「利用状态时序逻辑图编写PLC顺控制程序」
状态流程图_步进顺序控制器的PLC程序设计方法
1 根据控制系统 要求画出液压滑台式攻螺纹 机工作循环图, 如图 1。
1SQ 、 3SQ 、 6SQ 分别是夹具、 滑台、 丝锥的原位信号 , 2SQ∃SP 是检测夹具是否夹紧的信号 , 4SQ、 5SQ 是滑台位置信号 , 7SQ 是丝锥到位信号 , 自动控制动作为 8 个 , 滑台快退与丝锥电机 能耗制动同时进行。
机床电器 2001 No. 3
计算机∃PLC 应用
图 2 自动工 作状态流程图
图 3 关断 从优电路图
图 5 程序梯形图
4 画出 PLC 的 I/ O 点与检测元件、 执行元件的 接线表 , 如表 2。
表 2 PLC 的 I/ O 点与检测元件和执行元件接线表 输入 1 SB 输出 200 2 1S 201 3 2S 202 4 3S 203 5 4S 204 6 5S 205 7 6S 206 10 7S 11 SP
图 1 攻螺纹机工作循环图
二、 采用状态流程图+ 步进顺序控 制器方法设计 PLC 程序的方法及步骤
1 根据工作任务画出控制系统的工作循环图 , 根据生产工艺要求画出执行元件动作节拍表, 根据 工作循环图找出每个动作转换主令信号, 画出转换 主令表。 2 决定执行元件及检测元件在 PLC 上 I/ O 点 的分配, 画出 I/ O 点分配表 , 或者实际接线图。 3 根据 主令信 号转换 表, 执行元 件动 作节 拍 表, 画出状态流程图。 4 把状态流程图翻译成梯形图表。
发讯元件
PLC
电器执行元件
图 2 电器结构图
其中发讯元件 ( 按钮、 限位等 ) 和电器执行元件 ( 继电器、 电磁阀等 ) 构成 PLC 接口的输入、 输出部 分 , 它们是影响电气系统可靠性的主要因素。采用 步进顺序控制 器设计方法就可以设计 程序梯形图 了 , 如图 5, 此程序是用和泉 PLC 指令设计的。
顺序功能图的PLC程序设计
顺序功能图的PLC程序设计简介顺序功能图（Sequential Function Chart，简称SFC）是控制系统中常用的一种图形化表达方式。
它是一种将时序控制方案表达为图形化模型的编程方式，具有直观性、简洁性、易维护性等优点。
PLC程序设计中，SFC也是最常用的编程方式之一。
本文将介绍如何使用SFC进行PLC程序的设计。
SFC原理SFC可以理解为PLC程序的另一种表达方式，它将PLC程序的执行过程分成了若干个步骤，从而使得程序的结构更加清晰，易于编写和维护。
SFC通常由以下几个部分组成：•起始步骤（Initial Step），标识SFC的开始。
•条件（Condition），用于描述在什么条件下执行该步骤。
常见的条件有：电机启动、传感器检测到信号等。
•过渡（Transition），用于描述当某个条件被满足时，进行步骤跳转。
常见的过渡有：满足条件跳转到下一个步骤、条件不满足跳转到上一个步骤等。
•动作（Action），用于描述当某个条件被满足时，需要执行的操作。
常见的动作有：下发指令、设置参数、控制设备等。
•结束步骤（Final Step），标识SFC的结束。
SFC设计步骤步骤一：确定程序流程在进行SFC程序设计之前，需要先确定程序的流程。
这个步骤需要结合实际情况，根据实际控制需求来决定程序的步骤和跳转条件。
例如，我们需要设计一个PLC程序实现螺杆机的自动化控制。
程序需要完成以下几个操作：1.检测到螺杆材料，启动送料机构，将螺杆送入加工区域。
2.启动加工机构，进行加工操作。
3.加工完成后，关闭加工机构。
4.将加工好的螺杆送出。
根据以上过程，我们可以分解成四个步骤，并确定它们的执行顺序。
步骤二：绘制程序SFC图绘制程序SFC图是进行SFC程序设计的关键一环。
在绘图时，需要将程序流程表达为一张有机结构的图。
以下是一个SFC图的示例。
START -> [检测信号] -> [启动送料机构] -> [启动加工机构] -> [检测信号] -> [关闭加工机构] -> [送出螺杆] -> END上图表示了一个PLC程序实现的过程。
三菱PLC顺序控制的编程方法
三菱PLC顺序控制的编程⽅法⼀、单流程状态转移图的编程(⼀)什么是单流程所谓单流程，是指状态转移只可能有⼀种顺序。
例如台车⾃动往返的控制过程只有⼀种顺序：S0→S20→S21→S22→S23→S24→S0，没有其他可能，所以叫单流程。
(⼆)单流程状态转移图的编程⽅法1.状态的三要素状态转移图中的状态三要素是指驱动、状态转移条件和状态转移⽅向三个要素。
其中指定状态转移条件和状态转移⽅向是不可缺少的。
表达本状态的⼯作任务(负载驱动)时可以使⽤OUT指令也可以使⽤SET指令。
OUT指令和SET指令的区别：OUT指令驱动的输出在本状态关闭后⾃动关闭，使⽤SET指令驱动的输出可保持到其他状态执⾏，直到在程序的别的地⽅使⽤RST指令使其复位。
状态三要素2.状态转移图的编程⽅法步进顺控指令的编程原则：先进⾏驱动处理，然后进⾏状态转移处理。
状态转移处理就是根据转移⽅向和转移条件实现向下⼀个状态的转移。
步进顺控指令的编程原则⼆、编程要点和注意事项(1) 对状态进⾏编程处理，必须使⽤步进接点指令STL，它表⽰这些处理（包括驱动、转移）均在该状态接点形成的⼦母线上进⾏。
(2)与STL步进接点相连的触点应使⽤LD或LDI指令，下⼀条STL指令的出现意味着当前STL程序区的结束和新的STL程序区的开始。
RET指令意味着整个STL程序区的结束，LD点返回左侧母线。
每个STL步进接点驱动的电路⼀般放在⼀起，最后⼀个STL电路结束时(即步进程序的最后)，⼀定要使⽤RET指令，否则将出现“程序语法错误”信息，plc不能执⾏⽤户程序。
(3)状态编程顺序为：先进⾏驱动处理，再进⾏转移处理，不能颠倒。
驱动处理就是该状态的输出处理，转移处理就是根据转移⽅向和转移条件实现下⼀个状态的转移。
(4)初始状态可由其他状态驱动，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。
⼀般⽤控制系统的初始条件，若⽆初始条件，可⽤M8002或M8000进⾏驱动。
PLC实现顺序控制的编程方法
功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能 、特性的图形 。我国 1986 年颁布了功能表图的国家 标准 ( GB6988. 6 - 86) 。功能表图主要由步 、转移 (换) 、转移 (换) 条件 、箭头线和动作组成 。
在功能表图中 ,把一个控制系统的控制过程分解为若干个清晰的连续的状态 ,这个状态称为步 。 例如某生产流水线上的小车从 A 点移动到 B 点 ,到 B 点后停留 5 秒 , 再返回 A 点 。其工作过程可分为前进 、停留 、后退三步 。每一步用矩形框 表示 ,编程时用编程元件代表 。各步一般用相应的编程元件作为各步的编 号 。如图 1 。 编程元件可以用状态器 S 或辅助继电器 M 。用 S 时图中的 0 —3 可以 用 S600 —S603 代替 ;用 M 时可以用 M200 —M203 代替 。 控制过程初始状态相应的步称为初始步 ,用双线框表示 。如图 (1) 中 的 0 步。 功能表图中的每步具有三种功能 :
电机接触器 KM 电磁阀 YV1 YV2 YV3 YV4
Y430 Y431 Y432 Y433 Y434
2. 2 根据控制要求编写功能表图 用基本逻辑指令和移位寄存器编程时代表各步的编程元件为
M200～M204 ,用步进梯形指令编程时 ,各步的编程元件为 S600～S604 ,则功能表图如图 (3) 。a 图为用基本 逻辑指令和移位寄存器编程时的功能表图 ,b 图为用步进梯形指令编程时的功能表图 。
2 设计实例
下面以顺序控制的实例说明 PL C 程序的三种编程方式的设计方法及其特 点。
例 1 :要求用 PL C 控制一自动剪板机 ,其加工示意图如图 (2) ,该剪板机 工作过程如下 :
当压钳和剪刀在原位 (即压钳在上限位 SQ1 处 ,剪刀在上限位 SQ2 处 , 按下起动按钮 SB 后 ,送料电动机在接触器 KM 的控制下起动送料 ,板料右 行至 SQ3 处停止 , →压钳在液压电磁阀 YV1 的控制下下行至 SQ4 处将板料 压紧 , →剪刀在液压电磁阀 YV2 的控制下下行剪板 , →板料剪断落至 SQ5 处 , →压钳和剪刀分别在液压电磁阀 YV3 和 YV4 控制下上行复位 ,至 SQ1 , SQ2 处回到原位 ,等待下次再起动 。
PLC的顺序功能图在编写顺序控制程序时的应用
收稿日期:2011-03-30作者简介:王静(1983-),女,陕西汉中人,在读研究生,主要研究方向为自动化。
E-m ai:l 2008-y t@t 163.co mPLC 的顺序功能图在编写顺序控制程序时的应用王 静(榆林学院能源工程学院,陕西榆林719000)摘 要:针对PLC 的基本逻辑指令编写顺序控制程序时所存在的编程复杂、不易理解等问题,采用顺序功能图是一种非常有效的方法。
以西门子S7-200系列PLC 为例,由自动送料小车的控制引出顺序功能图,再通过具体实例,采用顺序功能图的方法编写其控制程序。
从编程结果看,与应用PLC 的基本逻辑指令方法相比具有简单、直观、逻辑性强等特点,提高了编程的效率。
关键词:PLC ;顺序功能图;顺序控制中图分类号:TM 571.61 文献标志码:A 文章编号:1008-3871(2011)04-0048-03 用PLC 的梯形图或指令表方式编程容易被广大电气技术人员接受,但是对于一个复杂的控制系统,尤其是顺序控制系统,由于其内部的联锁、互锁、互动关系极其复杂,其梯形图程序往往较长,达到数百行,通常必须熟练的电气工程师才能编写出这样的程序,并且程序的可读性也降低。
为了解决这些问题,采用PLC 的顺序功能图语言来编写顺序控制程序是一种非常有效的方法,该方法具有编程简单而且直观等特点。
1顺序功能图概述如果一个控制系统可以分解成为几个独立的控制动作或工序,且这些动作或工序必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产的正常进行,这样的控制系统称为顺序控制系统。
本文是以西门子S7-200系列PLC 为例说明顺序功能图。
为了使初学者更好的理解顺序控制系统以及顺序功能图,先给出一个例子[1]。
图1给出了自动送料小车的工作过程示意图,如图所示,小车的前进和后退由电动机M 控制,M 正转小车前进,M 反转小车后退。
小车的装料位置和卸料位置由两个行程开关SQ1和SQ2控制,小车工作开关为X0。
顺序逻辑控制的PLC程序设计
菱形结构编码方案的优点是： ⑴ 一个状态变量在一个控制过程中只ON一次，OFF一次，使编程简化， 也满足即时输出指令对于给定的输出继电器在程序中只出现一次的要求。 ⑵ 便于按逻辑段编程且规律性很强。 ⑶ 最后一个状态，所有的状态变量都取0值，这满足了一般控制电路停 机断电的要求。
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m 的最小整数。 2
3
8.2 用基本逻辑操作指令实现顺序逻辑控制
•
•
PLC程序设计常用的方法
主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、 顺序控制设计法等。
逻辑设计法、
•
1.经验设计法：经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被 控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时 需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。这种方法没有规
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8.2.3 状态和状态变量的确定
• 主要讨论状态和状态变量的确定 和状态方程、输出方程的列写
• 1．什么是“状态”
• 在一个时间段上系统维持不变的行为，就称为“状态”，也 可以称一个行为维持不变的时间段为一个“状态”。
• 2．状态的表示方法（状态编码）
• 我们设计开关电路和PLC程序，一般应根据控制要求，首先 确定状态数m，然后确定状态变量数n。
使用以转换为中心控制步
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例:
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案 例功能图顺序控制设计法
液压进给装置运动控制
液压油缸
Y1 Y0
X0
OFF
X1
OFF
X2
NO X3
液压进给装置运动示意图
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左行示意
输出点y0有效，活塞杆向 运行
左
液压油缸
Y0 X0 OFF X1 ON X2 OFF X3 单序列结构液压进给装置运动示意图
PLC顺序控制及状态流程图(1)
三 明 市 高 级 技 工 学 校
教
教
案
用
纸
附
页
附 记
学 内 容、方 法 和 过 程
与控制过程的初始状态相对应的步称为初始步，用双线框表示。可 以分别用 S0.0，S0.1，S0.2 表示上述的三个状态步，程序执行到某 步时， 该步状态位置 1， 其余为 0。 如执行第一步时， S0.0=1， 而 S0.1， S0.2 全为 0。状态步之间用有向连线连接，表示状态步转移的方向， 有向连线上没有箭头标注时，方向为自上而下，自左而右。有向连 线上的短线表示状态步的转换条件。
总结：1. 功能流程图简介 2. 顺序控制指令
三 明 市 高 级 技 工 学 校
教
教 学
案
用
纸
附
页
附 记
内 容、方
法 和 过 程
SCRT n
SCRE
在使用顺序控制指令时应注意： （1） 步进控制指令 SCR 只对状态元件 S 有效。 为了保证程序的可靠运行， 驱动状态元件 S 的信号应采用短脉冲。 （2）当输出需要保持时，可使用 S/R 指令。 （3）不能把同一编号的状态元件用在不同的程序中，例如，如果在主程 序中使用 S0.1，则不能在子程序中再使用。 （4） 在 SCR 段中不能使用 JMP 和 LBL 指令。 即不允许跳入或跳出 SCR 段， 也不允 许在 SCR 段内跳转。可以使用跳转和标号指令在 SCR 段周围跳转。 （5）不能在 SCR 段中使用 FOR、NEXT 和 END 指令。
三 明 市 高 级 技 工 学 校
教
教 学
案
用
纸
附
页
附 记
内 容、方
法 和 过 程
表 1 顺序控制指令格式 LAD STL LSCR n 说明 步开始指令，为步开始的标志该步的状态元件 的位置 1 时，执行该步。 步转移指令，使能有效时，关断本步， 进入下一步。该指令由转换条件的接点 起动，n 为下一步的顺序控制状态元件。 步结束指令，为步结束的标志。
时序图编制PLC程序
课题1：风机顺序控制
L1 L2 L3
控制要求： Q
顺启逆停 按下SB1，M1
引风机起动；间隔5秒后， FU1
M2鼓风机起动。停机时，
按下SB2，鼓风机M2停止，
KM2
延时3秒后，引风机M1停。 KM1
FR1
FR2
M
M
1
2
1.2 风机顺序起动时序图
设计思路： SB1为起动按钮，驱动I0.0;SB2为停止按钮，驱动I0.1；Q0.0输 出时驱动接触器KM1，电机M1启动；Q0.1输出时驱动接触器 KM2，延时5秒后电机M2启动。停止时，先停M2，延时3秒后 停M1。画出时序图如下。
用开关I0.0起动系统工作，执行第一条 曲线，同时计数器T37开始计时
定时器T44用于东西绿灯闪亮3秒
定时器T40用于东西黄灯闪亮2秒
I0.0闭合Q0.2得电输出，南北红灯亮 25秒，执行第二条曲线。待T37计时到， 常闭点打开，Q0.2断电，南北红灯熄灭；
东西红灯亮，执行第五条曲线
梯形图程序
运行。定时器T38计时5秒，其常
T38
闭点打开，Q0.0断电，停止引风
机。
课题2：机床动力头运行控制
机床动力头在原位时I0.3闭合，启动I0.0动力头快进，至中段转 为工进，到I0.2时转为快退。Q0.0为快进电磁阀，Q0.1为工进电 磁阀，Q0.2为快退电磁阀。根据机床动力头运行要求画出如下 时序图
按工作要求画出示意图并设计如图7所示的流 程图，用M0.0~M0.3作步，每步驱动对应 的Q0.0~Q0.2；用开关触点作转换条件。
图7
初始脉冲SM0.1给M0.0置位，按 下启动按钮I0.0闭合，M0.1置位， M0.0复位，Q0.0输出，动力头快进； 运行至中段，I0.1闭合，M0.2置 位，M0.1复位，Q0.1输出，动力头 转为工进， 动力头加工到位，I0.2闭合， M0.3置位M0.2复位，Q0.2输出，动 力头快退； ④至原位时，I0.3闭合，M0.0置位， M0.3复位，进行下一个循环。
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利用状态时序逻辑图编写ＰＬC顺控制程序
作者姓名：马良工作单位:吉林机电工程学校
通讯地址：吉林市松九街18０号邮编:1３2101
联系电话:、。
Ｅ-mai:;投稿
摘要:笔者在多年教学基础上总结出一种更为直接、简便的PLC状态编程方法，这种编程方法就是直接根据给出条件画出状态时序逻辑图来,然后根据状态时序逻辑找出几个状态转换的关键点来进行编写ＰLC的顺序控制程序。
此方法编程直观、简捷,具有较强的通用性,对于学习顺序控制编程的读者有一定的指导意义。
关键词:ＰLC ;状态时序图；编程;
状态编程的思想是PLＣ(可编程控制器）进行顺序控制的程序设计中一种重要的思想。
目前,ＰLC的编程方法主要有三种:第一种是借助于可编程控制器本身的步进顺控制指令及专用的状态元件来实现状态编程;第二种是借助辅助继电器实现状态编程；第三种是借助可编程控制器的移位寄存器来实现的。
笔者在多年教学基础上总结出一种更为直接、简便的PＬC状态编程方法,这种编程方法就是直接根据给出条件画出状态时序逻辑图来，然后根据状态时序逻辑找出几个状态转换的关键点来进行编写ＰLＣ的顺序控制程序。
一、利用状态时序图来进行程序设计的步骤
1、系统分析
对给定题目先进行系统分析，确定整个工作过程可分为哪几个工序？各工序之间是什么关系？最后确定输入和输出。
２、I/Ｏ地址分配
对于以上分析的输入、输出分配具体的PLC输入、输出地址(I/O地址)。
以方便记忆和接线。
I/O地址的确定一般都是连续的。
3、画出状态时序图，确定时间关键点
根据给定系统所要求的条件,画出所对应的输入继电器和输出继电器状态时序罗辑图，确定状态转换的几个时间关键点。
4、画出顺序控制流程图
根据上步所画出的状态时序图确定顺序控制流程图的步序，注意步与步之间的时间关系。
5、写出指令程序
根据顺序控制流程图，利用步进梯形指令写出指令程序。
6、录入程序进行传送，在模拟实验板上接线运行和调试。
二、编程举例
一控制系统，当按下启动按钮4S后电动机Ｍ１停止工作,此时电动机M2开始工作，10Ｓ后电动机M３开始工作,1５S后M2、M3同时停止，M１又开始起动，进入下一个工作循环,试设计出其顺序控制程序。
本系统如果采用经验设计法编程在对Ｙ0问题处理上有一定难度,如果利用PLＣ状态编程法编程,按照以上的步骤，只要找出几个时间变化的关键点,很容易进行编程。
这里我们选用在国内占有很大市场份额的日本三菱FX2N－48MR型可编程控制器来设计本程序。
其设计步骤如下：
1、系统分析
该系统设有启动按钮X０，三个驱动输出Y0、Y1及Y２,三个输出都为延时动作,其中Ｙ0与Y１是互非关系。
这样就确定该系统只有一个输入和三个输出。
2、I/O地址分配
输入输出
X0——启动按钮 Y0——电动机M1
Ｙ2——电动机M2
Y３——电动机M３
3、画出状态时序图，确定时间关键点
图１-控制系统的时序逻辑图
确定状态转换的几个时间关键点：
关键点1：按下按钮Ｘ0的瞬间,Ｙ０状态为“1”， Y1状态为“０” Y２状态为“0”;
关键点２:按下按钮X０后的第4S,Y０状态为“０”, Y1状态为“1”Y 2状态为“0”;
关键点3：第１0S,Y0状态为“0”, Y1状态为“1”Y２状态为“１”;
关键点4:第１5S，Y０状态为“1”， Y1状态为“0” Y2状态为“0”;
４、画出顺序控制流程图
根据状态时序图画出顺序控制流程图，注意设定步序之间的定时器的延时时间。
如图２所示。
图２-顺序控制状态流程图
5、写出指令程序
利用步进梯形指令ＳＴL 及复位RET 指令写出如下指令。
6、录入程序进行传送，在模拟实验板上接线运行和调试。
利用编程器或计算机进行程序录入、传送。
如果利用计算机录入程序,先启动G ＰＦX －WIN 软件,录入上面的指令程序,检查无误后，传送至PL Ｃ。
最后在PLC 模拟实验板上接线，进行运行和调试。
为了直观地观察到程序的运行结果,我们用Y0、Y1、Ｙ2分别去驱动指示灯L1、Ｌ２、L3，即输出继电器为高电平时,所驱动的指示灯亮。
PLC 接线图3所示。
图3-PL Ｃ接线图
打开PLC 的运行(ＲＵN)开关，观察模拟指示灯Ｌ0、L1、L2的亮来情况，与时序罗辑图相比是否相符。
指令程序清单： L Ｄ M80０2 SET S0 S ＴＬ S0 O ＵT Y0 LD X ０ SET S2０ STL Ｓ２0 OU Ｔ Y0 OUT T0 K40 LD T0 SE Ｔ S ２1
ＳT Ｌ S21
O ＵＴ Ｙ1
OUT T1 K60
LD T1
S ＥT S22
STL S2２
OU Ｔ Y1
OUT Y ２
OU Ｔ Ｔ２ K50
L Ｄ T2
SET S ０
R ＥT
E ＮD
根据状态时序逻辑图的编程方法本质上还是状态编程法,不过此方法的分析过程比较独特,与其它的编程方法相比更为直观、便捷，且具有较强的通用性，对于学习顺序控制编程的读者有一定的指导意义。
可以说是对可编程控制器状态编程思想的创新和发展。
作者简介：马良,男,19７1年2月生人，现任吉林机电工程学校讲师;主要担任《工厂电气控制》、《可编程控制器》、《工厂供电》等课程教学工作。
联系电话:、。
E-mai:
参考文献：
[1]汤自春.PLC原理及应用技术.高等教育出版社20０６，1
[2]高勤．电器及ＰLＣ控制技术. 高等教育出版社２0０８，2
［3]王兰军.基于状态编程思想的PLC编程的新方法.机电工程技术２006.7。