1、为了使小车能够按照工艺为了使小车能够按照工艺 要求顺序地要求顺序地自动循环自动循环各个各个 生产步骤生产步骤。我们将小车的我们将小车的 各个工作步骤依工作顺序各个工作步骤依工作顺序 连接成图所示，将图连接成图所示，将图 中的中的“工序工序”更换为更换为“状状 态态”，就得到了，就得到了状态转移状态转移 图。图。状态编程的一般思想为：状态编程的一般思想为：将一个复杂的控制过程分将一个复杂的控制过程分 解为若干个工作状态。解为若干个工作状态。弄清各状态的工作细节弄清各状态的工作细节 （状态的功能、转移条件（状态的功能、转移条件 和转移方向）。和转移方向）。再依总的控制顺序要求，再依总的控制顺序要求
2、，将这些状态联系起来，形将这些状态联系起来，形 成状态转移图。成状态转移图。进而编制梯形图程序。进而编制梯形图程序。小车运动顺序控制状态转移图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，如上图小车顺序运动控制中，S0表示初始状态，表示初始状态，S20S23分别代表工序一至工序分别代表工序一至工序四的状态，其四的状态，其顺序控制工作过程顺序控制工作过程如下：如下：PLC运行时，运行时，M8002脉冲信号驱动初始状态脉冲信号驱动初始状态S0。当启动按钮当启动按钮X000接通，接通，小车处于后限位位置（小车处于后限位位置（X002ON），小车翻门），小车翻门 关闭（关闭（Y003OFF），工
3、作状态从），工作状态从S0转移到转移到S20。状态状态S20驱动后驱动后，输出，输出Y000接通，小车向前运动，直至前限位（接通，小车向前运动，直至前限位（X001 ON），工作状态从），工作状态从S20转移到转移到S21。状态状态S21驱动后，驱动后，输出输出Y001接通，漏斗翻门打开，同时定时器接通，漏斗翻门打开，同时定时器T3接通，接通，7s后，定时器后，定时器T3触点接通，工作状态从触点接通，工作状态从S21转移到转移到S22。状态状态S22驱动后驱动后，输出，输出Y002接通，小车向后运动，直至后限位（接通，小车向后运动，直至后限位（X002 ON），工作状态从），工作状态从S22转
4、移到转移到S23。状态状态S23驱动后，驱动后，输出输出Y003接通，小车翻门打开，同时定时器接通，小车翻门打开，同时定时器T4接通，接通，5s后，定时器后，定时器T4触点接通。此时，如果小车运行工作方式处于触点接通。此时，如果小车运行工作方式处于单循环单循环 方式（方式（X011接通），工作状态从接通），工作状态从S23转移到转移到S0，小车回到原初始状态，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；如果小车运行工作方式处等待启动按钮重新按下，开始第二次循环；如果小车运行工作方式处 于于自动循环自动循环方式（方式（X010接通），工作状态从接通），工作状态从S23转移到转移到S
5、20，小车重复，小车重复 的工作过程。的工作过程。u步进梯形指令（步进梯形指令（STL、RET）FX2N系列系列PLC的步进梯形指令是采用的步进梯形指令是采用步进梯形图编制顺序控制步进梯形图编制顺序控制状态转移图程序状态转移图程序的指令，它包括的指令，它包括STL和和RET两条指令。两条指令。步进梯形指令步进梯形指令STL、RET助记符，名称功能回路表示和可用软元件程序步步进梯形图结束11RETSTLS步进梯形图开始RET 返回STL步进梯形指令 每个状态提供了每个状态提供了三个功能三个功能：驱动处理、转移条件及相继状态。如在状态：驱动处理、转移条件及相继状态。如在状态S20，驱，驱动接通输出
6、动接通输出Y000，当转移条件，当转移条件X001接通后，工作状态从接通后，工作状态从S20转移到相继状态转移到相继状态S21，状态状态S20自动复位。自动复位。状态状态S具有具有触点触点的功能（驱动输出线圈或相继的状态）以及的功能（驱动输出线圈或相继的状态）以及线圈线圈的功能（在转的功能（在转移条件下被驱动）。移条件下被驱动）。采用三菱采用三菱FXGP编程软件编制编程软件编制的小车顺序控制运行步进梯形的小车顺序控制运行步进梯形图控制程序图控制程序对应的指令表对应的指令表STL指令用于状态指令用于状态S的触点的触点u步进梯形指令的特点步进梯形指令的特点 步进梯形指令仅对状态器步进梯形指令仅对状
7、态器S有效。有效。对于用作一般辅助继电器的状态器对于用作一般辅助继电器的状态器S，则不能采用，则不能采用STL指令，而只能采用指令，而只能采用 基本指令。基本指令。在在STL指令后，只能采用指令后，只能采用SET和和RST指令作为状态器指令作为状态器S的置位或复位输出。的置位或复位输出。STL指令与取指令指令与取指令LD相比较具有的特点：相比较具有的特点：转移源自动复位：转移源自动复位：采用采用STL指令，当状态器指令，当状态器Sn接通，转移条件接通时顺接通，转移条件接通时顺 序控制转移到状态器序控制转移到状态器Sn相继的状态，同时，转移源状态器相继的状态，同时，转移源状态器Sn自动复位。自动
8、复位。允许双重输出允许双重输出：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。的输出驱动。主控功能主控功能：使用：使用STL指令，取指令（指令，取指令（LD、LDI）点移至右边。使用）点移至右边。使用RET 指令后，取指令（指令后，取指令（LD、LDI）点返回到原来的母线上。）点返回到原来的母线上。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，一个扫描周期后不再执行 STL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，在
9、相应的程状态转移过程中，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，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。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，一旦写入指令后的母线，一旦写入LD或或LDI指令后，对于不需要触点的指指令后，对于不需要触点的指 令，必须采用令，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，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在中断程序与子程序内不能采用ST
10、L指令。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。u步进梯形指令应用步进梯形指令应用注意事项注意事项 第二节第二节 状态转移图的类型及步进梯形图应用示例状态转移图的类型及步进梯形图应用示例u单流程单流程 单流程：单流程：指状态转移只有指状态转移只有一种顺序一种顺序示例：电动机示例：电动机M1M4顺序起动，相反顺序停止顺序起动，相反顺序停止步进梯形图程序步进梯形图程序控制程序控制程序指令表指令表u选择性分支选择性分支 选择性分支：选择性分支：从多个流程顺序中从多个流程顺序中选择执行选择执行某一个流程。某一个流程。F
11、X2N系列系列PLC一条选择性分支的支路数一条选择性分支的支路数不能超过不能超过8条条，初始状态对应有多条选择，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。示例：示例：要求：要求：使用传送带，将大、小使用传送带，将大、小球分类选择传送。球分类选择传送。左上方为原点，传送机械的左上方为原点，传送机械的动作顺序为下降、吸住、上升、动作顺序为下降、吸住、上升、右行、下降、释放、上升、左行。右行、下降、释放、上升、左行。机械臂下降，当电磁铁压着机械臂下降，当电磁铁压着大球时，下限位开关大球时，下限位开关LS2断开，断开，压着小球时，
12、压着小球时，LS2导通。导通。大、小球分类选择传送机械装置大、小球分类选择传送机械装置此控制流程根据此控制流程根据LS2的状态（即对应大、的状态（即对应大、小球）有两个分支，此处应为小球）有两个分支，此处应为 分支点，分支点，且属于且属于选择性分支选择性分支。分支在机械臂下降之后若分支在机械臂下降之后若LS2接通接通，则，则将小球吸住、上升、右行到将小球吸住、上升、右行到LS4（小球位（小球位置置X004动作）。然后再释放、上升、左动作）。然后再释放、上升、左移到原点。移到原点。分支在机械臂下降之后若分支在机械臂下降之后若LS2断开断开，则，则将小球吸住、上升、右行到将小球吸住、上升、右行到L
13、S5（大球位（大球位置置X005动作）处下降，然后再释放、上动作）处下降，然后再释放、上升、左移到原点。此处应为汇合点升、左移到原点。此处应为汇合点大小球分类选择传送状态转移图大小球分类选择传送状态转移图状态转移图状态转移图中有两个分支，若吸住的是小中有两个分支，若吸住的是小球，则球，则X002为为ON，执行左侧流程；若为大，执行左侧流程；若为大球，球，X002为为OFF，执行右侧流程。，执行右侧流程。大小球分类选择传送步进梯形图大小球分类选择传送步进梯形图 控制程序控制程序指令表指令表u并行分支并行分支 并行分支并行分支：多个分支流程可以：多个分支流程可以同时执行同时执行的分支流程。的分支流
14、程。FX2N系列系列PLC并行分支的支路数并行分支的支路数不能超过不能超过8条条，初始状态对应有多条并行分支，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时，每个初始状态的支路总数不能超过不能超过16条条。并行分支示例状态转移图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，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：程如下：PLC从从STOPRUN时，初始状态时，初始状态S0动作，车道信号灯为绿灯，人行道动作，车道信号灯为绿灯，人行道 信号灯为红灯。信号灯为红灯。按下人行道信号灯控制按钮按下人行道信号灯控制按钮X000或或X001，进入信号灯动作
15、流程，则状，进入信号灯动作流程，则状 态态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。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；再过钟后，车道信号灯变为黄灯；再过10s钟车道信号灯变为红灯。钟车道信号灯变为红灯。定时器定时器T2起动，起动，5s后人行道信号灯变为绿灯。后人行道信号灯变为绿灯。15s后，人行道绿灯开始闪烁（状态后，人行道绿灯开始闪烁（状态S32时人行道信号绿灯熄灭，状态时人行道信号绿灯熄灭，状态S33 时人行道信号绿灯亮）。时人行道信号绿灯亮）。闪烁时，闪烁时，S32、S33反复动作，计数器反复动作，计数器C0计
16、数计数5次时，触点接通，动作状次时，触点接通，动作状 态向态向S34转移，人行道信号灯变为红灯，转移，人行道信号灯变为红灯，5s后返回初始状态。后返回初始状态。在动作过程中，即使按下人行道信号灯控制按钮在动作过程中，即使按下人行道信号灯控制按钮X000或或X001也无效。也无效。步进梯形图程序步进梯形图程序 并行分支状态转移图并行分支状态转移图控制程序指令表控制程序指令表u组合流程及虚拟状态组合流程及虚拟状态 对于某些不能直接编程的分支、汇合对于某些不能直接编程的分支、汇合组合流程组合流程，需要经过某些，需要经过某些变换变换，才能进行编程，如图所示。才能进行编程，如图所示。不能直接编程状态转移图的变换示例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，称为汇合线到下一个分支线的状态转移，称为虚拟状态虚拟状态 。如图所示。如图所示。组合流程虚拟状态的设置组合流程虚拟状态的设置
