三菱plc基本逻辑指令状态转移图.ppt

基本逻辑指令/状态转移图,FX系列PLC概述,●FX系列家族成员FX0FX2FX2CFX0SFX1SFX0NFX1NFX2NFX2NC,叠装式结构,FX系列PLC型号说明,FX□─□□□─□,,,,,,系列名,I/O点数,单元类型,输出方式,特殊品种,如0S1S0N1N2N等,FX0N、FX1N系列PLC（型号规格）,类型型号输入点数输出点数电源电压FX0N1N-24MR,T1410基本单元FX0N1N-40MR,T2416AC100～240VFX0N1N-60MR,T3624或DC24V扩展单元FX0N-40ER2416AC100～240VFX0N-8EX8-扩展模块FX0N-8EYR-8不需要FX0N-8EYT-8,,,,,,,,,,,,,,FX0N、FX1N系列PLC（FX0N特殊模块及外围设备）,※FX0N-3A2路模拟输入/1路模拟量输出,※FX0N-232ADPRS232通信接口,※FX0N-485ADPRS485通信接口,※FX-10-P、FX-20-P简易编程器,※FXGP/WIN-C编程软件,※DU、GOT人机界面,※FX0N-16NT16位数据传送接口,FX0N、FX1N系列PLC（一般性能指标）,项目性能FX0NFX1N用户存储程序存储容量2K步（EEPROM）8K步（EEPROM）可选存储器FX-EEPROM-44KFX1N-EEPROM-8LFX-EEPROM-88KFX-EPROM-88K指令种类基本指令20条27条步进指令2条2条应用指令36种51条89种187条运算速度基本指令1.63.6μs/指令0.550.7μs/指令应用指令数十μs数百μs/指令数μs数百μs/指令,,,,,,,,,,,,,,,FX0N、FX1N系列PLC（输入性能指标）,输入点X000-X007X010-输入电流DC24V7mADC24V5mA输入ON电流≥4.5mA≥3.5mA输入OFF电流＜1.5mA＜1.5mA响应时间约10ms约10ms0---15ms可调电路隔离光电耦合隔离,,,,,,,,,,,,FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标①）,------继电器输出R,外部电源AC250V或DC30V以下,驱动能力2A/1点8A/4点8A/8点,最大负载感性负载80VA灯负载100W,响应时间约10ms,电路隔离继电器隔离,输出状态显示输出ON时LED亮,,,,,,,,,,,,FX0N、FX1N系列PLC（输出性能指标②）,-------晶体管输出T,外部电源DC530V驱动能力0.5A/1点0.8A/4点最大负载感性负载12W/DC24V灯负载15W/DC24V开路漏电流0.1mA以下响应时间0.2ms大电流OFF时”表示转移条件的“或”关系，如图所示；“”表示转移条件的“与”关系，如图所示；“1”表示转移条件永远成立。,转移条件X0和分别表示当输入信号X0为ON和OFF时转移实现。图（b）中的转移条件表示a的常闭触点、b的常开触点同时闭合，在梯形图中则用两个触点的串联来表示这样一个“与”转移条件。3．动作步并不是PLC输出触点的动作，它只是控制系统中的一个稳定状态。在这个状态中可以有一个或多个PLC的输出触点动作，也可以没有任何输出动作，如某步只是起动了一个定时器或只是一个等待过程。,所以步和PLC的动作是两个不同的概念。对于一个步，可以有一个或几个动作，表示的方法是在步的右侧加一个或多个矩形框，并在框中加文字对动作进行说明，如图所示。,4．转移实现的条件在SFC中，步的活动状态的进展是由转移的实现来完成的。转移的实现必须满足两个条件（1）该转移所有的前级步都是活动步；（2）相应的转移条件得到满足。,转移实现的第一个条件是不可缺少的，若取消了第一个条件，就不能保证系统按顺序功能图规定的次序工作。若取消了第一个条件后，若因为人为的原因或器件本身的故障造成限位开关或指令开关的误动作，不管当时处于哪一步，都会转换到对应的转移条件的后续步，很可能会造成重大的事故。,SFC图可以在备有A7PHP/HGP等图示图像外围设备和与其对应编程软件的个人计算机上编程。根据SFC图进而可以编绘出状态梯形图STL。下面介绍图7-5中某台车自动往返控制的SFC建立。,,台车自动往返一个工作周期的控制工艺要求如下。（1）按下启动钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，台车停车5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。,下面运用状态编程思想说明建立SFC图的方法。（1）将整个过程按工序要求分解。由PLC的输出点Y021控制电机M正转驱动台车（前进），由Y023控制M反转（后退）。为了解决延时5S，选用定时器T0。将启动按钮SB及限位开关SQ1、SQ2、SQ3分别接于X000、X011、X012、X013。分析其一个工作周期的控制要求，有五个工序要顺序控制，如图7-6所示。,（2）对每个工序分配状态元件，说明每个状态的功能与作用，转移条件。如表7-3所示。,表7-3工序状态元件分配、功能与作用、转移条件,根据表7-3可绘出状态转移图如图7-7所示。图中初始状态S0要用双框，驱动S0的电路要在对应的状态梯形图中的开始处绘出。SFC图和状态梯形图结束时要使用RET和END指令。,,,图7-7台车自动往返状态转移图（SFC图）,从图7-7可以看出，状态转移图具有以下特点。（1）SFC将复杂的任务或过程分解成了若干个工序（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，并给局部程序的编写带来了方便。,（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，就可以进行这类图形的设计。（4）SFC容易理解，可读性强，能清晰地反映全部控制工艺过程。,三、状态转移图（SFC）转换成状态梯形图（STL）、指令表程序由以上分析可看出，SFC图基本上是以机械控制的流程表示状态（工序）的流程，而STL图全部是由继电器来表示控制流程的程序。以图7-7的SFC图为例，将其转换成STL图和指令表程序，如图7-8所示。从SFC图转换成STL图，写出指令表程序是非常容易的。,,图7-8台车自动往返控制的状态梯形图（STL图）和指令表,将顺序功能图转换为步进梯形图时，编程顺序为先进行负载驱动处理，然后进行转移处理。没有负载的状态不必进行负载驱动处理。对应于某步的状态器S在梯形图中用STL的“胖”触点表示，STL指令为与主母线连接的常开触点指令，接着就可以在子母线里直接驱动各种线圈（可以是Y、M、S、T、C的线圈）及应用指令或通过触点驱动线圈。,通常用单独触点作为转移条件，但在实际中，Y、M、S、T、C等各种软元件触点的逻辑组合（复杂的串联、并联），也可以用作转移条件；转移目标用SET指令或OUT指令实现。,将梯形图转换成指令表时，凡是“胖”触点，都用STL指令表示，将从子母线开始的触点使用LD、LDI指令，要返回原来的主母线时，使用RET指令。STL触点驱动的电路块有3个功能（1）对负载的驱动处理，即在这一步要做什么；（2）指定转移条件，即满足该条件则退出这一步；（3）指定转移目标，即下一步状态是什么。,当某一步为活动步时，STL触点闭合后，该步的负载线圈就被驱动，如图所示，当S20为活动步时，Y10为ON。当该步后面的转移条件满足时，转移实现。即X0为ON时，动作状态就从S20转移到S21，即后续步对应的状态器S21被SET指令或OUT指令置位，后续步变为活动步，同时与原活动步对应的状态器被系统程序自动复位，原活动步对应的STL触点断开，Y10变为OFF。,顺序功能图和步进梯形图表达的都是同一个程序，它的优点是可以使编程者每次只考虑一个状态而不用考虑其他的状态，使编程更容易。,第二节编制SFC图的注意事项和规则,一、编制SFC图的注意事项（1）对状态编程时必须使用步进接点指令STL。程序的最后必须使用步进返回指令RET，返回主母线。（2）初始状态的软元件用S0S9，要用双框表示；中间状态软元件用S20～S899等状态，用单框表示。若需要在停电恢复后继续原状态运行时，可使用S500→S899停电保持状态元件。,此外S10～S19在采用状态初始化指令FNC60（IST）时，可用于特殊目的。（3）状态编程顺序为先进行驱动，再进行转移，不能颠倒。,（4）当同一负载需要连续多个状态驱动时，可使用多重输出，在状态程序中，不同时“激活”的“双线圈”是允许的，如图7-9（a）。另外，相邻状态使用的T、C元件，编号不能相同。如图7-9b所示。,,图7-9同一负载需要多个状态驱动可使用多重输出，但相邻状态定时器编号不能相同,（5）负载的驱动、状态转移条件可能为多个元件的逻辑组合，视具体情况，按串、并联关系处理，不能遗漏。如图7-10（a）。（6）顺序状态转移用置位指令SET；若顺序不连续转移，使用OUT指令进行状态转移，如图7-10（b）所示。,,图7-10负载组合驱动、状态向不连续状态转移的处理,（7）在STL与RET指令之间不能使用MC、MCR指令。（8）初始状态可由其他状态驱动，但运行开始必须用其他方法预先作好驱动，否则状态流程不可能向下进行。一般用系统的初始条件，若无初始条件，可用M8002（PLC从STOP→RUN切换时的初始脉冲）进行驱动。,,二、编制SFC图的规则1．若向上转移（称重复）、向非相连的下面转移或向其他流程状态转移（称跳转），称为顺序不连续转移，顺序不连续转移的状态不能使用SET指令，要用OUT指令进行状态转移，并要在SFC图中用“”符号表示转移目标。如图7-11所示。,图7-11非连续转移在SFC图中的表示,,2．在流程中要表示状态的自复位处理时，要用“”符号表示，自复位状态在程序中用RST指令表示，如图7-12所示。3.SFC图中的转移条件不能使用ANB，ORB，MPS，MRD，MPP指令。应按图7-13b所示确定转移条件。,,,,,4.状态转移图中和流程不能交叉，应按图7-14处理。5．若要对某个区间状态进行复位，可用区间复位指令ZRST按图7-15（a）处理；若要使某个状态中的输出禁止，可按图7-15（b）所示方法处理。,,图7-15状态区域复位和输出禁止的处理,若要使PLC的全部输出继电器Y断开，可用特殊辅助继电器M8034接成图7-15（c）电路，当M8034为ON时，PLC继续进行程序运算，但所有输出继电器（Y）都断开了。为了有效地编制SFC图,常需要采用表7-4所示的特殊辅助继电器。,表7-4SFC图中常采用的特殊继电器功能与用途,6.步与步之间必须有转移隔开；7.转移和转移之间必须有步隔开；8.步和转移、转移和步之间用有向线段连接，正常画SFC功能图的方向是从上到下或从左到右，按照正常顺序画图时，有向线段可以不加箭头，否则必须加箭头；9.一个SFC功能图中至少有一个初始步；,10.自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，所以在SFC中，应由步和有向连线构成一个闭环回路，以体现工作周期的完整性。即在完成一次工艺过程的全部操作后，应从最后一步返回到初始步，使系统停留在初始状态（单周期操作）；在连续循环工作方式时，将从最后一步返回到下一个工作周期开始运行的第一步。11.仅当某步所有的前级步均为活动步且转换条件满足时，该步才有可能成为活动步。,第三节多流程步进顺序控制,在顺序控制中，经常需要按不同的条件转向不同的分支，或者在同一条件下转向多路分支。还可能需要跳过某些操作或重复某种操作。也就是说，在控制过程中可能具有两个以上的顺序动作过程，其状态转移流程图也具有两个以上的状态转移分支，这样的SFC图称为多流程顺序控制。,根据生产工艺和系统复杂程度的不同，SFC的基本结构可分为单序列、选择序列、并行序列、循环序列和复合序列。,一、单流程结构程序所谓单流程结构，就是由一系列相继执行的工步组成的单条流程。其特点是①每一工步的后面只能有一个转移的条件，且转向仅有一个工步。②状态不必按顺序编号，其它流程的状态也可以作为状态转移的条件。即每个步的后面仅有一个转移，每一个转移后面只有一个步。,二、选择性分支与汇合及其编程（一）选择性分支SFC图的特点从多个分支流程中根据条件选择某一分支，状态转移到该分支执行，其它分支的转移条件不能同时满足，即每次只满足一个分支转移条件，称为选择性分支。图7-17就是一个选择性分支的状态转移图。其特点是,,图7-17选择性分支状态转移图,1.该状态转移图有三个分支流程顺序。2.S20为分支状态。根据不同的条件（X000、X010、X020），选择执行其中的一个分支流程。当X000为ON时执行第一分支流程；X010为ON时执行第二分支流程；X020为ON时执行第三分支流程。X000，X010，X020不能同时为ON。3.S50为汇合状态。可由S22、S32、S42任一状态驱动。,分支用水平线相连，每一条单一顺序的进入都有一个转移条件，每个分支的转移条件都位于水平线下面，单水平线上面没有转移。若某一分支的转移条件得到满足，则执行这一分支。一旦进入这一分支，就再也不执行其他分支。分支结束用水平线将各个分支会合，水平线上方的每个分支都有一个转移条件，而水平线下方没有转移条件。,（二）选择性分支、汇合的编程编程原则是先集中处理分支状态，然后再集中处理汇合状态。1.分支状态的编程编程方法是先对分支状态S20进行驱动处理（OUTY000），然后按S21、S31、S41的顺序进行转移处理。图7-17的分支状态S20如图7-18（a），图7-18（b）是分支状态的编程。,,图7-18分支状态S20及其编程,,2、汇合状态的编程编程方法是先依次对S21、S22、S31、S32、S41、S42状态进行汇合前的输出处理编程，然后按顺序从S22（第一分支）、S32（第二分支）、S42（第三分支）向汇合状态S50转移编程。图7－17的汇合状态如图7－19（a）所示,图7-19（b）是各分支汇合前的输出处理和向汇合状态S50转移的编程。,,图7-19汇合状态S50及其编程,3.选择性分支状态转移图对应的状态梯形图根据图7-17的选择性分支SFC图和上面的指令表程序，可以绘出它的状态梯形图如图7-20所示。,,图7-20选择性分支SFC图对应的状态梯形图,（二）选择性分支状态转移图及编程实例图7-21为使用传送带将大、小球分类选择传送装置的示意图。左上为原点，机械臂的动作顺序为下降、吸住、上升、右行、下降、释放、上升、左行。机械臂下降时，当电磁铁压着大球时，下限位开关LS2（X002）断开；压着小球时，LS2接通，以此可判断是大球还是小球。,左、右移分别由Y004、Y003控制；上升、下降分别由Y002、Y000控制，将球吸住由Y001控制。,,图7-21大小球分类选择传送装置示意图,根据工艺要求，该控制流程可根据LS2的状态（即对应大、小球）有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据LS2的通断，分别将球吸住、上升、右行到LS4（小球位置X004动作）或LS5（大球位置X005动作）处下降，此处应为汇合点。然后再释放、上升、左移到原点。其状态转移图如图7－22所示。,,图7-22大小球分类选择传送的状态转移图,,三、并行分支与汇合的编程（一）并行分支状态转移图及其特点当满足某个条件后使多个流程分支同时执行的分支流程称为并行分支，如图7－23所示。图中当X000接通时，状态同时转移，使S21、S31和S41同时置位，三个分支同时运行，只有在S22、S32和S42三个状态都运行结束后，若X002接通，才能使S30置位，并使S22、S32和S42同时复位。,图7-23并行分支流程结构,,它有二个特点S20为分支状态。S20动作，若并行处理条件X000接通，则S21、S31、S41同时动作，三个分支同时开始运行。S30为汇合状态。三个分支流程运行全部结束后，汇合条件X002为ON，则S30动作，S22、S32、S42同时复位。这种汇合又称为排队汇合。即先执行完的流程保持动作，直到全部流程执行完成，汇合才结束。,分支开始时，采用双水平线将各个分支相连，双水平线上方需要一个转移，转移对应的条件称为公共转移条件。若公共转移条件满足，则同时执行下列所有分支，水平线下方一般没有转移条件。,（二）并行分支状态转移图的编程编程原则是先集中进行并行分支处理，再集中进行汇合处理。1．并行分支的编程编程方法是先对分支状态进行驱动处理，然后按分支顺序进行状态转移处理。图7-24（a）为分支状态S20图，图7-24（b）是并行分支状态的编程。,,图7-24并行分支的编程,2、并行汇合处理编程编程方法是先进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序进行汇合状态的转移处理。按照并行汇合的编程方法，应先进行汇合前的输出处理，即按分支顺序对S21、S22、S31、S32、S41、S42进行输出处理，然后依次进行从S22、S32、S42到S30的转移。图7－25（a）为S30的并行汇合状态,图7-25（b）是各分支汇合前的输出处理和向汇合状态S30转移的编程。,,图7-25并行汇合的编程,3.并行分支SFC图对应的状态梯形图根据图7-23的SFC图和上面的指令表程序，可以绘出它的状态梯形图如图7-26所示。,,图7-26并行分支SFC图的状态梯形图,4、并行分支、汇合编程应注意的问题（1）并行分支的汇合最多能实现8个分支的汇合，如图7－27所示。（2）并行分支与汇合流程中，并联分支后面不能使用选择转移条件※，在转移条件*后不允许并行汇合，如图7－28（a）所示，应改成图7-28b后，方可编程。,,（三）并行分支、汇合编程实例图7－29为按钮式人行横道交通灯控制示意图。正常情况下，汽车通行，即Y3绿灯亮、Y5红灯亮；当行人需要过马路时，则按下按钮X0（或X1），30s后主干道交通灯的变化为绿→黄→红（其中黄灯亮10s），当主干道红灯亮时，人行道从红灯转成绿灯亮，15s后人行道绿灯开始闪烁，闪烁5次后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。车道信号由状态S21控制绿灯（Y003）亮，人行横道信号由状态S30控制红灯（Y005）亮。,,图7-29人行横道交通灯控制,人过横道，应按路两边的人行横道按钮X000或X001，车道绿灯亮30秒后由状态S22控制车道黄灯（Y002）亮10秒，然后由状态S23控制车道红灯（Y001）亮5秒后，启动状态S31使人行横道的红灯变为绿灯（Y006）点亮。人行横道绿灯亮15秒后，由状态S32和S33交替控制横道绿灯进行0.5秒闪烁，闪烁5次，人行横道变为红灯亮，人行横道禁止通行。5秒后返回初始状态。,人行横道交通灯控制的状态转移图及程序如图7-30所示。在图中S33处有一个选择性分支，人行道绿灯闪烁不到五次，选择局部重复动作；闪烁五次后使横道红灯亮，车道绿灯亮。当PLC由STOP转入RUN时，初始S0为ON，这时车道绿灯Y3亮，人行道红灯Y5亮。,,按人行道按钮X0或X1时，进入到并行序列，S21和S30同时为ON，此时车道绿灯Y3亮，人行道红灯亮，红绿灯状态不变，30s后车道变为黄灯Y2亮，再过10s，车道红灯Y1亮，同时起动T2开始定时，5s后T2触点接通S31，人行道绿灯Y6亮，15s后人行道绿灯Y6开始闪烁，S32、S33每隔1s循环接通一次由计数器C0设定，若计数器没有记够5次，即T5C01，则跳到S32继续循环执行；若计数器已记够5次，即T5C01，则状态向S34转移，人行道红灯Y5亮，同时给计数器C0复位，5s后返回到初始状态。,,特殊用途数据寄存器,特殊用途数据寄存器是指写入特定目的的数据，或已事先写入特定内容的数据寄存器，其内容在电源接通时被置于初始值。一般初始值为零，需要设置时，则利用系统ROM将其写入。,变址寄存器FX2N系列PLC的变址寄存器V与Z同普通的数据寄存器一样，是进行数值数据的读入、写出的16位数据寄存器。V0～V7、Z0～Z7共有16个。,例如对于十进制数的软元件、数值（M、S、T、C、D、KnM、KnS、P、K），若V0＝K5，执行D20V0时，被执行的软元件编号为D25【D20＋5】；指定K30V0时，被执行的是十进制数值K35【K30＋5】。,文件寄存器FX2N系列PLC的数据寄存器D1000～D7999是普通停电保持用数据寄存器.,指针分支用指针（P）分支用指针的编号为P0～P127，用作程序跳转和子程序调用的编号，其中P63专门用于结束跳转。中断用指针（I）中断用指针与应用指令FNC03（IRET）中断返回、FNC04（EI）开中断和FNC03（DI）关中断一起使用有以下三类输入中断用与输入X000～X005对应编号为I00□～I50□，6点。定时器中断编号为I6□□、I7□□、I8□□，3点计数器中断编号为I010～I060，6点。,,,MPS、MRD、MPP指令,MPS指令将此时刻的运算结果送入堆栈存储。MPP指令各数据按顺序向上移动，将最上端的数据读出，同时该数据就从堆栈中消失。MRD指令是读出最上端所存数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。MPS指令与MPP指令必须成对使用，连续使用的次数应小于11。,,一段堆栈与ANB、ORB指令并用,