xì)節(jié)（狀態(tài)的功能、轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方

5、向）再依據(jù)總的控制順序要求。將這些狀態(tài)聯(lián)系起來(lái)，形成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，進(jìn)面編繪梯形圖程序。圖3-3工序圖圖3-4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，一個(gè)完整的狀態(tài)包括以下3部分：（1）狀態(tài)任務(wù)，即本狀態(tài)做什么。（2）狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，即滿(mǎn)足什么條件實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移。（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)移方向，即轉(zhuǎn)移到什么狀態(tài)去。3.1.3FX2N的狀態(tài)元件SFX2N系列PLC中規(guī)定狀態(tài)繼電器S為控制元件，狀態(tài)繼電器有S0~S999共1000點(diǎn)，其分類(lèi)、編號(hào)、數(shù)量及用途如表3-2。表3-1狀態(tài)繼電器S信息表類(lèi)別元件編號(hào)個(gè)數(shù)用途及特點(diǎn)初始狀態(tài)S0～S910用作初始狀態(tài)返回原點(diǎn)狀態(tài)S10～S1910多運(yùn)行模式中，用作返

6、回原點(diǎn)的狀態(tài)一般狀態(tài)S20～S499480用作中間狀態(tài)掉電保持狀態(tài)S500～S899400用作停電恢復(fù)后需繼續(xù)執(zhí)行的場(chǎng)合信號(hào)報(bào)警轉(zhuǎn)臺(tái)S900～S999100用作報(bào)警元件試用注：1．狀態(tài)的編號(hào)必須在指定范圍內(nèi)選擇。2．各狀態(tài)元件的觸點(diǎn)，在PLC內(nèi)部可自由使用，次數(shù)不限。3．在不用步進(jìn)順控指令時(shí)，狀態(tài)元件可作為輔助繼電器在程序中使用。4．通過(guò)參數(shù)設(shè)置，可改變一般狀態(tài)元件和掉電保持狀態(tài)元件的地址分配。3.2　步進(jìn)指令及多流程步進(jìn)順序控制　3.2.1　步進(jìn)指令　IECl131—3標(biāo)準(zhǔn)中定義的SFC（SequentialFunctionChart）語(yǔ)言是一種通用的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語(yǔ)

7、言，用于編制復(fù)雜的順控程序，主要不同廠家生產(chǎn)的可編程控制器中用SFC語(yǔ)言編制的程序極易相互變換。利用這種先進(jìn)的編程方法，初學(xué)者也很容易編出復(fù)雜的程序，熟練的電氣工程師用這種方法后也能大大提高工作效率。另外，這種方法也為調(diào)試、試運(yùn)行帶來(lái)許多難以言傳的方便。三菱的小型PLC在基本邏輯指令之外增加了兩條簡(jiǎn)單步進(jìn)順控指令（STL，意為StepLadder），類(lèi)似于SFC的語(yǔ)言的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程。步進(jìn)指令有兩條：ＳＴＬ（步進(jìn)接點(diǎn)指令）和ＲＥＴ（步進(jìn)返回指令）。1．ＳＴＬ：步進(jìn)接點(diǎn)指令ＳＴＬ指令的操作元件是狀態(tài)繼電器Ｓ，ＳＴＬ指令的意義為激活某個(gè)狀態(tài)。在梯形圖上體現(xiàn)為從主