4_可编程控制器与顺序控制(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 可编程控制器与顺序控制,4,.,1,顺序控制及其描述,4,.,2,状态转移图与步进梯形图,4,.,3,单流程的顺序控制,4.4,复杂流程的顺序控制,1,4.1,顺序控制及其描述,4.1.1,顺序控制,采用前面所讲的继电器逻辑来编制程序，最大的优点是电路工作原理比较直观，但这种程序方式对步进控制的设计就很困难，电路工作原理不易理解。功能图就是针对这一问题而产生的。,特点：,能够把复杂的控制转化为按顺序逐步（状态）完成。在基本指令的基础上，增加了两条步进顺控指令，,STL、RET，,配合使用的是状态元件。,处理方法：,控制过程分为不同的状态，在一个状态下，要完成一个或几个操作，当满足状态转移条件时，就跳转到下一个工作状态，执行下面的不同操作。,2,4.1,顺序控制及其描述,4.1.2,顺序控制定义,定义：在,PLC,的实际应用过程中，经常会遇到一些要求顺序动作的过程。这种过程要求前一个动作结束之后方能进行下一个动作。这种过程称为步进顺控。,国家标准（试行草案）,:,“,根据预先规定的程序或条件，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制，称为顺序控制。控制过程中由逻辑规则所决定的信息传输与转换所具有的次序，就是顺序,”,。,设计思想：引入了状态转移图，步进顺控程序根据状态图进行编制。,优点：每个状态都有一个相对独立的任务及相关的控制信号，,不用同时考虑其它的状态,，使编程简单直观、不易出错。,3,4.1,顺序控制及其描述,4.1.3,顺序控制与功能流程图,顺序控制的具体解释：若一个工作过程可以划分成,0,n,个阶段，工作过程初始时处于第,0,个阶段（停止阶段），工作过程开始后，自动进入第,1,个阶段，同时第,0,个阶段结束；当第,2,个阶段的开始条件（第,1,个阶段的结束条件）满足，自动进入第,2,个阶段，同时第,1,个阶段结束；,当第,n,个阶段的开始条件（第,n,1,个阶段的结束条件）满足，自动进入第,n,个阶段，同时第,n,1,个阶段结束；当第,n,个阶段的结束条件满足，则进入第个阶段（停止，待再次启动后开始新的循环），或直接进入第个阶段（从第个阶段开始自动进行新一轮循环），同时第,n,个阶段结束。按这样的方式进行的工作过程称为,顺序工作过程,，对顺序工作过程进行控制就是,顺序控制,，顺序工作过程中各个工作阶段的先后关系（衔接方式）就是,顺序,。,4,4.1,顺序控制及其描述,4.1.3,顺序控制与功能流程图,顺序工作过程中的一个工作阶段称为一个,步,，其中第个阶段是停止阶段，该阶段一般称为,初始步,，其余各阶段称为,工作步,。从一步过渡到另一步称为,转移,，而一个步结束（下一个步开始）的条件称为,转移条件,。每个步中都可能会有一些电器通电，每步中工作的电器称为该步的,负载,。,只要知道一个顺序控制过程的步、转移、转移条件和负载，就可以清楚地描述顺序控制过程。通常，顺序控制过程用功能流程图来描述，,功能流程图,就是用步、转移、转移条件和负载来描述顺序控制过程的一种流程图。,5,4.1,顺序控制及其描述,4.1.4,功能流程图的绘制,1.,一个功能流程图至少要有一个初始步；,2.,顺序控制过程的所有步按控制过程的进行顺序从上到下画在一条竖带上，表示步的矩形框内写步的名称；,3.,步与步不能直接相连，必须用转移分开；,4.,转移与转移不能直接相连，必须用步分开，转移目的地明确时用,“,”,表示转移，转移目的地会产生歧义时用,“,”,表示转移；,5.,转移条件画在转移上，即表示转移条件的,“,”,画在表示转移的,“,”,或,“,”,上，二者垂直（如 ），在,“,”,旁写上转移条件的名称；,6.,负载画在步的右边，连到相应的步上。当一个负载要在连续几步内工作时，则该负载仅画在其开始通电的步中（旁边注明,“,通电并保持,”,）和结束通电的步中（旁边注明,“,复位,”,）。,绘制功能流程的图形符号,6,4.1,顺序控制及其描述,4.1.5,功能流程图的循环方式,7,4.2,状态转移图与步进梯形图,4.2.1,概念,状态转移图就是用步、转移、转移条件、负载来描述顺序控制过程的一种图形。是功能流程图在可编程控制器上的具体实现,。,完成状态转移图后，即可根据状态转移图导出步进梯形图（也称,STL,图）。,步进指令,STL,（,步进触点指令）,RET,（,步进返回指令）,STL,和,RET,指令只有与状态器,S,配合才能具有步进功能。例如：,STL S200,表示状态常开触点，称为,STL,触点（步进触点）,，它在梯形图中的符号为 ，它没有常闭触点,8,4.2,状态转移图与步进梯形图,4.2.2,步进顺控指令,的使用说明,1）,STL,触点是与左侧母线相连的常开触点，,STL,触点接通，则对,应的状态为活动步；,2）与,STL,触点相连的触点用,LD,或,LDI,指令，执行完,RET,后返回左,母线；,3）,STL,触点可直接驱动或通过别的触点驱动,Y、M、S、T,等元件,的线圈；,4）,PLC,只执行活动步对应的电路，,所以使用,STL,指令时允许双线,圈输出,；,5),STL,触点驱动的电路块中不能使用,MC,和,MCR,指令，但可以用,CJ,指令（最好不要使用）；,6)在中断程序和子程序内，不能使用,STL,指令。,9,4.2,状态转移图与步进梯形图,4.2.3,例子,例,1,：某机床上的液压滑台及其驱动系统如图所示，液压滑台的控制就是顺序控制。初始时，滑台停在,SQ1,处；按下启动按钮,SB,后，电磁铁,YA1,和,YA3,通电，,YA2,断电，滑台离开,SQ1,处，快速移向,SQ2,；当滑台上的挡铁碰到,SQ2,时，,YA1,继续通电，但,YA3,、,YA2,断电，滑台放慢速度，开始加工过程，滑台移向,SQ3,；当滑台移至,SQ3,处时，,YA2,通电，,YA1,和,YA3,断电，滑台快速退回，当退至,SQ1,处时，,YA2,、,YA1,和,YA3,均断电，滑台停止运动。当再次按下,SB,时，滑台重复上述过程，其工作过程如图所示。试设计其控制电路。,10,例,1,：,11,例,1,：,KM,12,例,1,：,液压滑台顺序控制的功能流程图,液压滑台的状态转移图,13,例,1,：,0 LD M8002,1 SET S0,2 STL S0,3 LD X000,4 SET S10,5 STL S10,6 SET Y001,7 OUT Y003,8 LD X002,9 SET S11,10 STL S11,11 LD X003,12 SET S12,13 STL S12,14 RST Y001,15 OUT Y002,16 LD X001,17 OUT S0,18 RET,19 END,14,练习：彩灯控制的步进梯形图编程,1,、红灯亮,1s,2,、黄灯亮,1s,3,、绿灯亮,1s,4,、三灯一起亮,1s,5,、三灯一起灭,1s,返回,1,15,4.3,单流程的顺序控制,4.3.1,例子（,机械手的控制,）,机械手的控制,下限位,X1,手夹紧,X2,手向下,Y1=,ON,手夹紧,Y2=ON,手向上,Y3=,ON,工件,上限位,X3,16,X0,启动开关，,X1,下限位开关，,X2,机械手夹紧检测，,X3,上限位开关。,手向下时,Y1,ON,手夹紧时,Y2,ON,手向上时,Y3,ON,工序为：启动手向下至下限位夹紧检测是否夹紧手向上运行至上限位停止。其工作过程为,步进过程,，即第一步工序结束就是第二步的开始，或者说第二步的开始信号也就是第一步的结束信号，其功能流程图如图,4-1,所示。工作过程一步一步顺序进行，即步进工作控制过程。步进控制又可分为顺序过程控制、选择分支过程控制、并行分支及合并过程控制等几种类型。,17,X3,接通自动,关闭过程,2,同,时将整个步,进过程结束,X1,接通自动,关闭过程,0,，同,时启动过程,1,X0,接通自动,启动过程,0,（顺序控制）,过程,0,Y1,（手向下）,X0,X1,过程,1,Y2,（手夹紧）,过程,2,Y3,（手向上）,X2,X3,结束,X2,接通自动,关闭过程,1,，同,时启动过程,2,图,4.3.1,功能流程图,18,图,4-75,顺序控制步进过程时序图,X0,X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,图,4.3.2,顺序控制时序图,19,4.3,单流程的顺序控制,4.3.2,例子（,机械手,2,的控制,）,例,3,：搬运纸箱的机械手如图所示。机械手的主要运动机构是升降气缸和回转气缸。,升降挡铁初始时处于行程开关,SQ1,处，吸盘在,A,处正上方。系统启动后，如果光电开关,TD,检测出,A,处有纸箱，则升降气缸使机械手的升降杆下降，当升降挡铁碰到行程开关,SQ2,时，吸盘恰好接触到纸箱上表面，继续让升降杆下降，以挤出吸盘和纸箱表面围成的空腔内的空气，形成负压。持续几秒钟，升降杆停止下降，升降气缸使升降杆上升，吸盘带着纸箱上升，当升降挡铁碰到,SQ1,时，停止上升。回转气缸使回转臂顺时针转,180,，吸盘运动至,B,处正上方，回转挡铁碰到行程开关,SQ4,时停止回转，吸盘下降，当升降挡铁碰到,SQ2,时，停止下降，并且停止几秒钟，这时，电磁阀,HF3,开启，吸盘放松纸箱。之后，吸盘上升，当升降挡铁碰到,SQ1,时，吸盘逆时针转,180,回到,A,处正上方，回转挡铁碰到行程开关,SQ3,时停止回转，如果,TD,未检测出,A,处有纸箱，则机械手停止等待；若,TD,检测出,A,处有纸箱，则机械手重复上述工作过程。试设计该机械手的控制系统。,20,例,3,：,21,例,3,：,22,机械手的工作阶段及负载,I/O,端子分配结果,机械手控制过程进行顺序,23,例,3,：,24,例,3,：,25,例,3,：,26,例,3,：,27,4.4,单流程的顺序控制,4.4.1,选择结构,根据特定过程的运行结果和动作需要有选择的切换到下一个过程，每一个过程循环执行直到任务完成。,在一个过程进行时，可用两个或多个指令分别触发不同的过程，哪一个过程被触发，取决于过程执行的情况（条件满足者即被触发）。,28,4.4,单流程的顺序控制,4.4.1,选择结构,过程,0,Y1,过程,1,过程,2,过程,3,X0,X2,X1,X3,X4,Y3,Y2,Y4,X5,结 束,分支,1,分支,2,在过程,0,进行,中,X1,闭合选择分,支,1,执行,在过程,0,进,行中,X2,闭合选,择分支,2,执行,29,4.4,单流程的顺序控制,4.4.2,并列分支与汇合控制,一个过程的结束同时可触发多个过程，每个分支过程都完成了各自的任务后，又重新合并在一起转换到下一个过程。（每个过程独立，但其起始条件相同）,30,4.4,单流程的顺序控制,4.4.2,并列分支与汇合控制,结 束,X3,接通,同时关闭过程,2,、,3,。启动,过程,4,过程,0,过程,3,过程,4,过程,2,过程,1,X0,Y1,X1,Y2,Y3,Y4,X3,Y5,X2,X4,分支,1,分支,2,X1,接通分支,1,、,2,同时被启,动，并行运行,31,4.4,单流程的顺序控制,4.4.3,思考,1,S20,Y1,S21,S22,X2,X1,X3,X4,Y3,Y2,X0,32,4.4,单流程的顺序控制,4.4.3,思考,2,S20,X0,S30,X3,S22,X2,S21,X1,33,4.4,单流程的顺序控制,4.4.4,循环控制过程,循环实际上也是跳转（有时状态的转移是不连续的，根据工艺流程要求，要向较远的状态转移。这种转移一般称为状态的跳转），只是反复跳转直到某个条件满足为止。,注意：所有的跳转都必须用,out,指令驱动，不能用,set,指令。这是跳转和转移的跟本区别。,看,p103,34,4.4,单流程的顺序控制,4.4.4,循环控制过程,过程,0,过程,3,过程,4,过程,2,过程,1,X0,Y1,X1,Y2,Y4,Y3,X3,Y5,X2,X4,35,4.4,单流程的顺序控制,4.