PLC第五章 状态转移图及步进指令
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状态转移图与步进指令
2011年12月12日星期一 2011年12月12日星期一
步进梯形图
S20 Y000 转换条件 转换目标 X001 S S21 驱动处理 S21
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二、步进指令
步进指令又称STL指令 步进指令又称STL指令。 指令。 使STL复位指令RET指令。 STL复位指令 复位指令RET指令 指令。 步进指令STL 只有与状态继电器 步进指令 STL只有与状态继电器 S 配合时才具有步进 只有与状态继电器S 功能。使用STL指令的状态继电器常开触点 称为STL触 指令的状态继电器常开触点， 功能。使用STL指令的状态继电器常开触点，称为STL触 没有常闭的STL触点 触点。 点，没有常闭的STL触点。 用状态继电器代表功能图的各步，每一步都具有三种功能： 用状态继电器代表功能图的各步，每一步都具有三种功能： 负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。 负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。
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2．转换条件
步与步之间用“有向连线”连接， 步与步之间用“有向连线”连接，在有向连线 上用一个或多个小短线表示一个或多个转换条件 小短线表示一个或多个转换条件。 上用一个或多个小短线表示一个或多个转换条件。 当条件得到满足时，转换得以实现。 当条件得到满足时，转换得以实现。当系统正 处于某一步时，把该步称为“活动步” 处于某一步时，把该步称为“活动步”。
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• （9）SFC需采用特殊辅助继电器和逻辑指令 需采用特殊辅助继电器和逻辑指令：为了有效 ） 需采用特殊辅助继电器和逻辑指令 编写SFC图，需要采用表5-2所示的特殊辅助继电器。在 状态内处理时，可使用的逻辑指令见表5-3.
步进梯形图
S20 Y000 转换条件 转换目标 X001 S S21 驱动处理 S21
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二、步进指令
步进指令又称STL指令 步进指令又称STL指令。 指令。 使STL复位指令RET指令。 STL复位指令 复位指令RET指令 指令。 步进指令STL 只有与状态继电器 步进指令 STL只有与状态继电器 S 配合时才具有步进 只有与状态继电器S 功能。使用STL指令的状态继电器常开触点 称为STL触 指令的状态继电器常开触点， 功能。使用STL指令的状态继电器常开触点，称为STL触 没有常闭的STL触点 触点。 点，没有常闭的STL触点。 用状态继电器代表功能图的各步，每一步都具有三种功能： 用状态继电器代表功能图的各步，每一步都具有三种功能： 负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。 负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。
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2．转换条件
步与步之间用“有向连线”连接， 步与步之间用“有向连线”连接，在有向连线 上用一个或多个小短线表示一个或多个转换条件 小短线表示一个或多个转换条件。 上用一个或多个小短线表示一个或多个转换条件。 当条件得到满足时，转换得以实现。 当条件得到满足时，转换得以实现。当系统正 处于某一步时，把该步称为“活动步” 处于某一步时，把该步称为“活动步”。
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• （9）SFC需采用特殊辅助继电器和逻辑指令 需采用特殊辅助继电器和逻辑指令：为了有效 ） 需采用特殊辅助继电器和逻辑指令 编写SFC图，需要采用表5-2所示的特殊辅助继电器。在 状态内处理时，可使用的逻辑指令见表5-3.
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。
第五章顺序功能图及编程方法
5.2 单流程顺序功能图的编程
第四步：编制语句表
由步进梯形图可用步进指令编制出语句表程序。步进指令由 STL/RET指令组成。STL指令称为步进触点指令，用于步进触 点的编程；RET指令称为步进返回指令，用于步进结束时返回 原母线。
由步进梯形图编制语句表的要点是：
(1) 对STL触点要用STL指令，而不能用LD指令。不相邻的状 态转移用OUT指令，例如从S24转移到S25。
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，如图所示。
5.1 顺序功能图及状态功能
X0 转移条件：X0 S20
X0 X1
转移条件：X1与T0 并联再与X0串联 T0
S20
(a)
(b)
5.1 顺序功能图及状态功能
在使用状态时还需要说明以下问题： (1) 状态的置位要用SET指令，这时状态才具有步进功能。
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。 转换实现应完成的操作：转换的实现应完成两个操作： 1）使所有的后续步都变为活动步；
2）使所有的前级步都变为不活动步。
5.1 顺序功能图及状态功能
某生产过程的控制工艺要求如下：
(1) 按下启动按钮SB，台车电机M正转，台车前进，碰 到限位开关SQ1后，台车电机M反转，台车后退。
它除了提供步进触点外，还提供一般的触点。步进触点 (STL触点)只有动合触点，一般触点有动合触点和动断触 点。当状态被置位时，其STL触点闭合，用它去驱动负载。
(2) 用状态驱动的M、Y若要在状态转移后继续保持接 通，则需用SET指令。当需要复位时，则需用RST指令。
5.2 单流程顺序功能图的编程
再前进(工序四) S23 再后退(工序五) S24
三菱PLC状态转移图详解
一、 状态编程思想引入使用经验法及基本指令编制的程序存在以下一些问题梯形图可读性差，很难从梯形图看出具体控制工艺过程。
思考：寻求一种易于构思，易于理解的图形程序设计工具。
它应有流程图的直观, 又有利于复杂控制逻辑关系的分解与综合，这种图就是状态转移图。
引出：状态编辑思想即将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态， 弄清各个 状态的工作细节（状态的功能、转移条件和转移方向）在依据总的控制顺序要求 将这些状态联系起来，形成状态转移图，进而编绘梯形程序，状态转移图是状态 编辑的重要工具，lo V 1(1) 工艺动作表达繁琐。
(2) 梯形图涉及的连锁关系较复杂，处理起来较麻烦。
SB* -启动《前逬、4态功能'I 前述1和动作501- H&ig I#二 |—502- -B 退俸ear ¥2动作吟三I —— 【0上£时前进工序 倆A ■后退両五］— 匕怎离R 停台车自动往返控制的流程图(3) SB台车自动往返控制的状态转移图二、 三菱FX2N 系列pic 的状态元件三菱pic 的状态元件即状态继电器，它是构成状态转移图的重要元件三、 FX2N 系列pic 的步进顺控指令PLC 的步进指令有两条：步进节点指令 STL 和步进返回指令RET1步进接点指令STL从下图不难看出，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。
STL 指令的意义为“激活”某个状态 ，在梯形图上体现为从主 母线上引出的状态接点，有建立子母线的功能，使该状态的所有操作均在子的第二层意思是采用STL 指令编辑的梯形图区间，只有被激活的程序段才被扫描执行，而且在状态转移图的一个单流程中, 一次只有一个状态被激活，被激活的状态有自动关闭激活它 的前个状态的能力。
这样就形成了状态间的隔离，是编程者在考虑某个 状态的工作任务时，不必考虑状态间的连锁--M8002SB-TCO［状态继削器〉〔状态继啣器〉 （状态堆电器〉［状态继电器＞〔状态筮电器＞ 审 |（2^）f 〈状态转移条件） 他"谁《态转榕条件:TO _ ＜［状态转移条用零「OUT 指©K60 <^OUT 4]______________ ＜S ） Voirr 指司 驚|二V 状态转移条件）S24 ----------------------------- 电J ＜0UT4&©523閃YW ” 也 i an^on. c 〔*tn母线上进行。
状态转移图
Date: 3/12/2012
Page: 45
功能分析：
① 系统由5个流程组成：复位流程，清除残余工件；工件补充流 程，根据有无工件控制传送带的启停；冲孔流程，根据冲孔位置有无 工件控制冲孔机是否实施冲孔加工；测孔流程，检测孔加工是否合格， 由此判断工件的处理方式；搬运流程，将合格工件送入包装箱。 ②因为只有一个放在工件补充位置的PH0来侦测工件的有无，而另 PH0 外的钻孔、测孔及搬运位置并没有其他传感装置，那么应如何得知相 应位置有无工件呢？本题所使用的方式是为工件补充、钻孔、测孔及 搬运设置4个标志，即M10-M13。当PH0侦测到传送带送来的工件时，则设 10PH0 定 M10 为1，当转盘转动后，用左移指令将 M10-M13 左移一个位元，亦即 10M11 为1,钻孔机因此标志为1而动作。其他依此类推，测孔机依标志 M12 动作、包装搬运依M13动作。
Date: 3/12/2012
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或
Date: 3/12/2012
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四、步进指令的表示及其动作
1.步进指令的顺序功能图表示及其动作
Date: 3/12/2012
Page: 16
2.步进指令的梯形图表示及其动作
Date: 3/12/2012
Page: 17
第二节 顺序功能图的类型
本节讲解… 本节讲解 一、单流程结构 二、选择分支流程结构 三、并进分支流程结构 四、跳转流程结构 五、重复流程结构
Date: 3/12/2012
Page: 18
一、单流程结构
从头到尾只有一条路可走，称为单流程结构。
如 红 绿 灯 控制程序，虽然是
循环控制，但都以一定顺序 逐步执行且没有分支，所以 属于单一顺序流程。 图中在S21执行完后即结束。 在步进阶梯图中，以复位 RST） （RST）正在执行的步阶来结束 步进动作。
三菱plc基本逻辑指令状态转移图
只可以利用其触点。
● 线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制，其线圈得电
后，PLC作出特定动作。
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型1）
M8000 （M8001） ----运行监视用特殊辅助继电器
PLC运行时M8000得电（M8001断电），PLC停止时M8000失 电（M8001得电）
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型2）
M8022 ---- 进位标志
M8029 ---- 指令执行完毕标志 M8046 ---- STL状态置1
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型6）
M8246 ---- C246 减计数监视 M8247 ---- C247 减计数监视 M8249 ---- C249 减计数监视 M8251 ---- C251 减计数监视 M8252 ---- C252 减计数监视 M8254 ---- C254 减计数监视
最大负载
开路漏电流 响应时间 电路隔离 输出状态显示
感性负载 12W/DC24V 灯负载 15W/DC24V 0.1mA以下 <0.2ms 大电流OFF时<0.4ms 光电耦合器隔离 输出ON时LED亮
FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标③）
------晶闸管输出 (S) 外部电源 AC85~240V
M496～
M511
M384～
M511
M384～ M384～
M500～
M3071
注：也可通过程序设定，将它们变为通用辅助继电器
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（M8000～M8255）
●特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器 通常可分为两类：触点型 和 线圈型
● 触点型 特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用户
● 线圈型特殊辅助继电器的线圈由用户控制，其线圈得电
后，PLC作出特定动作。
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型1）
M8000 （M8001） ----运行监视用特殊辅助继电器
PLC运行时M8000得电（M8001断电），PLC停止时M8000失 电（M8001得电）
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型2）
M8022 ---- 进位标志
M8029 ---- 指令执行完毕标志 M8046 ---- STL状态置1
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（触点型6）
M8246 ---- C246 减计数监视 M8247 ---- C247 减计数监视 M8249 ---- C249 减计数监视 M8251 ---- C251 减计数监视 M8252 ---- C252 减计数监视 M8254 ---- C254 减计数监视
最大负载
开路漏电流 响应时间 电路隔离 输出状态显示
感性负载 12W/DC24V 灯负载 15W/DC24V 0.1mA以下 <0.2ms 大电流OFF时<0.4ms 光电耦合器隔离 输出ON时LED亮
FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标③）
------晶闸管输出 (S) 外部电源 AC85~240V
M496～
M511
M384～
M511
M384～ M384～
M500～
M3071
注：也可通过程序设定，将它们变为通用辅助继电器
辅助继电器（M） ③特殊辅助继电器（M8000～M8255）
●特殊辅助继电器是具有某项特定功能的辅助继电器 通常可分为两类：触点型 和 线圈型
● 触点型 特殊辅助继电器的线圈由PLC自动驱动，用户
PLC的步进指令
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5.2 步进指令简介
5.2.2 步进梯形图指令的动作与SFC表示
图8.5 自动台车示意图
【解】 为设计本控制系统的梯形图，先安排输入、输出 口及内部软元件。台车由电动机 M驱动，前进(M正转)由PLC的 输出点Y0控制，后退(M反转)由Y1控制。为了解决延时3 s，选 用定时器T0。将启动按钮SB(常开)及限位开关SQ1、SQ2、SQ3(常 闭)分别接于X0、X1、X2、X3。其I/O地址分配表和接线图，分 别如表5.1、图5.6所示。
PLC的步进指令
5.1 SFC图
状态转移图也称顺序功能图(SFC图)，用于编制复杂的顺控 程序，比梯形图更直观，一个控制过程可以分为若干个阶段，这 些阶段称为状态。状态与状态之间由转换分隔。相邻的状态具有 不同的动作。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现 转换，即上一状态的动作结束而下一状态的动作开始，可用状态 转移图描述控制系统的控制过程，状态转移图具有直观、简单的 特点，是设计PLC顺序控制程序的一种重要工具。 状态器软元件是构成状态转移图的基本元件。FX1N系列 PLC有状态器1 000点(S0～S999)。其中S0～S9共10个称为初始状 态器，是状态转移图的起始状态。
③
后退
S21
⑥
再后退
S24
注意：虽然 S20与S23，S21与S24，功能相同，但它们是状态 转移图中的不同工序，也就是不同状态，故编号也不同。
16
(2) 弄清每个状态的功能、作用。 S0——PLC上电动作，做好工作准备。 S20——前进(输出Y1，驱动电动机M正转)。 S21——后退(输出Y2，驱动电动机M反转)。 S22——延时3 s(定时器T0，设定为3 s，延时到T0动作)。 S23——同S20。 S24——同S21。 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组合驱动， 如图5.7所示。
5.2 步进指令简介
5.2.2 步进梯形图指令的动作与SFC表示
图8.5 自动台车示意图
【解】 为设计本控制系统的梯形图，先安排输入、输出 口及内部软元件。台车由电动机 M驱动，前进(M正转)由PLC的 输出点Y0控制，后退(M反转)由Y1控制。为了解决延时3 s，选 用定时器T0。将启动按钮SB(常开)及限位开关SQ1、SQ2、SQ3(常 闭)分别接于X0、X1、X2、X3。其I/O地址分配表和接线图，分 别如表5.1、图5.6所示。
PLC的步进指令
5.1 SFC图
状态转移图也称顺序功能图(SFC图)，用于编制复杂的顺控 程序，比梯形图更直观，一个控制过程可以分为若干个阶段，这 些阶段称为状态。状态与状态之间由转换分隔。相邻的状态具有 不同的动作。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现 转换，即上一状态的动作结束而下一状态的动作开始，可用状态 转移图描述控制系统的控制过程，状态转移图具有直观、简单的 特点，是设计PLC顺序控制程序的一种重要工具。 状态器软元件是构成状态转移图的基本元件。FX1N系列 PLC有状态器1 000点(S0～S999)。其中S0～S9共10个称为初始状 态器，是状态转移图的起始状态。
③
后退
S21
⑥
再后退
S24
注意：虽然 S20与S23，S21与S24，功能相同，但它们是状态 转移图中的不同工序，也就是不同状态，故编号也不同。
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(2) 弄清每个状态的功能、作用。 S0——PLC上电动作，做好工作准备。 S20——前进(输出Y1，驱动电动机M正转)。 S21——后退(输出Y2，驱动电动机M反转)。 S22——延时3 s(定时器T0，设定为3 s，延时到T0动作)。 S23——同S20。 S24——同S21。 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组合驱动， 如图5.7所示。
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顺序控制程序
教学要求：本章要求学生熟练掌握FX2N的步进指令和状态转移 图的功能、应用范围和使用方法。重点让学生掌握步进指令和状态
转移图编程的规则、步骤与编程方法，并能编写一些工程控制程序
第四章 状态转移图及步进指令
5.1 状态转移图 5.2 步进梯形图及步进指令
5.2.1 步进梯形图 5.2.2 步进指令
FX2N系列PLC共有状态器S0～S999
➢S0～S9为初始状态 ➢S10～S499为普通型 ➢S10～S19在功能指令（FNC60）IST的使用 中被用作回零状态器 ➢S500～S899为断电保持型 ➢S900～S999为信号报警型
状态转移图表示法 图5.1 状态转移图表示法
状态转移图的画法
图5.21 选择性分支
（2）选择汇合
➢ 首先只进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序 继续进行汇合状态转移处理，在使用中要注意程 序的顺序号，分支列与汇合列不能交叉（见图 5.22）
➢在分支与汇合的转移处理中程序中，不能用 MPS,MRD,MPP,ANB,ORB指令
➢即使负载驱动回路也不能直接在STL指令后面使用 MPS指令
表5.3 可在状态内处理的逻辑指令
指令 状态
LD/LDI/LDP/LDF, AND/ANI/ANDP/ANDF, OR/ORI/ORP/ORF,INV, OUT, SET/RST,PLS/PLF
ANB/ORB MPS/MRD/MPP
MC/ MCR
初始状态/一般状态
分支，汇 合状态
输出处理 转移处理
（b）
5.2.2 步进指令
1. 指令定义及应用对象
表5.1 步进指令的定义与应用对象
指令符
名称
指令意义
STL
步进指令
在顺控程序上面进行工序步进型控制的指令
RET
步进复位指令 表示状态流程的结束，返回主程序（母线）的指令
2. 指令功能及说明 (1)主控功能
➢STL指令仅仅对状态器S有效 ➢STL指令将状态器S的触点与主母线相连并提供主控功能 ➢使用STL指令后，触点的右侧起点处要使用LD (LDI) 指令，步进复位指令RET使LD点返回主母线
(3) 驱动功能
(4) 步进复位指令RET功能
5.3 步进梯形图指令编程基本方法
(1) 输出的驱动方法
如图5.5所示，从状态内的母线，一旦写入LD或 LDI指令后，对不需要触点的指令就不能再编程。 需要按下图的方法改变这样的回路
（a）
（b）
（c）
图5.5 输出的驱动
（a）错误的驱动方法；（b）正确的驱动方法；（c）正确的驱动方法
解：
➢控制程序如图5.18 ，PLC由STOP→RUN时，初 始脉冲辅助继电器M8002令S0置位（S0＝ON）
➢S0～S9用作初始状态
图5.18 台车运动的控制程序
5.4.2 跳转与重复状态编程
向下面的状态直接转移或向系列外的状态转移称为跳转， 向上面的状态转移则称为重复或循环，见图5.19所示
图5.7 状态的转移方法
(4) 转移条件回路中不能使用的指令
在转移条件回路中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD、 MPP指令（见图5.8）
图5.8 转移条件回路指令的应用
(5) 符号与的应用场合
在流程中表示状态的复位处理时，用符号表示，而符号则表 示向上面的状态转移重复或向下面的状态转移（跳转），或者 向分离的其他流程上的状态转移（见图5.9)
K 100 LD T3 SET S25 LD X001 OUT S0 STL S25
图5.4 运料小车控制编程 (a)步进梯形图 (b)指令程序
LDI Y001 OUT Y002 LD X003 AND X002 OUT S21
LD X003 ANI X002 OUT S0
LD X001 OUT S0 RET END
图5.19跳转，重复或循环
在图5.20中，跳转的转移目标状态和重复（循环）的转移目标 状态都可以用加目标状态来表示，转移目标状态用OUT指令编程
图5.20 跳转的转移目标状态图
5.4.3 选择性分支与汇合状态编程 （1）选择性分支
选择性分支先进行驱动处理，然后进行转移处理。所有的 转移处理按顺序继续进行,见图 5.21
➢在M0接通S50之后（见图5.13）,转移条件M1（B触点） 即刻开路，在S50接通的同时，不向S51 图5.13 利用同 一种信号的状态转移转移。在M0再次接通的情况下， 向S51转移
➢构成转移条件的限位开关图5.14。这种场合， 将转移条件脉冲化，见图5.15所示。S30首次动作，虽 然X030动作，M101动作，但通过自锁脉冲Ｍ100使不 产生转移，当X030再次动作，则M100不动作，M101 动作，则状态从S30转到S31
5.3 步进梯形图指令编程基本方法 5.4 状态转移图常见流程状态得编程
5.4.1 单流程状态编程 5.4.2 跳转与重复状态编程 5.4.3 选择分支与汇合状态编程 5.4.4 并行分支与汇合状态 5.4.5 分支与汇合得组合
5.5 状态转移图及步进指令的应用实例
5.1 状态转移图
状态转移图（SFC, Sequential Function Chart）是描述 控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是基于状 态（工序）的流程以机械控制的流程来表示 ：
OUT T1 K 10 LD T1 SET S22 LD X001 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001
LD X004 SET S23 LD X001 OUT S0
（a）
STL S23 OUT T2 K 10 LD T2 SET S24 LD X001 OUT S0 STL S24 OUT Y004 OUT T3
第五章 状态转移图及步进指令
教学提示：前章介绍的基本逻辑指令和梯形图主要用于设计满足 一般控制要求的PLC程序。对于复杂控制系统来说，系统输入输出 点数较多，工艺复杂，每一工序的自锁要求及工序与工序间的相互 连锁关系也复杂，直接采用逻辑指令和梯形图进行设计较为困难。 在实际控制系统中，可将生产过程的控制要求以工序划分成若干段， 每一个工序完成一定的功能，在满足转移条件后，从当前工序转移 到下道工序，这种控制通常称为顺序控制。为了方便地进行顺序控 制设计，许多可编程控制器设置有专门用于顺序控制或称为步进控 制的指令，FX2N PLC在基本逻辑指令之外增加了两条步进指令， 同时辅之以大量的状态器S，结合状态转移图就很容易编出复杂的
【例5-1】运料小车的控制
控制要求：
➢图5.2中料车处于原点，下限位开关LS1被压合，料斗 门关上，原点指示灯亮
➢当选择开关SA闭合，按下启动按钮SB1料斗门打开， 时间为8s，给料车装料 ➢装料结束，料斗门关上，延时1s后料车上升，直至压 合上限位开关LS2后停止，延时1s之后卸料10s，料车复 位并下降至原点，压合LS1后停止 ➢当开关SA断开，料车工作一个循环后停止在原位，指 示灯亮 ➢按下停车按钮SB2后则立即停止运行
（a）
（b）
图5.16 上升沿/下降沿检测触点使用时的编程
（a）修改程序前的程序；（b）修改程序后的程序
5.4状态转移图常见流程状态的编程
5.4.1 单流程状态编程 “单流程”是指仅有单一的出、入口的单流程。 图5.17所示台车运动控制就是典型的“单流程”
图5.17 台车单流程运动时序图
台车运动时序如下：
➢用步进指令对状态器的触点编程，则该触点用符号 表示
LD M8002 SET S0 STL S0 复位程序（略） LD X003 ANI Y003 SET S20 STL S20 OUT Y000 LD X000 SET S21 STL S21 LDI T0 OUT Y003 LD M8000 OUT T 0 K 80 LD T0
(2) MPS/MRD/MPP指令的位置 在状态内，不能直接从STL内母线中直接使用 MPS/MRD/MPP指令（见图5.6），而应在LD或LDI 指令以后编制程序
图5.6 MPS/MRD/MPP指令的位置
(3) 状态的转移方法
OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态（S）具有同样的 功能，都将自动复位转移源（见图5.7），此外，还有自保持功 能。但是使用OUT指令时，在STL图中用于向分离的状态转移
➢步与步（状态与状态）之间用有向线段来连接，如果进行方向 是从上到下或从左到右，则线段上的箭头可以不画，状态转移图 中，会发生步的活动状态的进展，该进展按有向连续规定的线路 进行，这种进展是由转换条件的实现来完成的
➢转换的符号是一条短划线，它与步间的有向连接线段相垂直。 在短划线旁可用文字语言、布尔表达式或图形符号标注转换条件
驱动该继电器，则禁止在所有状态之间转移。然而，即 使在禁止状态转移下，由于状态内的程序仍然动作，因 此，输出线圈等不会自动断开。
任一状态接通时，M8046自动接通。用于避免与其他流 程同时启动或用作工序的动作标志。
STL监视有 驱动该继电器，则编程功能可自动读出正在动作中的状
效
态并加以显示。详细事项请参考各外围设备的手册。
图5.9 符号与的应用
(6) 状态复位
在选定的区间内的状态同时复位（见图5.10）
图5.10 S0～S50的51点状态器的同时复位
(7) 禁止输出的操作
图5.11 禁止运行状态中的输出
(8) 断开输出继电器（Y）的操作
图5.12 断开输出继电器
(9) SFC图需采用的特殊辅助继电器和逻辑指令
(2) 自动复位功能 ➢用STL指令时，新的状态器S被置位，前一个状态 器S将自动复位 ➢OUT指令和SET指令都能使转移源自动复位，另 外还具有停电自保持功能
➢OUT指令在状态转移图中只用于向分离的状态转 移，而不是向相邻的状态转移
教学要求：本章要求学生熟练掌握FX2N的步进指令和状态转移 图的功能、应用范围和使用方法。重点让学生掌握步进指令和状态
转移图编程的规则、步骤与编程方法，并能编写一些工程控制程序
第四章 状态转移图及步进指令
5.1 状态转移图 5.2 步进梯形图及步进指令
5.2.1 步进梯形图 5.2.2 步进指令
FX2N系列PLC共有状态器S0～S999
➢S0～S9为初始状态 ➢S10～S499为普通型 ➢S10～S19在功能指令（FNC60）IST的使用 中被用作回零状态器 ➢S500～S899为断电保持型 ➢S900～S999为信号报警型
状态转移图表示法 图5.1 状态转移图表示法
状态转移图的画法
图5.21 选择性分支
（2）选择汇合
➢ 首先只进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序 继续进行汇合状态转移处理，在使用中要注意程 序的顺序号，分支列与汇合列不能交叉（见图 5.22）
➢在分支与汇合的转移处理中程序中，不能用 MPS,MRD,MPP,ANB,ORB指令
➢即使负载驱动回路也不能直接在STL指令后面使用 MPS指令
表5.3 可在状态内处理的逻辑指令
指令 状态
LD/LDI/LDP/LDF, AND/ANI/ANDP/ANDF, OR/ORI/ORP/ORF,INV, OUT, SET/RST,PLS/PLF
ANB/ORB MPS/MRD/MPP
MC/ MCR
初始状态/一般状态
分支，汇 合状态
输出处理 转移处理
（b）
5.2.2 步进指令
1. 指令定义及应用对象
表5.1 步进指令的定义与应用对象
指令符
名称
指令意义
STL
步进指令
在顺控程序上面进行工序步进型控制的指令
RET
步进复位指令 表示状态流程的结束，返回主程序（母线）的指令
2. 指令功能及说明 (1)主控功能
➢STL指令仅仅对状态器S有效 ➢STL指令将状态器S的触点与主母线相连并提供主控功能 ➢使用STL指令后，触点的右侧起点处要使用LD (LDI) 指令，步进复位指令RET使LD点返回主母线
(3) 驱动功能
(4) 步进复位指令RET功能
5.3 步进梯形图指令编程基本方法
(1) 输出的驱动方法
如图5.5所示，从状态内的母线，一旦写入LD或 LDI指令后，对不需要触点的指令就不能再编程。 需要按下图的方法改变这样的回路
（a）
（b）
（c）
图5.5 输出的驱动
（a）错误的驱动方法；（b）正确的驱动方法；（c）正确的驱动方法
解：
➢控制程序如图5.18 ，PLC由STOP→RUN时，初 始脉冲辅助继电器M8002令S0置位（S0＝ON）
➢S0～S9用作初始状态
图5.18 台车运动的控制程序
5.4.2 跳转与重复状态编程
向下面的状态直接转移或向系列外的状态转移称为跳转， 向上面的状态转移则称为重复或循环，见图5.19所示
图5.7 状态的转移方法
(4) 转移条件回路中不能使用的指令
在转移条件回路中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD、 MPP指令（见图5.8）
图5.8 转移条件回路指令的应用
(5) 符号与的应用场合
在流程中表示状态的复位处理时，用符号表示，而符号则表 示向上面的状态转移重复或向下面的状态转移（跳转），或者 向分离的其他流程上的状态转移（见图5.9)
K 100 LD T3 SET S25 LD X001 OUT S0 STL S25
图5.4 运料小车控制编程 (a)步进梯形图 (b)指令程序
LDI Y001 OUT Y002 LD X003 AND X002 OUT S21
LD X003 ANI X002 OUT S0
LD X001 OUT S0 RET END
图5.19跳转，重复或循环
在图5.20中，跳转的转移目标状态和重复（循环）的转移目标 状态都可以用加目标状态来表示，转移目标状态用OUT指令编程
图5.20 跳转的转移目标状态图
5.4.3 选择性分支与汇合状态编程 （1）选择性分支
选择性分支先进行驱动处理，然后进行转移处理。所有的 转移处理按顺序继续进行,见图 5.21
➢在M0接通S50之后（见图5.13）,转移条件M1（B触点） 即刻开路，在S50接通的同时，不向S51 图5.13 利用同 一种信号的状态转移转移。在M0再次接通的情况下， 向S51转移
➢构成转移条件的限位开关图5.14。这种场合， 将转移条件脉冲化，见图5.15所示。S30首次动作，虽 然X030动作，M101动作，但通过自锁脉冲Ｍ100使不 产生转移，当X030再次动作，则M100不动作，M101 动作，则状态从S30转到S31
5.3 步进梯形图指令编程基本方法 5.4 状态转移图常见流程状态得编程
5.4.1 单流程状态编程 5.4.2 跳转与重复状态编程 5.4.3 选择分支与汇合状态编程 5.4.4 并行分支与汇合状态 5.4.5 分支与汇合得组合
5.5 状态转移图及步进指令的应用实例
5.1 状态转移图
状态转移图（SFC, Sequential Function Chart）是描述 控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是基于状 态（工序）的流程以机械控制的流程来表示 ：
OUT T1 K 10 LD T1 SET S22 LD X001 OUT S0 STL S22 LDI Y002 OUT Y001
LD X004 SET S23 LD X001 OUT S0
（a）
STL S23 OUT T2 K 10 LD T2 SET S24 LD X001 OUT S0 STL S24 OUT Y004 OUT T3
第五章 状态转移图及步进指令
教学提示：前章介绍的基本逻辑指令和梯形图主要用于设计满足 一般控制要求的PLC程序。对于复杂控制系统来说，系统输入输出 点数较多，工艺复杂，每一工序的自锁要求及工序与工序间的相互 连锁关系也复杂，直接采用逻辑指令和梯形图进行设计较为困难。 在实际控制系统中，可将生产过程的控制要求以工序划分成若干段， 每一个工序完成一定的功能，在满足转移条件后，从当前工序转移 到下道工序，这种控制通常称为顺序控制。为了方便地进行顺序控 制设计，许多可编程控制器设置有专门用于顺序控制或称为步进控 制的指令，FX2N PLC在基本逻辑指令之外增加了两条步进指令， 同时辅之以大量的状态器S，结合状态转移图就很容易编出复杂的
【例5-1】运料小车的控制
控制要求：
➢图5.2中料车处于原点，下限位开关LS1被压合，料斗 门关上，原点指示灯亮
➢当选择开关SA闭合，按下启动按钮SB1料斗门打开， 时间为8s，给料车装料 ➢装料结束，料斗门关上，延时1s后料车上升，直至压 合上限位开关LS2后停止，延时1s之后卸料10s，料车复 位并下降至原点，压合LS1后停止 ➢当开关SA断开，料车工作一个循环后停止在原位，指 示灯亮 ➢按下停车按钮SB2后则立即停止运行
（a）
（b）
图5.16 上升沿/下降沿检测触点使用时的编程
（a）修改程序前的程序；（b）修改程序后的程序
5.4状态转移图常见流程状态的编程
5.4.1 单流程状态编程 “单流程”是指仅有单一的出、入口的单流程。 图5.17所示台车运动控制就是典型的“单流程”
图5.17 台车单流程运动时序图
台车运动时序如下：
➢用步进指令对状态器的触点编程，则该触点用符号 表示
LD M8002 SET S0 STL S0 复位程序（略） LD X003 ANI Y003 SET S20 STL S20 OUT Y000 LD X000 SET S21 STL S21 LDI T0 OUT Y003 LD M8000 OUT T 0 K 80 LD T0
(2) MPS/MRD/MPP指令的位置 在状态内，不能直接从STL内母线中直接使用 MPS/MRD/MPP指令（见图5.6），而应在LD或LDI 指令以后编制程序
图5.6 MPS/MRD/MPP指令的位置
(3) 状态的转移方法
OUT指令与SET指令对于STL指令后的状态（S）具有同样的 功能，都将自动复位转移源（见图5.7），此外，还有自保持功 能。但是使用OUT指令时，在STL图中用于向分离的状态转移
➢步与步（状态与状态）之间用有向线段来连接，如果进行方向 是从上到下或从左到右，则线段上的箭头可以不画，状态转移图 中，会发生步的活动状态的进展，该进展按有向连续规定的线路 进行，这种进展是由转换条件的实现来完成的
➢转换的符号是一条短划线，它与步间的有向连接线段相垂直。 在短划线旁可用文字语言、布尔表达式或图形符号标注转换条件
驱动该继电器，则禁止在所有状态之间转移。然而，即 使在禁止状态转移下，由于状态内的程序仍然动作，因 此，输出线圈等不会自动断开。
任一状态接通时，M8046自动接通。用于避免与其他流 程同时启动或用作工序的动作标志。
STL监视有 驱动该继电器，则编程功能可自动读出正在动作中的状
效
态并加以显示。详细事项请参考各外围设备的手册。
图5.9 符号与的应用
(6) 状态复位
在选定的区间内的状态同时复位（见图5.10）
图5.10 S0～S50的51点状态器的同时复位
(7) 禁止输出的操作
图5.11 禁止运行状态中的输出
(8) 断开输出继电器（Y）的操作
图5.12 断开输出继电器
(9) SFC图需采用的特殊辅助继电器和逻辑指令
(2) 自动复位功能 ➢用STL指令时，新的状态器S被置位，前一个状态 器S将自动复位 ➢OUT指令和SET指令都能使转移源自动复位，另 外还具有停电自保持功能
➢OUT指令在状态转移图中只用于向分离的状态转 移，而不是向相邻的状态转移