1、PLC步进指令SFC编程方法.功能指令表,各种编程方法的比较,FX2N系列可编程控制器的基本指令27种，列表如下：,(接下页),(接上页),功能指令简表,程 序 流 控 制,功能指令简表,传 送 与 比 较,功能指令简表,四 则 与 逻 辑 运 算,功能指令简表,循 环 移 位 、 移 位,功能指令简表,数 据 处 理,功能指令简表,高 速 处 理,功能指令简表,方 便 指 令,功能指令简表,外 部 设 备,功能指令简表,实数处理,功能指令简表,实数处理,功能指令简表,点位控制,功能指令简表,实时时钟处理,中断用指针常与中断返回指令IRET、开中断指令EI、关中断指令DI一起使用。(1)输入中
2、断用指针6个输入中断指针仅接收对应特定输入继电器X0X5的触发信号，才执行中断子程序，不受可编程控制器扫描周期的影响。由于输入采用中断处理速度快，在PLC控制中可以用于需要优先处理和短时脉冲处理的控制。例如I201表示当X2在闭合时(上升沿)产生中断，I300表示当X3在断开时(下降沿)产生中断。,(2)定时器中断用指针定时器中断用指针用于需要指定中断时间执行中断子程序或需要不受PLC扫描周期影响的循环中断处理控制程序。例如I625表示每隔25ms就执行标号为1625后面的中断程序一次在中断返回指令IRET处返回。 (3)计数器中断用指针计数器中断用指针根据可编程控制器内部的高速计数器的比较结
3、果，执行中断子程序。用于优先控制利用高速计数器的计数结果。该指针的中断动作要与高速计数比较置位指令HSCS组合使用。,顺序控制梯形图的编程方法,1、顺序控制梯形图设计基本方法（3种）2、顺序功能图的绘制,状态转移图的特点,（1）可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个状态。 （2）相对某一个具体的状态来说，控制任务简单了，给局部程序的编制带来了方便。 （3）整体程序是局部程序的综合，只要搞清楚各状态需要完成的动作、状态转移的条件和转移的方向，就可以进行状态转移图的设计。 （4）这种图形很容易理解，可读性很强，能清楚地反映全部控制的工艺过程。,STL指令,FX系列PLC的步进顺控指令有两条：一
4、条是步进触点（步进步进开始）指令STL，一条是步进返回（也叫步进结束）指令RET。 1STL指令STL步进触点指令用于“激活”某个状态，其梯形图符号为 。 2RET指令RET指令用于返回主母线，其梯形图符号为 。,STL指令的编程方法,STL指令,梯形图,STL指令的特点:,1. 与STL触点相连的触点应使用LD/LDI指令。,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，STL触点也可以使Y、M、S等元件置位或复位。,3. CPU只执行活动步对应的程序。,4. 使用STL指令时允许双线圈输出。即不同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
5、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。,5. STL指令只能用于状态寄存器，在没有并行序列时， 一个状态寄存器的STL触点在梯形图中只能出现一次。,6. 在STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，可 以使用CJP/EJP指令，当执行CJP指令跳入某一个STL 触点的电路块时，不管该STL触点是否接通，均执行对应的 EJP指令之后的电路.,7. 可以对状态寄存器使用LD 、 LDI 、AND、 ANI、 OR ORI、 S 、R 、 OUT等指令。,8. 对状态寄存器置位的指令，如果不在STL触点驱动的电路块内置位时，系统程序不会自动将
6、前级步对应的状态寄存器复位。,9.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RST指令，否则程序出错，PLC不能执行用户程序。 10.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，可能会引发瞬间的双线圈问题。为了避免不能同时接通的两个输出同时动作，除了在梯形图中设置软件互锁外，还应在PLC外部设置由常闭触点组成的硬件互锁电路。 11.OUT指令与SET指令均可以用于步的活动状态的转换，将原来的活动步对应的状态继电器复位，将后续步置为活动步，此外还有自保持的功能。SET指令用于将状态继电器置位为ON并保持，以激活对应的步。如果SET指令在ST
7、L区内，一旦当前的STL未被激活，原来的活动步对应的STL线圈被系统程序自动复位。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，可以对状态继电器使用OUT指令。OUT指令还可以用于远程跳步，即从一个序列跳到另一个序列。,(1) 与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令(RET) 。(2) 初始状态可由其他状态驱动，运行开始，必须用其他方法预先驱动，否则状态流程不可能向下进行。(3) STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y，M，S，T线圈和应用指令,STL指令的编程注意事项,(4) CPU只执行活动步对应的电路块，使用STL允许双线圈输
8、出，即同一编程元件的一个线圈可用不同的STL触点驱动。(5) 在步的活动状态的转移过程中，相邻两步的状态继电器会同时ON一个扫描周期，可能会引发瞬时的双线圈问题。软件互锁和硬件互锁,(6)若为顺序不连续转移（即跳转），不能使用SET指令进行状态转移，应改用OUT指令进行状态转移。 (7)并行流程或选择流程中每一分支状态的支路数不能超过8条，总的支路数不能超过16条。,STL指令的编程注意事项,(8) STL触点右边不能紧跟着使用入栈（MPS）指令。STL指令不能与MC、MCR指令一起使用。在FOR、NEXT结构中、子程序和中断程序中，不能有STL程序块，但STL程序块中可允许使用最多4级嵌套的
9、FOR、NEXT指令。 (9) 在转换条件对应的电路中，不能使用ANB，ORB，MPS，MRD和MPP指令，可用辅助继电器代替。,使用STL指令的编程方法,FX系列PLC步进指令有两条：1）STL：步进开始2）RET：步进结束（返回）,一、基本编程方法,1、FXON系列PLC有128个（S0S127），它们均有断电自保持功能，其中S0S9用于初始步。用它们编制顺序控制程序时，应与STL指令一起使用。FX2N系列见书P732、一条状态初始化指令IST，使用它设计顺序控制程序更加方便。,3、使用STL指令的状态寄存器的常开触点称为STL触点。它有三个功能：对负载的驱动处理，指定转换条件，指定转换目
10、标（见图6-1所示）。,STL S0 OUT Y0 LD X0 SET S1,1）当某一步为活动步时，对应的STL触点接通。2）当该步后面的转换条件满足时（如X0=1）转换实现，即后续步对应的S（如S1）被SET指令置位，同时活动步对应的S（如S0）被系统程序自动复位，对应的STL触点断开。,1）STL触点断开时，CPU不执行它驱动的电路块，在没有并行序列时，任何时候只有一个活动步，因此，大大缩短了扫描周期。2）允许双线圈输出。3）只能用于状态寄存器（S），在没有并行序列时，一个状态寄存器的STL触点在梯形图中只允许出现一次。4）最后一个电路块结束时，一定要使用RET指令，否则，会出错。,4、
11、STL指令的特点,例6-1：某信号灯控制系统，初始状态仅红灯亮，按下启动按钮X0，4秒后红灯灭，绿灯亮，6秒后绿灯和黄灯亮，再过5秒后，绿灯和黄灯灭，红灯亮。请设计顺序功能图，并用步进指令编程。,一、分析问题：（属于单周期工作方式）,解题要点,二、根据分析画出时序图（见图6-2所示）,4、各步的动作：初始步的动作：Y0。4秒步的动作：Y0、T0。6秒步的动作：Y1、T1。5秒步的动作：Y1、Y2、T2。,3、转换条件：进入初始步的条件：M8002=1；T2=1。进入4秒步的条件：X0=1。进入6秒步的条件：T0=1。进入5秒步的条件：T1=1。特别注意初始步的激活问题：用M8002的常开触点将
12、初始步的编程元件置位。,三、根据时序时画出顺序功能图（如下图示）,四、根据顺序功能图设计梯形图程序（如下图示）,二、选择序列与并行序列的编程方法,如果掌握了对选择序列和并行序列的编程方式，就可以设计出任意复杂的顺序功能图和梯形图。,前言：,对选择序列和并行序列编程的关键在于对它们的分支和合并的处理，转换实现的基本规则是设计复杂系统梯形图的基本准则。,如果某一步后面有N条选择序列的分支，则该步的STL触点开始的电路块中应有N条分别指明各转换条件和转换目标的并联支路。,1、选择序列的编程方法,（1）选择序列的分支的编程方法,（2）选择序列的合并的编程方法,由于对后续步的置位是由SET指令实现的，对
13、相应前级步的复位是由系统自动完成的。因此，只要正确地确定每一步的转换条件和转换目标，就能“自然地”实现选择序列的合并。,例6-2：将图6-5所示顺序功能图采用步进指令编程。,如果某一步后面有N条并行序列的分支，则该步的STL触点开始的电路块中应有转换条件和N条分别指明各转换目标的并联支路。,2、并行序列的编程方法,（1）并行序列的分支的编程方法,（2）并行序列的合并的编程方法,将所有前级步的STL触点与转换条件串联，即可实现并行序列的合并。,例6-3：将图6-6所示顺序功能图采用步进指令编程。,FX系列PLC规定：串联的STL触点的个数不能超过8个。换句话说，一个并行序列中的序列数不能超过8个
14、。,三、跳步与循环次数的控制,1、跳步(如图6-7所示),1）当S0处于活动状态，且X04=1时，将跳过S1步，由步S0进展到S2。称为正向跳步。2）当S4处于活动状态，且X05=1时，将从步S4返回到步S3。称为逆向跳步。,显然，跳步属于选择序列的一种特殊情况。,2、循环次数的控制,在设计梯形图时，经常遇到一些需要多次重复的操作，此时可借助高级语言循环语句的思想来设计顺序功能图和梯形图。逆向跳步,例6-4：某电动机正转运行5S，反转运行10S，重复20次后停止运行。设计梯形图程序。,分析：,1）步可分初始步、正转步和反转步3步，用S0、S1和S2表示，并分别用Y0、Y1驱动正转和反转。2）计
15、数器C0存放当前执行次数，若C0=20，返回到初始步。3）定时器T0、T1用来存放当前正转和反转运行的时间。4）启动控制系统用X00来实现。5) 循环部分设计可采用逆向跳步方式，也可采用应用指令FORNEXT实现。,画出顺序功能图见图6-8所示,画出梯形图见图6-9所示,思考：,为什么在梯形图程序中不要加软件互锁部分？,问题探讨：,上述实际还是属于单周期工作方式，若要求改成连续自动工作方式，直到按下停止按钮X1，等当前工作周期完毕后，停止工作。请设计梯形图程序。,分析：,不管什么时候按下停止按钮，都要等当前周期工作完后，才能停止系统工作，即返回到初始状态。由于X0、X1是短信号，因此，要采用具
16、有记忆功能的电路（可采用起保停电路，由X0、X1 分别提供起动信号和停止信号，用M0作为编程元件）把它们的信号保存下来。,连续工作条件：,停止工作条件：,请设计顺序功能图,请设计梯形图程序,四、复杂的顺序功能图设计举例,参见教材P78-79,使用起保停电路的编程方法,很多转换条件都是短信号（脉冲信号），因此应使用具有记忆（或称保持）功能的电路来控制代表步的辅助继电器。常采用：1）起保停电路；2）SET、RST（FXON系列）或S、R（F1系列）置位、复位指令。,一、基本编程方法,它仅仅使用与触点和线圈有关的指令，此法对任何一种PLC均适应，因此通用性强。,关键：找出它们的起动条件和停止条件。,
17、根据转换规则，步Mi变为活动步启动的条件是：Mi-1是活动步，且Xi=1。步Mi变为不活动步的条件是：Mi+1=1。见图6-10（b）所示。其逻辑代数表达式：,说明（对单序列来说）：,用上一步编程元件的常开触点和转换条件的串联作为启动条件。用下一步编程元件的常闭触点作为停止条件。用本步编程元件的常开触点作为自保持条件。,二、输出电路部分梯形图设计方法,1、若某一输出量仅在某一步为“1”态，可以将它们的线圈分别与对应步的辅助继电器的线圈并联。,2、若某一输出量在某几步中都为“1”态，则应将代表各有关步的辅助继电器的常开触点并联后，再驱动该输出继电器的线圈。,例6-5：根据图6-11所示顺序功能图
18、分别采用起保停电路和SET、RST指令设计梯形图程序。,三、选择序列与并行序列的编程方法,如果某一步后面有N条选择序列的分支，该步可能转换到不同的N步去，则应将N个后续步对应的辅助继电器的常闭触点与该步的线圈串联，作为结束该步的条件。,1、选择序列的编程方法,（1）选择序列的分支的编程方法,（2）选择序列的合并的编程方法,如果某一步之前有N个选择序列的转换进行合并，则代表该步的辅助继电器的启动回路由N条支路并联而成，每一条支路由前级步对应的辅助继电器的常开触点与相应转换条件对应的触点串联而成。,例6-6：将图6-14所示顺序功能图采用起保停电路编程。,分支对应的前级步的停止条件：只需用任一个分
19、支对应的辅助继电器的常闭触点即可。,2、并行序列的编程方法,（1）并行序列的分支的编程方法,（2）并行序列的合并的编程方法,合并启动条件：用所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与相应转换条件对应的触点串联。,例6-7：将图6-15所示顺序功能图采用起保停电路编程。,6.3 以转换为中心的编程方法,前言：,这种编程方式与转换实现的基本规则之间有着严格的对应关系，用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时，更能显示出它的优越性。,见图6-16所示：实现Xi对应的转换要同时满足两个条件： 1）该转换对应的所有前级步都是活动步（即Mi-1=1），2）Xi=1,转换实现时要完成两个操作：使所有后续步变为活动步（
20、用SET指令），使所有前级步变为不活动步（用RST指令）,一、基本编程方法,例6-8：某信号灯控制系统，初始状态仅红灯亮，按下启动按钮X00，4秒后红灯灭，绿灯亮，6秒后绿灯和灯黄亮，再过5秒后，绿灯和灯黄灭，红灯亮（见例6-1所示）。请采用以转换为中心的方式编程。,根据时序时画出顺序功能图（如下图示）,二、选择序列与并行序列的编程方法,用该转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点串联，作为使所有后续步对应的辅助继电器置位（使用SET指令）和使所有前级步对应的辅助继电器复位（使用RST指令）的条件。,1、编程方法,2、选择序列的编程方法,由于选择序列的转换与分支、合并无关，因此
21、选择序列的编程方式实际上与单序列的编程方式完全相同。,例6-9：将图6-20所示顺序功能图采用以转换为中心的方式编程。,设有N条并行支路，则：分支处：有N条置位支路并联，合并处：有N条复位支路并联。,3、并行序列的编程方法,例6-10：将图6-21所示顺序功能图采用以转换为中心的方式编程。,6.4 各种编程方法的比较,6-5 具有多种工作方式的编程方法,本节以5.2节中一处卸料的送料小车的控制系统为例，介绍具有多种工作方式的系统的编程方法。,为了满足生产的需要，很多工业设备需要设置几种不同的工作方式，常见的有手动、单步、单周期和连续等4种工作方式， 后3种属于自动工作方式。,一、系统简介,(一
22、)总体框图设计选择手动工作方式时，X11=1，将跳过自动程序，执行公用程序和手动程序。选择自动工作方式时，X11=0，将跳过手动程序，执行公用程序和自动程序。梯形图程序的总体结构见图6-23所示。,（二）操作面板设计 系统的操作面版示意图见6-24所示。工作方式选择开关（具有自保持功能），下边的8个按钮是手动点动按钮。,为了保证紧急情况下（包括PLC发生故障）可靠地切断PLC负载电源，设置了交流接触器KM。,在PLC开始运行时，按下“电源”按钮，使KM线圈得电并保持，给PLC的负载提供交流电源。出现紧急情况时，用“紧急停车”按钮断开PLC的负载电源。见图6-25所示,（三）I/O外部接线设计,
23、二、手动程序与公用程序设计,1、手动程序设计,(1)硬件系统若发生故障，不能进行自动控制。要求设置手动程序进行处理。,(2)在自动运行之前，要求系统处于初始状态(即小车卸完料后停在左端的装料处，X4=1) 。也要求设置手动程序进行初态调整。,(4)为了保证系统能安全运行，需要设置一些互锁装置。梯形图程序见6-26所示。,(3)手动程序可以独立地对PLC的输出量进行控制。,2、公用程序设计,主要用于自动程序和手动程序相互切换的处理。应考虑下列几种情况。,（1）当系统在手动工作方式时，必须将除初始步以外的各步对应的编程元件（如M11M14）复位。否则，可能出现同时有两个活动步的异常情况，引起错误动
24、作。,（2）在非连续工作方式时（X14=0），将表示连续工作状态的标志M0复位。否则，在由连续工作方式进入单步或单周期方式时，可能仍按连续方式运行。,（3）PLC开始执行用户程序时（M8002=1或X11=1），若小车停在装料位置（X4=1），应将初始步（M10）置位，为进入自动工作做好准备；若X4=0，M10被复位，禁止进入自动方式。公用程序见图6-27所示。,三、自动程序设计（采用启保停电路）,1、顺序功能图设计,单周期工作方式，按下启动按钮X0后，从初始步开始，完成一个周期的工作，返回并停留在初始步。,连续工作方式，在初始状态下，按下X0后，反复连续工作，直到按下停止按钮X1，完成当前工
25、作周期的全部工作后，系统才停止在初始状态。,自动程序包括单步、单周期和连续等3种工作方式。,单步工作方式一般用于系统的调试。它是从初始步开始，按一下启动按钮X0，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停在该步，再按一下X0，又往前走一步。这是最关键、也是最难设计的部分。,画出顺序功能图见图6-28所示。它是一种典型的结构，对于不同的控制系统的顺序功能图，除兰线框内的部分外，其余部分的结构都是相同的。,根据系统的工作状态，可将一个工作周期划分为初始步、装料步、右行步、卸料步和左行步等5步，并分别用编程元件M10、M11、M12、M13和M14来代表。,第一次进入初始步的条件，实际上在
26、公用程序中。,2、梯形图程序设计（采用启保停电路）,系统工作在连续、单周期工作方式时，X12=0 ，“转换允许”辅助继电器M20=1，串在各启保停电路中的M20的常开触点接通，允许步与步之间的转换。可实现连续、单周期工作,如果系统处于单步工作方式，X12=1，一般情况下M20=0，不允许步与步之间转换。设系统处于初始状态， M10=1，按下X0后，M20=1，使M11电路接通，系统进入装料步。放开X0后，M20马上变为“0”态。装料完成后，并停在该步，等待再次按下X0，才允许进入下一步工作。,(1)单步与非单步的区分,工作原理示意图见图6-29所示,系统工作在连续、单周期工作方式时，X12=0
27、 ，“转换允许”辅助继电器M20=1，串在各启保停电路中的M20的常开触点接通，允许步与步之间的转换。为实现连续、单周期工作作好了准备。,单周期和连续工作方式主要用连续标志来区分。,(2)单周期与连续的区分,在连续工作方式时，X14=1。在初始状态按下X0，连续标志M0=1并自保持。在单周期工作方式，X14=0，在初始状态按下X0，连续标志M0=0。,注：单周期输入控制开关没有起作用。,PLC顺控指令SFC的编程方法 顺序功能图（S F C）是按工艺流程图进行编程的编程语言。IEC标准推荐首选编程语言。优点：直观。易懂，规律性强。不需互锁电路，且不需要将顺序功能图转化成梯形图可以用顺序功能图S
28、FC直接编程件。 SFC的结构：步转换条件有向连接+步序及各个运行动作。 SFC程序的运行从初始步开始，每次转换条件成立时执行下一步、在遇到END步时结束向下运行。 1.单流程结构的编程简介 启动初始步 介绍在GX Developer中编制SFC顺序功能图。要求如下：PLC上电后Y0、Y1以一S为周期交替闪烁。本例的梯形图和指令表（如图）。,2.SFC的编写过程 启动GX Develop编程软件，单击“工程”菜单，点击创建新工程菜单项或点击新建工程按钮，如图5-25所示。,在块标题文本框中可以填入相应的块标题（也可以不填），在块类型中选择梯形图块，为什么选择梯形图块，我们不是在编辑SFC程序吗
29、？原因是在SFC程序中初始状态必须是激活的，而我们激活的方法是利用一段梯形图程序，而且这一段梯形图程序必须是放在SFC程序的开头部分，在以后的SFC编程中，初始状态的激活都是利用一段梯形图程序，放在SFC程序的第一部分（即第一块），点击执行按钮弹出梯形图编辑窗口如图5-29所示，在右边梯形图编辑窗口中输入启动初始状态的梯形图，本例中可以利用PLC的一个辅助继电器M8002的上电脉冲使初始状态生效。在梯形图编辑窗口中单击第零行输入初始化梯形图如图5-30所示，输入完成单击“变换”菜单选择“变换”项或按F4快捷键，完成梯形图的变换。,说明：在SFC程序中每个状态或转移条件都是以SFC符号的形式出现
30、在程序中，每一种SFC符号都对应有图标和图标号。 输入使状态发生转移的条件，在SFC程序编辑窗口将光标移到第一个转移条件符号处如图5-35所示。在右侧梯形图编辑窗口输入使状态转移的梯形图。 从图中可以看出，T0触点驱动的不是线圈，而是TRAN符号，意思是表示转移（Transfer），在SFC程序中所有的转移用TRAN表示，不可以用SET S 语句表示， 这一点请注意。在这里梯形图的编辑不再赘述，编辑完一个条件后按F4快捷键转换，转换后梯形图由原来的灰色变成亮白色，再看SFC程序编辑窗口中前面的问号（？）不见了。 下面我们输入下一个工步，在左侧的SFC程序编辑窗口中把光标下移到方向线底端，按工具栏中的工具按钮或单击F5快捷键弹出步输入设置对话框如图5-36所示。选择工作步号位20，如图5-37所示。,
