第七章 步进梯形指令
第七章 状态转移图与步进梯形指令
➢ 按下启动按钮，小车底门关闭 ，小车从起始位置（向前运 动（Y000接通。
➢ 小车到达最前端位置，停止，漏斗翻门打开，货物通过漏 斗卸下。
➢ 7s后自动关闭漏斗翻门，小车向后运动。 ➢ 至后限位开关位置，小车停止，小车底门打开，将小车中
货物卸下；5s后自动关闭小车翻门（Y003断开）。 ➢ 分单次运行和连续运行两种运行方式。
2.转换条件的确定
转换条件是使系统从当前步进入下一步的条件。 常见的转换条件有按钮、行程开关、定时器和计数 器的触点的动作（通/断）等。
3.顺序功能图的绘制
分析被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求，根据 以上要求按照规范画出顺序功能图。绘制顺序功能图是顺序 控制设计法中最为关键的一步。
4.梯形图的绘制
六、设计顺序功能图的注意事项
➢ 状态器编号不能重复使用。 ➢ 两个步之间必须有转换条件，如果没有，则应当将这两步
合成一步、或者将转换条件写为1，表示转换条件总是满 足。即两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们 隔开。 ➢ 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。 ➢ 从生产实际考虑，初始步是必不可少的，否则系统没有停 止状态。只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步 才有可能变成活动步。PLC开始进入RUN方式时各步均处 于“0”状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为 活动步，否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无 法工作。 ➢ 状态转移过程中，在一个扫描周期内两种状态同时接通， 相应的程序上应设置互锁。
➢ 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。
小车运动顺序控制状态转移图
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：
步进电机梯形加减速算法
步进电机梯形加减速算法
步进电机梯形加减速算法，是指在步进电机控制中，通过梯形加减速算法实现步进电机从静止到达目标位置，并且达到平稳加速和减速的目的。
具体的算法步骤如下：
1. 设置加速度值、减速度值、最大速度值以及目标位置。
2. 初始化步进电机的速度为0。
3. 计算步进电机加速度的时间常数，即在单位时间内速度增加的大小。
4. 根据加速度时间常数计算加速步数，即从0速度加速到最大速度所需要的步数。
5. 根据加速步数和加速度值计算出加速段每一步的速度值。
6. 将电机速度从0开始逐步增加，直至达到最大速度。
7. 当电机速度达到最大速度后，继续保持最大速度运动到距离目标位置一定的距离。
8. 计算减速度的时间常数，即在单位时间内速度减小的大小。
9. 根据减速度时间常数计算减速步数，即从最大速度减速到0速度所需要的步数。
10. 根据减速步数和减速度值计算出减速段每一步的速度值。
11. 逐步减小电机速度，直至达到0速度。
12. 完成以上步骤后，步进电机达到目标位置。
这样通过梯形加减速算法，可以保证步进电机在加速和减速过程中平稳运动，避免了突变或者震动，提高了步进电机的运动精度和稳定性。
步进阶梯指令
控制面板
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PLC接线图
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(1)手动操作
•
这是初次运行时将机械复归左上原点位置的程序．状态S5是在PLC从停机转为运行的瞬 间．用特殊辅助继电器M8002置位的．
• 条件跳转指令 FNC00 CJ和 CJ（ P） • 用于跳过顺序程序中的某一部分，这样可以减少扫描时间，并使“双线圈操作”
成为可能。跳转时，被跳过的那部分的指令不执行。 • 主程序结束 FEND FNC06 • 表示主程序结束。执行到FEND指令时机器进行输出处理、输入处理、警戒时
钟刷新，完成以后返回到第0步。
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(2) 自动单循环运行
• 当机械手处于原位时，上升限位开关X002、左限位开关X004均处于接通。 • 按下启动按钮，X000置“1”，产生移位信号，下降阀输出继电器Y000接通，
执行下降动作。 • 当下降到位时，下限位开关X001接通，下降阀Y000断开，机械手停止下降，
夹紧电磁阀Y001接通，执行夹紧动作，同时启动定时器T0，延时1.7秒。 • 机械手夹紧工件后，T0动合触点接通，产生移位信号，使上升电磁阀Y002接
通，执行上升动作。 • 当上升到位时，上限位开关X002接通，产生移位信号，Y002线圈断开，右移
控制信号的输入址为X20～X27,使用的状态元件为s20～s27。 • 其中规定： • X20手动操作、X21回原点、 • X22单步操作、X23单循环、X24连续运行. • X25回零开始 • X26自动启动，X27停止
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3、1）机械手控制手动
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3、2）回原点操作
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步进梯形图指令及应用
• 各种状态所对应的动作以梯形图的形式画在状态器的右边 。
• 状态之间的转换用设定的转移条件来决定 。 • 这种分析设计方法称为状态转移图设计法 。
应用举例
二、状态转移图的组成
单一顺序
返回
说明：
虽然是循环控制，但只能 从头到尾依一定的顺序逐步执 行。
选择顺序
返回
说明：
（1）当S0执行后，若条件X1先接通，则跳 到S21执行，此时即使再接通X2，S22也不能 执行，因为程序已执行到S21。之后，当X3 接通时，则跳到S23执行。 （2）当S0执行后，若条件X2先接通，则跳 到S22执行，此时即使再接通X1，S21也不能 执行，因为程序已执行到S22。之后，当X4 接通时，则跳到S23执行。
返回
6.3 多分支顺序功能图
一、顺序功能图的基本形式 1.单一顺序：从头到尾只有一条路可走，这种称为单一顺序流程图。 2.选择顺序：若有多条路径，而只能选择其中的一条路径来走，这种方 式称为选择顺序流程图。 3.并行顺序：若有多条路径，且必须同时执行，这种方式称为并行顺序 流程图。在各条路径都执行后，才能继续往下执行。具有等待功能。 4.跳跃顺序：跨越某些步而直接跳到另一步序的动作，称为状态跳跃。
步进梯形指令功能结束，LD返回原来母线。
练习：写出以下状态转移图(SFC图)对应的步进梯形图和语句表
状态转移图设计步骤：
1.在设计初，先按照系统工艺要求，分析功能，绘制控制 流程图 2.元件编号（I/O地址分配） 3.设计出状态转移图（SFC图） 4.将SFC图转换成步进梯形图和语句表
步进梯形图指令
步进梯形图指令使用STL指令应注意以下问题：(1) STL触点与母线相连，与STL触点相连的起始触点应使用LD或LDI指令。
即使用STL 指令后，LD点移至STL触点的右侧，一直到出现下一条STL指令或RET指令为止。
RET 指令表明整个STL程序区的结束，LD点返回原母线。
各STL触点驱动的电路一般放在一起，最后一个STL电路结束时一定要使用RET指令，否则将出现“程序错误”信息，PLC不能执行用户程序。
(2) STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线圈和应用指令。
STL 触点右边不能使用入栈（MPS）指令。
(3) 由于CPU只执行活动步对应的电路块，使用STL指令时允许双线圈输出，即不同的STL触点可以分别驱动同一编程元件的一个线圈。
但是同一元件的线圈不能在可能同时为活动步的STL区内出现，在有并行序列的顺序功能图中，应特别注意这一问题。
(4) 在步的活动状态的转换过程中，相邻两步的状态继电器会同时ON一个扫描周期。
为了避免不能同时接通的两个输出（如控制异步电动机正反转的交流接触器线图）同时动作，除了在梯形图中设置软件互锁电路外，还应在PLC外部设置由常闭触点组成的硬件互锁电路。
定时器在下一次运行之前，首先应将它复位。
同一定时器的线圈可以在不同的步使用，但是如果用于相邻的两步，在步的活动状态转换时，该定时器的线圈不能断开，当前值不能复位，将导致定时器的非正常运行。
(5) OUT指令与SET指令均可用于步的活动状态的转换，使新的状态继电器置位，原状态继电器自动复位，此外还有自保持功能。
SET指令一般用于驱动目标步比当前步元件号大的状态继电器。
在STL区内的OUT指令用于顺序功能图中的闭环和跳步，如果想跳回已经处理过的步，或向前跳过若干步，可对状态继电器使用OUT指令。
OUT指令还可以用于远程跳步，即从顺序功能图中的一个序列跳到另一个序列。
以上情况虽然可以使用SET指令，但最好使用OUT指令。
第7章 三菱FX2N系列可编程序控制器步进梯形指令
第二节
பைடு நூலகம்单流程
状态转移图的类型及步进梯形图应用示例
单流程：指状态转移只有一种顺序 单流程：指状态转移只有一种顺序
示例：电动机M1～ 顺序起动 顺序起动， 示例：电动机 ～M4顺序起动，相反顺序停止
控制程序指令表 控制程序指令表
步进梯形图程序
选择性分支
选择性分支：从多个流程顺序中选择执行某一个流程。 选择性分支：从多个流程顺序中选择执行某一个流程。 选择执行某一个流程 FX2N系列 系列PLC一条选择性分支的支路数不能超过 条，初始状态对应有多 一条选择性分支的支路数不能超过 系列 一条选择性分支的支路数不能超过8条 条选择性分支时，每个初始状态的支路总数不能超过 不能超过16条 条选择性分支时，每个初始状态的支路总数不能超过 条。 示例： 示例： 要求： 使用传送带，将大、 要求：①使用传送带，将大、 小球分类选择传送。 小球分类选择传送。 左上方为原点， ②左上方为原点，传送机 械的动作顺序为下降、吸住、 械的动作顺序为下降、吸住、 上升、右行、下降、释放、 上升、右行、下降、释放、上 左行。 升、左行。 机械臂下降， ③机械臂下降，当电磁铁 压着大球时，下限位开关LS2 压着大球时，下限位开关 断开，压着小球时， 导通。 断开，压着小球时，LS2导通。 导通
步进梯形指令应用注意事项 步进梯形指令应用注意事项
状态器编号不能重复使用。 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 触点断开时，与其相连的回路不动作， 触点断开时 STL指令。 指令。 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， 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。 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 定时器线圈与输出线圈一样， 编程，但是在相邻状态不要对同一定时器编程。 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 指令后的母线，一旦写入 或 指令后， 指令后的母线 指令后 必须采用MPS、MRD、MPP指令编程，或者改变回路的驱动顺序。 指令编程， 令，必须采用 、 、 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。 指令。 在中断程序与子程序内不能采用 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。 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。 指令内不禁止使用跳转指令
基本指令步进梯形图指令
基本指令步进梯形图指令一、简介梯形图指令是计算机语言中一种深度嵌入式指令，它通过提供行走路径，来完成复杂的控制结构和计算。
它与其他编程语言的最大不同在于，它将控制结构与计算指令归入平台独立的逻辑模块，因而可以移植和管理大型计算机系统的结构。
因此，梯形图指令使软件开发更加方便和简单。
二、基本指令步进梯形图1、基本指令步进梯形图(BASIC)基本指令步进梯形图（BASIC）是一种用于编程的模板，可以按步骤执行梯形图指令。
它首先由克劳德·哈特（Clod Hart）于1962年发明。
基本指令步进梯形图可用于快速的概念验证，对初学者来说也是一种理解梯形图指令的有效方法。
它提供了明确的控制结构，有利于清晰地实现复杂的程序逻辑。
2、基本梯形图指令基本梯形图指令包括串，数值变量，决策框，复合模块，循环模块，输入模块，输出模块，结束模块等。
（1）串是梯形图指令中的一种基本控制结构，用来定义程序的行走路径。
它指定在执行完当前指令后，将控制转移到的指令的位置。
串可以表示后续指令相对于当前指令的位置，也可以用数字表示。
（2）数值变量是梯形图指令中的一种简单数据类型，可以用来保存数字和特定程序操作的数据。
它提供了一种简便的方式来调整程序参数，增加程序的灵活性和可编程性。
（3）决策框是梯形图指令中的一种用于决策控制的特殊控制结构，可以根据特定条件来决定下一步执行哪一条指令。
（4）复合模块是一种宏指令，它可以将梯形图指令的一系列步骤封装成一个独立的模块，使程序可复用性和易维护性提高很多。
（5）循环模块是梯形图指令中用于按指定条件重复执行一段程序的特殊控制模块，可以重复计算和执行程序逻辑，使程序能够正确地处理大量数据和复杂计算。
（6）输入模块是梯形图指令中用于从系统中获取所需数据的特殊控制模块，它可以实现数据的实时更新和操作。
（7）输出模块是梯形图指令中用于将处理完的结果输出给相应系统的特殊控制模块，它可以使结果显示在屏幕上，也可以保存到文件中。
第七章步进指令
Date: 2011-11-23
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第七章 步进指令
2.顺序功能图 针对顺序控制要求，PLC提供了顺序功能图（SFC）语言支 持。顺序功能图又称状态转移图，由一系列状态（用S表示）组 成。系统提供S0—S999共1000个状态供编程使用，其中：
S0—S9：初始状态专用 S 10—S S10 S19：原点复位用 20—S S20 S499：一般用 S500—S899：停电保持用 500 S 900—S S900 S999：报警用
Date: 2011-11-23
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第七章 步进指令
(B)工作步 （使用S20~S499） 活动步 当前正在进行的步 静步 没有运行的步或已运行过的步
活动步 静步
转移条件
Date: 2011-11-23
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第七章 步进指令
(C)步对应的动作 该步右边的一个矩形框来
Date: 2011-11-23
a)顺序功能图 顺序功能图 状态转移图） （状态转移图）
b)步进梯形图 步进梯形图
c)指令表 指令表
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第七章 步进指令
二、步进指令应用举例
1、选择性分支与汇合
例一 ： 用步进指令设计某小车循环正反 转自动控制的程序。 控制要求为： 控制要求为：送电等待信号显示→按起动 按钮→正转→正转限位→停5s→反转→ 反转限位→停7s→返回到送电显示状态。
2.步进指令的梯形图表示及其动作 步进指令的梯形图表示及其动作 梯形图
Date: 2011-11-23
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第七章 步进指令
第二节 顺序功能图的类型
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的指令。
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Date:2013-7-13
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第八章
步进指令
三、步进梯形图
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
状态编号不可重复使用。 如果如果状态触点接通，则与其
相连的电路动作；如果状态触点 断开，则与其相连的电路停止工 作。
第八章
步进指令
第八章 步进指令
第一节 步进指令及步进梯形图 第二节 顺序功能图的类型 第三节 步进梯形图设计实例
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Date:2013-7-13
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第八章
步进指令
第一节 步进指令及步进梯形图
本节讲解… 一、顺序功能图 二、步进指令 三、步进梯形图 四、步进指令的表示及其动作
第八章
步进指令
X0
T0
T1
T2
T3
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第八章
步进指令
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第八章
步进指令
SET在步进梯形图 STL与SET指令之间 STL为状态动作的
中，作为状态转 的部分为该状态所 需做的动作。 移指令使用。
在不同状态之间，允许对输出元
件重复输出，但对同一状态内不 允许双重输出。
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第八章
步进指令
3.输出的互锁
2.定时器的重复使用
定时器线圈与输出线圈一样， 也可对在不同状态的同一软元件编 程，但在相邻的状态中不能编程。 如果在相邻状态下编程，则工序转 移时定时器线圈不能断开，定时器 当前值不能复位。
典型 顺序控制系统
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步进指令
2.顺序功能图 针对顺序控制要求，PLC提供了顺序功能图（SFC）语言支 持。顺序功能图又称状态转移图，由一系列状态（用S表示）组 成。系统提供S0—S999共1000个状态供编程使用，其中：
S0—S9：初始状态专用 S10—S19：原点复位用 S20—S499：一般用 S500—S899：停电保持用 S900—S999：报警用
自动状态 状态S31→MC1动作 状态S32→MC2动作 状态S33→MC3动作 状态S24→停止
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步进指令
方式选择开关，使用输入继电器X2 清水冲洗按钮，使用输入继电器X3 风干按钮，使用输入继电器X4
元件分配： 启动按钮、停止按钮，使用输入继电器X0、X1Fra bibliotek步进指令
如在并进 分支与汇合点 处不允许符号 *或符号 的转 移条件，应按 右图修改。
三、并进分支与汇合流程
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Date:2013-7-13
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第八章
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四、跳转流程
向下面状态 的直接转移或向 系列外的状态转 移被成为跳转， 用符号↓指向转 移的目标状态。
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二、选择分支与汇合流程设计
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步进指令
项目说明：
①若方式选择开关（COS）置于手动方式，当按下START启动后， 则按下列程序动作： 执行泡沫清洗（用MC1驱动）； 按PB1则执行清水冲洗（用MC2驱动）； 按PB2则执行风干（用MC3驱动）； 按PB3则结束洗车。 ②若方式若选择开关（COS）置于自动方式，当按START启动后， 则自动按洗车流程执行。其中泡沫清洗10秒、清水冲洗20 秒、风干5秒，结束后回到待洗状态。 ③任何时候按下STOP，则所有输出复位，停止洗车
或
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步进指令
6.状态的转移方法
OUT指令与SET指令对于STL指
令后的状态具有同样的功能，都 将原来的状态自动复位。此外， 还有自保持功能。但是，在使用 OUT指令时，用于向状态转移图中 的分离状态转移。
7.可在状态内处理的指令
在状态转移过程中，由 于在瞬间（1个扫描周期）， 两个相邻的状态会同时接通， 因此为了避免不能同时接通的 一对输出同时接通，必须设置 外部硬接线互锁或软件互锁。
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步进指令
5.输出的驱动方法
如右图所示，在状态内 的母线将 LD 或 LDI 指令写入后， 对不需要触点的驱动就不能 再编程，需要按下图方式进 行变换。
键入程序：
将步进阶梯图转 换为语句表
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步进指令
【应用系统设计】气压式冲孔加工机控制系统
三、并进分支与汇合流程设计
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Date:2013-7-13
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步进指令
控制说明：
①工件的补充、冲孔、测试及搬运可同时进行。 ②工件的补充由传送带（电机M0驱动）送入。
步进起始指令
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Date:2013-7-13
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步进指令
用LD或LDI指令设 用OUT指令设 置转移条件 以STL指令开始 用SET指令 置动作 设置动作母线 设置状态
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Date:2013-7-13
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步进指令
【应用范例】洗车流程控制
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Date:2013-7-13
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步进指令
如左图所 示的流程都是 可能的程序。 B流程 没有 问 题， 但 A流 程 在并进汇合处 有等待动作的 状态，请务必 注意。
三、并进分支与汇合流程
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Date:2013-7-13
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第八章
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Date:2013-7-13
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步进指令
选择分 支流程不能 交叉，对左 图所示的流 程必须按右 边所示的流 程进行修改。
二、选择分支与汇合流程
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Date:2013-7-13
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步进指令
三、并进分支与汇合流程
若有多条路径，且必须同时执行，这种分支的方式称为并 进分支流程。在各条路径都执行后，才会继续往下指令，像这 种有等待功能的方式称之为并进 汇合。 当 S0 执行后，若 X1 有效，则 S20及S21同时执行。 当 S22 及 S23 都已执行后，若 X4 有效，则脱离S22及S23而跳到S24执 行，程序结束。 当左边路径已执行到 S22 ， 而 右边路径尚停留在 S21时，此时即 使X4有效，也不会跳到S24执行。
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Date:2013-7-13
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教学目标
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步进指令
【应用系统设计】 简易红绿灯控制系统
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第八章
步进指令
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第八章
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步进指令
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若有多条路径，而只能选择其中一条路径来执行，这种 分支方式称为选择分支。 当S0 之行后，若X1先有效，则跳 到 S21 执行，此后即使 X2 有效， S22 也 无法执行。之后若 X3 有效，则脱离 S21 而跳到 S23 执行，当 X5 有效后，则 结束流程。
当S0 之行后，若X2先有效，则跳 到 S22 执行，此后即使 X1 有效， S21 也 无法执行。
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第二节 顺序功能图的类型
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
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Date:2013-7-13
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第八章
步进指令
一、单流程结构
从头到尾只有一条路可走，称为单流程结构。
STOP
动作
手 动 流 程
自 动 流 程
允许再次 启动电路 另一种结束方 式：清除本身
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Date:2013-7-13
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