022课题七顺序控制法及状态转移图71.doc

课题七 顺序控制法编程（一） 步进梯形图指令编程方法 目标：1、了解顺序控制设计方法及具体的编程方法 2、掌握状态转移图的组成、写法及用法。 3、掌握步进梯形图指令进行编程的方法。 4、能利用步进梯形图指令进行较复杂的控制要的程序设计与调试。 理论7.1 顺序控制法及状态转移图 问题的引入 请看下面的小车控制要求： 其一个工作周期的控制工艺要求如下: 按下启动按钮,台车前进,碰到SQ2后停2秒后小车后退. 小车后退到SQ1后,小车停止,停3秒后小车第二次启动前进,碰到SQ3后停2秒后小车再次后退. 小车后退到SQ1时,小车停止 . 上述的控制要求用经验编程法是可以编制出来的。但编制过程中程序要对SQ1是第一次压合还是第二次压合进行判断，更为重要的是在普通的编程方法中同一编号的输出线圈只能在一个程序中出现一次，因此对这一控制要求需要经过一些较复杂的逻辑设计才能将程序设计出来。用经验设计法设计程序存在下面的一些问题： 1、经验设计法没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性。 2、在对复杂系统进行设计时，由于涉及的联锁关系复杂，需要考虑的因素较多，而且它们往往交织在一起。所以，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些该考虑的问题。同时，在修改某一局部程序时，可能对其它部分产生意想不到的影响，有时会出现花了很长时间还得不到一个满意的结果的情况。 3、经验设计法设计出来的程序可读性很差，很难从梯形图中看出具体的控制工艺过程，给系统的维修和改进带来很大的困难。 从以上可以看出，利用经验设计法设计较复杂的程序时，对程序设计人员的要求很高，并且程序设计需要的时间也会很长。解决上述问题的方法就是利用顺序控制设计法来设计程序。 顺序控制设计法 （一）顺序控制设计法的概念 所谓顺序控制，就是按照生产工艺规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序在生产过程中各个执行机构自动的、有序的进行动作。 （二）顺序控制设计法的一般思想 将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各个状态的功能以及每个状态之间的顺序关系，将这些状态联系起来，形成状态转移图，进而根据状态转移图编写出梯形图或指令表。 （三）顺序控制法的优点 1、顺序控制法有一套比较固定的方法和步骤可以遵循。初学者很容易学习这种方法，经过几个典型的题目的练习后就可以基本掌握这种设计方法。 2、采用这种方法设计出的程序没有太多的因素限制，并且程序从整体看层次非常清晰，给维护和更改带来很大的方便。 3、采用这种方法设计程序可以大大提高设计的效率，节省宝贵的时间表。例如一个复杂的系统程序如果用经验设计法设计需要用一个星期的话，那么用顺序控制法设计也许在一天内就可以完成。 （四）顺序控制法的具体方法 根据所使用的指令和继电器的不同，顺序控制法共有三种 1、用步进梯形图指令STL及状态元件S设计程序的方法 2、用基本逻辑指令及辅助继电器M设计程序的方法 3、用置位/复位指令（SET/RST）设计程序的方法。 本课题重点介绍第一种方法。 二、状态转移图（即SFC图Sequential Function Chart） (一)顺序控制设计法的首要工作 在顺序控制设计法的三个具体方法中，无论使用哪一种方法，均应先把状态转移图（SFC图）绘制出来。 （二）状态转移图与梯形图及指令表的关系 1、状态转移图和梯形图及指令表一样也是一种编程语言，在一些支持状态转移图的PLC机型中（如三菱FX2N系列）是可以直接输入的。 2、在支持状态转移图的PLC机型中（如三菱FX2N系列）状态转移图和梯形图及指令表是可以互相转换的。见下图 （三）状态转移图在顺序控制设计法中的地位 在利用顺序控制法设计程序时，只要将状态转移图准确无误的绘制出来，可以说程序设计已经完成了80%，其余的工作只是一些转换的工作而已。 （四）状态转移图的绘制方法 现在我们通过对上面的小车控制来讲解一下状态转移图的绘制方法。通过分析我们可以把小车的控制分解若干个相互关联的步骤，见下图 1、从上图中我们可以看到，在顺序控制的每个步骤中都应包含有完成相应控制任务的输出执行机构和转移到下一步骤的转移条件。 2、在顺序控制中，生产工艺要求每一个步骤必须严格按规定的顺序执行，否则将造成严重的后果。为此，在顺序控制中每个步骤都应设置一个控制元件以保证在任何时刻，系统只能处于一种工作状态。在三菱FX系列PLC中这种控制元件就是状态继