任務(wù)一三種液體混合的PLC控制項目三FX5UPLC步進梯形圖指令的編程及應(yīng)用對生產(chǎn)原料的混合操作是化工、食品、飲料、制藥等行業(yè)必不可少的工序之一。而采用PLC對原料混合操作的裝置進行控制具有自動化程度高、生產(chǎn)效率高、混合質(zhì)量高和適用范圍廣等優(yōu)點，其應(yīng)用較為廣泛。液體混合有兩種、三種或多種，多種液體按照一定的比例混合是物料混合的一種典型形式，本任務(wù)主要通過三種液體混合裝置的PLC控制來學(xué)習(xí)順序控制單序列編程的基本方法。一、任務(wù)導(dǎo)入項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制（一）步進繼電器（S元件）二、知識準備項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制步進繼電器是一種在步進順序控制的編程中表示“步”的繼電器，它與后述的步進梯形圖開始指令STL組合使用；步進繼電器不在順序控制中使用時，也可作為普通的內(nèi)部繼電器使用，且具有斷電保持功能，或用作信號報警用，用于外部故障診斷。FX5U

PLC共有步進繼電器4096點（S0～S4095）。步進繼電器有五種類型：初始步進繼電器、返回步進繼電器、通用步進繼電器、斷電保持步進繼電器、報警用步進繼電器。FX5UPLC步進繼電器見表3-1。表3-1FX5UPLC步進繼電器一覽表注意：項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制類型步進繼電器編號點數(shù)功能初始步進繼電器S01各個操作初始化狀態(tài)S11原點復(fù)位初始化狀態(tài)S21自動運行初始化狀態(tài)S3～S97可以自由使用返回步進繼電器S10～S1910用IST指令時原點返還通用步進繼電器S20～S499480用在SFC中間狀態(tài)斷電保持步進繼電器S500～S899S1000～S40953496用于來電后繼續(xù)執(zhí)行停電前狀態(tài)的場合，其中S500～S899可以通過參數(shù)設(shè)定為一般步進繼電器報警用步進繼電器S900～S999100可用作報警組件用1）步進繼電器與內(nèi)部繼電器一樣有無數(shù)對常開和常閉觸點。2）FX5UPLC可通過程序設(shè)定將S0～S499設(shè)置為有斷電保持功能的步進繼電器。

順序功能圖的定義

順序功能圖的組成要素

步

（二）順序功能圖項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制順序功能圖又稱狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC，它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，是用步（或稱為狀態(tài)，用步進繼電器S表示）、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移條件、負載驅(qū)動來描述控制過程的一種圖形語言。主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移條件和動作五個要素組成。SFC中的步是指控制系統(tǒng)的一個工作狀態(tài)，為順序相連的階段中的一個階段。項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制步又分為初始步、一般步和活動步，也稱為初始狀態(tài)、一般狀態(tài)和活動狀態(tài)。圖3-1順序功能圖a）運動示意圖b）順序功能圖

有向連線轉(zhuǎn)移用與有向連線垂直的短劃線表示，轉(zhuǎn)移將相鄰兩步分隔開。轉(zhuǎn)移條件是與轉(zhuǎn)移相關(guān)的邏輯命題。轉(zhuǎn)移條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表達式或圖形符號標注在表示轉(zhuǎn)移的短劃線旁邊。當條件得到滿足時，轉(zhuǎn)移得以實現(xiàn)。在每一步中，施控系統(tǒng)要發(fā)出某些“命令”，即控制要求，而被控系統(tǒng)要完成相應(yīng)的某些“動作”，即完成控制要求的程序，通常把“命令”和“動作”都稱為動作。

命令和動作有向連線是步與步之間的連接線。它表示了SFC的各個狀態(tài)之間成為活動步的先后順序。

轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移條件項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制圖3-2多個動作的表示方法項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制在SFC中，命令和動作是用相應(yīng)的文字和符號（包括梯形圖程序行）寫在狀態(tài)矩形框的旁邊，并用直線與狀態(tài)框相連。如果某一步有幾個命令和動作，可以用圖3-2所示的兩種畫法來表示，但是圖中并不隱含這些動作之間的任何順序。狀態(tài)內(nèi)的動作有兩種情況，一種稱之為非保持性，其動作僅在本狀態(tài)內(nèi)有效，沒有連續(xù)性，當本狀態(tài)為非活動步時，動作全部OFF；另一種稱之為保持性，其動作有連續(xù)性，它會把動作結(jié)果延續(xù)到后面的狀態(tài)中去。

順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)

圖3-4選擇序列結(jié)構(gòu)圖3-3單序列結(jié)構(gòu)圖3-5并行序列結(jié)構(gòu)項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制X5X4X3X10X5X1X2S20S21S22S23X5X1X2X4X3S0S20S21S22X2X4X3X10X1S24S25S26S27a）跳步序列b）重復(fù)序列c）循環(huán)序列圖3-6跳步、重復(fù)和循環(huán)序列項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制

功能圖中轉(zhuǎn)移實現(xiàn)的基本規(guī)則

轉(zhuǎn)移應(yīng)完成的操作

轉(zhuǎn)移實行的條件1）該轉(zhuǎn)移所有前級步必須是活動步。2）對應(yīng)的轉(zhuǎn)移條件成立。如果轉(zhuǎn)移的前級步或后級步不止一個，轉(zhuǎn)移的實現(xiàn)稱為同步實現(xiàn)，如圖3-7所示。圖3-7轉(zhuǎn)移的同步實現(xiàn)項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制1）使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)移符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬健?）使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)移符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬健?/p>

繪制順序功能圖的注意事項項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制1）兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)移將它們隔開。2）兩個轉(zhuǎn)移也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。3）順序功能圖中的初始步一般對應(yīng)于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，初始步可能沒有輸出執(zhí)行，但初始步是必不可少的。如果沒有該步，則無法表示初始狀態(tài)，系統(tǒng)也無法返回初始狀態(tài)。4）自動控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過程，順序功能圖應(yīng)是一個閉環(huán)。5）在順序功能圖中，只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。初始歩一般用初始化脈沖SN402的常開觸點作為轉(zhuǎn)移條件。名稱助記符功能梯形圖表示FBD/LD表示ST表示目標元件步進梯形圖開始STL步進梯形圖開始不支持不支持S步進梯形圖結(jié)束RETSTL步進梯形圖返回無表2-2步進梯形圖指令使用要素（三）步進梯形圖指令RETSTL

步進梯形圖指令（STL、RETSTL）使用要素項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制FX5UPLC有2條步進梯形圖指令：STL（步進梯形開始指令）、RETSTL（步進梯形圖結(jié)束指令）。STLSn

步進梯形圖指令使用說明項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制S21S22Y3X5驅(qū)動處理轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移目標

STL

S21

SET

S22

STLS22SM400Y3X5STLS21LDSM400OUTY3LDX5SETS22STLS22a）順序功能圖b）梯形圖c）指令表圖3-8STL指令使用說明驅(qū)動處理轉(zhuǎn)移處理項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制1）步進梯形圖開始指令STL只有與步進繼電器S配合時才具有步進功能。使用STL指令的步進繼電器常開觸點，稱為STL觸點，沒有常閉的STL觸點。用步進繼電器代表功能圖的各步，每一步都具有三種功能：負載驅(qū)動處理、指定轉(zhuǎn)移條件和指定轉(zhuǎn)移目標。2）STL觸點是與左母線相連的常開觸點，類似于主控觸點，并且同一步進繼電器的STL觸點只能使用一次（并行序列的合并除外）。3）STL觸點可以直接驅(qū)動或通過別的觸點驅(qū)動Y、M、S、T或C等元件的線圈，STL觸點也可以使Y、M和S等元件置位或復(fù)位。與STL觸點相連的觸點應(yīng)使用LD、LDI、LDP和LDF指令，在轉(zhuǎn)移條件對應(yīng)的回路中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP指令。

步進梯形圖指令使用說明項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制4）如果使步進繼電器置位的指令不在STL觸點驅(qū)動的電路塊內(nèi)，那么執(zhí)行置位指令時，系統(tǒng)程序不會自動地將前級狀態(tài)步對應(yīng)的步進繼電器復(fù)位。5）驅(qū)動負載使用OUT指令。當同一負載需要連續(xù)多步驅(qū)動時可使用多重輸出，也可使用SET指令將負載置位，等到負載不需要驅(qū)動時再用RST指令將其復(fù)位。6）STL觸點之后不能使用MC/MCR指令，但可以使用跳轉(zhuǎn)指令。7）由于CPU只執(zhí)行活動步對應(yīng)的電路塊，因此使用STL指令時允許“雙線圈”輸出，如圖3-9、3-10所示。8）在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中，由于在瞬間（1個掃描周期），兩個相鄰的狀態(tài)會同時接通，因此為了避免不能同時接通的一對輸出同時接通，必須設(shè)置外部硬接線互鎖或軟件互鎖，如圖3-11所示。項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制9）各STL觸點的驅(qū)動電路塊一般放在一起，最后一個STL電路塊結(jié)束時，一定要使用步進梯形圖結(jié)束指令RETSTL使其返回主母線。S20S21Y0X1S22X2Y1Y0S20S21T1T1S22T1T1T1K10K10K20S20S21Y0X10Y1Y1Y0正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)不允許允許同一編號的定時器不能用在相鄰歩中雙線圈圖3-9雙線圈輸出圖3-10相鄰步相同編號定時器輸出圖3-11正反轉(zhuǎn)的軟件互鎖控制

FX5UPLC步進梯形圖中常用的特殊繼電器特殊繼電器名

稱功能和用途SM400、SM8000RUN運行PLC運行中接通，可作為驅(qū)動程序的輸入條件或作為PLC運行狀態(tài)顯示SM402、SM8002初始脈沖在PLC進入RUN狀態(tài)的瞬間，接通一個掃描周期。用于程序的初始化或SFC的初始步激活SM8034禁止全部輸出當M8034為ON時，順序控制程序繼續(xù)運行，但輸出繼電器（Y）都被斷開（禁止輸出）SM8040STL用：禁止轉(zhuǎn)移當M8040為ON時，禁止在所有步之間的轉(zhuǎn)移，但活動步內(nèi)的程序仍然繼續(xù)運行，輸出仍然執(zhí)行SM8041STL用：自動運行時的運行開始自動運行時可從初始狀態(tài)進行轉(zhuǎn)移SM8042STL用：起始脈沖對應(yīng)起始輸入的脈沖輸出SM8043STL用：原點回歸完成應(yīng)在原點回歸模式的結(jié)束狀態(tài)下設(shè)置SM8044STL用：原點條件應(yīng)在機械原點檢測時驅(qū)動表3-3FX5UPLC步進梯形圖中常用的特殊繼電器項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制SM8045STL用：禁止模式切換時的全部輸出復(fù)位不在模式切換時進行全部輸出的復(fù)位SM8046STL用：有STL狀態(tài)ON任一步激活時（即成為活動步），SM8046自動接通，用于避免與其他流程同時啟動或用于工序的工作標志SM8047STL用：STL監(jiān)視（SD8040～SD8047）有效當SM8047為ON時，編程功能可自動讀出正在工作中的狀態(tài)元件編號，并加以顯示驅(qū)動SM8047則SD8040～SD8047變?yōu)橛行?/p>

使用STL指令編程的一般步驟（四）步進梯形圖指令編程方法項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制1）列出現(xiàn)場物理信號與PLC軟繼電器編號對照表，即輸入輸出分配。2）畫出I/O接線圖。3）根據(jù)控制要求繪制順序功能圖。4）將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖（轉(zhuǎn)換方法按照圖3-8所示的處理方法來處理每一狀態(tài)）。5）寫出梯形圖對應(yīng)的指令表。

單序列順序控制的STL指令編程舉例表3-4某鍋爐控制I/O分配表輸入輸出設(shè)備名稱符號X元件編號設(shè)備名稱符號Y元件編號起動按鈕SB1X0引風(fēng)機接觸器KM1Y0停止按鈕SB2X1鼓風(fēng)機接觸器KM2Y1項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制某鍋爐的鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的控制要求如下：開機時，先起動引風(fēng)機，10s后開鼓風(fēng)機；停機時，先關(guān)鼓風(fēng)機，5s后關(guān)引風(fēng)機。試設(shè)計滿足上述要求的控制程序。

I/O分配圖3-12鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的順序控制程序S0S20S21S22SM402X0T0T1X1Y0T0Y0Y1Y0T1項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制

繪制順序功能圖

編制程序a）順序功能圖b）梯形圖圖3-12鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的順序控制程序（續(xù)）項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制c）指令表(0)LDSM402(25)LDT0(47)LDSM400(2)SETS0(27)SETS21(49)OUTY0(5)STLS0(30)STLS21(51)OUTT1K50(8)LDX0(33)LDSM400(56)LDT1(10)SETS20(35)OUTY0(58)OUTS0(13)STLS20(37)OUTY1(61)RETSTL

(16)LDSM400(39)LDX1(62)END

(18)OUTY0(41)SETS22

(20)OUTT0K100(44)STLS22

（一）任務(wù)目標三、任務(wù)實施項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制1）根據(jù)控制要求繪制單序列順序功能圖，并用步進梯形圖指令轉(zhuǎn)換成步進梯形圖。2）學(xué)會FX5UPLCI/O接線方法。3）初步學(xué)會單序列順序控制步進梯形圖指令編程方法。4）熟練使用三菱GXWorks3編程軟件進行步進梯形圖指令程序輸入，并寫入PLC進行調(diào)試運行，查看運行結(jié)果。

表3-5設(shè)備與器材（二）設(shè)備與器材序號名稱符號型號規(guī)格數(shù)量備注1常用電工工具

十字起、一字起、尖嘴鉗、剝線鉗等1套表中所列設(shè)備、器材的型號規(guī)格僅供參考2計算機（安裝GXWorks3編程軟件）

1臺3三菱FX5U可編程控制器PLCFX5U-32MR/ES1臺4三種液體混合控制模擬裝置掛件

1個5以太網(wǎng)通信電纜

1根6連接導(dǎo)線

若干項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制

任務(wù)要求（三）內(nèi)容與步驟圖3-13三種液體混合模擬控制面板項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制三種液體混合模擬控制面板如圖3-13所示。SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅?，液體A、B、C閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3、YV4控制，M為攪勻電動機，KM為控制攪勻電動機的交流接觸器,控制要求如下：

任務(wù)要求項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制1）初始狀態(tài)：裝置投入運行時，液體A、B、C閥門關(guān)閉，混合液閥門打開10秒將容器放空后關(guān)閉。2）起動操作：合上起停開關(guān)S，裝置就開始按下列的規(guī)律操作。液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SL3時，SL3接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達SL2時，關(guān)閉液體B閥門，打開液體C閥門。液面到達SL1時，關(guān)閉液體C閥門。攪勻電動機開始攪勻。攪勻電動機工作30秒后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降到SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再過2秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，完成一個操作周期。只要未斷開起停開關(guān)，則自動進入下一周期。3）停止操作：當斷開起停開關(guān)后，在當前的混合液操作處理完畢后，才停止操作（停在初始狀態(tài)）。

I/O分配與接線圖表3-6I/O分配表項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制輸入輸出設(shè)備名稱符號X元件編號設(shè)備名稱符號Y元件編號起停開關(guān)SX0液體A閥門YV1Y0控制液體C傳感器SL1X1液體B閥門YV2Y1控制液體B傳感器SL2X2液體C閥門YV3Y2控制液體A傳感器SL3X3混合液體閥門YV4Y3

控制攪勻電動機接觸器KMY4圖3-14I/O接線圖圖3-15三種液體混合順序功能圖

順序功能圖項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制

梯形圖程序項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制圖3-16三種液體混合控制梯形圖

梯形圖程序項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制圖3-16三種液體混合控制梯形圖（續(xù)）

調(diào)試運行項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制將圖3-16所示的梯形圖程序?qū)懭隤LC，按照圖3-14進行PLC外部接線，調(diào)試時請參照順序功能圖3-15，將PLC運行模式調(diào)至RUN狀態(tài)，觀察Y3是否得電，延時10s后，Y3是否失電，Y3失電后，按下X0，觀察Y0是否得電，得電后，合上X3，觀察Y1是否得電，以此類推，按照順序功能圖的流程對程序進行調(diào)試，觀察運行結(jié)果是否符合控制要求。

分析與思考1）為了使混合液體充分攪拌均勻，本任務(wù)中混合液體在攪勻過程中，若要求先正向攪勻7.5s，再反向攪勻7.5s,然后循環(huán)2次，程序應(yīng)如何編制？2）在順序控制步進梯形圖中，當前步的后級步成為活動步是用SET或OUT指令實現(xiàn)的，它的前級步變?yōu)椴换顒硬接衷撊绾螌崿F(xiàn)？四、任務(wù)考核表3-7任務(wù)考核表序號考核內(nèi)容考核要求評分標準配分得分1電路及程序設(shè)計（1）能正確分配I/O，并繪制I/O接線圖（2）根據(jù)控制要求，正確編制梯形圖程序（1）I/O分配錯或少，每個扣5分（2）I/O接線圖設(shè)計不全或有錯，每處扣5分（3）三相異步電動機單向連續(xù)運行主電路表達不正確或畫法不規(guī)范，每處扣5分（4）梯形圖表達不正確或畫法不規(guī)范，每處扣5分40分

2安裝與連線根據(jù)I/O分配，正確連接電路（1）連線錯一處，扣5分（2）損壞元器件，每只扣5～10分（3）損壞連接線，每根扣5～10分20分

3調(diào)試與運行能熟練使用編程軟件編制程序?qū)懭隤LC，并按要求調(diào)試運行（1）不會熟練使用編程軟件進行梯形圖的編輯、修改、轉(zhuǎn)換、寫入及監(jiān)視，每項2分（2）不能按照控制要求完成相應(yīng)的功能，每缺一項扣5分20分

4安全操作確保人身和設(shè)備安全違反安全文明操作規(guī)程，扣10～20分20分

5合計項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制（一）初始步的處理方法五、知識拓展-步進梯形圖編程技巧（二）步進梯形圖編程的順序項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制初始步可由其他步驅(qū)動，但運行開始時必須用其他方法預(yù)先作好驅(qū)動，否則狀態(tài)流程不可能向下進行。一般用系統(tǒng)的初始條件驅(qū)動，若無初始條件，可用SM402（或SM8002）（PLC從STOP→RUN切換時的初始化脈沖）進行驅(qū)動。編程時必須使用STL指令對應(yīng)于順序功能圖上的每一步。步進梯形圖中每一步的編程順序為：先進行驅(qū)動處理，后進行轉(zhuǎn)移處理。二者不能顛倒。驅(qū)動處理就是該步的輸出處理，轉(zhuǎn)移處理就是根據(jù)轉(zhuǎn)移方向和轉(zhuǎn)移條件實現(xiàn)下一步的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。SET指令和OUT指令均可以使STL指令后的步進繼電器置1，即將后續(xù)步置為活動步，此外還有自保持功能。SET指令一般用于相鄰步的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，而OUT指令用于順序功能圖中閉環(huán)和跳步轉(zhuǎn)移，如圖3-17所示。圖3-17閉環(huán)和跳轉(zhuǎn)處理a）閉環(huán)b）跳轉(zhuǎn)c）跳向其他序列（三）OUT指令在STL區(qū)內(nèi)的使用

項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制（四）復(fù)雜轉(zhuǎn)移條件程序的處理圖3-18復(fù)雜轉(zhuǎn)移條件的處理項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制轉(zhuǎn)移回路中，不能使用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP指令，否則將出錯，如果轉(zhuǎn)移條件比較復(fù)雜需要塊運算時，可以將轉(zhuǎn)移條件放到該狀態(tài)元件負載端處理，將復(fù)雜的轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)換為輔助繼電器觸點。復(fù)雜轉(zhuǎn)移條件程序的處理如圖3-18所示。（五）輸出的驅(qū)動方法圖3-19輸出的驅(qū)動方法項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制輸出的驅(qū)動方法如圖3-19所示。圖中，從STL觸點分別驅(qū)動3個輸出，其中Y0、Y2無驅(qū)動條件，Y1經(jīng)驅(qū)動條件X5產(chǎn)生輸出。對于這種情況，在使用GXWorks3編程軟件編程時，必須在沒有觸點驅(qū)動的輸出增加驅(qū)動條件一直O(jiān)N的SM400（PLC的特助繼電器），否則，將不能轉(zhuǎn)換。六、任務(wù)總結(jié)本任務(wù)我們首先介紹了用步進繼電器S表示各步，繪制順序功能圖，然后利用步進梯形圖指令將順序功能圖轉(zhuǎn)換成對應(yīng)梯形圖，最后通過三種液體混合的PLC控制任務(wù)的實施，達成會使用步進梯形圖指令編制單序列順序控制步進梯形圖及調(diào)試運行的目標。項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制再見！項目三任務(wù)一三種液體混合的PLC控制任務(wù)二

四節(jié)傳送帶的PLC控制項目三FX5UPLC步進梯形圖指令的編程及應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)線上用傳送帶輸送生產(chǎn)設(shè)備或零配件時，其動作過程通常按照一定順序起動，反序停止?？紤]到傳送帶運行過程中的故障情況，傳送帶的控制過程就是順序控制中典型的選擇序列順序控制。本任務(wù)主要通過四節(jié)傳送帶的PLC控制來學(xué)習(xí)選擇序列順序控制程序的設(shè)計方法。一、任務(wù)導(dǎo)入項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制（一)選擇序列順序控制的STL指令編程二、相關(guān)知識

選擇分支與匯合的特點

圖3-20選擇分支、匯合順序功能圖

a）選擇分支b）選擇匯合項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制注意：1）選擇分支處，當其前級步為活動步時，各分支的轉(zhuǎn)移條件只允許一個首先成立。

2）選擇序列分支處的支路數(shù)不能超過8條。圖3-21選擇分支的編程

選擇分支與匯合的編程分支的編程項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制選擇分支處的編程與一般狀態(tài)的編程一樣，先進行負載的驅(qū)動處理，然后進行轉(zhuǎn)移處理。所有的轉(zhuǎn)移處理按從左到右的順序進行。圖3-22選擇匯合的編程匯合的編程注意：選擇序列分支、匯合編程時，同一步進繼電器的STL觸點只能在梯形圖中出現(xiàn)一次。項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制選擇匯合處的編程與一般狀態(tài)的編程一樣，先進行驅(qū)動處理，然后進行轉(zhuǎn)移處理。（二)編程舉例

控制要求項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制圖3-23選擇性工作傳輸機的工作示意圖選擇性工作傳輸機用于將大、小球分類送到右邊的兩個不同位置的箱里，如圖3-23所示。其工作過程為：1）當傳輸機位于起始位置時，上限位開關(guān)SQ3和左限位開關(guān)SQ1被壓下，接近開關(guān)SP斷開，原位指示燈HL點亮。項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制2）起動裝置后，操作桿下行，一直到接近開關(guān)SP閉合。此時，若碰到的是大球，則下限位開關(guān)SQ2仍為斷開狀態(tài)；若碰到的小球，則下限位開關(guān)SQ2為閉合狀態(tài)。3）接通控制吸盤的電磁鐵線圈YA。4）假如吸盤吸起小球，則操作桿上行，碰到上限位開關(guān)SQ3后，操作桿右行；碰到右限位開關(guān)SQ4（小球的右限位開關(guān)）后，再下行，碰到下限位開關(guān)SQ6后，將小球放到小球箱里，然后返回到原位。5）如果起動裝置后，操作桿一直下行到SP閉合后，下限位開關(guān)SQ2仍為斷開狀態(tài)，則吸盤吸起的是大球，則操作桿上行，碰到上限位開關(guān)SQ3后，操作桿右行碰到右限位開關(guān)SQ5（大球的右限位開關(guān)）后，再下行，碰到下限位開關(guān)SQ6后，將大球放到大球箱里，然后返回到原位。

I/O分配表3-8I/O分配表項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制輸

入輸

出設(shè)備名稱符號X元件編號設(shè)備名稱符號Y元件編號起停開關(guān)SX10電磁鐵YAY0接近開關(guān)SPX0傳輸機下驅(qū)動電磁閥YV1Y1左限位開關(guān)SQ1X1傳輸機上驅(qū)動電磁閥YV2Y2下限位開關(guān)SQ2X2傳輸機右驅(qū)動電磁閥YV3Y3上限位開關(guān)SQ3X3傳輸機左驅(qū)動電磁閥YV4Y4放小球右限位開關(guān)SQ4X4原位指示燈HLY5放大球右限位開關(guān)SQ5X5

放球下限位開關(guān)SQ6X6

圖3-24大小球分揀順序功能圖

順序功能圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制圖3-25大小球分揀順序控制梯形圖

編制程序項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制圖3-25大小球分揀順序控制梯形圖（續(xù)）

編制程序項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制（一）任務(wù)目標三、任務(wù)實施項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制1）根據(jù)控制要求繪制選擇序列順序功能圖，并用步進梯形圖指令轉(zhuǎn)換成梯形圖。2）學(xué)會FX5UPLCI/O接線方法。3）初步學(xué)會選擇序列順序控制步進指令編程方法。4）熟練使用三菱GXWorks3編程軟件進行步進梯形圖指令程序輸入，并寫入PLC進行調(diào)試運行，查看運行結(jié)果。表2-9設(shè)備與器材（二）設(shè)備與器材序號名稱符號型號規(guī)格數(shù)量備注1常用電工工具

十字起、一字起、尖嘴鉗、剝線鉗等1套表中所列設(shè)備、器材的型號規(guī)格僅供參考2計算機（安裝GXWorks3編程軟件）

1臺3三菱FX5U可編程控制器PLCFX5U-32MR/ES1臺4四節(jié)傳送帶模擬控制掛件

1個5以太網(wǎng)通信電纜

1根6連接導(dǎo)線

若干項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制

任務(wù)要求四節(jié)傳送帶控制系統(tǒng)，分別用四臺電動機驅(qū)動，其模擬控制面板如圖3-26所示，控制要求如下：（三）內(nèi)容與步驟圖3-26四節(jié)傳送帶模擬控制面板項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制1）起動控制：按下起動按鈕SB1,先起動最末一條皮帶機，經(jīng)過5秒延時，再依次起動其它皮帶機，即按M4→M3→M2→M1的反序起動。2）停止控制：按下停止按鈕SB2，先停止最前一條皮帶機，待料運送完畢后（經(jīng)過5秒延時）再依次停止其它皮帶機，即按M1→M2→M3→M4的順序停止。3）故障控制：當某條皮帶機發(fā)生故障時，該皮帶機及其前面的皮帶機立即停止，而該皮帶機以后的皮帶機待運完后才停止。例如M2故障，M1、M2立即停，經(jīng)過5秒延時后，M3停，再過5秒，M4停。圖3-26中的A、B、C、D表示故障設(shè)定；M1、M2、M3、M4表示傳送帶的運動。起動、停止用動合按鈕來實現(xiàn)，故障設(shè)置用鈕子開關(guān)來模擬，電機的停轉(zhuǎn)或運行用發(fā)光二極管來模擬。項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制表2-10I/O分配表

I/O分配與接線圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制輸入輸出設(shè)備名稱符號X元件編號設(shè)備名稱符號Y元件編號起動按鈕SB1X0第一節(jié)傳送帶驅(qū)動電動機M1Y0停止按鈕SB2X1第二節(jié)傳送帶驅(qū)動電動機M2Y1M1故障AX2第三節(jié)傳送帶驅(qū)動電動機M3Y2M2故障BX3第四節(jié)傳送帶驅(qū)動電動機M4Y3M3故障CX4

M4故障DX5

圖2-37四節(jié)傳送帶控制I/O接線圖圖3-28四節(jié)傳送帶順序功能圖

順序功能圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制

編制程序圖3-29四節(jié)傳送帶控制梯形圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制

編制程序圖3-29四節(jié)傳送帶控制梯形圖（續(xù)）項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制

調(diào)試運行項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制將圖3-29所示的梯形圖程序?qū)懭隤LC，按照圖3-27進行PLC輸入、輸出端接線，并將PLC模式選擇開關(guān)撥至RUN位置。在GXWorks3編程界面，選擇菜單命令“在線”→“監(jiān)視”→“開始監(jiān)視”，可以全畫面監(jiān)控PLC的運行，這時可以觀察到定時器的當前值會隨著程序的運行而動態(tài)變化，得電動作的線圈和閉合的觸點會變藍。從而判定程序的正確與否。（四）分析與思考1）本任務(wù)中，如果傳送帶發(fā)生故障停止的延時時間改為6s，其程序應(yīng)如何編制？2）在圖3-28中，第1個分支的轉(zhuǎn)移條件“X1+X2”表示什么意思？還可以用其他形式表示？（四）分析與思考四、任務(wù)考核表2-10

任務(wù)考核表序號考核內(nèi)容考核要求評分標準配分得分1電路及程序設(shè)計（1）能正確分配I/O，并繪制I/O接線圖（2）根據(jù)控制要求，正確編制梯形圖程序（1）I/O分配錯或少，每個扣5分（2）I/O接線圖設(shè)計不全或有錯，每處扣5分（3）三相異步電動機單向連續(xù)運行主電路表達不正確或畫法不規(guī)范，每處扣5分（4）梯形圖表達不正確或畫法不規(guī)范，每處扣5分40分

2安裝與連線根據(jù)I/O分配，正確連接電路（1）連線錯一處，扣5分（2）損壞元器件，每只扣5～10分（3）損壞連接線，每根扣5～10分20分

3調(diào)試與運行能熟練使用編程軟件編制程序?qū)懭隤LC，并按要求調(diào)試運行（1）不會熟練使用編程軟件進行梯形圖的編輯、修改、轉(zhuǎn)換、寫入及監(jiān)視，每項2分（2）不能按照控制要求完成相應(yīng)的功能，每缺一項扣5分20分

4安全操作確保人身和設(shè)備安全違反安全文明操作規(guī)程，扣10～20分20分

5合計項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制五、知識拓展—GXWorks3編制SFC程序

新建工程圖3-30新建SFC對話框項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制打開GXWorks3編程軟件界面，選擇菜單命令“工程”→“新建”執(zhí)行，彈出新建對話框如圖3-30a所示，選擇系列為“FX5CPU”、機型為“FX5U”、程序語言為“SFC”，單擊“確定”按鈕，彈出如圖3-30b所示對話框，單擊圖中“確定”按鈕，在編程窗口中彈出SFC的初始編輯界面，如圖3-31所示，這一一個單序列的順序功能圖。項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制圖3-31SFC塊編輯界面在圖3-31中，上下兩個方框是步序框，右邊的方框是運行輸出框，中間橫線是轉(zhuǎn)移，橫線上面的“Transition0”是轉(zhuǎn)移條件，系統(tǒng)默認的情況下，第1個方框為初始歩，第2個方框為結(jié)束歩。圖3-32三相異步電動機正反轉(zhuǎn)循環(huán)運行順序功能圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制下面以圖3-32所示順序功能圖為例，介紹SFC程序編制的方法。在使用GXWorks3編程軟件編輯順序功能圖時，有兩個部分構(gòu)成，一是SFC塊，另一個是梯形圖塊，即SFC塊中每一步和轉(zhuǎn)移條件對應(yīng)的內(nèi)置梯形圖。這樣使用GXWorks3編程軟件編輯順序功能圖通常有兩種方法：第一種方法是SFC塊的編輯與內(nèi)置梯形圖編輯同時進行。第二種方法是首先編輯SFC塊，然后單獨編輯內(nèi)置梯形圖；即在編輯SFC塊中步、轉(zhuǎn)移條件之后，分別編輯對應(yīng)的內(nèi)置梯形圖。這里僅介紹第一種方法。

編輯順序功能圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制

編輯初始步S0圖3-33“新建數(shù)據(jù)”對話框圖3-34初始歩S0運行輸出內(nèi)置梯形圖框圖3-35初始歩（S0）的SFC塊項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制

編輯第1個轉(zhuǎn)移條件及內(nèi)置梯形圖圖3-36轉(zhuǎn)移條件X0的內(nèi)置梯形圖

編輯S20歩1）編輯步序號S20。圖3-37在“EndStep”上方插入步后SFC塊圖3-38編輯S20后的SFC塊項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制2）編輯運行輸出及內(nèi)置梯形圖。圖3-39S20歩內(nèi)置梯形圖1圖3-41編輯完成S20歩運行輸出的SFC塊圖3-40S20歩內(nèi)置梯形圖2圖3-42轉(zhuǎn)移條件TS1的內(nèi)置梯形圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制按照相同的方法，依次編輯轉(zhuǎn)移條件TR1～TR3及內(nèi)置梯形圖，歩S21～S23、對應(yīng)歩運行輸出及內(nèi)置梯形圖。其內(nèi)置梯形圖及編輯完成的SFC塊如圖3-42～圖3-53所示。圖3-43編輯完成第2個轉(zhuǎn)移條件的SFC塊圖3-44S21歩運行輸出內(nèi)置梯形圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制圖3-45編輯完成S21歩運行輸出的SFC塊圖3-46第2個轉(zhuǎn)移條件TS2內(nèi)置梯形圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制圖3-49編輯完成S22歩運行輸出的SFC塊圖3-47S22歩運行輸出Y1的內(nèi)置梯形圖圖3-48S22歩運行輸出T3的內(nèi)置梯形圖圖3-50第3個轉(zhuǎn)移條件TS3內(nèi)置梯形圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制圖3-53編輯完成S23歩運行輸出的SFC塊圖3-51S23歩運行輸出T4的內(nèi)置梯形圖圖3-52S23歩運行輸出C0的內(nèi)置梯形圖圖3-54編輯完成S23歩后跳轉(zhuǎn)的SFC塊項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制在圖3-53中，單擊選中轉(zhuǎn)移條件號TR4，然后選擇菜單命令“編輯”→“插入”→“跳轉(zhuǎn)”執(zhí)行，或單擊工具欄上的跳轉(zhuǎn)圖標，此時，數(shù)據(jù)名“Transition0”的右上方便出現(xiàn)一選擇方框，單擊該選擇框右邊的倒實三角形圖標，在打開的選擇列表中雙擊跳轉(zhuǎn)目標“Step0”執(zhí)行，“Transition0”上方便生成了一個選擇分支，該分支的轉(zhuǎn)移條件數(shù)據(jù)名為“Transition1”，如圖3-54所示。圖3-55跳轉(zhuǎn)處兩分支轉(zhuǎn)移條件的內(nèi)置梯形圖項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制按照前面介紹的方法將第1分支的轉(zhuǎn)移條件數(shù)據(jù)名“Transition0”更改為“T4ANDC0”，并編輯內(nèi)置梯形圖，經(jīng)轉(zhuǎn)換如圖3-55a所示，第2分支的轉(zhuǎn)移條件數(shù)據(jù)名“Transition1”分別更改為“T4ANIC0”編輯內(nèi)置梯形圖，經(jīng)轉(zhuǎn)換如圖3-55b所示。a）第4個轉(zhuǎn)移條件“T4ANDC0”的內(nèi)置梯形圖b）第5個轉(zhuǎn)移條件“T4ANIC0”的內(nèi)置梯形圖

軟元件注釋圖3-56編輯完成的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)循環(huán)運行的SFC塊項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制為了便于閱讀SFC程序，可以對SFC塊中的各軟元件添加注釋。通用軟元件注釋表中的注釋，不能在SFC塊中顯示出來，必須另外添加，注釋表中最多可輸入2000個字符。單擊工具欄上的“編輯注釋”圖標

，便彈出注釋框，在其中輸入注釋內(nèi)容即可。注釋編輯完成后，將注釋框移至注釋軟元件處。注釋框的大小可以根據(jù)字符串的情況進行調(diào)整。編輯完成的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)循環(huán)運行的SFC塊如圖3-56所示。六、任務(wù)總結(jié)本任務(wù)以四節(jié)傳送帶控制為載體，介紹了選擇序列分支和匯合的編程方法；以大小球分揀控制為例，分析了步進梯形指令在選擇序列順序控制編程中的具體應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上進行了“四節(jié)傳送的PLC控制”的程序編制、程序?qū)懭牒驼{(diào)試運行。達成會使用步進梯形圖指令編制選擇序列順序控制步進梯形圖及調(diào)試運行的目標。最后拓展了GXWorks3編程軟件編輯SFC程序的方法，對于三菱FX5UPLC與三菱FX其他系列的PLC一樣，可以運行SFC程序，所以，對于順序控制編程時可以直接編輯SFC程序。項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制再見！項目三任務(wù)二四節(jié)傳送帶的PLC控制任務(wù)三項目二FX5UPLC步進梯形圖指令的編程及應(yīng)用十字路口交通燈的PLC控制在繁華的都市，為了使交通順暢，交通信號燈起到非常重要的作用。常見的交通信號燈有主干道路上十字路口交通信號燈，以及為保障行人橫穿車道的安全和道路的通暢而設(shè)置的人行橫道交通信號指示燈。交通燈是我們在日常生活中常見的一種無人控制信號燈，它們的正常運行直接關(guān)系著交通的安全狀況。本任務(wù)通過交通信號燈的PLC控制，進一步學(xué)習(xí)并行序列順序控制步進指令的編程方法。一、項目導(dǎo)入項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制二、知識準備（一）并行序列順序控制的STL指令編程

并性序列分支與匯合的特點圖3-57并行分支、匯合順序功能圖（a）并行性分支注意：并行序列分支處的支路數(shù)不能超過8條。（b）并行性匯合項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制并行分支是指同時處理的程序流程。并行序列分支與匯合的特點是：同時開始，同時結(jié)束。并行分支

并行分支與匯合的編程圖3-58并行分支的編程項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制并行分支處的編程與一般狀態(tài)的編程一樣，先進行驅(qū)動處理，然后進行轉(zhuǎn)移處理，所有的轉(zhuǎn)移處理按從左到右的順序依次進行，與單序列不同的是該處的轉(zhuǎn)移目標有兩個及以上。并行匯合

并行分支與匯合的編程圖3-59并行匯合的編程項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制并行匯合處編程時，首先只執(zhí)行匯合前的驅(qū)動處理，然后共同執(zhí)行向匯合狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理。采用的方法是用并行分支最后一步的STL觸點相串聯(lián)來進行轉(zhuǎn)移處理。（二）編程舉例項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制按鈕式人行橫道交通信號燈示意圖如圖3-60所示。正常情況下，汽車通行，即HL3綠燈亮、HL5紅燈亮；當行人需要過馬路時，則按下按鈕SB1（或SB2），30s后車道信號燈變?yōu)辄S燈亮,10s后變?yōu)榧t燈亮，當車道紅燈亮?xí)r，5s后人行道由紅燈轉(zhuǎn)為綠燈亮，15s后人行道綠燈開始閃爍，閃爍5次后人行道變?yōu)榧t燈亮，5s后車道綠燈亮。各方向信號燈工作的時序圖如圖3-61所示。從交通燈的控制要求可知：人行道和車道燈是同時工作的，因此，它是一個并行序列順序控制，可以采用并行序列分支與匯合的編程方法編制交通燈控制程序。圖3-60按鈕式人行橫道交通信號燈示意圖項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制圖3-61按鈕式人行橫道交通信號燈控制時序圖

I/O分配

表3-12

I/O分配表輸入輸出設(shè)備名稱符號X元件編號設(shè)備名稱符號Y元件編號左起動按鈕SB1X0車道紅燈HL1Y1右起動按鈕SB2X1車道黃燈HL2Y2車道綠燈HL3Y3人行橫道紅燈HL5Y5人行橫道綠燈HL6Y6項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制

I/O接線圖圖3-62按鈕式人行橫道交通信號燈I/O接線圖

順序功能圖圖3-63按鈕式人行橫道交通信號燈控制順序功能圖項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制

編制程序圖3-64按鈕式人行橫道交通信號燈控制梯形圖項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制

編制程序圖3-64按鈕式人行橫道交通信號燈控制梯形圖（續(xù)）項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制（一）任務(wù)目標三、任務(wù)實施項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制1）根據(jù)控制要求繪制并行序列順序功能圖，并用步進梯形圖指令轉(zhuǎn)換成梯形圖。2）初步學(xué)會并行序列順序控制步進梯形圖指令編程方法。3）學(xué)會FX5UPLCI/O接線方法。4）熟練使用三菱GXWorks3編程軟件進行步進梯形圖指令程序輸入，并寫入PLC進行調(diào)試運行，查看運行結(jié)果。

表3-13設(shè)備與器材（二）設(shè)備與器材序號名稱符號型號規(guī)格數(shù)量備注1常用電工工具

十字起、一字起、尖嘴鉗、剝線鉗等1套表中所列設(shè)備、器材的型號規(guī)格僅供參考2計算機（安裝GXWorks3編程軟件）

1臺3三菱FX5U可編程控制器PLCFX5U-32MR/ES1臺4十字路口交通燈模擬控制掛件

1個5以太網(wǎng)通信電纜

1根6連接導(dǎo)線

若干項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制（三）內(nèi)容與步驟

任務(wù)要求項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制十字路口交通信號燈模擬控制面板如圖3-65所示，信號燈受一個起動開關(guān)控制，當起動開關(guān)接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先東西紅燈亮，南北綠燈亮；當起動開關(guān)斷開時，信號燈系統(tǒng)完成一次循環(huán)后，所有信號燈熄滅。十字路口交通信號燈變換規(guī)律見表3-14。圖3-65十字路口交通信號燈模擬控制面板南北方向信號燈綠燈HL0亮綠燈閃3次黃燈HL2亮紅燈HL4亮?xí)r間（s）253230東西方向信號燈紅燈HL5亮綠燈HL1亮綠燈閃3次黃燈HL3亮?xí)r間（s）302532

表3-14

十字路口交通信號燈變化規(guī)律

任務(wù)要求項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制當東西方向的紅燈亮30s期間，南北方向的綠燈亮25s，后閃3次，共3s，然后綠燈滅，接著南北方向的黃燈亮2s，完成了半個循環(huán)；再轉(zhuǎn)換成南北方向的紅燈亮30s，在此期間，東西方向的綠燈亮25s，后閃3次，共3s，然后綠燈滅，接著東西方向的黃燈亮2s，完成一個周期，進入下一個循環(huán)。

I/O分配與接線圖表3-15十字路口交通信號燈I/O分配表項目三任務(wù)三十字路口交通信號燈的PLC控制輸入輸出設(shè)備名稱符號X元件編號設(shè)備名稱符號Y元件編號起動開關(guān)SX0南北方向綠燈HL00、HL01Y0

東西方向綠燈HL10、HL11Y1