第1章 自動控制系統(tǒng)的基本知識 （略）

1、技能提高班,三菱PLC技能人才培訓(xùn),,課 程 安 排第一天（6課時理論）1、回顧“27條基本指令”“軟元件”2、步進順序控制第二天（6課時實訓(xùn)）1、 GX Developer繪制SFC2、賽杰實訓(xùn)臺的講解3、編程實訓(xùn)1、,回顧： 1、 編程元件（軟元件） 2、 基本指令,,三菱FX2N編程元件,三菱27條基本指令,三菱27條基本指令,,步進順序控制一、步進控制系統(tǒng)二、步進順序編程方

2、法三、步進順序類型四、GX Develop繪制SFC五、編程實訓(xùn),新課,,一、步進控制系統(tǒng),（一） 基本概念 如果一個控制系統(tǒng)可以分解成幾個獨立的控制動作，并且這些動作必須按照一定的先后次序執(zhí)行,這樣的控制系統(tǒng)稱為順序控制系統(tǒng),也稱為步進控制系統(tǒng)。其控制總是一步一步地按順序進行，當條件滿足時，系統(tǒng)能夠從一“步”轉(zhuǎn)移到另一“步”，或者說從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)。在工業(yè)控制中，步進控制系統(tǒng)應(yīng)用很廣。,,,,,（二）步進順序控制編

3、程思路,1)根據(jù)工藝流程畫出順序功能圖(狀態(tài)流程圖）； 2)根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫出步進梯形圖; 3)根據(jù)步進梯形圖編寫出指令表。,以紅綠燈控制為例，其對應(yīng)的順序功能圖如右圖所示。,S0—S9：初始狀態(tài)專用S10—S19：原點復(fù)位用 S20—S499：通用S500—S899：停電保持用S900—S999：報警用,針對順序控制要求，PLC提供了順序功能圖（SFC），又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，由一系列狀態(tài)（用S、

4、M表示）組成。系統(tǒng)提供S0—S999共1000個狀態(tài)供編程使用，其中：,（三）順序功能圖（狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）,,,,順序功能圖是一種通用的技術(shù)語言。主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作（命令）組成。,轉(zhuǎn)換條件,步,動作或命令,,,,,,將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段,每一步所完成的工作,使系統(tǒng)由前級步進入下一步的信號稱為轉(zhuǎn)換條件,轉(zhuǎn)換,有向線段,1、步,將系統(tǒng)的一個工作周期，按輸出量的狀態(tài)變化，劃分為若干個順序相連的階段，

5、每個階段叫做步?！安健庇镁幊淘ㄈ巛o助存儲器M和狀態(tài)繼電器S）表示。,與系統(tǒng)的初始狀態(tài)對應(yīng)的步叫“初始步”，用雙線方框表示。當系統(tǒng)處于某一步的階段時，該步處于活動狀態(tài)，稱該步處于“活動步”。 步處于活動狀態(tài)時，相應(yīng)的動作被執(zhí)行；處于不活動狀態(tài)時，相應(yīng)的非存儲型動作被停止執(zhí)行。,2、步的劃分,,步是根據(jù)PLC輸出量的狀態(tài)劃分的，只要系統(tǒng)的輸出量狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)就從原來的步進入新的步。在每一步內(nèi)PLC各輸出量狀態(tài)均保持不變，但是相

6、鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。,3、轉(zhuǎn)換條件的確定,轉(zhuǎn)換條件是使系統(tǒng)從當前步進入下一步的條件。常見的轉(zhuǎn)換條件有按鈕、行程開關(guān)、定時器和計數(shù)器的觸點的動作（通/斷）等?？梢杂梦淖终Z言、布爾代數(shù)表達式或圖形符號標注在表示轉(zhuǎn)換的短線的旁邊。,4、有向線段 用來表示步的活動狀態(tài)和進展方向，從上到下和從左到右這兩個方向上的箭頭可以省略。其他方向上必須加上箭頭用來注明步的進展方向。5、轉(zhuǎn)換 用與有向連

7、線垂直的短劃線表示，用來將相鄰兩步分隔開。,6、動作（命令） 一個步表示控制過程中的穩(wěn)定狀態(tài)，它可以對應(yīng)一個或多個動作?？梢栽诓接疫吋右粋€矩形框，在框中用簡明的文字說明該步對應(yīng)的動作，如下圖所示。 圖中（a）表示一個步對應(yīng)一個動作；圖（b）和（c）表示一個步對應(yīng)多個動作，兩種方法任選一種。,,,1、起－保－停電路設(shè)計法2、以轉(zhuǎn)換為中心設(shè)計法3、步進順控指令設(shè)計法,二、步進順序控制編程方法,（1）起-保-停電路的編程

8、方法,,啟保停設(shè)計法舉例,（2）以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法,,,,M1,M2,M3,X1,,X2,,,,,,以轉(zhuǎn)換為中心設(shè)計法舉例,（3）使用步進梯形指令的編程方法,FX系列PLC的步進梯形指令簡稱為STL指令，F(xiàn)X系列PLC還有一條使STL指令復(fù)位的RET指令。利用這兩條指令，可以很方便地編制順序控制梯形圖程序。 步進梯形指令STL只有與狀態(tài)繼電器S配合才具有步進功能。S0~S9用于初始步，S10~S19用于自動返回原點。使用ST

9、L指令的狀態(tài)繼電器的常開觸點稱為STL觸點，用符號 表示，沒有常閉的STL觸點。,STL是利用內(nèi)部軟元件（狀態(tài)S）在順控程序上進行步進控制的指令。,RET是用于狀態(tài)（S）流程的結(jié)束，實現(xiàn)返回主程序（母線）的指令。,,步進順序控制指令,,,FX 系列 PLC 提供了下面一對步進指令：,,1. STL指令,,,,步進順序控制指令：,2. RET指令,無論在什么條件下，一旦切換動作狀態(tài)，則轉(zhuǎn)移前的源狀態(tài)自動變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，不再被激活。,,

10、,,步進順序控制指令:,功能：表示該步進控制結(jié)束，返回主程序（母線）。每個步進程序應(yīng)在END指令前寫入一次RET指令。,步進指令的梯形圖表示,,,,,步進指令的功能圖表示,,,,上述步進梯形圖也可以用順序功能圖（狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖）表示：,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的每一步包含三個內(nèi)容：本步驅(qū)動的內(nèi)容、轉(zhuǎn)移條件、指令的轉(zhuǎn)換目標。,轉(zhuǎn)移條件,,功能圖和梯形圖的轉(zhuǎn)換,,,,在將順序功能圖轉(zhuǎn)換為步進梯形圖時，應(yīng)遵循從左到右、從上到下的原則。注意步進梯形圖應(yīng)以RET

11、指令結(jié)束。,,例：,,功能圖和梯形圖的轉(zhuǎn)換,,,,,,,,用步進指令可以將順序功能圖轉(zhuǎn)換為步進梯形圖，也可以直接編寫步進梯形圖。對梯形圖和順序功能圖應(yīng)注意以下幾點：,狀態(tài)編號不可重復(fù)使用。,如果狀態(tài)觸點接通，則與其相連的電路動作；如果狀態(tài)觸點斷開，則與其相連的電路停止工作。,在不同狀態(tài)之間，允許對輸出元件重復(fù)輸出，但對同一狀態(tài)內(nèi)不允許雙重輸出。,使用注意事項,1.狀態(tài)的動作與輸出的重復(fù)使用,,步進控制指令的使用,,,定時器線圈與輸出線圈

12、一樣，也可對在不同狀態(tài)的同一軟元件編程，但在相鄰的狀態(tài)中不能編程。如果在相鄰狀態(tài)下編程，則工序轉(zhuǎn)移時定時器線圈不能斷開，定時器當前值不能復(fù)位。,2.定時器的重復(fù)使用,,步進控制指令的使用,,,3. 輸出的互鎖,在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中，由于在瞬間（1個掃描周期），兩個相鄰的狀態(tài)幾乎會同時接通，因此為了避免不能同時接通的一對輸出同時接通，必須設(shè)置外部硬接線互鎖或軟件互鎖。,,步進控制指令的使用,,,如右圖所示，在狀態(tài)內(nèi)的母線將LD或LDI指令寫入

13、后，對不需要觸點的驅(qū)動就不能再編程，需要按下圖方式進行變換。,4. 輸出的驅(qū)動方法,或,,,步進控制指令的使用,,,OUT指令與SET指令對于STL指令后的狀態(tài)具有同樣的功能，都將原來的狀態(tài)自動復(fù)位。此外，還有自保持功能。但是，在使用OUT指令時，用于向狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的分離狀態(tài)轉(zhuǎn)移。,5. 狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法,,步進控制指令的使用,,,步進控制指令的使用,6、棧指令的位置 不能在STL內(nèi)的母線處直接使用棧指令（MPS/MRD/MPP），

14、須在LD或LDI指令后使用棧指令。,步進控制指令的使用,7、 初始狀態(tài)用雙線框表示 通常用特殊輔助繼電器M8002的常開觸點提供初始信號。其作用是為啟動作好準備，防止運行中的誤操作引起的再次啟動。8、在步進控制中，不能用MC指令。9、S要有步進功能，必須要用置位指令（SET），才能提供步進接點，同時還可提供普通接點。10、 采用應(yīng)用指令ZRST進行狀態(tài)的區(qū)間復(fù)位。,,三、順序功能圖的類型,,,,,一、單流程結(jié)構(gòu)二、選擇分支

15、流程結(jié)構(gòu)三、并行分支流程結(jié)構(gòu)四、跳轉(zhuǎn)流程結(jié)構(gòu)五、重復(fù)流程結(jié)構(gòu),（一）、單流程結(jié)構(gòu),如紅綠燈控制程序，雖然是循環(huán)控制，但都以一定順序逐步執(zhí)行且沒有分支，所以屬于單一順序流程。,圖中在S21執(zhí)行完后即結(jié)束。,在步進階梯圖中，以復(fù)位（RST）正在執(zhí)行的步階來結(jié)束步進動作。,從頭到尾只有一條路可走，稱為單流程結(jié)構(gòu)。,,,,,,編程實例一：液壓進給裝置運動控制,,,,X0,,X1,,,X2,,Y0,NO,OFF,OFF,Y1,X3,液壓油缸

16、,,,,,,X1,M2 Y1,X2,M3 Y0,,,,M4 Y1,,X0,停,進給裝置順序動作要求,初始狀態(tài)：活塞桿置右端，開關(guān)X2為ON, 輔助繼電器M0為ON。,1.按下啟動按鈕X3 ， Y0、M1為ON，左行。,2.碰到限位開關(guān)X1時，M2、Y1為ON，右行。,3.碰到限位開關(guān)X2時，M3、Y0為ON，左行。,4.碰到限位開關(guān)X0時，M4、Y1為ON，右行。,5.碰到限位開關(guān)X2時，停止。,,,,X1,M2

17、Y1,X2,M3 Y0,,,,M4 Y1,,左行1示意,,,,X0,,X1,,,X2,,Y0,OFF,ON,OFF,X3,,,,輸出點Y0有效，活塞桿向左運行到限位開關(guān)X1,,,,,右行1示意,,,,X0,,,X1,,,X2,,Y1,ON,OFF,OFF,X3,,,,輸出點Y1有效，活塞桿向右運行到限位開關(guān)X2,,,,左行2示意,,,,X0,,X1,,,X2,,Y0,OFF,ON,OFF,X3,,,,輸出點Y0有效，活塞桿向左運行到限

18、位開關(guān)X0,`,,,,右行2示意,,,,X0,,,X1,,,X2,,Y1,ON,OFF,OFF,X3,,,,輸出點Y1有效，活塞桿向右運行到限位開關(guān)X2,,,,設(shè)計步驟：（一）啟-保-停設(shè)計法：1、畫SFC,進給裝置順序動作要求,,,,X1,M2 Y1,X2,M3 Y0,,,,X0,M4 Y1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,M8002,M1,M2,M3,M4,X3,X1,X2,X0,X2,Y0,Y1,Y0,Y1,,,,,左行

19、1,右行1,右行2,左行2,M0,初始步,,起動,2、SFC轉(zhuǎn)為梯形圖,,M0,,初始,,,,,,,（二）步進順控指令設(shè)計法,單流程循環(huán)練習(xí),某機械手的動作如下：,I/O分配,指令表,當S0之行后，若X1先有效，則跳到S21執(zhí)行，此后即使X2有效，S22也無法執(zhí)行。之后若X3有效，則脫離S21而跳到S23執(zhí)行，當X5有效后，則結(jié)束流程。,（二）、選擇分支與匯合流程,當S0之行后，若X2先有效，則跳到S22執(zhí)行，此后即使X1有效，S21也

20、無法執(zhí)行。,若有多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來執(zhí)行，這種分支方式稱為選擇分支。,,,,,當轉(zhuǎn)移條件滿足時，同時執(zhí)行幾個分支，當所有分支都執(zhí)行結(jié)束后，若轉(zhuǎn)移條件滿足，再轉(zhuǎn)向匯合狀態(tài)。,例： 選擇分支與匯合SFC、梯形圖、指令表,編程實例二：自動門控制系統(tǒng),X0,X1,X1,X2,X2,X4,X4,X5,X5,人靠近自動門時，感應(yīng)器X0為ON，Y0驅(qū)動電動機高速開門；碰到開門減速開關(guān)X1時，變?yōu)榈退匍_門；碰到開門極限開關(guān)X2時電動機停轉(zhuǎn)

21、，開始延時。 若在0.5s內(nèi)感應(yīng)器檢測到無人，Y2起動電動機高速關(guān)門；碰到關(guān)門減速開關(guān)X4時，改為低速關(guān)門；碰到關(guān)門極限開關(guān)X5時電動機停轉(zhuǎn)。 在關(guān)門期間若感應(yīng)器檢測到有人，停止關(guān)門，T1延時0.5s后自動轉(zhuǎn)換為高速開門。,解：（1）SFC,,,M8002,M1,Y0,,高速開門,M0,初始步,,M2,Y1,,減速開門,,X0 有人,,,X1 減速位置,,M3,T0,,定時0.5s,,X2 全開,,M4

22、,Y2,,高速關(guān)門,,T0 0.5s后,,M5,Y3,,減速關(guān)門,,X4 減速位置,,,,,,,,X4 全關(guān),,M6,T1,,定時0.5s,,T1 0.5s后,,,X0 有人,,,,,方法1. 起保停電路設(shè)計法,方法2. 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法,方法3. 步進順控指令設(shè)計法,選擇分支與匯合練習(xí),1、大小球分撿傳送裝置,大小球的選擇傳送控制—— 選擇分支與匯合,2、I/O接線圖,3、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與指令表,當S0執(zhí)行

23、后，若X1有效，則S20及S21同時執(zhí)行。,若有多條路徑，且必須同時執(zhí)行，這種分支的方式稱為并進分支流程。,當S22及S23都已執(zhí)行后，若X4有效，則脫離S22及S23而跳到S24執(zhí)行，程序結(jié)束。,當左邊路徑已執(zhí)行到S22，而右邊尚停留在S21時，即使X4有效，也不會跳到S24執(zhí)行。,（三）、并行分支與匯合流程,,,,,STLS20OUTY0 LDX0SETS21 SET S31STLS21OUTY

24、1 LDX1SETS22 STLS22OUTY2STLS31 OUTY10 STLS22STLS31 LDX10SETS40STLS40OUTY20LDX11,例： 并行分支與匯合SFC、梯形圖、指令表,編程實例三 人行道交通燈控制,一、動作流程：二、控制要求： 1、當按下按鈕X0時，信號燈按圖示流程動作； 2、當按下停止按鈕X1時，停止輸出。,交通燈按雙流程步進控制編程

25、（并行分支與匯合）,并行分支與匯合順序練習(xí),十字路口交通燈一個周期120S，南北和東西同時工作。0——50S， 南北綠、東西紅；50——60S， 南北黃、東西紅；60——110S，南北紅、東西綠；110—120S， 南北紅、東西黃。,東,1、順序狀態(tài)轉(zhuǎn)移用置位指令SET，不連續(xù) 轉(zhuǎn)移時，可用OUT指令進行狀態(tài)轉(zhuǎn)移；2、用SET Y指令，則Y的結(jié)果就要保持。 因此Y用OUT指令。,,,,,,,

26、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,X0,Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,,Y5,,,,COM,COM,HL0,HL1,HL2,HL3,HL4,HL5,綠,綠,,黃,紅,紅,黃,,南 北,東 西,FU1,FU2,～220V,,,,SB1,N,L,X0,,,,,,,四、GX Developer編寫SFC的方法,,,,,,1、啟動GX Develop編程軟件,單擊“工程”菜單，點擊創(chuàng)建新工程菜單項或點擊新建工程按鈕

27、,,,,,,a.在PLC系列下拉列表框中選擇FXCPU；b.在PLC類型下拉列表框中選擇FX2N；c.在程序類型項中選擇SFC；d.在工程設(shè)置項中設(shè)置好工程名和保存路徑,2、設(shè)置PLC系列、PLC類型、程序類型等參數(shù),,,,,,,3、雙擊第0塊,,,,,SFC程序由初始狀態(tài)開始，故初始狀態(tài)必須激活，而激活的通用方法是利用一段梯形圖程序，且這一段梯形圖程序必須放在SFC程序的開頭部分。,,4、設(shè)置初始狀態(tài),,,,,,,,,,,,,注

28、意：在SFC程序的編制過程中每一個狀態(tài)中的梯形圖編制完成后必須進行變換，才能進行下一步工作，否則彈出出錯信息,,,,,,,在完成了程序的第一塊（梯形圖塊）編輯以后，雙擊工程數(shù)據(jù)列表窗口中的“程序”\“MAIN”，返回塊列表窗口。雙擊第一塊，在彈出的塊信息設(shè)置對話框中塊類型一欄中選擇SFC，在塊標題中可以填入相應(yīng)的標題或什么也不填，點擊執(zhí)行按鈕，彈出SFC程序編輯窗口。在SFC程序編輯窗口中光標變成空心矩形。,,,,,,,5、轉(zhuǎn)換條件的編

29、輯,在SFC程序編輯窗口將光標移到第一個轉(zhuǎn)移條件符號處，并單擊，在右側(cè)將出現(xiàn)梯形圖編輯窗口，在此中輸入使狀態(tài)轉(zhuǎn)移的梯形圖。在SFC程序中，所有的轉(zhuǎn)移都用TRAN表示，不可以采用SET＋S□語句表示，否則將告知出錯。注意：每編輯完一個條件后應(yīng)按F4快捷鍵轉(zhuǎn)換，完成轉(zhuǎn)換后再看SFC程序編輯窗口中1前面的問號（？）會消失。,,,,,,,6、通用狀態(tài)的編輯,在左側(cè)的SFC程序編輯窗口中把光標下移到方向線底端，按工具欄中的工具按鈕 或單擊

30、F5快捷鍵彈出步序輸入設(shè)置對話框。,,,,,,,輸入步序標號后點擊確定，這時光標將自動向下移動，此時，可看到步序圖標號前面有一個問號（？），這是表明此步現(xiàn)在還沒進行梯形圖編輯，同時右邊的梯形圖編輯窗口呈現(xiàn)為灰色也表明為不可編輯狀態(tài)。下面對通用工序步進行梯形圖編程。將光標移到步序號符號處，在步符號上單擊后右邊的窗口將變成可編輯狀態(tài)，現(xiàn)在，可在此梯形圖編輯窗口中輸入梯形圖。注意：此處的梯形圖是指程序運行到此工序步時所要驅(qū)動哪些輸出線圈。,

31、,,,,,,7、系統(tǒng)循環(huán)或周期性的工作編輯,把光標移到方向線的最下端，按F8快捷鍵或者點擊按鈕，在彈出的對話框中填入要跳轉(zhuǎn)到的目的地步序號，然后單擊“確定”按鈕 。,,,,,,注意：如果在程序中有選擇分支也要用JUMP+“標號”來表示。當輸入完跳轉(zhuǎn)符號后，在SFC編輯窗口中我們將會看到，在有跳轉(zhuǎn)返回指向的步序符號方框圖中多出一個小黑點兒，這說明此工序步是跳轉(zhuǎn)返回的目標步，這為我們閱讀SFC程序也提供了方便。,,,,,,,8、程序變換,

32、當所有SFC程序編輯完后，我們可點擊變換按鈕 進行SFC程序的變換（編譯），如果在變換時彈出了塊信息設(shè)置對話框，可不用理會，直接點擊執(zhí)行按鈕即可。經(jīng)過變換后的程序如果成功，就可以進行仿真實驗或?qū)懭隤LC進行調(diào)試了。,觀看SFC程序所對應(yīng)的順序控制梯形圖的方法,,,,,,,五、賽杰綜合實訓(xùn)考核設(shè)備簡介,賽杰綜合實訓(xùn)考核設(shè)備簡介,,,（一）圓形容器送料模塊,（二）變頻器調(diào)速輸送帶及檢測模塊,（三）擋料模塊,（四）吸盤式龍門機械手模