第6章FX3U系列PLC的步进顺控指令及编程方法6.1顺序功能图的组成6.2步进顺控指令及步进梯形图6.3SFC的流程控制6
.4顺序功能图编程实例顺序控制系统：如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才
能保证生产过程的正常运行，也称为步进控制系统。顺序控制设计法就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。这种设计方法很容易被初学者
接受，对于有经验的工程师，也会提高设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便。PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了大量
通用和专用的编程元件，开发了专门供编制顺序控制程序用的顺序功能图，使这种先进的设计方法成为当前PLC程序设计的主要方法。典型顺序控
制系统?6.1顺序功能图的组成主要由步、有向连线、转换条件和驱动负载组成。步步：矩形框表示步，方框内是该步的编号。编程时一般用
PLC内部编程元件来代表各步。初始步：与系统的初始状态相对应的步称为初始步。初始步用双线方框表示，每一个顺序功能图至少应该有一个初
始步。S0~S9为初始步专用状态器。活动步：当系统正处于某一步时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”。步处于活动时，相应的动作被
执行。步的划分将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，并且用编程元件来代表各步。步是根据PLC输出状态的变
化来划分的，在任何一步内，各输出状态不变，但是相邻步之间输出状态是不同的。有向连线与转换条件有向连线：将各步对应的方框按它们成为活
动步的顺序用有向线段连接起来，使图成为一个整体。有向线段的方向代表了系统动作的顺序。顺序功能图中，从上到下、从左到右的方向，有向线
段代表方向的箭头可以省略。转换条件：转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线的旁边。转换条件的确定使
系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换条件可能是外部输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通/断开等，也可能是PLC内部
产生的信号，如定时器、计数器触点的接通/断开等，转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。驱动负载驱动负载指每一步对应的工作
内容也用矩形框表示，它直接与相应步的矩形框相连。有的步根据需要可以不驱动任何负载，称之为等待步。6.2步进顺控指令及步进梯形图6
.2.1状态元件与步进顺控指令1、状态元件定义与种类状态器在步进顺控类的控制程序中起着重要的作用，它与步进指令STL配合使用，
采用十进制编号。状态器有无数个常开触点与常闭触点，编程时可随意使用；状态器不用于步进顺控指令时，可作辅助继电器使用。状态器同样有通
用状态器（S0~S499，共500点）和断电保持状态器，其比例分配可由外设设定。状态器有五种类型：初始状态器S0～S9共10点用
于顺序功能图的初始状态回零状态器S10～S19共10点用于自动回原点程序的顺序功能图通用状态器S20～S499共480点保持
状态器S500～S899共400点有断电保持功能报警用状态器S900～S999共100点用于外部故障诊断的输出（又称为报
警器）。2、步进顺控指令FX3U系列PLC的步进指令有两条：步进梯形图指令STL和步进返回指令RET。（1）步进梯形图指令(STL
)STL(StepLadderInstruction)：步进梯形图的开始指令。用于激活状态继电器S的步进常开接点，在顺控程序中
进行工序步进控制的指令。（2）步进返回指令（RET）RET(Return)：步进梯形图返回指令。用于返回程序的主母线，表示程序的结
束。6.2.2步进梯形图根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出顺序功能图。绘制顺序功能图是顺序控制设计法中最
为关键的一步。顺序功能图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形。6.2.2步进梯形图顺序功能图不涉
及所描述控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流。国际电工委员会1994年5月公
布的可编程控制器标准IEC1131—3中，将SFC（SequentialFunctionChart）确定为可编程控制器位居首
位的编程语言。各个PLC厂家都开发了相应的顺序功能图。梯形图的编制根据顺序功能图，按某种编程方式写出梯形图程序。如果PLC
支持顺序功能图语言，则可直接使用该顺序功能图作为最终程序。编程注意事项：（1）梯形图上只能用STL指令连接状态继电器S的步进接点
，有在步进接点后建立子母线的功能，以使该状态所有操作均在子母线上进行。在编程软件中画STL梯形图时，亦用STL指令的输入方法表示状
态继电器S的步进接点。（2）在步进接点之后的其它继电器的接点用LD或LDI指令。编程注意事项：（3）在步进顺控程序执行完毕时，非
顺控程序的操作在主母线上完成，为防止出现逻辑错误，状态转移程序的结尾必须使用RET指令。（4）在不同状态，允许相同编号的输出线圈和
定时器线圈的使用，即不同时驱动的双线圈输出是允许的。但定时器线圈不能用于相邻的状态，否则状态转移时定时器线圈不能断开，当前值不能复
位。编程注意事项：（5）在某一状态下有多个输出时，应遵循连续输出格式。（6）在STL图中，不能使用MC/MCR指令，亦不能在ST
L内母线中直接使用MPS/MRD/MPP指令，应在LD/LDI指令后编制程序。（7）在中断程序和子程序内，不能使用STL指令。（
8）配合FC编程有几个特殊辅助继电器，如M8000运行监视、M8002初始化脉冲、M8040禁止转移、M8046STL动作、M8
047STL监视有效。6.3SFC的流程控制单序列顺序功能图：单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅接有一个转换条件
，每一个转换条件的后面只有一个步。选择性分支与汇合流程：如果某一步的转换条件由于需要超过一个，每个转换条件都有自己的后续步，而转换
条件每时每刻只能有一个满足。选择的开始称为分支，选择的结束称为合并。分支、合并处的转换条件应该标在分支序列上。6.3SFC的流
程控制图6-4单序列顺序功能图图6-5中，X0、X1同时只有一个选择性分支。X0、X1不同时接通，每次只有一条分支电路被执行。汇
合状态S23可由S21、S22中任意一个驱动。图6-5(b)为与SFC图对应的STL图。（a）SFC图（b）STL图图6-5选
择性分支与汇合电路编程并行性分支与汇合流程：并行序列的开始称为分支，当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。
为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。并行序列的结束称为合并，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。（a）SFC图
（b）STL图跳转、重复与复位流程：跳转与重复流程编程时用OUT指令代替SET指令即可。向本状态转移称为复位，复位处状态用RS
T指令编程。设计顺序功能图应注意的问题两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它
们隔开。顺序功能图应该是一个或两个由方框和有向线段组成的闭环。设计顺序功能图应注意的问题功能表图中初始步是必不可少的，否则，系统
没有停止状态。只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能变成活动步。PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0”状态，因此
必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步，否则顺序功能图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。6.4顺序功能图编程实例例6-
1.三相异步电动机Y—△降压启动控制（单序列举例）用常开按钮在X0、X1端口控制启动和停止，Y0、Y1、Y2端口分别控制电源接触
器、星形接触器及三角接触器。1.获得启动信号后，进入第一步。此步Y0、Y1应该为ON，电动机星形启动，同时定时器T0开始计时，时
间到后转入第二步。2.在第二步中，Y0应该继续为ON，Y1应该为OFF，并启动定时器T1开始计时（星角切换的时间），时间到后转入第
三步。6.4顺序功能图编程实例例6-1.三相异步电动机Y—△降压启动控制（单序列举例）用常开按钮在X0、X1端口控制启动和停
止，Y0、Y1、Y2端口分别控制电源接触器、星形接触器及三角接触器。3.在第三步中，Y0应该继续为ON，Y2也应该为ON，电动机
角接正常工作。停止信号X1为ON后，返回到初始步。4.S0为初始等待步，S20～S22代表一个周期的三步。例6-2.运料小车的控制
（选择序列举例）控制要求：（1）按下SB1后，小车由SQ1处前进到SQ2处停6s，再后退到SQ1处停止。（2）按下SB2后，小车
由SQ1处前进到SQ3处停9s，再后退到SQ1处停止。例6-2.运料小车的控制（选择序列举例）统计输入、输出信号，分配端口，得图
所示的外部接线图。按动SB1和按动SB2是两种不同的运行方式，为避免同时按动SB1和SB2导致X0、X1一个周期内同时为ON，从按
钮上进行了互锁。SB1和SB2决定了两种不同的工作方式，而小车每时每刻只能工作在一种状态下，所以系统符合选择序列的特点。初始步S0
后有两个后续步S20、S30供选择。不论何种工作方式，系统都要求小车在原位（压下SQ1）出发，所以S0的两个后续步转换条件都有X2
。转换条件X0?X2表示X0和X2同时为ON，即SQ1被压情况下按下SB1。X1?X2表示SQ1被压情况下按下SB2。初始步S0为
ON时，如果X0、X2为ON，将执行左边的序列；如果X1、X2为ON，将执行右边的序列。S0的STL触点后有两个并联电路，用来指明各转换条件和转换目标。S40步之前是选择序列的合并，S21为活动步，转换条件T0满足，或者S31为活动步，转换条件T1满足，都会使S40变为活动步。S21和S31的STL触点驱动的电路中的转换目标都是S40。系统从最后一步返回初始步时，既可以对初始步对应的状态使用OUT指令，也可以使用SET指令。例6-3.十字路口交通灯的控制（单序列和并行序列） |
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