步进指令的综合运用举例

例5－4　自动送料小车的运行控制。

1.举例分析

某自动送料小车在初始位置时，限位开关SQ1被压下，按下启动按钮SB，小车按照如例题5－4图1的顺序运动，完成一个工作周期。

图5－74　大、小球分拣系统的指令表程序

（1）电动机正转，小车右行碰到限位开关SQ2后电动机停转，小车原地停留。

（2）停留5 s后电动机反转，小车左行。

（3）碰到限位开关SQ3后，电动机又开始正转，小车右行至原位压下限位开关SQ1，停在初始位置。

这是典型的顺序控制实例。小车的一个工作周期可以分为4个阶段，分别是启动右行、暂停等待、换向左行和右行回原位。这种类型的程序最适合用步进顺控的思想编程。

2.PLC设计分析

1）选择I/O设备，分配地址，绘制I/O接线图

根据控制任务要求启动自动小车后能按例题5－4图1箭头的线路运行一个周期后停止在原位，这种运行方式称为单周期运行。因而输入设备中只需要启动按钮，不需要停止按钮。另外，还需要3个行程开关SQ1、SQ2和SQ3，分别安装在原位、右端极限位和左端极限位。小车向右运行或向左运行实际上就是用电动机的正反转来驱动的，因此控制本任务的输出设备就是电动机的正转接触器KM1和反转接触器KM2。依据已分配好的I/O地址绘制的I/O接线图，如例题5－4图2。

例题5－4图1　自动小车工作循环图

2）编制自动送料小车的状态转移图

根据自动小车的运行情况，将一个工作周期分为4个阶段，分别是启动右行、停留等待、换向左行和右行回原位。据此绘制的状态转移图如例题5－4图3。

例题5－4图2　自动小车的I/O接线图

例题5－4图3　自动小车的工作状态转移图

3）编制自动小车的步进梯形图程序和指令表程序

根据上述状态转移图，编制对应的步进梯形图程序和指令表程序，如例题5－4图4。在每一步中都是先处理驱动动作，再用转移条件进行状态转移处理。因为使用了STL指令编程，所以无须考虑前级步的复位问题。

需要说明的是，当由S22步转到S23步时，小车由“换向左行”转移到“右行回原位”。也就是说，在这里的前级步中，电动机要由反转直接换到正转。通过继电器接触器控制可以知道，电动机的正反转接触器KM1、KM2是不允许同时接通的，否则电源会短路。前面也介绍过，步进指令STL有自动将前级步复位的功能，但那是在状态转换成功的第二个扫描周期才会将前级步复位。也就是说，在由S22步刚刚转移到S23步的那个周期里，KM1、KM2是同时接通的，所以必须在程序中用常闭触点进行电气互锁。

4）程序调试

按照I/O接线图接好各信号线、电源线等，输入程序，便可以进行程序调试。(www.xing528.com)

例5－5　步进编程的启－保－停电路方式、置位复位电路方式

步进顺控程序也可以不用步进指令而用其他方式进行编制，如启－保－停电路方式、置位复位电路方式等，如例题5－5图（a）所示。可以用状态器直接编程，也可以用SET和RST指令进行编程。需要注意的是，采用这两种方式编制程序时一定要处理好前级步的复位问题，因为只有步进指令STL才能自动将前级步复位，其他指令没有这个功能。另外，还要注意不要出现双线圈。

1）启－保－停方式

例题5－4图4　自动小车的步进梯形图程序和指令表程序

（a）梯形图程序；（b）指令表程序

采用启－保－停方式编制步进顺控程序时，要注意处理好每一步的自锁和前级步的复位问题，还要注意处理好双线圈的问题，如例题5－5图（b）。图中每一步都用自身的常开触点自锁、用后续步的常闭触点切断前级步的线圈使其复位，呈现“启－保－停”方式。各步的驱动动作可以和状态器线圈并联。S20步的动作和S23步的动作都是驱动Y001，为了不出现双线圈，将两步的常开触点并联后驱动Y001。

2）置位复位电路方式

采用置位复位方式编制步进顺控程序时，注意处理好前级步的复位问题和双线圈的输出处理，如例题5－5图（c）所示。图中每一步都是先处理动作，再将前级步复位，最后用转移条件将后续步置位，所以称为“置位复位”方式。

例题5－6　单周期/连续运行的按钮人行横道交通灯系统状态转移图

1.流程跳转的程序编制

流程跳转分为单流程内的跳转执行与单流程之间的跳转执行，如例题5－6图1。在编制指令表程序时，所有跳转均使用OUT指令。例题5－6图1（c）为一个单流程向另一单流程的跳转，例题5－6图1（a）、例题5－6图1（b）均为单流程内的跳转。例题5－6图1（d）为复位跳转，即当执行到终结时状态自动清0。编制指令表程序时，复位跳转用RST指令。

2.正确的分支与汇合的组合及其编程

对于复杂的分支与汇合的组合，不允许上一个汇合还没完成就直接开始下一个分支。若确实必要，需在上一个汇合完成到下一个分支开始之间加入虚拟状态，使上一个汇合真正完成以后再进入下一个分支，如例题5－6图2。虚拟状态在这里没有实质性意义，只是从状态转移图的结构上具备合理性。

例题5－5图　不用STL指令的小车步进顺控程序

（a）状态转移图；（b）启－保－停方式的步进梯形图；（c）置位复位方式的步进梯形图

若将例题5－6图1的状态转移图设计成既能选择单周期工作方式，又能选择连续工作方式，则结果如例题5－6图3中S25是虚拟步，没有动作。用工作方式开关（单周期连续）来决定是回到S0步等待还是到S26步继续工作。

例题5－6图1　状态转移图的跳转流程变化

（a）向后跳转；（b）向前跳转；（c）向其他程序跳转；（d）复位跳转

例题5－6图2　正确的分支与汇合的组合

例题5－6图3　单周期/连续运行的按钮人行横道交通灯系统状态转移图