1、 第第4章章 FX2N系列系列PLC步进顺控指令系统步进顺控指令系统 4.1 状态转移图（SFC图）一、状态转移图的构成一、状态转移图的构成1工步：把复杂的系统分成若干个相互独立步骤，这些步骤即为工步具体动作：各独立步骤下所要完成的动作步转移条件：在完成各独立步骤后，转到下一工步所需要的条件4.1 状态转移图（SFC图）二、状态继电器（）二、状态继电器（）.状态继电器的编号必须在指定类别范围内使用。.各状态继电器的触点在程序中使用次数不限。.不使用步进顺控指令时，状态继电器S可以作为辅助继电器使用。.供报警用的状态继电器可用于外部故障诊断的输出。.通用状态继电器和断电保持状态继电器的地址编号分
2、配可通过改变参数来设置。4.1 状态转移图（SFC图）三、状态转移图的表示三、状态转移图的表示4.步进顺控指令步进顺控指令 一、步进顺控（一、步进顺控（STLSTL和和RET RET）指）指令令.指令功能指令功能STL：步进开始指令，与母线直接相连，表示步进顺控开始。RET：步进结束指令，表示步进顺控结束，用于状态流程结束返回主程序。STL的操作元件为状态继电器S0S899；RET无操作元件。4.步进顺控指令步进顺控指令.编程实例编程实例状态继电器S20启动后，输出继电器Y1接通（ON）；当输入信号X1接通（ON）时，即状态转移条件具备，由状态S20转移到S21，即状态继电器S20断开（OFF
3、）且状态继电器S21接通（ON），输出继电器Y2接通（ON）；当输入信号X2接通（ON）时，由状态S21转移到下一个状态。4.步进顺控指令步进顺控指令.指令使用说明指令使用说明）每个状态继电器具有三种功能：驱动相关负载、指定转移条件和转移目标。）STL触点与母线相连接，使用该指令后，相当于母线右移到STL触点右侧，并延续到下一条STL指令或者出现RET指令为止。同时该指令使得新的状态置位，原状态复位。）与STL指令相连接的起始触点必须使用LD、LDI指令编程。）STL触点和继电器的触点功能类似。在STL触点接通时，该状态下的程序执行；STL触点断开时，一个扫描周期后该状态下的程序不再执行，直接
4、跳转到下一个状态。4.步进顺控指令步进顺控指令）STL和RET是一对指令，在多个STL指令后必须加上RET指令，表示该次步进顺控过程结束，并且后移母线返回到主程序母线。）在步进顺控程序中使用定时器时，不同状态内可以重复使用同一编号的定时器，但相邻状态不可以使用。如图4.3所示。4.步进顺控指令步进顺控指令）在STL触点后不可以直接使用MPS、MRD和MPP栈操作指令，只有在LD或LDI指令后才可以使用。如图4.4所示。4.步进顺控指令步进顺控指令）在步进梯形图（亦称为STL图）中，OUT指令和SET指令对STL指令后的状态（S）具有相同的功能，都会将原状态自动复位。但在STL中分离状态（非相连
5、状态）的转移必须使用OUT指令，如图4.5所示。图中S30为分离状态。4.步进顺控指令步进顺控指令）在中断程序和子程序中，不能使用STL、RET指令。而在STL指令中尽量不使用跳转指令。在状态转移图中可以使用的指令如表4.1所示。状 态指 令LD/LDI/LDP/LDF，AND/ANI/ANDP/ANDF，OR/ORI/ORP/ORF，INV，OUT，SET/RST，PLS/PLFANB/ORB，MPS/MRD/MPPMC/MCR初始状态/一般状态可使用可使用不可使用分支、汇合状态输出处理可使用可使用不可使用转移处理可使用不可使用不可使用4.步进顺控指令步进顺控指令 10）在SFC图中，经常会
6、使用一些特殊辅助继电器，其名称和功能如表4.2所示。元件编号名称功能和用途M8000RUN运行PLC在运行中始终接通的继电器，可作为驱动程序的输入条件或作为PLC运行状态的显示来使用M8002初始脉冲在PLC接通（由OFFON）时，仅在瞬间（1个扫描周期）接通的继电器，用于程序的初始设定或初始状态的置位/复位M8040禁止转移该继电器接通后，则禁止在所有状态之间转移。在禁止转移状态下，各状态内的程序继续运行，输出不会断开M8046STL动作任一状态继电器接通时，M8046自动接通。用于避免与其他流程同时启动或者用于工序的动作标志M8047STL监视有效该继电器接通，编程功能可自动读出正在工作中
7、的元件状态并加以显示4.步进顺控指令步进顺控指令 11）停电保持状态继电器采用内部电池保持其动作状态，应用于动作过程中突然停电而再次通电时需继续原来运行的场合。12）RET指令可以多次使用。13）转移条件为逻辑表达式时编程如图4.6所示。4.步进顺控指令步进顺控指令 14）边沿检测指令在SFC图中使用时，编程如图4.7所示。4.步进顺控指令步进顺控指令 二、状态转移图、步进梯形图和指令表的互换状态转移图、步进梯形图和指令表的互换 4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 一、单流程一、单流程单流程指的是在整个SFC图没有分支或汇合，如图4.8所示；可以带有重复或者流程内跳转，如图4.9所示；4.
8、3状态转移图的流程状态转移图的流程 在单流程中也可以跨流程跳转，即向流程外转移，如图3.10所示。对于分离状态的编程要用OUT指令，而不能使用SET指令。4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 二、选择性分支与汇合流程二、选择性分支与汇合流程选择性分支是指从多个流程中选择其中一个分支流程执行，并且一旦某个流程被选中，其他流程均不再执行（即使其选择条件随后具备）。如图4.11所示。4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 上述流程所对应的STL图和指令表如图4.12所示 4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 三、并行分支和汇合流程并行分支和汇合流程并行分支是指多个分支流程在运行时同时执行的分支，
9、如图4.13所示。在并行分在并行分支与汇合支与汇合流程中，流程中，分支最多分支最多允许有允许有8 8路路 4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 该分支与汇合流程所对应的STL图和指令表如图4.14所示4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 四、分支与汇合的组合四、分支与汇合的组合图4.15为分支与汇合的一种组合形式，从汇合转移到分支采用直接相连，没有中间状态。4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 对于上述形式，一般是在汇合转移到分支的中间插入一个空状态，如图4.16所示。4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 选择性分支与汇合中嵌套选择性分支与汇合的组合形式，如图4.17所示。4.3状态转
10、移图的流程状态转移图的流程 在编程时可以将其转变为没有嵌套的分支与汇合，如图4.18所示4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 选择性分支与汇合中包含并行分支与汇合的组合形式，如图4.19所示 图图4.194.19的的SFCSFC图对应的图对应的STLSTL图和指令表如图图和指令表如图4.204.20所示。下页所示。下页 4.3状态转移图的流程状态转移图的流程 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 一、单流程控制系统单流程控制系统1.1.小车往复运动小车往复运动X0为原位输入信号，X1为右限位行程开关输入信号，X2为左限位行程开关输入信号，X3为启动输入信号，X4为停止输入信号。Y1
11、、Y2分别为右行和左行的输出控制信号。小车往复运动控制的SFC图、STL图和指令表如图4.21所示（见下页）。4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 2.2.喷泉控制喷泉控制喷泉组及状态分配如图4.22所示。其中X1、X2分别为启动和停止输入信号。Y1、Y2、Y3分别为A组、B组、C组喷头的输出控制信号。喷泉控制的SFC图、STL图和指令表如图4.23所示（下页）。4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 3.3.十字路口交通灯控制十字路口交通灯控制十字路口交通信号灯示意图十字路口交通
12、信号灯示意图 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 交通信号灯时序要求交通信号灯时序要求 采用步进顺控编程时对应SFC图、STL图和指令表如图4.24所示 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 4.4.多台电机顺序启停控制多台电机顺序启停控制 现有四台电动机，启动顺序为：M1启动后2s启动M2，M2启动后3s启动M3，M3启动后4s启动M4；停止顺序为：M4首先停止，M4停止4s后M3停止，M3停止3s后M2停止，M3停止2s后M1停止。启动、停止按钮的输入信号分别为X0、X1；四台电机M1、M2、M3、M4的输出控制信号分别
13、为Y1、Y2、Y3、Y4。控制系统的单流程SFC图如图4.25（a）所示，控制系统采用选择性分支与汇合时的SFC图如图4.25（b）所示。4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 二、选择性分支与汇合流程控制系统选择性分支与汇合流程控制系统1.1.大小球分类及传送控制系统大小球分类及传送控制系统 图4.26所示为大小球分类及传送系统示意图。电动机M驱动传送带左右移动，机械臂由液压或气压系统驱动；上下移动通过电磁阀驱动液压缸来控制；利用电磁铁的磁力来吸引大球或小球。大小球分类原理：机械臂下降，经过T0时间延时，当电磁铁压住小球时下限位开关LS
14、2被压下，LS2的常开触点接通。若压住大球，则LS2不会被压下，LS2的常开触点处于断开状态。大小球传送工作过程：原点启动机械臂下降电磁铁通电吸球机械臂上升传送带右行（大小球右限位不同）机械臂下降电磁铁断电释放机械臂上升传送带左行原位停止。4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 控制系统控制系统的的SFCSFC图图如图如图4.274.27所示所示 4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 2.2.抢答器控制程序抢答器控制程序 抢答器系统可实现四组抢答，每组二人。共有8个抢答按钮，各按钮对应的输入信号为X0、X1、X2、X3、X4、X
15、5、X6、X7；主持人的控制按钮的输入信号为X10；各组对应指示灯的输出控制信号分别为Y1、Y2、Y3、Y4。前三组中任意一人按下抢答按钮即获得答题权；最后一组必须同时按下抢答按钮才可以获得答题权；主持人可以对各输出信号复位。4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 抢答器控制系统的抢答器控制系统的SFCSFC图如图图如图4.284.28所示。所示。4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 STLSTL图和指图和指令表如图令表如图4.294.29所示所示4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 三、并行分支与汇合流程控制系统并行分支与汇合流程控制系统 人行横道交通灯控制系统属
16、于并行分支与汇合流程。在车道上有红、黄、绿三色交通信号灯，车道两侧有红、绿两色指示灯。当有人要通过车道时，按下人行道上的按钮，控制车道的交通灯和人行道的指示灯，以保证行人安全横过车道。人行横道交通灯控制系统的工作过程：正常状态下（没有人通过车道），车道的绿灯和人行道的红灯工作，当有人要横过车道时，按下人行道上的按钮，车道绿灯继续工作30s，黄灯开始工作10s，红灯开始工作，5s后人行道绿灯工作，绿灯持续15s后，闪烁5s后，人行道红灯亮，再经过5s车道绿灯亮，恢复正常状态。4.4状态转移图的工程应用状态转移图的工程应用 车道两侧人行道按钮的输入控制信号为X1、X2；人行道指示灯的输出控制信号为Y1(红)、Y2（绿），车道上的交通灯输出控制信号为Y3（红）、Y4（黄）、Y5（绿）。控制系统的SFC图如图4.30所示。
