为了说明状态编程思想,我们先看一个实例:某自动台车在启动前位于导轨的中部,如图 6所示。某一个工作周期的控制工艺要求如下:
a 按下启动按钮SB,台车电机M正转,台车前进,碰到限位开关SQ1后,台车电机反转,台车后退。
b 台车后退碰到限位开关SQ2后,台车电机M停转,台车停车,停5s,第二次前进,碰到限位开关SQ3,再次后退。
c 当后退再次碰到限位开关SQ2时,台车停止。
图 4-46自动台车示意图
为设计本控制系统的梯形图,先安排输入、输出口及机内器件。台车由电机 M驱动,正转(前进)由PLC的输出点Y1控制,反转(后退)由Y2控制。为了解决延时5s,选用定时器T0。将起动按钮SB及限位开关SQ1、SQ2、SQ3分别接于X0、X1、X2、X3。
下面我们以台车往返控制为例,说明运用状态编程思想设计状态转移图( SFC)的方法和步骤。
1、将整个过程按任务要求分解,其中的每个工序均对应一个状态,并分配状态元件如下。
a 初始状态 S0 |
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d 延时5s S22 |
b 前进 S20 |
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e 再前进 S23 |
c 后退 S21 |
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f 再后退 S24 |
注意:虽然 S20与S23,S21与S24,功能相同,但它们是状态转移图中的不同工序,也就是不同状态,故编号也不同。
2、弄清每个状态的功能、作用。
S0 PLC上电作好工作准备
S20 前进(输出Y1,驱动电动机M正转)
S21 后退(输出Y2,驱动电动机M反转)
S22 延时5s(定时器T0,设定为5s,延时到T0动作)
S23 同S20
S24 同S21
各状态的功能是通过 PLC驱动其各种负载来完成的。负载可由状态元件直接驱动,也可由其他软元件触点的逻辑组合驱动,如图5-5。
图 6 负载的驱动
3、找出每个状态的转移条件 。即在什么条件将下个状态“激活”。状态转移图就是状态和状态转移条件及转移方向构成的流程图,弄清转移条件当然是必要的。
经分析可知,本例中各状态的转移条件如下。
S20 转移条件 SB
S21 转移条件 SQ1
S22 转移条件 SQ2
S23 转移条件 T0
S24 转移条件 SQ3
状态的转移条件可以是单一的,也可以有多个元件的串、并联组合。如图 7所示。
图 7 状态的转移条件
经过以上三步,可得到台车往返控制的顺序状态转移图如图 8所示。
图 8 台车自动往返系统状态转移流程图