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PLC步进顺序控制指令在运料小车控制线路中的应

来源：艾特贸易2017-06-05

简介在自动化生产线上经常使用运料小车，如图 4-1 所示，货物通过运料小车 M 从 A 地运到 B 地，在 B 地卸货后小车 M 再从 B 地返回 A 地待命。本文艾特贸易网小编主要利用步进指令来解决

在自动化生产线上经常使用运料小车，如图4-1所示，货物通过运料小车M从A地运到B地，在B地卸货后小车M再从B地返回A地待命。本文艾特贸易网小编主要利用步进指令来解决运料小车的自动控制，以满足动作要求。

运料小车示意图

图4-1 运料小车示意图

一、顺序控制的概念

所谓顺序控制，就是按照生产工艺所要求的动作规律，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。在实现顺序控制的设备中，输入信号一般由按钮、行程开关、接近开关、继电器或接触器的触点发出，输出执行机构一般是接触器、电磁阀等。在顺序控制中，生产过程是按顺序、有步骤地连续工作，因此，可以将一个较复杂的生产过程分解成若干个步骤，每一步对应生产过程中一个控制任务，也称为一个工步（或一个状态）。在顺序控制的每个工步中，都应含有完成相应控制任务的输出机构和转移到下一工步的转移条件。

在顺序控制中，生产工艺要求每一个工步必须严格按规定的顺序执行，否则将造成严重后果。为此，顺序控制中每个状态都要设置一个控制元件，保证在任何时刻，系统职能处于一种工作状态。FX系列PLC中规定状态继电器为控制元件，状态继电器有S0～S899共900个点，其中，S0～S9作为初始状态的专用继电器；S10～S19作为回零状态的专用继电器；S20～S899为一般通用的状态继电器，可以按顺序连续使用。

当顺序控制执行到某一工步时，该工步对应的控制元件被驱动，控制元件使该工步所有输出机构动作，完成相应的控制任务。当向下一个工步转移的条件满足时，下一个工步对应的控制元件被驱动。同时，该工步对应的控制元件自动复位，完成一个工步的控制任务。例如三相异步电动机Y-△降压启动控制，就可以看做是简单的顺序控制过程，其控制过程的状态转移图如图4-2所示。

状态转移图

图4-2 状态转移图

在Y-△降压启动控制过程中，输入信号由启动按钮SB1和停止按钮SB2发出，输出执行机构是KM、KMY和KM△三个接触器。获得启动信号后，进入第一工步，接触器KM线圈得电并自锁，将电动机电源接通。这一工步完成后，第一工步停止，转移到第二工步，但因KM自锁，接触器KM线圈继续得电并自锁，将电动机定子绕组接成Y连接。这一工步完成后，第二工步停止，转移到第三工步，……直至到最后一个工步。在最后一个工步中，接触器KM和KM△都断开，电动机停止运转。

从图4-2可以看出，每个方框表示一步，方框之间用带箭头的直线相连，前头方向表示工步转换方向。按生产工艺过程，将工步转换条件写在直线旁边，工步的转换条件是上一步的执行结果，也是下一步的前提。在每个方框的右边，给出该工步所控制的输出执行机构。

由以上分析可知顺序控制具有以下特点。

(1)每个工步（或状态）都应分配一个控制元件，确保顺序控制正常进行。

(2)每个工步（或状态）都具有驱动能力，能使该工步的输出执行机构动作。

(3)每个工步（或状态）条件满足时，都会转移到下一个工步，而旧工步自动复位。

二、状态流程图

顺序控制程序是按一定的顺序动作，动作的重复较多，步进指令编写能方便程序的设计，增强程序的阅读性。对较复杂的顺序控制进行编程，首先要根据控制过程画出状态流程图，然后用步进指令实现。

任何一个顺序控制过程都可分解成若干个步骤，每一工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流程图。状态流程图就是利用状态来描述控制过程的流程图。

在状态流程图中，一个完整的状态必须包括：

(1)该状态的控制元件；

(2)该状态所驱动的负载，它可以是输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T和计数器C等；

(3)向下一个状态转移的条件，它可以是单个常开触点或常闭触点，也可以是各类继电器触点的逻辑组合；

(4)明确的转移方向。

状态流程图

图4-3 状态流程图

图4-3所示为状态流程图中一个完整的状态。从图中可看到，用方框表示一个状态，框内标明该状态的控制元件编号，状态之间用带箭头的线段连接，线段上垂直的短线及其旁边的标注表示状态转移的条件，方框的右边为该状态的输出信号。

图4-3中，当状态继电器S20接通时，顺序控制进入该状态。输出继电器Y0被驱动，如果X3常开触点闭合，则输出继电器Y1也被驱动；通过指令SETY2，使输出继电器Y2置位并自锁，定时器T0线圈被驱动，开始定时。当10s的延时时间一到，T0常开触点闭合。假如X2的常开触点也是闭合的话，转移到下一步的条件(T0·X2“与”)满足，顺序控制转移到下一状态。转移到S21新状态后，老状态S20自动复位断开，这一状态下的动作停止，Y0、Y1和T0也都随之复位，Y2因SET指令的作用，仍保持接通状态，只有在后续动作中，用RST指令才能使Y2复位。

三相异步电动机Y-△降压启动控制过程的状态流程图如图4-4所示。

三相异步电动机Y-△降压启动控制过程的状态流程图

图4-4 三相异步电动机Y-△降压启动控制过程的状态流程图

初始状态是状态转移的起始位置，也就是准备阶段。一个完整的状态流程图必须要设置初始状态。图4-4中，S0为初始状态，用双线框表示。从图中可看出进入初始状态S0有两种情况：一种情况是PLC开机后，特殊继电器M8002常开触点闭合一个扫描周期，使转移条件满足进入S0状态；另一种情况是S25状态中，RST复位指令执行后，Y0与Y2的常开触点闭合，使转移条件满足，由S25状态转移到S0初始状态，为下一次电动机Y-△降压启动作准备。两种情况是“或”逻辑关系，所以用并列的两个带箭头的线段表示。