5.1 PLC的步进指令及顺序功能图《电器与PLC控制技术》山东省（春季高考）机电技术类 知识点讲解

山东省（春季高考）机电技术类 复习讲义 第五章 PLC的步进指令及顺序功能图 【考纲要求】 1.掌握顺序功能图设计。 2.掌握FX2N系列PLC的步进指令及编程方法。 【知识网络】 一、顺序功能图及设计 1.顺序控制及顺序功能图 2.使用举例 (1)图为机械手抓取物体动作顺序功能图，表所示为I/O地址分配表。 I/O地址分配表 输入信号 输出信号 起动信号 X0 夹紧电磁阀的输出 Y1 下限位开关信号 X1 上升电磁阀的输出 Y2 夹紧限位开关信号 X2 下降电磁阀的输出 Y0 上限位开关信号 X3 SO 为初始状态(原位),S20、S21、S22⋯⋯为工作步状态继电器，其动作过程如下：接通起动信号，XO=ON，状态继电器S20置位(=ON)，随之，控制下降电磁阀的输出继电器 Y0动作；当下限位开关X1变为ON后，状态继电器S21置位(=ON)，状态继电器 S20自动复位(=OFF)，输出继电器 YO随之复位，控制夹紧电磁阀的输出继电器 Y1动作；当夹紧限位开关X2变为ON 时，状态继电器 S22置位，同时状态继电器S21 自动复位，输出继电器 Y1随之复位，控制上升电磁阀的输出继电器 Y2动作。 随着状态动作的转移，前一状态继电器的状态自动复位(变为OFF).状态继电器的触点可多次使用，如果不用步进顺控指令，状态继电器S可当做普通的辅助继电器使用。 (2)运料小车运行控制，如图所示为运料小车运行的空间示意图和顺序功能图，下表所示为I/O地址分配表。 表18-6 I/O地址分配表 输入信号 输出信号 起动信号 X0 小车左行的输出 左侧限位开关信号 X1 加料输出 Y2 右侧限位开关信号 X2 小车右行输出 Y0 缺料输出 Y3 根据YO~Y3的ON/OFF 状态的变化,显然一个周期可以分为装料、右行、卸料和左行这4步，另外还应设置等待起动的初始步.图(A)是运料小车运行的空间示意图，图(b)是描述该系统的顺序功能图，图中用矩形方框表示步，方框中可以用数字表示该步的编号，一般用代表该步的编程元件的元件号作为步的编号，如S20等，这样在根据顺序图设计梯形图时较为方便。 二、步进梯形指令及编程方法 1.步进梯形指令 (1)步进梯形指令:简称为STL 指令,FX 系列PLC还有一条使STL 指令复位的RET指令.利用这两条指令，可以很方便地编制顺序控制梯形图程序. 步进梯形指令STL 只有与状态继电器S配合才具有步进功能。S0~S9 用于初始步,S10~S19用于自动返回原点。使用STL指令的状态继电器的常开触点称为STL 触点。用符号或“----”或“-STI-”表示,没有常闭的STL 触点. (2)STL 指令的用法:如图所示,从图中可以看出顺序功能图与梯形图之间的关系。用状态继电器表示顺序功能图的步，每一步都具有三种功能：负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。 图中STL 指令的执行过程是：当步S20为活动步时，S20的STL 触点接通，负载Y2输出.如果转换条件X1满足，后续步S2/被置位变成活动步，负载Y3输出，同时前级步 S20 自动断开变成不活动步，输出 Y2 也断开。 使用STL 指令使新的状态置位，前一状态自动复位。STL触点接通后，与此相连的电路被执行；当STL触点断开时，与此相连的电路停止执行。 2.步进梯形指令的单序列结构的编程方法 如图所示的运料小车自动循环的控制过程，小车运动系统一个周期由5步组成。它们可分别对应S0、S21-S23，步S0代表初始步.其顺序功能图和梯形图如图所示。 PLC上电进入RUN状态，初始化脉冲M8002的动合触点闭合一个扫描周期，梯形图中第一行的 SET指令将初始步SO置为活动步。 在梯形图的第二行中，SO 的STL 触点和XO的动合触点组成的串联电路代表转换实现的两个条件、当初始步SO 为活动步，按下起动按钮XO时，转换实现的两个条件同时满足，置位指令 SET、S20被执行，后续步S20变为活动步，同时S0 自动复位为不活动步。 S20的STL触点闭合后，该步的负载被驱动，Y2变为ON，打开贮料斗的闸门，开始装料，同时用定时器 TO定时，10s后关闭贮料斗的闸门，转换条件T0=1得到满足，下一步的状态继电器S21被置位，同时状态继电器S20被自动复位，系统将这样依次工作下去，直到最后返回到起始位置，碰到限位开关X1时，用OUT S0变为ON 并保持，系统返回并停在初始步。 在梯形图的结束处，一定要使用RET指令，使LD触点回到左母线上，否则系统将不能正常工作。 【选择题】 1.不属于PLC 功能图组成部分的是 ( ) A.步 B.状态器 C.有向线段 D.转移条件 2.下列关于步进指令说法错误的是( ) A. STL 只对 S状态器的动合触点起作用，且必须与主母线直接连接 B. STL 触点的本身只能用SET 指令驱动 C. RET 是复位指令 D. STL要和 RET 配合使用 3.步进指令下列说法正确的是 ( ) A. STL对S、M软继电器的动合触点都起作用 B. STL 触点的与一般触点完全一样，也有动合动断触点 C.使用步进指令也不允许使用双线圈 D. RET 用于步进触点返回母线 4.并发顺序的 STL 梯形图中，STL 指令连续使用的次数不能超 过( ) A.6次 B.8次 C.11次 D.12次 5.状态编程法是专门用于( ) A.顺序控制系统 B.一般逻辑系统 C.所有逻辑系统 D.都不是 6.步进指令 STL 只能对下列哪种继电器进行操作( ) A. T B. X C. M D. S 7. STL 触点本身只能用 指令去驱动 ( ) A. LD B. STL C. SET D. RET 8.状态图中初始步：表示初始状态可没有动作，用 表示；工作步：完成一个或多个动作，用 表示。( ) A.单方框、双层方框 B.双层方框、单方框 C.单方框、单方框 D.双层方框、双层方框 9.关于选择顺序功能图说法错误的是( ) A.选择顺序用单水平线表示 B.选择顺序指在一步后有若干个单一顺序等待选择，而一次仅能选择一个单一顺序 C.选择顺序的转换条件应标注在双水平线以内 D.选择顺序的转换条件应标注在单水平线以内 10.与STL 触点相连的触点应使用指令是( ) A. LD或LDI B. AND或ANI C. OR或ORI D. ANB或ORB 11.状态元件S：用于初始状态时应选用( ) A. S10~S19 B. S20~S499 C. S0~S9 D. S0~S20 12.步进指令STL 必须与 指令配对使用。( ) A. SET B. RET C. MCR D. END 13.属于32位 PLC传送指令的是 ( ) A. MOV B. DMOV C. MOVP D. CMP 14.使用STL 指令后，必须要用的指令是( ) A. RST B. PLF C. RET D. STL 15. MOV 指令的功能是( ) A.传送指令 B.比较指令 C.跳转指令 D.变换指令 16.指令 MOV(P)中P表示( ) A.32位数据指令 B.16位数据指令 C.脉冲执行方式 D.连续执行方式 17.如图所示梯形图，当X0闭合25次时，状态为1的辅助继电器 为( ) A. M10 B. M11 C. M12 D. M13 18.关于数据比较指令，下列说法正确的是 ( ) A.比较的数据均为二进制，但不带符号位比较 B.设置比较区间时，要求[S1.]不得大于[S2.] C.要清除比较结果，需采用RET 和ZRST 指令 D.比较指令只能对两个源操作数的数据进行比较 19.关于条件跳转指令下列说法正确的是 ( ) A.该指令的编号为 FNC01 B.该指令的操作数为指针标号 PO~P27 C.指针 P63 为END所在步序，不需标记 D.指针标号不能用变址寄存器修改 20.如所图3-4-14示区间比较指令,当X0=ON 时,若C30 当前值是115，则输出继电器有输出的是( ) A. Y1 B. Y2 C. Y3 D.都不输出 【答案】 1-5 BCDBA 6-10 DCBCA 11-15 CBBCA 16-20 CCBCB 【技能题】 1.根据以下状态转移图，画出对应的梯形图，并写出对应的指令语句。 解：如图所示 0000 LD M8002 0001 SET SO 0002 STL S0 0003 LD XO 0004 SET S21 0005 STL S21 0006 OUT Y0 0007 LD X1 0008 SET S22 0009 STL S22 0010 OUT Y1 0011 LD X2 0012 SET S23 0013 STL S23 0014 OUT Y2 0015 LD X3 0016 OUT SO 0017 RET 0018 END 2.根据如图所示的 STL 顺序功能图，将STL梯形图补写完整。 解：如图所示： 如图所示： 3.现用PLC 对一最大存货量为6000箱的仓库进行控制，部分控制要求为：当仓库中存货量小于 5000箱时，绿灯亮；大于等于5000箱且小于等于6000箱时，红灯亮(存货量存于数据寄存器D0 中)。请将如图所示的控制梯形图补画完整。 解：如图所示： 4.某同学进行三相异步电动机 Y-△降压起动控制线路实训。 (1)现用PLC实现控制，其控制要求：接通电源，按下按钮SB1，接触器KM1和KM3得电，电动机 Y形起动,12秒后KM3失电,再延时0.5秒,KM2得电,电动机△形运行，按下按钮 SB2或电动机过载后，电动机立即停止。如图所示为PLC 的控制系统线图，试将主电路补画完整。 (2)如图所示请将PLC程序补充完整 解：如图所示： (1) (2) 5.某同学用PLC 进行浴室暖风控制系统实训，KM1 控制电热器，KM2 控制暖风机。控制要求为：按下 SB1，电热器通电，1分钟后暖风机起动；按下 SB2，电热器断电，50s后暖风机断电；按下 SB3，运行的电热器或暖风机立即断电。请完成以下问题： (1)根据图(a)所示的I/O 接线图,将图(b)所示的梯形图补画完整； (2)若采用顺序功能图实现上述功能，根据图(a)所示的I/O接线图，将图(b)所示的顺序功能图补画完整。 解：(1)如图所示: (2)如图所示： 【历年真题】 1.(2016年高考题)与步进指令 STL 相连的触点应使用的指令 是( )K50 A. AND B. ANI C. LD D. OR 2.(2016年高考题)不属于 PLC 功能图组成部分的是 ( ) A.步 B.转移条件 C.有向线段 D.状态图 3.(2017年高考题)PLC顺序功能图中的工作步用 ( ) A.双线框 B.单水平线 C.单线框 D.双水平线 4.(2017年高考题)PLC 中可以用于初始步的状态继电器为 ( ) A. S9 B. S19 C. S29 D. S39 5.(2018年高考题)PLC 编程可使用的语句是 ( ) A. STL XO B. STL SO C. RET Y0 D. RET T0 6.(2019年高考题)PLC 的控制程序中 STL S22 表示 ( ) A. S22步开始 B. S22步结束 C.计数器 S22复位 D.定时器S22复位 7.(2021年高考题)下列 PLC 语句正确的是 ( ) A. ANB M0 B. MC NO C. STL M1 D. INV 8.(2022年高考题)关于FX2N 系列PLC 的STL 梯形图，描述正确的是( ) A.不允许双线圈输出 B.不能用OUT 指令驱动状态器 C. STL 仅对状态器的常开触点起作用 D.同一编号的状态器可多次使用 9.(2022年高考题)关于FX2N系列PLC 指令的使用,说法正确的 是( ) A.连续使用栈指令次数不得多于8次 B.主控指令使用时，嵌套级数最多为8级 C.块指令集中使用时，不允许超过11次 D.顺序功能图的并联分支不能超过11个 【答案】 1-5 CDCAB 6-9ADCB 10.(2018年高考题)如图(a)所示为某简易机床的液压传动系统。其工作原理：活塞处于原位，SQ1闭合，此时按下按钮SB1，1YA通电，活塞向右运动；活塞右行触动行程开关SQ2时，1YA 和3YA 通电，活塞 慢速右行;当活塞触动 SQ3时,1YA、3YA 断电,2YA 通电，活塞退回到SQ2 位置，停留1分钟，再次慢速右行；活塞右行到SQ3 位置时，直接退回到原位，液压系统停止运行。请完成下列问题： (1)图示位置时，该液压系统处于何种状态? (2)在液压系统的运行过程中，件1何时会起作用? (3)根据工作原理及图(b)所示的I/0接线图，补面图(c)顺序功能图。 解：(1)液压缸锁紧(或：活塞停止运动)；液压泵卸荷。 （2)活塞慢速运行时(或:1YA 和3YA通电时） （3） 11.(2019年高考题)如图(a)所示为某设备的液压系统原理图，工作中液压缸能实现快进、工进、快退动作。设备密码为“5”，按钮 SB1~SB4为输入密码键盘，代表一个十进制数。 设备工作过程：按下开始按钮 SB5，输入密码，若密码正确，把“20”写入数据寄存器，液压缸快进，到达SQ2液压缸变为工进，到达 SQ3液压缸停止，按照数据寄存器中的数据进行延时，延时时间到，液压缸快退至原位 SQ1，等待下一次开始指令；若密码错误，则设备无动作。请完成下列问题： (1)件1的名称是什么? (2)三位四通换向阀处于中位时，形成液压回路的名称是什么?(3)若实现液压缸的工进，电磁铁的通、断电情况是什么? (4)根据工作过程及图(b)所示的I/O接线幽，补画图(c)的顺序功能图。 解：(1)单向变量泵 (2)双向锁紧回路(或锁紧回路)、卸荷回路 (3)1YA 通电(或+)、2YA断电(或一)、3YA 通电(或+) 12.(2011年高考题)请根据图所示的动作时序图，将PLC的梯形图补画完整。 解：如图所示： 13.(2019年高考题)某同学进行PLC 控制电路实训，为横穿行车道的人行道设置交通信号灯，PLC 控制电路的I/O接线图如图5-1-23所示，电路运行时的模式如图5-1-23所示的表。 模式 模式1 模式2 规律 HL3、 HL4亮 HL3闪、HL4亮 HL2、 HL4亮 HL1、 HL5亮 5s 3s 30s 时长 60s 38s 控制要求为： (1)按下 SB1,模式1运行;按下 SB3,电路停止运行; (2)模式1运行时，若SB2未被按下，则模式1运行结束后，电路保持 HL3、HL4点亮状态不变； (3)模式1运行时，若按下 SB2，则模式1运行结束后进入模式2； (4)若在模式1运行结束后按下 SB2，则电路直接进入模式2； (5)模式2运行结束后，电路会重新进入模式1运行。 请根据控制要求，将图5-1-24 所示的顺序功能图补画完整。 解：如图所示： 14.(2020年高考题)某学生进行桶装水灌装系统PLC控制电路实训，系统结构如图(1)所示，M为电动机，SQ1 为后限位开关，SQ2为前限位开关，PLC 控制电路的 I/O口分配表如表所示。 输入信号 输出信号 X0 启动按钮 SB1 Y1 接触器 KM1 X2 启动按钮 SB2 Y3 接触器KM2 X4 后限位开关SQ1 Y5 电磁阀 YA X5 前限位开关SQ2 控制要求为： ①按下 SB1，KM1控制电动机正转，水桶向注水口方向移动； ②当水桶移动至注水口下方，SQ1 闭合，电动机停转，电磁阀得电，注水口向水桶注水，20s后电磁阀失电，停止注水； ③停止注水后，KM2 控制电动机反转，当水桶碰到SQ2，电动机停转，等待下一次按下 SB1； ④在任意状态下按下 SB2，系统停止运行。 (1)请根据控制要求，将图(2)所示的I/O接线图补画完整(省略交流供电开关及电动机热继电器)。 (2)请根据控制要求，将如图(3)所示的顺序功能图补画完整。 (3)请根据如图所示的顺序功能图，将如图(4)所示的部分 STL 梯形图补画完整。 解：如图所示： 15(2023年高考题)如图所示，( a) 为物流分拣机械手示意图， (b)为顺序功能图，(c)为I/0 接线图，机械手处于初始位置SQ2, 夹爪松开；PLC 的D1用 于设定工件重量 量，D2 用于存放工件重量。工作过程中：启动液压泵，HL 灯闪烁(频率1 Hz),SQ3 检测到工件后，HL 灯熄灭，PLC进行比较判断，若工件重量小于设定重量，则机械手不动作；若工件重量大于设定重量， 则 3YA 得电，机械手伸出，至 SQ1 时 2YA得电，夹爪 夹紧工件，2秒后3YA 失电，机械手缩回，至 SQ2时 2YA 失 电 ，夹爪松开工件，1秒 工作结束。根据控制要求和图(c)I/0 接线 图，补全图(b) 所示的顺序功能图。 解：如图所示： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $