西門子PLC使用STL指令的編程方法

一、STL/RET 指令
     STL 指令可以使編程者生成流程和工作與順序功能圖非常接近的程序。
     STL 指令的意義為激活某個步（即狀態），在梯形圖上體現為從主母線上引出的狀態接點。STL 指令有建立子母線的功能，從而使該狀態的所有操作均在子母線上進行。
     步進返回指令 RET 是指狀態流程結束，用於返回主母線。
     一般 FX 系列 plc 採用狀態器 S 編制順控程序，並與 STL 指令一起使用。
1. 順序功能圖和步進梯形圖之間的轉換
     使用步進梯形指令 STL 和步進返回指令 RET 可以將順序功能圖轉換為步進梯形圖，其對應關係如下圖所示。

（ a ） 順序功能圖 （ b ） 梯形圖 （ c ） 指令表

圖　順序功能圖與梯形圖的對應關係

     ST L 觸點驅動的電路塊有 3 個功能：①對負載的驅動處理，即 在這一步要做什麼；②指定轉移條件， 即滿足該條件則退出這一步；③指定轉移目標， 即下一步狀態是什麼 。
2. 　步進梯形圖編程規則
     （ 1 ）初始步可由其它步驅動，但運行開始時必須用其它方法預先作好驅動，否則狀態流程不可能向下進行。
     （ 2 ）步進梯形圖編程順序為：先進行驅動，後進行轉移。二者的順序不能顛倒。
     （ 3 ）編程時必須使用 STL 指令對應於每一個順序功能圖上的步。
     （ 4 ）各 STL 觸點的驅動電路一般放在一起，最後一個 STL 電路結束時，一定要使用步進返回指令 RET 使其返回主母線。
     （ 5 ） STL 觸點可以直接驅動也可以通過別的觸點驅動，如 Y 、 M 、 S 、 T 、 C 等元件的線圈和應用指令。
     （ 6 ）驅動負載使用 OUT 指令，當同一負載需要連續多步驅動時可使用多重輸出，也可使用 SET 指令將負載置位，等到負載不需要驅動時再用 RST 指令將其復位。
     （ 7 ）由於 CPU 只執行活動步對應的電路塊，因此使用 STL 指令時允許「雙線圈」輸出，即不同的 STL 觸點可以分別驅動同一編程元件的一個線圈。
     （ 8 ）與 STL 觸點相連的觸點使用 LD 或 LDI 指令。
     （ 9 ）在步的活動狀態的轉移過程中，相鄰兩步的狀態器會同時 ON 一個掃描周期，此時可能會引發瞬時的雙線圈問題。為了避免不能同時接通的兩個輸出（如下圖所示控制電動機正反轉的接觸器線圈）同時動作，除了在梯形圖中設置軟體互鎖電路外，還應在 PLC 外部設置由常閉觸點組成的硬體互鎖電路。

圖　正反轉的軟體互鎖控制

     （ 10 ） SET 指令和 OUT 指令均可以用於步的活動狀態的轉移，可將原來活動步對應的狀態器復位，將後續步置為活動步，此外還有自保持功能。
     (11) 並行序列和選擇序列中分支處的支路數不能超過 8 。
     (12) 在轉移條件對應的電路中，不能使用 ANB 、 ORB 、 MPS 、 MRD 、 MPP 指令。

二、單序列編程
     送料小車開始時停在右側限位開關 X1 處，如下圖所示。按下起動按鈕 X3 ， Y2 為 ON ，打開料鬥的閘門，開始裝料，同時定時器 T0 定時， 8s 後關閉料鬥的閘門， Y2 變為 OFF ， Y1 變為 ON ，開始左行。碰到限位開關 X2 後停下來卸料， Y1 變為 OFF ， Y3 變為 ON ，同時定時器 T1 開始定時。10s 後 Y3 變為 OFF ， Y0 變為 ON ，開始右行，碰到限位開關 X1 後返回初始狀態，此時 Y0 變為 OFF ，小車停止運行。

圖　運料小車工作示意圖

由運料小車的工藝要求可知，這是一個順序流程控制過程，設計其順序功能圖的步驟如下：
     （ 1 ）將整個工作過程按工序進行分解，每個工序對應一個步（即狀態），步的分配如下所示。
    初始狀態：S0 。
    裝料：S20 。
    左行：S21 。
    卸料：S22 。
    右行：S23 。
從以上工作過程的分解可以看出，該控制系統一共有 5 步。
    （ 2 ）對應於每一個步的動作。
     S0 ：無動作。
     S20 ：驅動 Y2 為 ON ，小車裝料，同時起動定時器 T0 定時 8s 。
     S21 ：驅動 Y1 為 ON ，小車開始左行。
     S22 ：驅動 Y3 為 ON ，小車卸料，同時起動定時器 T1 定時 10s 。
     S23 ：驅動 Y0 為 ON ，小車右行。
（ 3 ）找出每個步的轉移條件。
     由工作過程可知，每一步的轉移條件為：
     S0 ：PLC 上電之初由初始化脈衝 M8002 （只閉合一個掃描周期）對其置位為 ON ，為以後活動步的轉移作準備，在工作過程中，由右限位對其置位為 ON 。
     S20 ：小車在右限位 X1 處並且按起動按鈕 X3 ，即 。
     S21 ：T0 的常開觸點。
     S22 ：左限位 X2 。
     S23 ：T1 的常開觸點。
    經過上述 3 個步驟，得到的小車控制系統的順序功能圖如下圖所示。下圖（ b ）和圖（ c ）分別為相應的梯形圖和指令表。

（ a ）順序功能圖

（ b ）梯形圖

（ c ）指令表

圖　單序列編程

三、選擇序列編程
     從多個分支流程中選擇某一個單支流程，稱之為選擇性分支。
     選擇序列的順序功能圖與步進梯形圖之間的轉換下圖（ a ）、（ b ）和（ｃ）所示。

（ａ）順序功能圖

（ｂ） 梯形圖

（c） 指令表

圖 選擇序列對應的梯形圖和指令表

     下圖為使用傳送帶將大、小球分類選擇傳送的裝置示意圖。其動作順序為下降、吸工件、上升、右移、下降、釋放工件、上升、左移。左上為原點，當機械臂下降且電磁鐵吸住大球時，限位開關 SQ2 斷開，而吸住小球時 SQ2 接通，以此判斷大球或小球。
     左移、右移分別由 Y4 、 Y3 控制，上升、下降分別由 Y2 、 Y0 控制，將工件吸住由 Y1 控制。當機械臂移到上限位、左限位並鬆開時為原點位置，即 ， Y5 為原點指示。
     上限位：SQ3 ― X3
     下限位：SQ2 － X2
     左限位：SQ1 ― X1
     右移小球限位：SQ4 ― X4
     右移大球限位：SQ5 ― X5

圖　大、小球分揀示意圖

    根據工藝要求，該控制流程可依據 SQ2 的狀態（即對應大、小球）分成兩個分支，如下圖所示。

圖　大、小球分揀順序功能圖

    根據上圖，得到大、小球分揀控制系統的步進梯形圖和指令表如下圖（ a ）和（ b ）所示。

(a) 梯形圖

（ b ）指令表

圖　大、小球分揀系統步進梯形圖和指令表

四、並行序列編程
    下圖所示為並行分支的順序功能圖，並行分支是指同時處理的程序流程。

圖 並行序列的順序功能圖

    其梯形圖和指令表見下圖中的（ a ）圖和（ b ）圖。

（ a ） 梯形圖

（ b ） 指令表

圖 並行序列對應的梯形圖和指令表

    下圖所示為按鈕式人行道紅、綠燈交通管理器，它是一個並行分支與匯合序列。

圖 按鈕式人行道交通燈示意圖

   正常情況下，汽車通行，即 Y3 綠燈亮、 Y5 紅燈亮；當行人需要過馬路時，則按下按鈕 X0 （或 X1 ）， 30s 後主幹道交通燈的變化為綠→黃→紅（其中黃燈亮 10s ），當主幹道紅燈亮時，人行道從紅燈轉成綠燈亮， 15s 後人行道綠燈開始閃耀，閃耀 5 次後轉入主幹道綠燈亮，人行道紅燈亮。

    下圖是人行道交通燈的順序功能圖，該圖既有並行分支，又有選擇分支。

圖 人行道交通燈順序功能圖

    其步進梯形圖和指令表分別見下圖（ a ）和（ b ）。

（ a ）梯形圖

（ b ）指令表

圖 人行道交通燈的步進梯形圖和指令表