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1、第4章 三菱FX系列PLC的步进指令,4.1 状态转移图 4.2 步进指令 4.3 步进指令举例应用, 本章要点 1.要求掌握运用状态法编程的方法。 2.要求能灵活地进行状态转移图与梯形图的转换。 本章难点 1.状态步的划分及转移条件的确定。 2.多分支状态转移图与梯形图的转换。 3.针对具体的控制对象用状态法编程。,4.1 状态转移图,采用状态转移图的必要性 ？,一、状态编程思想,压下后限位开关，当合上起动开关时，小车前进,延时8s后小车向后运行,打开小车底门（停6s） ,完成一次动作,小车运行过程示意图,编制的程序存在以下一些问题： （1）工艺动作表达繁琐。 （2）梯形图涉及的联锁关系较复
2、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。,为了程序编制的直观性和复杂控制逻辑关系的分解与综合。提出了状态转移图。,梯形图,状态转移流程图,（1）将复杂的任务或过程分解成若干个工序（状态） （2）控制任务实现了简化 （3）只要弄清各工序成立的条件、工序转移的条件和转移的方向，就可进行这类图形的设计。 （4）可读性很强，能清晰地反映全部控制工艺过程。 将上图中的“工序”更换为“状态”，就得到了状态转移图 状态编程的一般思想为： 将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各状态的工作细节（状态的功能、转移条件和转移方向），再依据总的控制顺序要求，将这些状态联
3、系起来，形成状态转移图，进而编绘梯形图程序。,二、FX2的状态元件分类,三、状态转移图的编制步骤（以斗车自动往返控制为例）,（1）将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工序对应一个状态，其状态分配如下： 初始状态 S0 前进 S20 翻斗车 S21 （2）理解每个状态的功能、作用 S0 PLC上电作好工作准备 S20 前进（输出Y0，驱动电动机M正转） S21 翻斗车（输出Y1，同时计时T0开始工作） S22 后退（输出Y2，驱动电动机M反转） S23 开底门（输出Y3，同时计时T1开始工作） 各状态的功能是通过PLC驱动其各种负载来完成的。负载可由状态元件直接驱动，也可由其他软元件触点的逻辑
4、组合驱动。 状态的转移条件可以是单一的，也可以是多个元件的串并联组合。, 后退 S22 开底门 S23,（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”。状态转移图就是状态和状态转移条件及转移方向构成的流程图，弄清转移条件当然是必要的。 由工作过程可知，本例各状态的转移条件为： S20 X0 S21 X1 S22 T0 S23 X2 状态的转移条件可以是单一的，也可以是多个元件的串并联组合。,顺控状态图,经过上述三步，可得小车自动往返控制的顺控状态图,4.2 FX系列PLC的步进指令,4.2.1 步进指令（STL、RET）,步进指令的说明： 步进接点须与梯形图左母线连接。使用ST
5、L指令后，LD或LDI指令点则被右移，所以当把LD或LDI点返回母线时，需要使用步进返回指令RET。 使用STL指令后的状态继电器（有时亦称步进继电器），才具有步进控制功能。这时除了提供步进常开接点外，还可提供普通的常开接点与常闭接点，但STL指令只适用于步进接点。, 只有步进接点接通时，它后面的电路才能动作。如果步进接点断开，则其后面的电路将全部断开。当需保持输出结果时，可用SET和RST指令来实现。, 如果不用STL步进接点时，状态继电器可作为普通辅助（中间）继电器M用，这时其功能与M相同。 步进指令后面可以使用CJP/EJP指令，但不能使用MC/MCR指令。 在时间顺序步进控制电路中，只
6、要不是相邻步进工序，同一个定时器可在这些步进工序中使用，这可节省定时器。,只有S40接通时，Y20才断开，即从S30接通开始到S40接通为止，这段时间为Y20持续接通时间。, 使状态继电器复位的方法。当使用S500S899状态继电器时，具有断电保护功能，即断电后再次通电，动作从断电时的状态开始。但在某些情况下需要从初始状态开始执行动作，这时需要复位所有的状态。此时应使用功能指令区间复位指令ZRST实现状态复位操作。实际应用时，区间复位的起始值为设定复位开始器件的编号，区间复位的终止值为设定复位结束器件的编号。,4.2.2 步进梯形图,1状态的三要素：驱动负载、指定转移目标、指定转移条件 2状态
7、的开启与关闭及状态转移图执行的特点 开启可以理解为该段程序被扫描执行。而关闭则可以理解为该段程序被跳过，未能扫描执行 3步进梯形图：使用步进接点指令和步进返回指令梯形图的形式将 状态转移图以梯形图的形式表述出来。 步进指令常用于控制时间和位移等顺序的操作过程。 步进接点只有常开接点，而没有常闭接点。,STL S20 OUT Y0 LD X1 SET S21 STL S21 OUT Y1,状态转移图 步进梯形图 编程,4步进梯形图编程注意事项,（1）状态编程顺序为：先进行驱动，再进行转移，不能颠倒。 （2）对状态处理，编程时必须使用步进接点指令STL。 （3）程序的最后必须使用步进返回指令RET
8、，返回主母线。 （4）驱动负载使用OUT指令。当同一负载需要连续多个状态驱动，可使用多重输出，也可使用SET指令将负载置位，等到负载不需驱动时用RST指令将其复位。在状态程序中，不同时“激活”的“双线圈”是允许的。另外相邻状态使用的T、C元件，编号不能相同。 （5）负载的驱动、状态转移条件可能为多个元件的逻辑组合，视具体情况，按串、并联关系处理，不能遗漏。 （6）若为顺序不连续转移，不能使用SET指令进行状态转移，应改用OUT指令进行状态转移。 （7）在STL与RET指令之间不能使用MC、MCR指令。,（8）初始状态可由其他状态驱动，但运行开始必须用其他方法预先作好驱动，否则状态流程不可能向下
9、进行。一般用系统的初始条件，若无初始条件，可用M8002（PLC从STOPRUN切换时的初始脉冲）进行驱动。,（9）需在停电恢复后继续原状态运行时，可使用S500S899停电保持状态元件。,4.2.3 多分支状态转移图的处理与梯形图的转换,在步进顺序控制过程中，有时需要将同一控制条件转向多条支路，或把不同条件转向同一支路，或跳过某些工序或重复某些操作。以上这些称之为多分支状态转移图。 这种多种工作顺序的状态流程图为:分支、汇合流程图。 根据转向分支流程的形式，可分为:选择性分支与汇合流程图与并行分支与汇合流程图。,（一）选择性分支状态转移图的特点（以例子说明）,（1）S20为分支状态。（根据不
10、同的条件（X0，X10，X20），选择且只能选择执行其中的一个流程。） （2）S50为汇合状态，可由S23、S33、S43任一状态驱动。 （3）该状态转移图有三个流程顺序。,一、选择性分支与汇合的处理（从多个流程顺序中选择执行哪一个流程）,（二）选择性分支与汇合状态转移图与梯形图的转换,1、首先进行分支状态元件的处理 分支状态的处理方法是：首先进行分支状态的输出连接，然后依次按照转移条件置位各转移分支的首转移状态元件 2、再依顺序进行各分支的连接 3、最后进行汇合状态的处理 汇合状态的处理方法是：先进行汇合前的驱动连接，再依顺序进行汇合状态的连接）。,（三）选择性分支与汇合状态转移图的编程方法
11、,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。,1分支状态的编程 编程方法是先进行分支状态的驱动处理，再依顺序进行转移处理。 按分支状态的编程方法，首先对S20进行驱动处理（OUT Y0），然后按S21、S31、S41的顺序进行转移处理。,STL S20 OUT Y0 驱动处理 LD X0 SET S21 转移到第一分支状态 LD X10 SET S31 转移到第二分支状态 LD X20 SET S41 转移到第三分支状态,2汇合状态的编程,编程思想:先进行汇合前状态的驱动处理，再依顺序进行汇合状态的转移 处理。 按照汇合状态的编程方法，依次将S21、S22、S23、S31、S32、
12、S33、S41、S42和S43、的输出进行处理，然后按顺序进行从S23（第一分支）、S33（第二分支）、S43（第三分支）向S50的转移。,STL S21 OUT Y1 LD X1 SET S22 STL S22 OUT Y2 OUT T0 K10 LD T0 SET S23 STL S23 OUT Y3,STL S31 OUT Y11 LD X1l SET S32 STL S32 OUT Y12 OUT T0 K10 LD T0 SET S33 STL S33 OUT Y13,STL S41 OUT Y21 LD X21 SET S42 STL S42 OUT Y22 OUT T0 K10
13、LD T0 SET S43 STL S43 OUT Y23,STL S23 LD X2 SET S50 STL S33 LD X12 SET S50 STL S43 LD X22 SET S50,第一分支汇合前处理,第二分支汇合前处理,第三分支汇合前处理,汇合前的驱动处理,由第一分支转移到汇合点,由第二分支转移到汇合点,由第三分支转移到汇合点,STL S21,STL S31,STL S41,STL S23,SET S50,SET S50,SET S50,二、并行分支与汇合的编程,（一）并行分支状态转移图,（二）并行分支与汇合状态转移图与梯形图的转换 首先进行分支状态元件的处理 处理方法： 首先
14、进行分支状态的输出连接，然后依次按照转移条件置位各转移分支的首转移状态元件。,再依顺序进行各分支的连接，最后进行汇合状态的处理 汇合状态的处理方法： 先进行汇合前的驱动连接，再依顺序进行汇合状态的连接。,（三）选择性分支与汇合状态转移图的编程方法。,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。,1分支状态的编程 编程方法是先进行分支状态的驱动处理，再依顺序进行转移处理。 首先对S20进行驱动处理（OUT Y0），然后按S21、S31、S41的顺序进行转移处理。程序如下。 STL S20 OUT Y0 驱动处理 LD X0 SET S21 向第一分支转移 SET S31 向第二分支转移
15、 SET S41 向第三分支转移,2汇合状态的编程,先进行汇合前状态的驱动处理，再依顺序进行向汇合状态的转移处理。 按照汇合状态的编程方法，依次将S21、S22、S23、S31、S32、S33、S41、S42 、S43、的输出进行处理，然后按顺序进行从S23（第一分支）、S33（第二分支）、S43（第三分支）向S50的转移。,STL S21 OUT Y1 LD X1 SET S22 STL S22 OUT Y2 OUT T0 K10 LD T0 SET S23 STL S23 OUT Y3,STL S31 OUT Y11 LD X1l SET S32 STL S32 OUT Y12 OUT T
16、0 K10 LD T0 SET S33 STL S33 OUT Y13,STL S41 OUT Y21 LD X21 SET S42 STL S42 OUT Y22 OUT T0 K10 LD T0 SET S43 STL S43 OUT Y23,STL S23 STL S33 STL S43 LD X3 SET S50,第一分支汇合前处理,第二分支汇合前处理,第三分支汇合前处理,汇合前的驱动处理,STL S21,STL S31,STL S41,STL S23,三、分支、汇合的组合流程及虚拟状态,运用状态编程思想解决问题，当状态转移图设计出后，发现有些状态转移图不单单是某一种分支、汇合流程，而
17、是若干个或若干类分支、汇合流程的组合。如并行分支、汇合中，存在选择性分支，只要我们严格按照分支、汇合的原则和方法，就能对其编程。但有些分支、汇合的组合流程不能直接编程，需转换后才能进行编程。 另外，还有一些分支、汇合组合的状态转移图，它们连续地直接从汇合线移到下一个分支线，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，以改变直接从汇合线到下一个分支线的状态转移。但在实际工艺中这个状态并不存在，所以只能虚设，这种状态称为虚拟状态。加入虚拟状态之后的状态转移图就可以进行编程了。,4.3 步进指令应用举例,某店面名叫“彩云间”，
18、这三个字的广告字牌要求实现闪烁，用HL1HL3三个灯点亮“彩云间”三个字。其闪烁要求如下：在打开闪烁开关以后，首先是“彩”亮1秒，接着是“云”亮1秒，然后“间” 亮1秒，在这之后“彩云间”三字闪烁以0.5秒为周期亮灭两次。,采用状态编程方法实现： 1、可将过程分为以下几个状态： S0 初始状态 S20 照亮字“彩” S21 照亮字“云” S22 照亮字“间” S23第一次三字全灭 S24第一次三字全亮 S25第二次三字全灭 S26第二次三字全亮,2、其I/O地址分配如下： X0 闪烁启动按钮SB Y0 点亮“彩”字的灯HL1 Y1 点亮“云”字的灯HL2 Y2 点亮“间”字的灯HL3,彩,云,
19、间,彩,云,间,彩 云 间,彩 云 间,模拟过程：,状态转移图,由梯形图得到指令程序,LD M8002 SET S0 STL S0 LD X0 SET S20 STL S20 OUT Y0 OUT T0 K10 LD T0 SET S21 STL S21 OUT Y1 OUT T1 K10 LD T1 SET S22,STL S22 OUT Y2 OUT T0 K10 LD T0 SET S23 STL S23 OUT T1 K5 LD T1 SET S24 STL S24 OUT Y0 OUT Y1 OUT Y2 OUT T0 K5,LD T0 SET S25 STL S25 OUT T1
20、K5 LD T1 SET S26 STL S26 OUT Y0 OUT Y1 OUT Y2 OUT T2 K5 LD T2 OUT S20 RET END,小 结,状态法也叫功能表图法，是程序编制的重要方法及工具。近年来不少PLC厂商结合此法开发了相关的指令。FX2系列可编程控制器的步进顺控指令及大量的状态软元件就是为状态编程法安排的。 状态转移图是状态编程的重要工具，包含了状态编程的全部要素。进行状态编程时，一般先绘出状态转移图，再转换成梯形图及指令表。 本章介绍状态编程思想、状态元件、状态三要素、状态指令及状态转移图。然后说明常见状态转移图的编程及调试方法，并结合实例介绍状态编程思想在顺序控制中的应用。,