PLC的步进指令
PLC步进控制指令应用—自动运料小车控制程序设计
步进梯形图编程规则
（4）各STL触点的驱动电路一般放在 一起，最后一个STL电路结束时，一 定要使用步进返回指令RET使其返回 主母线。
步进梯形图编程规则
（5）STL触点可以直接驱动也可以通过别的触点驱动，如Y、M、S、T、 C等元件的线圈和应用指令。在状态内，不能从STL的母线开始直接使 用MPS/MRD/MPP指令，如下图所示，请在LD或是LDI指令以后编程
自动运料小车控制 程序设计
使用经验法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。
自动运料小车控制 程序设计
（一）分配I/O地址 输入信号：
起动—X3； 右限位—X1； 左限位—X2。 输出信号： 右行—Y0； 左行—Y1； 装料—Y2； 卸料—Y3。
用步进指令可以将顺序功能图转换为步进梯形图，也可以直接编写步进梯形图。对梯形图和 顺序功能图应注意以下几点： 1.状态的动作与输出的重复使用
➢ 状 态 编编号号 不 可 重 复 使 用 。 ➢ 如 果 状 态 触 点 接接通通 ， 则 与 其 相 连 的 电 路 动 作 ； 如 果 状 态
触 点 断断开开 ， 则 与 其 相 连 的 电 路 停 止 工 作 。 ➢ 在不同状态之间，允许对输出元件重复输出，但对同一
由顺序功能图转换的梯形图
步进梯形图编程规则
（1）初始步可由其他步驱动，但运行开始时必须用其他方法预先作好驱 动，否则状态流程不可能向下进行。一般用系统的初始条件驱动，若无初 始条件，可用M8002或M8000（PLC从STOP→RUN切换时的初始化脉冲）进行 驱动。
步进梯形图编程规则
PLC步进指令及顺控程序设计
【练习】机械手臂控制系统
①工件的补充使用人工控制，可直接将工件放在D点（LS0动）。
控制说明：
②只要D点有工件，机械手臂即先下降（B缸动作）将工件抓取（C缸动作）后上升（B缸复位），再将工件搬运（A缸动作）到E点上 方，机械手臂再次下降（B缸动作）后放开（C缸复位）工件，机械手臂上升（B缸复位），最后机械手臂再回到原点（A缸复位）。
任务实施
运料小车的控制程序
操作步骤
（1）将编好的运料小车控制程序写入PLC。 （2）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。 （3）模拟运料小车工作过程。 a．原料卸在A处：X0 = 1，X2 = 1，按下运行按钮X1，Y0灯亮，模拟小车右行；断开X2，接通X3，延时20s后Y1灯亮，模拟小车左行；接通X2，程序返回S0状态，小车停止。 b．原料卸在B处：X0 = 0，X2 = 1，按下运行按钮X1，Y0灯亮，模拟小车右行；断开X2，接通X3，状态无变化；接通X4，延时20s后Y1 灯亮，模拟小车左行；接通X2，程序返回S0状态，小车停止。 （4）在模拟运料小车运行过程中，使PLC处于程序停止状态，小车停止运行。再次使PLC处于程序运行状态，小车保持原方向继续运行。
本章小结
四、步进顺序控制程序设计注意事项 1、跳转程序设计 向下面状态的直接转移或向系列外的状态转移被称为跳转，用箭头符号指向转移的目标状态。
图3-28 跳转程序设计
2、选择分支流程不能交叉 选择分支流程不能交叉，如图所示，对左图所示的流程必须按右边所示的流程进行修改。
3、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,如图中 (a)所示,应改成图 (b)后,方可编程。
例：部件分拣PLC控制
plc 步进指令学习
第5章
4、举例（5）
PLC的步进指令
用步进指令设计电动机正反转的控制程序 解： （1）I/O分配 X0：SB（常开） X1：SB1 X2：SB2 X3：热继电器FR（常开） Y1：正转接触器KM1 Y2：反转接触器KM2 （2）状态转移图 （3）指令表
第5章
4、举例（5）
PLC的步进指令
用步进指令设计电动机正反转的控制程序
有向线段 每一步所 完成的工 作
转换
步 转换条件
动作或命令
使系统由前 级步进入下 一步的信号 称为转换条 件
第5章
PLC的步进指令
二、状态流程图（功能图）的结构（P132） 1、单序列：反映按顺序排列的步相继激活这样 一种基本的进展情况 。 3
d 4 e 5 单序列
第5章
PLC的步进指令
二、状态流程图（功能图）的结构 2、选择序列：—个活动步之后，紧接着有几个后 续步可供选择的结构形式称为选择序列。
三、步进指令STL（Step Ladder）
M1
5s后Y1亮； 5s后Y2亮， 5s后电路复原。 M3 M2
Y0亮，5秒 T0=1 Y1亮，5秒 T1=1 Y2亮，5秒
T2=1
第5章
4、举例（3）
PLC的步进指令
有一小车运行过程如图所示。小车原位在后退终端， 当小车压下后限位开关 SQ1 时，按下启动按钮 SB ，小 车前进，当运行至料斗下方时，前限位开关 SQ2 动作， 此时打开料斗给小车加料，延时 8s 后关闭料斗，小车 后退返回；SQ1 动作时，打开小车底门卸料， 6s 后结 束，完成一次动作。如此循环。要求： （1）绘出PLC外部接线图； （2）绘出作功能图(状态转移图) （3）设计梯形图。 （4）写出对应的指令表
第五章 PLC的步进顺控指令系统
OUT Y 3 STL S 24
OUT Y STL STL S S
OUT Y
OUT Y 4
连续用STL 表示并行会合
当转换条件X1接通时，由状态器521分两路同时 进入状态器522和S24，以后系统的两个分支并 行工作。图5-8中水平双线强调的是并行工作， 实际上与一般状态编程一样，先进行驱动处理， 然后进行转换处理，从左到右依次进行。当两 个分支都处理完毕后，S23、S25同时接通，转 换条件X4也接通时，S26接通，同时S23、S25自 动复位。多条文路汇合在一起，实际上是STL指 令连续使用(在梯形图上是STL接点串联)。STL 指令最多可连续使用8次，即最多允许8条并行 支路汇合在—起。
第三节 选择性分支与汇合及其编程
一、选择性分支与汇合的特点
从多个分支流程 中选择某一个单 支流程，图。
分支选择条件X1和X4不能同时接通。在状态器 S2l时，根据X1和X4的状态决定执行哪一条分 支。当状态器S22或S24接通时，S2l自动复位。 状态器S26由S23或S25置位，同时，前一状态 器S23或S25自动复位。
下面以图5-2所示的机械手为例，进一步说 明状态转移图。机械手将工件从A点向B点移 送。机械手的上升、下降与左移、右移都是 由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的。抓 手对物件的松开、夹紧是由一个单线圈两位 电磁阀驱动气缸完成，只有在电磁阀通电时 抓手才能夹紧。该机械手工作原点在左上方， 按下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、 上升、左移的顺序依次运行。它有手动，自 动等几种操作方式。
图5-l是一个简单状态转 移图实例。状态器用框 图表示。框内是状态器 元件号，状态器之间用 有向线段连接。其中从 上到下、从左到右的箭 头可以省去不画，有向 线段上的垂直短线和它 旁边标注的文字符号或 逻辑表达式表示状态转 移条件。旁边的线圈等 是输出信号。
PLC步进指令使用
第4章步进指令各大公司生产的PLC都开发有步进指令，主要是用来完成顺序控制，三菱FX系列的PLC有两条步进指令，STL（步进开始）和RET（步进结束）。
4.1 状态转移（SFC）图在顺序控制中，我们把每一个工序叫做一个状态，当一道工序完成做下一道工序，可以表达成从一个状态转移到另一个状态。
如有四个广告灯，每个灯亮1秒，循环进行。
则状态转移图如图4-1所示。
每个灯亮表示一个状态，用一个状态器S，相应的负载和定时器连在状态器上，相邻两个状态器之间有一条短线，表示转移条件。
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，如要使输出负载能保持，则应用SET来驱动负载。
每一个状态转移图应有一个初始状态器（S0～S9）在最前面。
初始状态器要通过外部条件或其他状态器来驱动，如图中是通过M8002驱动。
而对于一般的状态器一定要通过来自其他状态的STL指令驱动，不能从状态以外驱动。
下面通过一个具体例子来说明状态转移图的画法。
例4-1有一送料小车，初始位置在A点，按下启动按钮，在A点装料，装料时间5s,装完料后驶向B点卸料，卸料时间是7s，卸完后又返回A点装料，装完后驶向C点卸料，按如此规律分别给B、C两点送料，循环进行。
当按下停止按钮时，一定要送完一个周期后停在A点。
写出状态转移初始状态器图。
分析：从状态转移图中可以看出以下几点: (1) 同一个负载可以在不同的状态器中多次输出。
(2) 按下起动按钮X4，M0接通，状态可以向下转移，按下停止按钮，M0断开，当状态转移到S0时，由于M0是断开的，不能往下转移，所以小车停在原点位置。
(3) 要在步进控制程序前添加一段梯形图（见图4-3b ）（b ） 梯形图（a ） 状态转移图图4-3 控制送料小车状态转移图M0 启动辅助继电器X1 原点条件M8002T3X1S23S22X3S23T2S21S24X1X2T1S22S21T0S20S0打开卸料阀小车左行Y4A点Y2T3C点K70小车左行Y4小车右行打开装料阀原点指示Y1Y3T2K50Y0A点打开卸料阀小车右行B点Y2T1K70Y3打开装料阀Y1T0 K504.2 步进指令4.2.1步进指令步进指令有两条：STL和RET。
PLC步进顺控指令
Y2
并行合并
STL OUT LD SET SET STL OUT LD SET STL OUT STL OUT LD SET STL OUT STL STL LD SET STL OUT LD
S22 Y0 X2 S23 S26 S23 Y1 X3 S24 S24 Y2 S26 Y3 X4 S27 S27 Y4 S24 S27 X5 S28 S28 Y5
例5-1 圆盘旋转控制
S0
M8002
用PLC控制一 个圆盘，圆盘 的旋转由电动 机控制。要求 按下起动按钮 后正转1圈， 反转2圈后停 止。
起动按钮 X0 SQ 限位开关 X1
M1 M0 S21 M2 M0 S22
Y1 PLS
反转 M3
Y0
M3 M0 (b)SFC图1
(a)圆盘示意图
(c)SFC图2
Y5
(b)步进梯形图
(a)状态转移图
(c)指令表
图5- 16 并行分支
16
混合分支
S22 X2 X2 S23 X3 S24 X4 S28 X7
(a)混合分支1 (b)混合分支2
S22
Y0 X2 Y1 S26 X5 Y2 S27 X6 Y5 Y4 S29 Y6 Y3
Y0
S23 X3 S24 X5 S28 X6
1
第5章 步进顺控指令
• 5.1 步进梯形图指令与状态转移图 • 5.1.1 步进梯形图指令
• 步进梯形图指令STL(Step Ladder)和RET，是一种符合I EC1131—3标准中定义的 SFC图(Sequential Function Chart顺序功能图)的通用流程图语言。顺序功能图也叫 状态转移图，相当于国家标准“电气制图”（GB6988.6-86）的功能表图(Function Charts)。 SFC图特别适合于步进顺序的控制，而且编程十分直观，方便，便于读图，初学者也 很容易掌握和理解。
单元五 三菱FX2N系列PLC步进指令的应用
1 对称无闪烁时，控制如图。 东
西
2
南北、东西方
南
向的红绿灯点亮时间不
北
对称如图。
东 信号
西 时间
绿灯点 亮
20S
信号
时间
信号
时间 绿灯闪 烁
3S
南 信号
北 时间
红灯点亮 25S
绿灯点 亮
黄灯点 亮
红灯点亮
23S
2S
红灯点亮
25S 绿灯点 亮
黄灯点 亮
25S
23S
2S
黄灯点 亮
红灯点亮
2S
30S
绿灯点 亮
5、当按下停止按钮X1，状态转移到S0，实现电动机的停车。
7/2/2020
单元五 三菱FX2N系列PLC步进指令的应用
任务二 十字路口交通信号灯PLC控制电路设计 一、概述 城市的交通秩序却井然有序离不开交通信号灯，一般情况下，十字路
口的交通信号灯共有12盏，东西南北每个方向各有红、绿、黄三盏灯，南 北方向的信号灯同步工作，东西方向的信号灯同步工作，而且交通灯的变 化是有规律可循的。随着我国城市的交通日益繁忙，可以利用PLC来设计十 字路口交通信号灯的控制系统，这样可以随时根据交通状况随时调节红绿 灯时间，从而大大提高了城市交通效率。
7/2/2020
单元五 三菱FX2N系列PLC步进指令的应用
任务一 两台电动机顺序启动PLC控制电路的设计
2、顺序控制功能图
顺序控制功能图简称顺序功能图，它在PLC程设中有两种用法：
1
直接根据功能图的原理研制PLC，即将功能图作为一种编程语言直接使
用。
2
用功能图说明PLC所要完成的控制功能，然后再据此找出逻辑关系并画
PLC步进顺控指令
PLC步进顺控指令虽然该类的题目见的很多，可是好象讲清楚的并没见到。
就是本人来讲，也是看了很久都无法清楚。
故才下决心搞懂它。
差不多花了一天多时间才明白它的道理，它并不复杂，而且很好画梯形图和编程。
顺控实际是按照生产工艺要求而规定的一定操作顺序而已。
首先要根据生产工艺要求，画出顺序功能图，然后根据功能图再画出梯形图。
上图即为顺序功能图：图中双框S0表示为初始步，单框中的S20、S21、S22、S23依次根据工艺顺序要求而设置的各活动步。
我们来看S0初始步上方垂线上设有M8002其为初始步激活的条件（该步的意思不妨可以理解为自动合上空开？），在S0步与S20步之间有X1、X3，它说明只有符合这二条件要求后，步才能从S0步转移到S20步，而当S20步处于活动状态时Y002、T0处于动作状态。
而S20步与S21步之间的T0，它受时间控制，只要时间一到，S21步被激活投入，使Y001处于工作，同时S20步则处于关闭（其控制的Y002、T0则停止）以下各步中的X2、T1、X1含意均同（均为转换条件），但要注意下一步被激活，其相应控制元件则动作，意味着上一步被停止。
而各步之间均插入了X4其箭头均指向初始步S0，即恢复处于初始状态，X4在这地方的作用是急停。
而步S23下的X1条件一符合，可转入步S20，即处于循环状态。
根据顺序功能图就可很方便地将它转换成梯形图。
梯形图如上图所示，其工作过程如下：第一梯级中的0、LD M8002：M8002为特殊辅助继电器的常开触点，其作用仅在PLC通电瞬间接通。
1、SET S0：SET 为置位指令，功能是驱动线圈，并使其具有自保功能。
也就是说在PLC通电的瞬间M8002产生一脉冲，将状态元件S0激活（并自保持）。
第二梯级中最左侧的3、STL S0：STL为步进触点指令，功能为步进触点驱动，当上一步（1、SET S0）为置位时该接点闭合，4、LD X001为小车停止位置的必要条件，也就是说小车开始时必须停在X1位置（该接点才能闭合），此时按外部的按钮（SB1）从而驱动（5、AND X003）的闭合，程序才能执行，这就是所说的条件。
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ON），工作状态从S20转移到S21。 ④ 状态S21驱动后，输出Y001接通，漏斗翻门打开，同时定时器T3接通，
7s后，定时器T3触点接通，工作状态从S21转移到S22。 ⑤ 状态S22驱动后，输出Y002接通，小车向后运动，直至后限位（X002＝
电气控制及PLC
第六章 PLC步进梯形指令
第一节 状态编程思想及步进梯形指令
状态编程思想
先来看一个小车运动控制的实例:如图所示
小车手动控制运行的过程：
➢手动操作按钮X004接通并且小车底门关闭 （Y003断开）时，小车向前运动（Y000接 通）并且停止在最前端位置（Y000断开， 前限位开关X001接通）。 ➢手动超作按钮X006接通，漏斗翻门打开 （Y001接通），货物通过漏斗卸下。7s后
电气控制及PLC
第六章 PLC步进梯形指令
步进梯形指令（STL、RET）
➢ FX2N系列PLC的步进梯形指令是采用步进梯形图编制顺序控制状态转 移图程序的指令，它包括STL和RET两条指令。
步进梯形指令STL、RET
助记符，名称
STL 步进梯形指令
功能 步进梯形图开始
回路表示和可用软元件
S STL
ON），工作状态从S22转移到S23。 ⑥ 状态S23驱动后，输出Y003接通，小车翻门打开，同时定时器T4接通，
5s后，定时器T4触点接通。此时，如果小车运行工作方式处于单循环 方式（X011接通），工作状态从S23转移到S0，小车回到原初始状态， 等待启动按钮重新按下，开始第二次循环；如果小车运行工作方式处 于自动循环方式（X010接通），工作状态从S23转移到S20，小车重复 ③～⑥的工作过程。
程序步 1
RET 返回
步进梯形图结束
RET
1
每个状态提供了三个功能：驱动处理、转移条件及相继状态。如在状态 S20，驱动接通输出Y000，当转移条件X001接通后，工作状态从S20转移 到相继状态S21，状态S20自动复位。
➢ 状态S具有触点的功能（驱动输出线圈或相继的状态）以及线圈的功能 （在转移条件下被驱动）。
电气控制及PLC
第六章 PLC步进梯形指令
第二节 状态转移图的类型及步进梯形图应用示例
单流程
单流程：指状态转移只有一种顺序
示例：电动机M1～M4顺序起动，相反顺序停止
电气控制及PLC
第六章 PLC步进梯形指令
STL指令用于状 态S的触点
对应的指令表
电气控制及PLC
第六章 PLC步进梯形指令
步进梯形指令的特点
➢ 步进梯形指令仅对状态器S有效。 ➢ 对于用作一般辅助继电器的状态器S，则不能采用STL指令，而只能采用
基本指令。 ➢ 在STL指令后，只能采用SET和RST指令作为状态器S的置位或复位输出。
电气控制及PLC
➢为了使小车能够按照工艺 要求顺序地自动循环各个 生产步骤。我们将小车的 各个工作步骤依工作顺序 连接成图所示，将图 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： ①将一个复杂的控制过程分
解为若干个工作状态。 ②弄清各状态的工作细节 （状态的功能、转移条件
电气控制及PLC
第六章 PLC步进梯形指令
S20
Y010
X001 转移条件
S21
Y011
1 SET S21
S21 Y011
0 STL S20 1 OUT Y010 2 LD X001 3 SET S21 4 STL S21 5 OUT Y011
（a）状态转移图
（b）状态梯形图
STL指令与取指令LD相比较具有的特点：
➢ 转移源自动复位：采用STL指令，当状态器Sn接通，转移条件接通时顺 序控制转移到状态器Sn相继的状态，同时，转移源状态器Sn自动复位。
➢ 允许双重输出：STL指令允许双重甚至多重输出，而不会出现前后矛盾 的输出驱动。
➢ 主控功能：使用STL指令，取指令（LD、LDI）点移至右边。使用RET 指令后，取指令（LD、LDI）点返回到原来的母线上。
图7-1 步进指令表示方法
（c）指令表
图7-1(b)中每个状态的内母线上都将提供三种功能： ① 驱动负载(OUT Yi); ②指定转移条件(LD/LDI Xi); ③指定转移目标(SET Si)。 称为状态的三要素。后两个功能是必不可少的。
电气控制及PLC
采用三菱FXGP编程软件编制 的小车顺序控制运行步进梯形 图控制程序
自动关闭漏斗翻门（Y001断开）； ➢动操作按钮X005接通，小车向后运动 （Y002接通）至后限位开关位置停止 （Y002断开，后限位开关X002接通）； ➢手动操作按钮X007接通，小车底门打开 （Y003接通），将小车中货物取下；5s后
自动关闭小车翻门（Y003断开）。
小车手动控制运行的梯形图程序。
电气控制及PLC
第六章 PLC步进梯形指令
步进梯形指令应用注意事项
➢ 状态器编号不能重复使用。 ➢ STL触点断开时，与其相连的回路不动作，一个扫描周期后不再执行
STL指令。 ➢ 状态转移过程中，在一个扫描周期内两种状态同时接通，在相应的程 序上应设置互锁。 ➢ 定时器线圈与输出线圈一样，也可在不同状态间对同一定时器软元件 编程，但是在相邻状态不要对同一定时器编程。 ➢ STL指令后的母线，一旦写入LD或LDI指令后，对于不需要触点的指 令，必须采用MPS、MRD、MPP指令编程，或者改变回路的驱动顺序。 ➢ 在中断程序与子程序内不能采用STL指令。 ➢ STL指令内不禁止使用跳转指令，但由于动作复杂，建议不要使用。
和转移方向）。 ③再依总的控制顺序要求，
将这些状态联系起来，形 成状态转移图。 ④进而编制梯形图程序。
第六章 PLC步进梯形指令
小车运动顺序控制状态转移图
电气控制及PLC
第六章 PLC步进梯形指令
如上图小车顺序运动控制中，S0表示初始状态，S20～S23分别代表工序一 至工序四的状态，其顺序控制工作过程如下： ① PLC运行时，M8002脉冲信号驱动初始状态S0。 ② 当启动按钮X000接通，小车处于后限位位置（X002＝ON），小车翻门