步进控制顺序功能图

《PLC原理与应用》

步进指令及应用之一——单流程SFC 项目3 步进指令与顺序程序控制

主讲人：周杰

1、学会PLC顺序控制和顺序功能图。

2、掌握顺序功能图的基本结构。

3、能设计出广告灯的顺序功能图。

一、状态转移图及步进顺控指令

1.1 流程图

首先，还是来分析一下电动机循环正反转控制的例子，其控制要求为：电动机正转3s，暂停2s，反转3s，暂停2s，如此循环5个周期，然后自动停止；运行中，可按停止按钮停止，热继电器动作也应停止。

从上述的控制要求中，可以知道：电动机循环正反转控制实际上是一个顺序控制，整个控制过程可分为如下6个工序（也叫阶段）：复位、正转、暂停、反转、暂停、计数；

每个阶段又分别完成如下

的工作（也叫动作）：初始复位、停止复位、热保护复位，正转、延时，暂停、延时，反转、延时，暂停、延时，计数；各个阶段之间只要条件成立就可以过渡（也叫转移）到下一阶段。因此，可以很容易地画出电动机循环正反转控制的工作流程图，如右图所示。

1.2　状态转移图

1．状态转移图

一是将流程图中的每一个工序（或阶段）用PLC的一个状态继电器来替代；

二是将流程图中的每个阶段要完成的工作（或动作）用PLC的线圈指令或功能指令来替代；

三是将流程图中各个阶段之间的转移条件用PLC的触点或电路块来替代；四是流程图中的箭头方向就是PLC状态转移图中的转移方向。

2．设计状态转移图的方法和步骤

（1）将整个控制过程按任务要求分解，其中的每一个工序

都对应一个状态（即步），并分配状态继电器。

电动机循环正反转控制的状态继电器的分配如下：

复位→S0，正转→S20，暂停→S21，反转→S22，暂停→S23，计数→S24。

（2）搞清楚每个状态的功能、作用。状态的功能是通过PLC 驱动各种负载来完成的，负载可由状态元件直接驱动，也可由其他软触点的逻辑组合驱动。

（3）找出每个状态的转移条件和方向，即在什么条件下将下一个状态“激活”。状态的转移条件可以是单一的触点，也可以是多个触点的串、并联电路的组合。

（4）根据控制要求或工艺要求，画出状态转移图。

3．状态转移图的特点

（1）可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个状态。（2）相对某一个具体的状态来说，控制任务简单了，给局部程序的编制带来了方便。

（3）整体程序是局部程序的综合，只要搞清楚各状态需要完成的动作、状态转移的条件和转移的方向，就可以进行状态转移图的设计。

（4）这种图形很容易理解，可读性很强，能清楚地反映全部控制的工艺过程。

复位→S0，正转→S20，暂停→S21，反转→S22，暂停→S23，计数→S24

1.4　步进顺控指令

? FX系列PLC的步进顺控指令有两条：

一条是步进触点（也叫步进开始）指令STL（Step Ladder）；

一条是步进返回（也叫步进结束）指令RET。

1．STL指令

? STL步进触点指令用于“激活”某个状态，其梯形图符号为 2．RET指令

? RET指令用于返回主母线，其梯形图符号为

二、步进顺控的编程方法

2.1 状态转移图的编程方法

顺序功能图，简称功能图，又叫状态流程图或状态转移图。它是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能说明性语言，能完整地描述控制系统的控制过程、功能和特性，是分析、设计电气控制系统控制程序的重要工具。

1．状态的三要素

2．编程方法

3．状态转移图的理解

2.2组成

?顺序功能图由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）组成。

?（1）步：步是控制系统中的一个相对不变的性质，它对应于一个稳定的状态。在顺序功能图中步通常表示某个执行元件的状态变化。步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步内，各个输出量的ON/OFF 状态不变，但是相邻步的输出量总的状态是不同的。

步用矩形框表示，框中的数字是该步的编号，编号可以是该步对应的工步序号，也可以是与该步相对应的编程元件（如状态元件、PLC内部的通用辅助继电器、步标志继电器等）。步的图形符号如图2.1（a）所示。FX2系列的PLC表示步用状态元件S20-S899。

初始步（S0-S9）

初始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图2.1（b）所示。

图2.1　步和初始步S21S0

(a)

(b)

?（2）有向线段和转换Array?有向线段和转换及转换条件如图2.2所示

。

?有向线段：用来表示步的活动状态和进

展方向，从上到下和从左到右这两个方

向上的箭头可以省略。其他方向上必须

加上箭头用来注明步的进展方向。

?转换：用与有向连线垂直的短划线表示

，用来将相邻两步分隔开。

?转换条件是与转换有关的逻辑命题，可

图2.2

以用文字语言、布尔代数表达式或图形

符号标注在表示转换的短线的旁边。

?在顺序功能图中，步的活动状态是由转换的实

现来完成的。转换的实现必须同时满足两个条

件：

?①该转换所有的前级步都是活动步。

?②相应的转换条件得到满足。

?如果转换的前级步或后续步不止一个，转换的

实现称为同步实现。为了强调同步实现，有向

连线的水平部分用双线表示。

转换的实现应该完成以下两个操作：

①使所有由有向连线与相应转换条件相连的后续步都变为活动步。②使所有由有向连线与相应转换条件相连的前级步都变为不活动步。

?（3）动作（命令）说明

?一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如下图所示。

?图中（a）表示一个步对应一个动作；图（b）和（c）表示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。

3．编程实例

例如：有四个广告灯

，每个灯亮一秒，则

状态图如何画？

特点：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。

谢谢！