使用STL指令编程的仿真实验（实训四十九）

本节前面介绍了使用置位复位指令的多种工作方式的编程方法，它的优点是程序结构简单清晰，程序框架可用于其他控制系统。这种编程方法也可以用于任意厂家的PLC。

针对使用STL指令的多种工作方式的控制程序，FX系列提供了专用的状态初始化指令IST、配套的初始状态S0～S9、特殊辅助继电器M8040～M8047和特殊数据寄存器D8040～D8047。

STL指令不能用于子程序，使用STL指令的多种工作方式的控制程序表面上看只有一个主程序，实际上分为从第0步开始的初始化程序、指令“STL S0”开始的手动程序、指令“STL S1”开始的回原点程序和指令“STL S2”开始的自动程序。下一个程序的开始标志着前一个程序的结束。根据方式选择开关的状态，CPU分别调用不同的程序。

1.公用程序

图5-55的前3块电路为公用程序。满足原点条件时，M8044为ON。

从自动工作方式切换到手动或自动回原点工作方式时（X10或X11为ON），将自动程序中的S20～S27复位。

退出自动回原点工作方式时（X11为OFF），将自动回原点的顺序功能图（见图5-58）中的S10～S15复位。

2.初始化程序

FX系列PLC的状态初始化指令IST（Initial State）的功能指令编号为FNC 60，它与STL指令一起使用，专门用来设置具有多种工作方式的控制系统的初始状态，以及设置有关的特殊辅助继电器的状态。使用该指令可以简化复杂的顺序控制程序的设计工作。IST指令只能使用一次，它应放在程序开始的地方，被它控制的STL电路应放在它的后面。

机械手控制系统的顺序功能图和梯形图如图5-55～图5-58所示（见随书光盘中的例程“机械手控制2”）。该系统的初始化程序用来设置初始状态和原点位置条件。IST指令中的目标操作数S20和S27用来指定在自动操作中用到的最低和最高的状态的软元件号，IST中的源操作数(S·)可以取X、Y和M，用来指定与操作有关的输入继电器的首软元件号。如果这些输入继电器的地址不连续，则可以用它们来控制IST指令指定的辅助继电器。图5-55中IST指令的源操作数(S·)为M30，它实际上指定了M30～M37具有以下的意义：

M30（X10）：手动

M31（X11）：回原点

M32（X12）：单步运行

M33（X13）：单周期运行（半自动）

M34（X14）：连续运行（全自动）

M35（X16）：回原点起动

M36（X16）：自动操作起动

M37（X17）：停止

M30～M37与X10～X17的对应关系是用图5-55所示的电路实现的，图中的“回原点SW”是回原点开关的缩写。如果增设X15为回原点起动按钮，并且在IST指令中将第一个操作数M30改为X10，则可以省略图5-55中从程序步第28步～第41步这几行的程序，该程序主要是为回原点起动和自动操作起动共用一个按钮X16服务的。

图5-55 初始化程序与公用程序

如果在图5-55中用总是处于OFF状态的M8000的常闭触点来控制M32的线圈，则可以取消单步运行方式。

与工作方式开关对应的X10～X14中同时只能有一个处于ON状态，必须使用选择开关见图5-47），以保证这5个输入中不可能有两个同时为ON。

IST指令的执行条件满足时，初始状态S0～S2和下列特殊辅助继电器被自动指定为以下功能，以后即使IST指令的执行条件变为OFF，这些软元件的功能仍保持不变。

S0：手动操作的初始状态

S1：回原点操作的初始状态

S2：自动操作的初始状态

M8040：禁止转换，为1时禁止所有的状态转换

M8041：转换开始（从初始状态的转换被允许，连续标志）

M8042：起动脉冲（按下起动按钮时的脉冲输出）

M8043：回原点完成

M8044：原点条件满足

M8045：禁止所有输出复位

M8046：STL状态动作（至少有一个状态为ON）

M8047：STL监控有效

3.M8040～M8049功能的仿真实验

打开随书光盘中的例程“机械手控制2”，启动仿真软件GX Simulator和软元件监视视图，生成X窗口、Y窗口和S窗口，同时启动软元件批量监视视图。从M8040开始监视与IST指令有关的M8040～M8049。按下面的步骤进行仿真操作：

1）令所有的输入继电器都为默认的OFF状态，只有M8040和M8047为ON，禁止转换。

2）令X10为ON，进入手动工作方式，手动程序的初始步S0和M8046变为ON。

3）令左限位开关X1和上限位开关X3为ON，M8043和M8044变为ON，原点条件满足。

4）令X10为OFF，X13为ON，切换到单周期模式，自动程序的初始步S2变为ON。

5）两次双击X16，模拟起动按钮的点动操作，M8040变为OFF，由禁止转换变为允许转换，同时M8043（回原点完成）变为OFF。M8042（起动脉冲）在X16的上升沿ON一个扫描周期。

6）在手动模式满足原点条件，然后切换到连续方式。两次双击起动按钮X16，S2变为ON，同时M8041变为ON。两次双击停止按钮X17，M8041变为OFF。M8041相当于项目“机械手控制1”中的连续标志M7，使系统按连续方式运行。(www.xing528.com)

在单周期方式，起动按钮不会使M8041变为ON，在初始步S2按下起动按钮，只能工作一个周期。

7）在手动方式满足原点条件，然后切换到单步方式，S2变为ON。M8040一般情况为ON，禁止转换。仅在起动按钮X16的上升沿的一个扫描周期M8040为OFF，短暂地解除了对转换的禁止。因此在单步模式，即使转换条件满足，也需要按一次起动按钮，才能转换到下一步。M8040的作用类似于项目“机械手控制1”中的转换允许标志M5的常闭触点。

8）STL监控有效标志M8047的线圈“通电”时，当前的活动步对应的状态的软元件号按从大到小的顺序排列，存放在特殊数据寄存器D8040～D8047中，由此可以监控8点活动步对应的状态的软元件号。此外，若有任何一个状态为ON，特殊辅助继电器M8046将为ON。

因为顺序功能图中没有并行序列，任何时候只有一个活动步，可以用D8040监视当前的活动步的软元件号。

4.手动程序

手动程序、自动程序（单周期、连续和单步）和回原点程序分别用S0、S2和S1控制，这3部分程序不会同时被执行。用STL指令和IST指令编程时，不采用图5-48的调用子程序的程序结构。

手动程序（见图5-56）与图5-50中的程序基本上相同。

5.自动程序

用STL指令设计的自动程序的顺序功能图如图5-57所示，特殊辅助继电器M8041（转换起动）和M8044（原点条件）是从自动程序的初始步S2转换到下一步S20的转换条件。

图5-56 手动程序

图5-57 自动程序

使用IST指令后，系统的手动、自动、单周期、单步、连续和回原点这几种工作方式的切换是系统程序自动完成的，但是必须按照图5-55的要求，安排IST指令中指定的控制工作方式用的辅助继电器M30～M37和输入继电器X10～X17的软元件号顺序。

3种工作方式的切换是通过特殊辅助继电器M8040～M8042实现的，IST指令自动驱动它们。

6.自动返回原点程序

自动返回原点的顺序功能图中的步应使用S10～S19（见图5-58）。原点条件满足时，特殊辅助继电器M8044（原点条件）为ON（见图5-55的公用程序中的控制电路）。

自动返回原点的操作结束后，用SET指令将M8043（回原点完成）置为ON，并用RST指令将回原点顺序功能图中的最后一步S16复位。

7.仿真实验

打开随书光盘中的例程“机械手控制2”，启动仿真软件GX Simulator和软元件监视视图，生成X窗口、Y窗口和S窗口。

（1）手动程序的调试

令X10为ON，进入手动工作方式。观察手动程序的初始步S0是否为ON。

根据手动程序，逐个检查各输出继电器的控制电路的功能是否正常，是否能用手动按钮X20～X25控制电磁阀Y0～Y4，电路中的各联锁触点是否起作用。

（2）单周期工作方式

在手动模式令左限位开关X1和上限位开关X3为ON，满足原点条件。令X10为OFF，X13为ON，切换到单周期方式。S0变为OFF，自动程序的初始步S2变为ON（见图5-57）。

两次双击X16，模拟起动按钮的点动操作，观察是否能从自动方式的初始步S2切换到下降步S20，即S2变为OFF，S20变为ON。

根据顺序功能图，在各步提供相应的转换条件（不包括定时器产生的转换条件），观察步与步之间的转换是否正常，各步的动作（输出继电器和定时器的线圈状态）是否正确。是否能从左行步S27返回初始步S2。

（3）连续工作方式

在自动程序的初始步S2，令单周期开关X13为OFF，连续开关X14为ON，进入连续工作方式。两次双击X16，模拟起动按钮的点动操作，观察是否能从初始步S2切换到下降步S20。按照与单周期方式相同的方法，根据顺序功能图，在各步提供相应的转换条件，观察步与步之间的转换是否正常。在左行步S27时，令左限位开关X1为ON，观察是否能返回下降步S20。在以后的某一步两次双击X17，模拟停止按钮的点动操作，观察连续标志M8041是否变为OFF，完成最后一个周期剩余各步的任务后，从左行步S27是否能返回初始步S2。

（4）单步工作方式

在初始步S2为ON时，令连续开关X14为OFF，单步开关X12为ON，进入单步工作方式。两次双击X16，模拟按下和松开起动按钮，观察是否能从初始步S2切换到下降步S20。

在下降步令下限位开关X4为ON，两次双击起动按钮X16，观察是否能转换到夹紧步S21。两秒钟后两次双击X16，观察是否能转换到上升步S22。以后的每一步都需要在转换条件满足时，两次双击X16，提供起动按钮信号，才能转换到下一步，直到回到初始步。

（5）回原点工作方式

令单步开关X12为OFF，回原点开关X11为ON，进入回原点工作方式，S2变为OFF，回原点方式的初始步S1变为ON。按使用STL指令回原点工作方式的顺序功能图（见图5-58）检查回原点程序。

图5-58 使用STL指令回原点程序

回原点方式3种初始状态的调试方法和步骤可以参考项目“机械手控制1”回原点方式的调试方法。

（6）工作方式切换的调试

在自动程序运行时切换到手动模式，检查初始步S2和S20～S27中当时为ON的步是否变为OFF，手动方式的初始步S0是否变为ON。

在回原点方式时切换到非回原点方式，检查回原点方式的初始步S1和S10～S15中当时为ON的步是否变为OFF。

在连续方式切换到非连续方式，检查连续标志M8041是否被复位。

如果改变了当前选择的工作方式，则在“回原点完成”标志M8043变为ON之前，所有的输出继电器将变为OFF。