PLC程序的步进顺控设计法
用PLC控制步进电机的相关指令说明
用PLC控制步进电机的相关指令下面介绍的指令只适用于FX1S、FX1N系列的晶体管输出PLC，如高训的FX1N-60MT。
这些指令主要是针对用PLC直接联动伺服放大器，目的是可以不借助其他扩展设备（例如1GM模块）来进行简单的点位控制，使用这些指令时最好配合三菱的伺服放大器（如MR-J2）。
然而，我们也可以用这些指令来控制步进电机的运行，如高训810室的实验台架。
下面我们来了解相关指令的用法：1、脉冲输出指令PLSY（FNC57）PLSY指令用于产生指定数量的脉冲。
助记法为HZ、数目Y出来。
指令执行如下：2、带加减速的脉冲输出指令PLSR（FNC59）3、回原点ZRN（FNC156）--------重点撑握ZRN指令用于校准机械原点。
助记法为高速、减速至原点。
指令执行如下：4、增量驱动DRVI（FNC158）--------重点撑握DRVI为单速增量驱动方式脉冲输出指令。
这个指令与脉冲输出指令类似但又有区别，只是根据数据脉冲的正负多了个转向输出。
本指令执行如下：5、绝对位置驱动指令DRVA（FNC159）本指令与DRVI增量驱动形式与数值上基本一样，唯一不同之处在于[S1.]：在增量驱动中，[S1.]指定的是距离，也就是想要发送的脉冲数；而在绝对位置驱动指令中，[S1.]定义的是目标位置与原点间的距离，即目标的绝对位置。
下面以高训810室的设备为例，说明步进电机的驱动方法：在用步进电机之前，请学员考虑一下几个相关的问题：1、何谓步进电机的步距角？何为整步、半步？何谓步进电机的细分数？2、用步进电机拖动丝杆移动一定的距离，其脉冲数是如何估算的？3、在步进顺控中运用点位指令应注意什么？（切断电源的先后问题！）步进电机测试程序与接线如下：1、按下启动按钮，丝杆回原点，5秒钟后向中间移动，2秒后回到原点。
注：高训810步进电机正数为后退，Y2亮，负数为向前，Y2不亮。
向前方为向（3#带侧）运动为，向后为向（1#带侧）运动。
如何理解plc执行程序的顺序？plc程序顺序从上往下的吗？
如何理解plc执行程序的顺序？plc程序顺序从上往下的吗？（1）触点的结果与步即使在动作相同的程控电路中，借助于触点的构成方法出可简化程序与节约程序步数。
①宜将串联电路多的电路写在上方。
如图1的a图。
②宜将并联多的电路写在左方。
如图1的b图。
（2）程序的执行挨次对顺控程序作“自上而下”，“自左向右”处理。
当plc投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段（即：输入、执行、输出）。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
在整个运行期间，PLC的CPU以肯定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
(一) 输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入全部输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。
输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。
在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会转变。
因此，假如输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必需大于一个扫描周期，才能保证在任何状况下，该输入均能被读入。
(二) 用户程序执行阶段在执行阶段，PLC总是按由上而下的挨次依次地扫描用户程序(梯形图)。
在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的掌握线路，并按先左后右、先上后下的挨次对由触点构成的掌握线路进行规律运算，然后依据规律运算的结果，刷新该规律线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特别功能指令。
(三) 输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。
在此期间，CPU根据I/O映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。
这时，才是PLC的真正输出。
第3章(3)步进顺序指令及编程方法
3.3 步进顺空指令及编程方法
③ 并行序列： 并行序列的开始称为分支，如图所示， 当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列 称为并行序列。
3.3 步进顺空指令及编程方法
多流程步进控制
3. 跳转与循环
3.3 步进顺空指令及编程方法
三、绘制功能表图举例----花样喷水控制
动作过程
启动-中央指示灯亮1S-中央喷水1S-环状线指示灯亮1S-环
3.3 步进顺空指令及编程方法
例：将下图所示的SFC图转换为梯形图
3.3 步进顺空指令及编程方法
3.3 步进顺空指令及编程方法
3.3.4 编程实例
编程实例1：
有3条运输带顺序相连，启动时，3号运输带开始运行，延 时5秒后2号运输带自动启动，再过5秒后1号运输带自动启动。 停止时与启动顺序相反，按下停止时，先停1号运输带，5 秒后停2号运输带，再过5秒停3号运输带。 在顺序启动3条运输带的过程中如果发现异常情况，按下 停止按钮，仍采用后启动的先停止的原则。(X1停止，X2启动)
② 转换条件的确定
使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换 条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、限位开关 的接通/断开等，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器 计数器触点的接通/断开等，转换条件也可能是若干个信号 的与、或、非逻辑组合。 上例中的SB、SQ1、SQ2、 SQ3均为转换条件。
Y4 SET Y5 SET Y6 Y1 SET SET Y2
S22 S24
S22 X2 Y4 S23
SET Y3
S23
X3
SET
S26
S25
S26
3.3 步进顺空指令及编程方法
选择分支和汇合的编程原则是：先集中处理 分支状态，然后再集中处理汇合状态。
步进控制顺序功能图
驱动处理
<^K20
S21
转移条件
T1/转移方向
-.X 0
S22
——XI
S23
STL S21 STL S22
-----K20 T1
SET S22
S。。。、
XI SET S23
图1-2态转移图和状态梯形图的对应关系
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。
复位 初始、停止、
正转 正转、延时
暂停
+ 2s
反转
十3s
暂停
暂停、延时 反转、延时 暂停、延时
计数 计数 由一次数到了
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
《PL C原理与应用》
项目3步进指令与顺序程序控制
步进指令及应用之一——单流程SFC
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.首1流先程，图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。
模块四 PLC步进顺控指令及其应用
4-14 电镀生产线的顺序功能图
3. 系统调试
四、知识拓展
（一） 三相电动机循环正反转的控制系统 用步进顺控指令设计一个三相电动机循环正反转的控 制系统。其控制要求如下：按下启动按钮，电动机正 转3 s，暂停2 s，反转3 s，暂停2 s，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。 通过分析控制要求可知，该控制系统有3个输入：停止 按钮SB——X0，启动按钮SB1——X1，热继电器 FR——X2；有2个输出：正转接触器KM1——Y1，反 转接触器KM2——Y2，其I/O接线图如图4-15所示。
4-5 彩灯工作的顺序功能图
图4-6 状态梯形图
表4-1
图4-5的指令表
3.系统调试
四、知识拓展——SFC编程注意事项
（1）与STL指令相连的触点要用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。最后一个STL程序区结束 时，一定要用RET指令，这就意味着整个STL程序区 的结束。 （2）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。一般用系统的初始条件，若无初始条 件，可用M8002（PLC从STOP→RUN切换时的初始 脉冲）进行驱动。
表4-2 选择性分支程序的指令表
②汇合状态的编程 编程方法是先依次对S21、S22、S31、S32、S41、S42状态 进行汇合前的输出处理编程，然后按顺序从S22（第一分支）、 S32（第二分支）、S42（第三分支）向汇合状态S50转移编 程。选择性汇合的程序如表4-3所示。
（3）状态编程顺序为：先进行驱动，再进 行转移，不能颠倒。 （4）STL触点可以直接驱动或通过别的触点 驱动Y、M、S、T、C等元件的线圈和应用指 令。若同一线圈需要在连续多个状态下驱动， 则可在各个状态下分别使用OUT指令，也可以 使用SET指令将其置位，等到不需要驱动时， 用RST指令将其复位。
接线图.梯形图18例(三菱PLC顺控设计法)
输出信号
输出继电器 Y0 Y1 Y2 Y3 输出元件 前进接触器 后退接触器 进料电磁阀 放料电磁阀 控制 KM1 KM2 YA1 YA2
（停止开关） （停止） 前行程开关 后行程开关 前限位 后限位
前限位X2 后限位 前限位（停止） 启动
COM FU2 FR
Y3 YA2
Y2 YA1
Y1
KM2 KM1 KM1
M2
X2
RST M3 SET M1 M2 M4 M3 M5 RST SET RST SET
M3 X3
M4 X4
M5 等待 M10 Y7 X10 已松开
RST M4
M6 X5
M8002
SET M7 RST SET M6 M8 M9
M0 X0启动 M1 Y0 X1 已加紧 M2 M3 M4 X2 X3 X4 Y1 Y2 Y2 Y3 M6 M7 M8 M9 =1 X5 X6 X7 等待 Y4 Y5 Y5 工进 Y6 快退
M0 X0启动 M1 Y0 X1 已加紧 X2 X3 X4 Y1 Y2 Y2 Y3 M6 M7 M8 M9 =1 X5 X6 X7 等待 Y4 Y5 Y5 工进 Y6 快退
M5 等待 M10 Y7 X10 已松开
例题11 单向顺序(步进指令应用)
工艺过程分析：1.小车原处后端，后限位 行程开关X0压下为ON；2.若启动X3 （按钮开关）则小车前行；3.碰前限 位行程开关X1为ON，电磁阀Y1打开， 延时10S装料；4.小车自动后行，至后 限位压下X0，电磁阀Y3打开延时6S卸 料。如此循环运行，直到停止。
M8002 M0 X0
M8002
SET SET RST
M0 M1 M0
M0 X0启动 M1 Y0 X1 已加紧 M2 M3 M4 X2 X3 X4 Y1 Y2 Y2 Y3 M6 M7 M8 M9 =1 X5 X6 X7 等待 Y4 Y5 Y5 工进 Y6 快退
PLC顺控继电器指令及顺序控制编程方法
• 5、动作 • 动作是指每个步序中的输出。在顺序功能图中，输出在代表步的方框旁用
短横线连接表示。 • 二、顺序功能图的类型 • 1、单序列 • 单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅有一个转换，每一个
转换后面只有一个步。
第8章 S7-200系列PLC顺控继电器指令及顺序控制编程方法
8.2 顺序功能图的主要概念、基本类型及编程
• 2、有向连线
• 顺序功能图中，连接代表步的方框的连接线称为有向连线。在 画顺序功能图时，将方框按它们成为活动步的先后顺序排列， 并用有向线段连接起来。步活动状态习惯的进展方向是从上到 下，在这个方向上可以不画箭头，如不是这个方向，则需标以 箭头以明确方向。
8.3 顺控继电器指令及编程应用
• 顺序控制编程方法规范，条理清楚，且易于化解复杂控制间的 交叉联系，使编程变得容易。因而许多PLC公司在自己的PLC产 品中引入了专用的顺序控制编程元件及顺序控制指令，使顺序 控制编程更加简单易行。
• 西门子公司在S7-200PLC中设置了顺控继电器及顺控继电器指 令用于顺序控制。
• 并列序列的结束称为合并，也用 双水平线表示，转换条件标在其 下面。
第8章 S7-200系列PLC顺控继电器指令及顺序控制编程方法
8.2 顺序功能图的主要概念、基本类型及编 程 • 复杂的顺序功能图中还会有选择序
列及并行序列混合存在及循环跳转 等情况。但转换及有向连线的表达 方法是一致的。
• 三、较复杂顺序功能图的编程及举 例
• 顺序控制编程法是一种建立 在程序段的激活与屏蔽基础 上的编程方法。
• 具体的编程思路是这样的： 首先将整个控制过程分成几 个步序，即：准备，第一次 前进，第一次后退，停车计 时，第二次前进，第二次后 退。
PlC常用三种编程语言的比较
PlC常用三种编程语言的比较可编程控制器(PLC programmable logic controller)是使用微电脑技术制造的自动控制的电子设备。
它以顺序控制为主，回路调节为辅。
能完成逻辑判断、定时、记数和算术运算、联网等功能。
随着PLC 的发展，其功能越来越多，集成度越来越高。
网络功能越来越强。
PlC集三电于一体，具有良好的控制精度和高可靠性。
使得PLC成现代工业自动化的支柱。
PLC的生产厂家和型号，种类繁多。
不同型号自成体系，有不同的编程语言和使用方法。
本文拟就用日本三菱公司生产的FxzN-48MR型PLC介绍其常用三种编程语言的编程方法及主要特点：一、PLC编程语言中，最常用的语言是梯形图和指令语句表。
梯形图形式上与继电器控制线路很相似。
在继电器控制线路的基础上，略加改动就形成PLC的梯形图程序。
在完成梯形图程序后，为使PLC按程序完成控制任务就需要将一段程序存入到PLC的用户程序存储器中，这时就要使用编程器将程序的一条一条指令按顺序键入到PLC中即可。
梯形图与指令语句表的之间存在相互对应关系。
并可以互相转换。
编写简单的程序用梯形图编程比较方便，初学者容易掌握。
但是编写复杂程序使则显得繁锁，程序越大越麻烦，不容易编程。
二、步进顺控指令语言编程：它是一种专用于顺序控制的较复杂程序的编程方法。
此方法编程，方法简单，规律性强，初学者较易掌握，可大大提高工作效率，并给调试，修改程序带来很大方便。
三、功能指令语言：很多PLC厂家。
为了充分利用PLC的单片机功能，拓展其应用范围，在基本指令的基础上，开发了一系列完成不同功能的子程序。
调用这些子程序的指令称功能指令。
利用这些指令语言对控制系统进行编程设计时，可大大提高可编程控制器的使用价值。
并降低整个控制系统的成本，所编制的程序比较简单，常用于编写大而复杂的程序。
下面以PLC对三相交流异步电动机星一角降压启动编程为例介绍三种语言的编程：PLC的I/O点分配：PLC的接线图：PLC的控制程序：一基本指令编程：0 LDI X014 LD Y01 ANI X215 AND Y22 OUT M016 OR T03 LD M017 ANI Y14 AND Y018 OUT Y25 OR X1 19 END6 OUT Y07 LD M08 ANI Y29 OUR T0 K20012 ANI T013 OUT Y1二步进顺控指令编程：0 LD X2 31 SET S221 OR X0 33 STL S222 ZRST S20 S2434 OUT T0 K200 7 SET S037 LD T09 ZRST Y0 Y238 SET S2314 LD M800240 STL S2315 SET S041 RST Y117 STL S042 LD Y118 LD X143 SET S2419 SET S2045 STL S2421 STL S2046 LDI Y122 LDI Y247 SET Y223 SET Y148 RET24 LD Y149 END25 SET S2127 STL S2728 SET Y029 LD Y030 AND Y1三功能指令编程：0 LD X1 11 MOV K10 K1 Y01 MOV K6 K1Y0 16 LD X26 LD Y1 17 OR X27 OUT T0 K20018 MOV K0 K1Y0 10 LD T0 23 END结束语通过以上三种方法的比较可知：功能指令用来编写程序，所编程序较小，步数少，比较简单。
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PLC程序的步进顺控设计法
发布日期：2013-10-05 来源：艾特贸易网作者：佚名浏览次数：108
核心提示：许多PLC的指令系统中都配备了步进类指令，例如，欧姆龙PLC的步定义指令STEP和步启动指令SNXT;三菱PLC的步进梯形指令STL和步进复位指令RET;西门子PLC的顺控继电
许多PLC的指令系统中都配备了步进类指令，例如，欧姆龙PLC的步定义指令STEP 和步启动指令SNXT;三菱PLC的步进梯形指令STL和步进复位指令RET;西门子PLC的顺控继电器指令SCR、顺控继电器转换指令SCRT和顺控继电器结束指令SCRE，等等。
所谓步进顺控设计法就是利用步进类指令借鉴类似于顺控图法设计程序，由于使用了专用指令，所以该设计法更加容易掌握，可以方便、快捷地设计出复杂控制程序。
下面以欧姆龙PLC为例简要介绍步进顺控设计法。
欧姆龙CJ1系列PLC的步进类指令主要有步定义指令STEP和步启动指令SNXT，它们用于在大型程序中设置程序段的连接点，特别适合于顺序控制，一般是将大型程序划分为一系列的程序段，每个程序段对应一个工艺过程。
用步指令可以按指定的顺序去执行各个步程序段。
1．步定义指令STEP与步启动指令SNXT使用方法
①步启动指令SNXT置于STEP指令之前，它的功能是将控制某一步程序段运行的控制位置“1”，从而使该步程序段运行。
当在SNXT之前已存在某一步程序时，它会将当前步程序的控制位置“0”，终止该步程序执行，转而置下一步程序的控制位为“1”，执行下一步程序。
其梯形图符号如下：
操作数区域：W0.00～W511.15
注意：操作数不在W区或SNXT用于中断程序中时，错误标志位P_ER置位。
②步定义指令STEP置于SNXT指令之后而在步程序之前，它是定义某一步程序的起点并指定该步程序的控制位。
当它置于步程序结束的最后一个SNXT指令之后时，表示这一
系列步程序块终止，此时STEP指令不带任何控制位。
其梯形图符号如下：
操作数区域：W0.00--W511.15
注意：
·数据不在W区或STEP用于中断程序中时，错误标志位P_ER置位。
·当STEP启动某一步程序段时，单步启动标志位A200.12置位一个扫描周期。
A200.12
常被用做复位定时器、计数器或其他程序段。
每个步程序段必须由“SNXT B”指令开头，且紧跟一条“STEP B”指令，其中控制位B相同。
这两条指令后面是该步程序段，由于SNXT和STEP指令不能置于子程序、中断程序或块程序段中，因此诸如IL、ILC、JMP、JME、CJP、CJPN、JMP0、JMEO、SBN、RET和END 等指令均不能在步程序段中使用。
在一系列的步程序段都编写完毕后，须再加一条“SNXT X”指令（该X位无特定意义，可用任何未被系统使用过的W区工作位号），并在其后紧跟一条不带控制位的“STEP”指令，标志着这一系列步程序段的结束。
CPU执行到每个步程序段开头的“SNXT B”指令时，先复位前面程序使用过的定时器，并对前面程序使用过的数据区清零。
“STEP B”则标志着以B为开头的程序段的开始。
如果步指令所用过的位号在程序的其他地方调用过，则会产生重复错误。
步指令的使用示例见例5-4。
【例5-4】步指令梯形图及助记符示例如图5-16所示。
图5-16 步指令梯形图及助记符示例
在图5-16中，当0.00为ON时，执行W0.00程序段；当0.01为ON时，执行W0.01程序段，而被W0.00程序段使用过的数据区的状态见表5-5。
表5-5 复位状态表
由于CPU在执行“STEP W0.00”指令时，单步启动标志位A200.12在一个扫描周期内置“1”，可以利用此位来复位计数器，如图5-17所示。
图5-17 标志位A200.12使用示例
2．步指令应用实例
(1)顺序控制实例
【例5-5】某零件的装配过程按上料、组装和分检三个工序顺序实施，如图5-18所示。
各工序由传送带旁的传感器(SW1--SW4)发出信号，驱动对应机构动作，机构每完成一次操作都要回复原位，等待下一个信号。
图5-18 顺序装配过程示意图
分析此顺序装配过程并绘制顺控图，如图5-19所示。
梯形图程序中使用了步指令，如图5-20所示，每个不同的SNXT指令与步程序一一对应，而来自现场的传感器信号将启动对应的步程序。
图5-19 装配过程顺控图
图5-20 步指令梯形图示例
(2)选择控制实例
【例5-6】某产品按重量分选后打印标签，如图5-21所示。
产品经称重后按轻重分别被传送带A或B输送，传感器SW A1或SW B1感应到产品后发出信号驱动传送带A或B 运行，最终经打印机打印标签。
图5-21 分选过程示意图
此选择过程的顺控图如图5-22所示。
此选择过程的控制梯形图采用了两个SNXT指令分别执行工序A和B，如图5-23所示，由于SNXT的执行条件0.01( SW Al)和0.02( SW B1)互锁，因此只能执行工序A或B的其中之一。
当工序A或B执行完毕时，由另一个SNXT指令执行工序C。
(3)并行控制
【例5-7】某产品组装过程如图5-24所示，两个部件要分别经过工序A、B和工序C、D 处理后才能在工序E组装成产品，位置传感器SW1--SW7指示各工序的工作状态。
此并行组装过程的顺控图如图5-25所示，SW1和SW2同时启动A、C工序，A工序完成后运行B工序，C工序完成后运行D工序，当B和D工序都完成时才能运行E工序。
梯形图控制程序如图5-26所示。
图5-22 分选过程顺控图
图5-23 选择控制梯形图示例
图5-24 并行组装过程示意图
图5-25 并行组装过程顺控图
图5-26 并行控制梯形图示例
在图5-26中，程序从启动过程A和过程C的两条SNXT指令开始，它们从同一指令行分开，同时执行，开始过程A和过程C的步。
当过程A和过程C都结束时，过程B和过程D立即开始。
当过程B和过程D都结束时（即SW5和SW6都为ON时），在过程B的程序结束时，过程B和过程D-起被SNXT指令复位。
虽然在过程D结束时没有SNXT，但它的控制位W0.03通过执行“SNXT W0.04”指令而被复位，这是由于该步中的W0.03的输出是由“SNXT W0.04”指令进行复位的。
即当执行“SNXT W0.04”指令时，W0.03被复位，这样过程B直接复位，而过程D则在过程E执行前被间接复位。