内容发布更新时间 : 2024/5/21 12:10:35星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第八课题 使用流程图完成自动送料装车的设计与实现

一、实训设计题：自动送料装车

1．要求学生按下面要求完成实训设计题：

自动送料装车系统由三级传送带、料箱、料位检测与送料、车位和吨位检测等环节组成，如图8-1所示，其控制要求如下。

图8-1 自动送料装车系统示意图

（1）初始状态 红灯L8灭，绿灯L7亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口关闭，电动机M1、M2和M3皆为停止状态。

（2）进料 如料箱中料不满（料位传感器S1为OFF），5s后进料电磁阀开启进料；当料满（S1为ON）时，中止进料。

（3）装车 当汽车开进到装车位置（车位传感器S2为ON）时，红灯L1亮，绿灯L2灭；同时启动M3，经5s后启动M2，再经5s后启动M1，再经5s后打开料箱（L3为ON）出料。

当车装满（称重传感器S3为ON）时，料箱关闭（L3为OFF），经5s后M1停止，再经5s后M2停止，再经5s后M3停止，同时红灯L8灭，绿灯L7亮，表明汽车可以开走。

（4）停机 按下停止按钮SB2，整个系统中止运行。

二、实训目的

通过相关内容的讲解和学生的练习，使学生熟悉状态转移图的编程规则，掌握单流程、选择性分支、并行性分支的编程方法，学会使用状态转移图编写分支程序。

三、讲授内容的相关知识点

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<一> 状态转移图介绍

1．状态转移图的编程思想

用梯形图或指令表方式编程固然广为电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制系统，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行。另外，在梯形图上如果不加注释，这种梯形图的可读性也会大大降低。

为了解决这个问题，近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了符合IEC1131—3标准的SFC（Sequential Function Chart）语言，用于编制复杂的顺控程序。IEC1131—3中定义的SFC语言是一种通用的流程图语言。三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令（STL，意为Step Ladder；RET，意为返回），同时辅之以大量状态元件，就可以使用状态转移图方式编程。

称为“状态”的软元件是构成状态转移图的基本元素。

使用状态转移图编程，要放弃梯形图编程的思想，要在程序中尽量少用或不用逻辑关系编程，而是使用流程的形式，将一个大的程序分解成一个个小的状态，再每个状态中完成目前的事件，当当前事件完成后，再转移到下一个状态，进入下一个要完成的事件当中。

2．状态转移元件S 符号：

状态元件自身也有常开、常闭触点，动作的原理与元件Y、M的触点动作原理相同。 3．状态转移元件的分类

（1）初始状态：S0～S9，符号用 表示； （2）回零状态：S10～S19，符号用 表示； （3）通用状态：S20～S499，符号用 表示； （4）保持状态：S500～S899，符号用 表示； （5）报警状态：S900～S999，符号用 表示。 4．状态转移图的三要素

（1）第一要素：状态转移的条件； （2）第二要素：状态转移的方向； （3）第三要素：状态元件驱动的负载。 如图8-2所示，状态转移图的三要素。

图8-2 状态转移图的三要素

5．步进顺控指令

FX2N 系列 PLC的步进指令有两条：步进接点指令STL和步进返回指令RET。 （1）STL：步进接点指令（梯形图符号为

）

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STL指令的意义为激活某个状态。在梯形图上体现为从母线上引出的状态接点。STL指令有建立子母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上进行。图8-2中的状态转移图，转化成步进接点指令在梯形图中的情况见图8-3所示。

图8-3 步进接点指令STL的符号及含义

(2) 步进返回指令（梯形图为

）

RET指令用于返回主母线。使步进顺控程序执行完毕时，非状态程序的操作在主母线上完成，防止出现逻辑错误。状态转移程序的结尾必须使用RET指令。

6．状态转移图编程注意事项

（1）在状态转移图中，尽量少用梯形图的编程方法； （2）在状态转移图中，元件的线圈可以重复使用； （3）在状态转移图中，状态元件不能重复使用； （4）在状态转移图中，状态元件可以不按顺序使用； （5）在状态元件之后，不能紧跟着使用多重输出指令。

<二> 单流程状态转移图讲解

1．单流程状态转移图

所谓单流程，是指状态转移只可能有一种顺序，没有其他可能，所以叫单流程。当然，现实当中并非所有的顺序控制均为一种顺序。含多种路径的叫分支流程。本模块即为并联分支流程。

状态转移图的三要素有负载驱动、指定转移方向和指定转移条件。其中指定转移方向和指定转移条件是必不可少的，而驱动负载则视具体情况，也可能不进行实际的负载驱动。

2．实例讲解

使用状态转移图编制下面程序：按启动按钮，灯L1、L2间隔0.5S交替闪烁5次停止。 （1）状态转移图编制

按要求使用状态转移图编制的程序如图8-4所示。图8-5为状态转移图转换成的步进顺控梯形图，用于学习状态转移图指令的编写。

图8-4 状态转移图 图8-5 步进顺控梯形图 图8-6状态转移图指令 （2）指令的编写

图8-3中状态转移图与图8-4中步进顺控梯形图是等价的，其指令一样，从步进顺控梯形图指令的编写中，我们可以得出状态转移图指令的编写规律，其实际是按状态转移图的三要素在编写：先写转移的条件，再写转移的目标，最后再写状态元件驱动的负载，在指令的最后加一条返回指令RET。图8-4中状态转移图的指令如图8-6所示。

（3）编程练习

使用单流程状态转移图的设计方法设计下面程序：

当按下启动按钮后，三台电动机M1、M2、M3按先后顺序间隔5秒依次启动运行，当M3运行10秒后，

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