PLC状态机编程第一篇－状态机介绍

Posted 2020-09-23 丁丁的笔记

状态机的一般概念

过去我在学习PLC编程时，看的大部分书仅仅停留在软件的操作上，没有真正讲述如何组织程序，这里我们讲一个通用的描述控制算法的方法，就是状态机，和SFC很类似，其实SFC也是源于状态机啦。状态机是UML中的概念，在嵌入式开发中应用很广，但在PLC编程中基本没有流行。下面是一张用matlab画的状态机，包含了大部分基本元素。它描述的就是启保停电路，经典的控制。。。我们会在这个电路的基础上慢慢扩展。

这个状态机中包含两个状态，分别是Off和On，这两个状态只能有一个是激活的，这和SFC一样。Off状态上带个小箭头的，表示这个系统激活，Off状态就激活，也就是SFC中的初始步。Off状态到On状态中间有两根带方向的转移线，转移线上分别有两个条件。当按下start按钮后，〔start〕条件激活，状态转移至On状态（注意，转移方向是单向的），再按下stop按钮后，〔stop〕条件激活，状态由Off转移到On，从而完成电机的启保停电路，很方便吧。那这样的状态机我们分别用梯形图和ST语言来表示。

很简单吧，用状态机来表示启保停电路，乍一看这么这么复杂啊，传统的很简单。。如果控制任务复杂，那么它的优势就来了，不容易出错，程序容易理解。这里有几点要注意：

1. 需要给它一个初始步，这里初始步是Off，startupSet是在OB100中的，PLC启动是置“1"，保证Off步能激活。
2. 每个步的复位条件必需用上升沿，否则就不行了，原理自己想想。。

下面我们再这个状态机上扩展一键启停电路，传统的程序基本是经验法，我到现在都记不住，状态机吗，就很方便了。

我们对这个状态机作简要说明，我们前面的状态机只能有一个激活步，这里的两个带虚线框的步可以同时处于激活状态，这是并行结构，为啥要用并行呢，因为一键启停要用到沿触发，左边的的那个步主要是用来处理next信号生成pNext上升沿的，右边的转移条件全换成pNext。下图是梯形图中的表示方法。

颜色有误差，不过也能分辨出来。这段程序写在了FB块中，pNext是个块外传进来的沿触发信号。

下图是用西门子SCL写的。

在图右边的scl写的状态机，左边调用了它。

这个状态机用一个case语句表示，共两个分支，分别是#offState、#onState，每个分支里有一个if语句，用来切换状态的，#nextTrig是沿触发。。

https://github.com/drongh/siemensPlcCodes，最后一例的代码，我放github上了，需要TIA博途V14SP1打开。

状态机的概念基本写完了，对于复杂的状态机，手写起来感觉很啰嗦，所以呢，我们下次通过matlab自动把状态机转译成SCL代码，怎么样？听起来很强大吧。