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2023-06-22
1.顺序功能图(SFC)
所谓顺序控制,就是按照生产工艺所要求的动作顺序,在各个输入信号的作用下,根据内部的状态和时间顺序,使生产过程的各个执行机构自动地、有秩序地进行操作的控制过程。
一个顺序控制系统的程序设计,首先要根据系统的控制要求,设计功能图,再根据梯形图的启动优先或停止优先的基本控制形式,将功能图转换为梯形图。
功能图是一种用状态继电器S来表示的顺序状态转移图,是FX系列PLC专门用于编制顺序控制程序的一种语言。
(1)功能图三要素。功能图是一种描述顺序控制系统的图形说明语言。它由步、转移条件及有向线段组成。
根据控制系统输出状态的变化,将每一个工作周期划分为若干个相连的阶段,这些阶段称为步。步是控制过程的一个特定状态,分为初始步和工作步。初始步表示一个控制系统的初始状态,用双线框表示。一个控制系统必须有一个初始步,它可以没有具体要完成的动作。工作步完成一个或多个特定的动作,用单线框表示。
步与步之间用有向线段连接,表示状态转移的方向。当转移方向从上至下,从左至右时,箭头可以省略。
在有向线段上用一个或多个小短横线表示一个或多个转移条件。当转移条件满足时,可以实现由上一步转移到下一步的控制,称为步进控制。当前正被执行的步称为活动步。
(2)状态转移的实现。任何一个顺序控制过程都可分解为若干步骤,每一步就是控制过程中的一个状态,所以顺序控制的动作流程图也称为状态转移图,状态转移图就是用状态(工步)来描述控制过程的流程图。
在状态转移图中,一个完整的状态必须包括以下内容。
①该状态的控制元件。
②该状态所驱动的对象。
③向下一个状态转移的条件。
④明确的转移方向。
状态转移的实现,必须满足两个方面:一是转移条件必须成立,二是前一步当前正在进行。二者缺一不可,否则程序的执行在某些情况下就会混乱。
(3)画状态转移图的一般步骤。
①分析控制要求和工艺流程,确定状态转移图结构(复杂系统需要)。
②工艺流程分解若干步,每一步表示一稳定状态。
③确定步与步之间转移条件及其关系。
④确定初始状态(可用输出或状态器)。
⑤解决循环及正常停车问题。
⑥急停信号的处理。
2.顺序功能图的编程元件——状态继电器(S)
状态继电器S是构成状态转移图的基本元素,是可编程控制器的软元件之一。FX2N共有1000个状态元件,在状态转移图中,每个状态分别采用连续的、不同的状态继电器表示。FX2N系列PLC的状态继电器的分类、编号、数量及功能如表11-2所示。
表11-2 FX2N的状态元件
步进指令相关内容如下。
FX系列PLC除基本指令外,又增加了2条步进指令:STL和RET。
(1)STL:步进梯形图开始指令。用于状态器S的动合触点与左母线的连接。STL指令与状态器S一起使用控制步进过程中的每一步,其状态器的编号为S0~S999,共1000点。状态器S只有动合触点形式,在步进梯形图中用双线表示。在SET指令作用下状态器S被置位,其常开触点闭合。
格式:
操作元件:状态继电器S。
(2)RET:步进结束指令,在步进指令结束时使用,用于步进触点返回母线。
格式:
操作元件:无。
步进指令应用如图11-2所示。
图11-2 步进指令梯形图
使用说明如下。
①接在STL指令后面的起始触点用LD/LDI指令。
②每一个状态转移条件由LD/LDI指令引入,在STL指令后面出现RET指令,表明步进控制过程结束。
③状态的转移使用STL指令。
④由于CPU只执行活动步中对应的程序,因此在状态转移图中允许双线圈输出。状态继电器S在状态转移图中不能重复使用。
⑤在活动状态的转移中,相邻两个状态的状态继电器会同时在一个扫描周期中处于ON状态,可能引发瞬时双线圈输出问题。因此,同一编号的定时器可以在不同的状态中使用,但是不能在相邻的状态中。
⑥STL和RET必须成对使用。这是一对步进开始和结束指令。在一系列的STL后,一定要加上RET指令。
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