1、状态转移图的类型及步进梯形图应用示例,本章的主要内容：,状态编程思想及步进梯形指令,第一节 状态编程思想及步进梯形指令,状态编程思想,先来看一个小车运动控制的实例,X004接通，底门关闭时，小车向前运动，停止在最前端位置。,X006接通，翻门打开，货物通过漏斗卸下。7s后自动关闭翻门。,X005接通，小车向后运动至后限位,X007接通，小车底门打开，将小车中货物取下，5s后自动关闭底门,为了使小车能够按照工艺要求顺序地自动循环各个生产步骤。我们将小车的各个工作步骤依工作顺序连接成图如下，将图中的“工序”更换为“状态”，就得到了状态转移图。, 状态S20驱动后，输出Y000接通，小车向前运动,
2、状态S21驱动后，输出Y001接通，漏斗翻门打开，同时定时器T3接通，7s后，状态结束。,S0表示初始状态，S20S23分别代表工序一至工序四的状态, 状态S22驱动后，输出Y002接通，小车向后运动。, 状态S23驱动后，输出Y003接通，小车翻门打开，同时定时器T4接通，5s后，定时器T4触点接通，状态结束。,启动按钮X000接通，小车处于后限位位置（X002ON），小车底门关闭（Y003OFF），工作状态从S0转移到S20, PLC运行时，M8002脉冲信号驱动初始状态S0,前限位（X001ON），工作状态从S20转移到S21,定时器T3触点接通，工作状态从S21转移到S22,后限位（X
3、002ON），工作状态从S22转移到S23,小车：单循环工作方式（X011接通），工作状态从S23转移到S0，小车回到原初始状态，等待启动按钮重新按下，开始第二次循环；,定时器T4触点接通。,小车：自动循环方式（X010接通），工作状态从S23转移到S20，小车重复的工作过程,将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态,弄清各状态的工作细节（状态的功能、转移条件和转移方向）,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,进而编制梯形图程序,状态编程的一般思想为,步进梯形指令（STL、RET）,FX2N系列PLC的步进梯形指令是采用步进梯形图编制顺序控制状态转移图程序的指令，它包括ST
4、L和RET两条指令。见表7-1,表7-1 步进梯形指令STL、RET,每个状态提供了三个功能：驱动处理、转移条件及相继状态。,如在状态S20，驱动接通输出Y000，当转移条件X001接通后，工作状态从S20转移到相继状态S21，状态S20自动复位。,状态S具有触点的功能（驱动输出线圈或相继的状态）以及线圈的功能（在转移条件下被驱动）。,SET S,0,步进梯形指令的特点,步进梯形指令仅对状态器S有效。,转移源自动复位：采用STL指令，当状态器Sn接通，转移条件接通时顺 序控制转移到状态器Sn相继的状态，同时，转移源状态器Sn自动复位。,对于用作一般辅助继电器的状态器S，则不能采用STL指令，而
5、只能采用基本指令。,在STL指令后，只能采用SET和RST指令作为状态器S的置位或复位输出,STL指令与取指令LD相比较具有的特点：,允许双重输出：STL指令允许双重甚至多重输出，而不会出现前后矛盾的输出驱动。,主控功能：使用STL指令，取指令（LD、LDI）点移至右边。使用RET指令后，取指令（LD、LDI）点返回到原来的母线上。,状态器编号不能重复使用。,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。,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编程，但是在相邻状态不要对同一定时器编程。,STL触点断开时，与其相连的回路不动作。但在一个扫描周期
6、后不再执行STL指令。,步进梯形指令应用注意事项,如左图所示，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。需要安下面所示方法改变这样的回路。,或,MPS MRD MPP的位置，如下所示,状态的转移方法如下所示,OUT与SET对于STL指令后的状态S具有相同的功能，都将自动复位转移源，此外还有自保持功能，但使用OUT指令时，在SFC图中用于向分离的状态转移。,在中断程序与子程序中，不能使用STL指令,在STL指令内不禁止使用跳转指令，但动作复杂，建议不要使用。,第二节 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,图7-6是采用三菱FXGP
7、编程软件编制的控制电动机M1M4按顺序起动，以相反顺序停止的步进梯形图程序。（对应的指令表参看表7-2）。,选择性分支-从多个流程顺序中选择执行某一个流程,FX2N系列PLC一条选择性分支的支路数不能超过8条，初始状态对应有多条选择性分支时，每个初始状态的支路总数不能超过16条。,图7-5为采用定时器控制电动机M1M4按顺序起动，以相反顺序停止的示例,图7-7为选择性分支示例,图7-5 电动机M1M4顺序起动，相反顺序停止,图7-6 步进梯形图程序,b)电动机M1M4按顺序起动，以相反顺序停止控制程序指令表,图7-7 大、小球分类选择传送机械装置,此控制流程根据LS2的状态（即对应大、小球）有
8、两个分支，此处应为 分支点，且属于选择性分支。,使用传送带，将大、小球分类选择传送。,分支在机械臂下降之后若LS2断开，则将大球吸住、上升、右行到LS5（大球位置X005动作）处下降，然后再释放、上升、左移到原点。此处应为汇合点,分支在机械臂下降之后若LS2接通，则将小球吸住、上升、右行到LS4 （小球位置X004动作）。然后再释放、上升、左移到原点。,左上方为原点，传送机械的动作顺序为下降、吸住、上升、右行、下降、释放、上升、左行。,机械臂下降，当电磁铁压着大球时，下限位开关LS2断开，压着小球时，LS2导通。,要求：,图 7-8 大 小 球 分 类 选 择 传 送 状 态 转 移 图,图7
9、-9 大小球分类选择传送步进梯形图,图7-8是其状态转移图。图中有两个分支，若吸住的是小球，则X002为ON，执行左侧流程；若为大球，X002为OFF，执行右侧流程。 图7-9是图7-8对应的步进梯形图程序（对应的指令表参看表7-3）。,表7-3大、小球分类选择传送机械装置控制程序指令表,并行分支,FX2N系列PLC并行分支的支路数不能超过8条，初始状态对应有多条并行分支时，每个初始状态的支路总数不能超过16条。,并行分支：多个分支流程可以同时执行的分支流程。,图7-10为并行分支示例状态转移图，实现人行道与车道交叉路口红绿灯的控制。具体动作流程如下：,图 7-11是采用三菱 FXGP 编程软
10、件编制 的步进梯形图程序,图 7-10为并行分支状态转移图, 在动作过程中，即使按下人行道信号灯控制按钮X000或X001也无效。, PLC从STOPRUN时，初始状态S0动作，车道信号灯为绿灯，人行道信号灯为红灯。, 按下人行道信号灯控制按钮X000或X001，进入信号灯动作流程，则状态S21为车道信号灯为绿灯，人行道信号灯为红灯，信号灯状态无变化。, 30s钟后，车道信号灯变为黄灯；再过10s钟车道信号灯变为红灯。, 定时器T2起动，5s后人行道信号灯变为绿灯。, 15s后，人行道绿灯开始闪烁（状态S32时人行道信号绿灯熄灭，状态S33时人行道信号绿灯亮）。, 闪烁时，S32、S33反复动
11、作，计数器C0计数5次时，触点接通，动作状态向S34转移，人行道信号灯变为红灯，5s后返回初始状态。,表7-4 人行道与车道交叉路口红绿灯的控制程序指令表,组合流程及虚拟状态,对于某些不能直接编程的分支、汇合组合流程，需要经过某些变换，才能进行编程，如图7-12所示。,图7-12 不能直接编程状态转移图的变换示例,有一些分支、汇合状态的状态转移图，既不能直接编程，又不能采用变换后编程。就需要在汇合线到分支线之间插入一个状态，以改变直接从汇合线到下一个分支线的状态转移，称为虚拟状态 。如图7-13所示。,状态复位与输出禁止,状态区间同时复位,禁止运行状态中有输出,将PLC所有输出Y断开,特殊辅助
12、继电器M8034为ON时，PLC所有输出断开。,部分常用的特殊辅助继电器介绍,跳转与重复流程,跳转,向下面状态的直接转移或向系列外的状态转移被称为跳转,以符号 表示转移的目标状态。,重复,向上面状态的转移称为重复。,以符号 表示转移的目标状态。,S,0,S,50,S,51,S,59,S,0,分支与汇合的组合流程,右图所示流程都是可能的程序。B的流程没有问题，但在A流程的情况下，在并进汇合处有等待动作的状态。,不能作流程交叉的SFC图，右图所示流程要安另外一图重新编程。利用它可以实现以指令为基础的程序向SFC图的逆转换。,A,B,B,A,S63,初始状态的使用方法,初始状态位于SFC的最前端，可
13、用状态号S0S9。,通过STL指令以外的触点驱动的状态称为初始状态。,初始状态以外的一般状态一定要通过其他状态的STL指令驱动，不能从状态以外驱动。,初始状态可以通过其他状态来驱动，需要在运行开始时，利用普通程序事先驱动。,初始状态的作用,初始状态用状态号S0S9。若采用其它编号则不能进行逆变换。,防止双重启动。,中间状态的程序,没有汇合与分支的一般流程,A图为从SFC图抽来的具有代表性的一种状态。每种状态具有驱动负载、指定转移目标、以及指定转移条件三种功能。使用梯形图表示a图时，如B所示。,A图的助记符指令程序如C所示。 STL常开步进节点与左（主）母线相连，接着就可以在副母线上直接连接线圈，或者可以通过触点驱动线圈。 连接在副母线上触点使用LD、LDI指令。若要返回主母线时，使用RET指令。 通过STL触点驱动状态器S线圈。,带有跳转与重复的一般状态,即使使用OUT指令，S52在自己保持动作的同时，转移源也会自动复位,选择性分支与汇合状态,分支与汇合状态的程序,与一般状态的编程一样，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。,首先只进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序进行汇合状态转移处理。这为向SFC画面进行逆变换的必要规则。,并行分支与汇合状态,与一般状态的编程一样，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。,
