4.3 并行序列与状态复位（课件）《PLC技术及应用》（高教版·第2版）同步精品课堂

任务4.3 并行序列与状态复位 《PLC技术及应用》（高教版·第2版） 同步精品课堂—中职专业课 学习目标 01 03 02 分析“自动洗车机：喷水+刷洗同时进行→烘干”的控制需求，小组合作绘制含并行序列的SFC程序图，标注并行分支/汇合点及转换条件。 给定SFC程序案例，识别其中驱动输出的错误设计（如双线圈、状态未复位等），说明理由并修正，同时列出需遵循的注意事项。 利用“SFC启动/停止”“状态复位”类特殊辅助继电器，设计“按钮启动→并行执行2个步→延时后流程分离停止”的SFC程序，完成调试并记录继电器作用过程。 学习目标 课前导入 同学们，工厂里的洗衣机在“注水”的同时会“检测水位”，数控机床“切削”时同步“润滑导轨”——这些同时进行的操作如何用PLC实现？这就需要SFC的并行序列！此外，程序运行中如何精准复位状态、控制输出？今天我们就聚焦并行序列、流程分离、特殊辅助继电器及输出驱动要点，通过实操掌握这些核心技能，解决自动化控制中“同步操作”与“精准控制”的问题。 如图 4-17 所示，清洗加工装置主要由储料仓、传送带、推料气缸、成品槽、次品回收台等部分组成;请在该硬件平台上，实现下功能： 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 问题引入 1.初始位置:手动将设备复位，推料气缸缩回，次品回收台无物料，传送带、储料仓直流电动机不转动。 2.启停控制:设备处于初始位置，按下启动按钮，加工装置启动待命(参见加工功能);按下停止按钮，加工装置完成当前物料加工后停止。 3.加工功能:启动后，储料仓直流电动机转动，同时传送带中速运行;当传送带入口传感器检测到物料，传送带停止，物料在此处清洗3s;清洗结束后，传送带再次中速运行; 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 物料在位置(D处(位置①传感器检测)停止加工3s，加工结束后，位置①气缸伸出将其送入成品槽。 若加工过程中出现异常(按钮 SB3模拟)，则立即停止加工将其送至次品回收台，经人工取走后(次品回收台传感器检测)再进行下一物料的加工。 4.断电功能:工作过程中，若发生断电，加工装置在上电后仍能继续运行。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 1.1/0 分配(见表 4-3) 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 表4-3 输入输出端子（I/O）分配表 2.工序流程图与 SFC 程序(如图 4-18 和图 4-19 所示) 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M (1)梯形图块程序 使用特殊辅助继电器 M8002、M8046、M8047(见图中1防止 SFC 进入流程后，断电再次上电产生的流程双重启动。M8047置“ON”，使SFCISTL监控变为有效;在当前扫描周期，若S0-S899 状态中任意一个为“ON”，则在执行 END 指令后的下一扫描周期，M8046也为“ON”;为此，上电后的第1个扫描周期，M8046 还无法反映 SFC/STL状态是否动作，所以用“"”屏蔽第1个扫描周期 M8046的数据;在此之后，“作”仅在 M8046不为“ON”，即 SFC 未进入流程时，置位 S0，避免流程双重启动。M501用于检测设备是否处于“清洗、加工状态”及“次品回收台上有无物料”( ② )，并通过其触点作为 SFC 块程序中传送带停止的条件(②))。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M (2)SFC 块程序 状态 S0 为“ON”，设备位于初始位置并按下启动按钮(③) )状禱盎砫恪ẩ 五S鏘聍们500、S507 同时置“ON”:S507为“ON”，执行其内部动作(④)，当设备不在“清洗加工状态”或“回收台上无次品”(②)时，传送带一直中速运行直到设备停止再次返回 S0(⑤ )，然后复位结束(⑥)当前流程状态S500为“ON”，执行其内部动作(⑦)，回收台上无次品时储料仓直流电动机转动，根据其后的转换条件确定是进入物料加工序列(8)还是返回初始状态(⑨)。若进入物料加工序列，当对应转换条件满足时，各状态相继被激活，并执行其对应动作;最后，返回 S500(10 )，准备加工下一物料。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 1.SFC 的结构形式 3 (1)并行序列 如图 4-20所示，在某一转换实现时同时有几个序列被激活，也就是同步实现，这些同时被激活的序列称为并行序列。 并行序列的开始称为分支，转换只能标在表示开始同步实现的水平双线上方;并行序列的结束称为汇合，转换只能标在表示汇合同步实现的水平双线下方。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M (2)状态的复位“!” 当某一状态下的转换条件满足时，仅复位该状态结束当前流程，则用“”表示对当前状态的复位处理。如图 4-21所示，通过S65 中的 X7对 S65 进行复位。从 S65 对其他状态(如 S80)进行复位时也相同，但是这并非是转移动作，所以 S65 不被复位。在 GX Developer 中，作为复位对象的状态中会自动显示“。”。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 2.流程的分离 一般情况下，采用前述SFC的结构形式(6种)足以实现不太复杂控制系统程序的设计。但当系统的生产工艺或工作过程较为复杂时，就需要进行流程的分离，编写多个初始状态的SFC块程序:如图 4-22 所示。 分离后的程序块之间也可以转移(I);此外，某一程序块中的状态，可以作为另一程序块中转移条件的触点(2))，也可以作为另-程序块中某一状态内部梯形图的触点(2)) 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 3.SFC 相关特殊辅助继电器 可通过表 4-4 中列出的特殊辅助继电器更有效地编写 SFC 程序。SFC 输出的驱动不同于梯形图程序，为了避免编程时出现问题或设备损坏，需留意下述注意事项。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 4.驱动输出的注意事项 (1)输出的重复使用 如图 4-23 所示，不同状态之间可以对相同的输出(Y2)进行编程;此时，当 S21或是 S22为 ON 时输出 Y2。但是在梯形图块的程序中编写了与状态中的输出线圈相同的软元件(Y2)，或同时在1个状态内编写相同的输出线圈时，会执行与一般的双重线圈相同的处理，请注意。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M (2)输出的互锁 如图 4-24所示，在状态转移过程中，两个状态会同时为“()N”!个扫描周期。因此，像电动机正转、反转这种不可以同时接通的一对输出之间，为了避免同时为 ON，除了在 PLC的外部设置互锁，也应同时在程序中进行互锁。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M (3)定时器的重复使用 如图 4-25 所示，定时器线圈与输出线圈一样，可在不同状态间对同一软元件编程。但在相邻状态中则不能编程。这是因为，若S40处于“活动步”，当满足转换条件工序转移时，S40、S41两个状态会同时为“ON”1个扫描周期;在这个扫描周期内，定时器线圈不断开，当前值不能复位;这就会导致S41状态中的 Y2 立即输出，而非达到设定值2s后再输出。 并行序列与状态复位、流程分离、SFC中的输出与特 M 课堂练习 1.下列哪种场景适合用SFC并行序列实现（ ） A. 自动门“开门→延时→关门” B. 分拣机“合格→入库/不合格→剔除” C. 打印机“送纸”与“加热定影” D. 电梯“上行→停止→下行” 答案：C 解析：“送纸”与“加热定影”需同时进行，符合并行序列特征；A、D为顺序控制，B为选择序列，故选C。 课堂练习 2.三菱PLC中，用于产生1秒脉冲的特殊辅助继电器是（ ） A. M8002 B. M8013 C. M8030 D. M8060 答案：B 解析：M8013可输出1秒周期的脉冲信号，常用于定时指示、间隔控制等场景，故选B。 课堂练习 3.SFC中，若某步驱动输出后需保持至程序结束，正确的设计是（ ） A. 仅在该步驱动输出 B. 用自锁电路保持输出 C. 每步都驱动该输出 D. 借助特殊辅助继电器保持 答案：B 解析：通过输出继电器的自锁电路，可实现驱动后持续保持输出状态，无需重复编程，故选B。 课堂练习 4.下列关于SFC特殊辅助继电器的说法，错误的是（ ） A. 功能固定，不可自定义 B. 无需外部接线即可使用 C. 可直接驱动输出 D. 常用于程序状态控制 答案：C 解析：特殊辅助继电器主要用于控制程序逻辑（如启动、复位、脉冲），不可直接驱动外部输出，需通过输出继电器中转，故选C。 课堂练习 5.SFC流程分离的实现关键是（ ） A. 切断所有分支的转换条件 B. 单独控制某一分支的终止条件 C. 复位初始步 D. 断开PLC电源 答案：B 解析：流程分离需针对特定分支设置独立终止条件，确保其他分支正常执行，A、C、D会导致整体流程中断，故选B。 课堂练习 6.驱动SFC输出时，下列做法正确的是（ ） A. 输出线圈直接接在转换条件后 B. 输出驱动仅可写在步的动作中 C. 同一输出在不同步中重复驱动 D. 输出回路串联适当保护电阻 答案：D 解析：输出回路串联保护电阻可防止过流损坏模块；A、B、C均为错误做法，会导致逻辑混乱或设备损坏，故选D。 课堂练习 7.三菱PLC中，M8034的功能是（ ） A. 禁止所有输出 B. 初始化脉冲 C. 运行监控 D. 故障报警 答案：A 解析：M8034接通时，PLC所有输出均被禁止，常用于设备调试或紧急暂停时切断输出，故选A。 课堂练习 8.SFC并行序列的分支线通常采用（ ） A. 单条实线 B. 多条平行实线 C. 单条虚线 D. 多条平行虚线 答案：B 解析：为区分并行与选择序列，并行序列的分支线一般用多条平行实线表示，选择序列常用单条实线加分支点，故选B。 课后作业 简述SFC并行序列与选择序列的核心区别，并举1个工业应用实例。 写出3个SFC常用特殊辅助继电器的编号（以三菱PLC为例）及功能。 绘制“启动→电机1与电机2同时运行→电机1先停→电机2后停”的SFC程序图，需包含并行序列与流程分离。 课堂小结 $