欢迎指导 主讲：姚晴洲
欢 迎 指 导 主 讲：姚 晴 洲
三菱FX,系列可编程控 制器的步进指令 ·梯形图或指令表方式编程直观、简便，并广为电气技术人员接受 但对于一个复杂的控制系统，尤其是复杂的顺序控制程序，由于 内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行，通 常要由熟练的电气工程师才能编制出这样的程序。 ·近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了采用EC标 准的SFC语言，用于编制复杂的顺控程序.利用这种先进的编程 方法，初学者也很容易编出复杂的顺控程序， 。三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控 指令，同时辅之以大量状态元件，就可以用SFC语言的状态转移 图方式编程。 案例三 案例分析
三菱FX2系列可编程控 制器的步进指令 • 梯形图或指令表方式编程直观、简便，并广为电气技术人员接受。 • 但对于一个复杂的控制系统，尤其是复杂的顺序控制程序，由于 内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行，通 常要由熟练的电气工程师才能编制出这样的程序。 • 近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了采用IEC标 准的SFC语言，用于编制复杂的顺控程序．利用这种先进的编程 方法，初学者也很容易编出复杂的顺控程序． • 三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控 指令，同时辅之以大量状态元件，就可以用SFC语言的状态转移 图方式编程。 案例一 案例分析
步（工序、状态）： 将系统的工作过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为 “步”步”是控制过程中的一个特定状态。步又分为初始步和 工作步，在每一步中要完成一个或多个特定的动作。初始步 表示一个控制系统的初始状态，所以，一个控制系统必须有 一个初始步，初始步可以没有具体要完成的动作。 流程： 流程就是工作状态延伸的顺序。 所谓单流程，是指状态转移只可能有一种顺序。 含多种路径的叫分支流程
步(工序、状态）： 将系统的工作过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为 “步”“。步”是控制过程中的一个特定状态。步又分为初始步和 工作步，在每一步中要完成一个或多个特定的动作。初始步 表示一个控制系统的初始状态，所以，一个控制系统必须有 一个初始步，初始步可以没有具体要完成的动作。 流程： 流程就是工作状态延伸的顺序。 所谓单流程，是指状态转移只可能有一种顺序。 含多种路径的叫分支流程
一、问题的提出 有一小车运行过程如图6.1所示，小车原位处于后端，压下后限位开关， 当按下启动按钮(X0)时，小车前进，当运行至压下前限位开关(X1)后，打开 翻斗门，延时8s后小车向后运行，到后端时压下后限位开关(X2),打开小车 底门（停6s),完成一次动作。假设斗车工作一个周期后，不会自行启动。其 梯形图如图6.2所示。 前进Y0 小车 后退Y2 底门开Y3(6S) 翻斗门开Y1(8S) 后限位开关X2 前限位开关X1 图6.1
一、问题的提出 有一小车运行过程如图6.1所示，小车原位处于后端，压下后限位开关， 当按下启动按钮(X0)时，小车前进，当运行至压下前限位开关(X1)后，打开 翻斗门，延时8s后小车向后运行，到后端时压下后限位开关(X2)，打开小车 底门(停6s)，完成一次动作。假设斗车工作一个周期后，不会自行启动。其 梯形图如图6.2所示。 图 6.1
其梯形图如下： XO 人1 Y1 80 /人0 2 状e 1X2 Y3 END 图6.2
其梯形图如下： 图 6.2
可见梯形图能达到控制要求。但显而易见的 是，使用经验法及基本指令编制的程序存在以 下一些问题。 (1)工艺动作表达繁琐。 (2)梯形图涉及的联锁关系较复杂，处理起来较麻烦。 (3)梯形图可读性差，很难从梯形图看出具体控制工艺过程。 为此，人们一直寻求一种易于构思，易于理解的图形程序设计工 具。它应有流程图的直观，又有利于复杂控制逻辑关系的分解与 综合。这种图就是状态转移图。为了说明状态转移图，现将斗车 的各个工作步骤用工序表示，并依工作顺序将工序连接成图6.3 。这就是状态转移图的原型
可见梯形图能达到控制要求。但显而易见的 是，使用经验法及基本指令编制的程序存在以 下一些问题。 (1)工艺动作表达繁琐。 (2)梯形图涉及的联锁关系较复杂，处理起来较麻烦。 (3)梯形图可读性差，很难从梯形图看出具体控制工艺过程。 为此，人们一直寻求一种易于构思，易于理解的图形程序设计工 具。它应有流程图的直观，又有利于复杂控制逻辑关系的分解与 综合。这种图就是状态转移图。为了说明状态转移图，现将斗车 的各个工作步骤用工序表示，并依工作顺序将工序连接成图6.3 。这就是状态转移图的原型
状态条件 从图6.3可看到，该图有以下特点 准备 状态功能 ,0起动 (1)将复杂的任务或过程分解成若干 个工序（状态）。无论多么复杂的过程 工序一 前进 均能分化为小的工序，有利于程序的 结构化设计。 X1前进到位 状态 翻斗 (2)相对某一个具体的工序来说，控 工序二 制任务实现了简化。给局部程序的编 T0翻斗时间到 制带来了方便 工序三 后退 (3)整体程序是局部程序的综合，只 要弄清各工序成立的条件、工序转移 X2后退到位 的条件和转移的方向，就可进行这类 工序四 开底门 图形的设计。 T1开底门时间到 (4)这种图很容易理解，可读性很强 能清晰地反映全部控制工艺过程。 图6.3
从图6.3可看到，该图有以下特点。 (1)将复杂的任务或过程分解成若干 个工序(状态)。无论多么复杂的过程 均能分化为小的工序，有利于程序的 结构化设计。 (2)相对某一个具体的工序来说，控 制任务实现了简化。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 要弄清各工序成立的条件、工序转移 的条件和转移的方向，就可进行这类 图形的设计。 (4)这种图很容易理解，可读性很强 ，能清晰地反映全部控制工艺过程。 图 6.3
将上图中的“工序”更换为“状态”，就得到了状态转移图一状态编程法的重要工 具。状态编程的一般思想为：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），再依据总的控制顺序要求，将这些状态 联系起来，形成状态转移图，进而编绘梯形图程序。 下面仍以斗车自动往返控制为例，说明设计状态转移图(SF℃)的步骤。 (1)将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工序对应一个状态，其状态分配如下 ①初始状态 SO ②前进 S20 ③翻斗车 S21 ④后退 S22 ⑤开底门 S23 (2)理解每个状态的功能、作用。 S0PLC上电作好工作准备 S20前进（输出Y0,驱动电动机M正转） S21翻斗车（输出Y1,同时计时T0开始工作）S22后退（输出Y2,驱动电动机M反转） S23开底门（输出Y3,同时计时T1开始工作） 状态的功能是通过PLC驱动其各种负载来完成的。负载可由状态元件直接驱动，也可 由其他软元件触点的逻辑组合驱动
将上图中的“工序”更换为“状态” ，就得到了状态转移图——状态编程法的重要工 具。状态编程的一般思想为：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)，再依据总的控制顺序要求，将这些状态 联系起来，形成状态转移图，进而编绘梯形图程序。 下面仍以斗车自动往返控制为例，说明设计状态转移图（SFC）的步骤。 （1）将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工序对应一个状态，其状态分配如下 ①初始状态 S0 ②前进 S20 ③翻斗车 S21 ④后退 S22 ⑤开底门 S23 （2）理解每个状态的功能、作用。 S0 PLC上电作好工作准备 S20 前进(输出Y0，驱动电动机M正转) S21 翻斗车(输出Y1，同时计时T0开始工作) S22 后退(输出Y2，驱动电动机M反转) S23 开底门（输出Y3，同时计时T1开始工作） 状态的功能是通过PLC驱动其各种负载来完成的。负载可由状态元件直接驱动，也可 由其他软元件触点的逻辑组合驱动
(3)找出每个状态的转移条件。 即在什么条件将下个状态“激活”。 状态转移图就是状态和状态转移条件及 S20 转移方向构成的流程图，弄清转移条件 X1 当然是必要的。 由工作过程可知，本例各状态的转移 S21 Y1 条件为： S20X0 S21 XI K80 S22 TO S23 X2 S22 Y2 状态的转移条件可以是单一的，也可 X2 以是多个元件的串并联组合。 经过上述三步，可得斗车自动往返控 S23 Y3 制的顺控状态图如图6.4。 K60 图6.4
(3) 找出每个状态的转移条件。 即在什么条件将下个状态“激活”。 状态转移图就是状态和状态转移条件及 转移方向构成的流程图，弄清转移条件 当然是必要的。 由工作过程可知，本例各状态的转移 条件为： S20 X0 S21 X1 S22 T0 S23 X2 状态的转移条件可以是单一的，也可 以是多个元件的串并联组合。 经过上述三步，可得斗车自动往返控 制的顺控状态图如图6.4。 图 6.4
FX,的状态元件分类 状态元件是状态梯形图的基本构成因素之一，也是可编程控制器的重要软元件之一。 FX共有1000个状态元件，其分类及用途如下表6.1所示。 表6.1FX的状态元件分类 类别 元件编号 个数 用途及特点 初始状态 S0~s9 10 用作SFC的初始状态 返回状态 S10-S19 10 多运行模式控制当中，用作返回原点的状态 一般状态 S20~S499 480 用作SFC的中间状态 掉电保持状态 S500-S899 400 补有停电保持功能，停电恢复后需维续执行的场合，可用这些状态元 信号报警状态 S900S999 100 用作报警元件使用
FX2的状态元件分类 状态元件是状态梯形图的基本构成因素之一，也是可编程控制器的重要软元件之一。 FX2共有1000个状态元件，其分类及用途如下表6.1所示。 类别 元件编号 个数 用途及特点 初始状态 S0～S9 10 用作SFC的初始状态 返回状态 S10～S19 10 多运行模式控制当中，用作返回原点的状态 一般状态 S20～S499 480 用作SFC的中间状态 掉电保持状态 S500～S899 400 具有停电保持功能，停电恢复后需继续执行的场合，可用这些状态元 件 信号报警状态 S900～S999 100 用作报警元件使用 表6.1 FX2的状态元件分类