淺析將順序功能圖轉換為梯形圖的四種方法

何小麗 重慶化工職業學院自動化系 400020

淺析將順序功能圖轉換為梯形圖的四種方法

何小麗 重慶化工職業學院自動化系 400020

梯形圖是最常用的編程語言。順序控制設計法是設計梯形圖程序最常用的方法。順序控制設計法是首先根據控制過程畫出順序功能圖，將順序功能圖轉為梯形圖。文中以西門子公司s7-200系列PLC編程軟件STEP-7的梯形圖編程語言為例，說明將順序功能圖轉換為梯形圖的四種方法。

梯形圖；順序功能圖；起保停電路轉換法；步進指令轉換法；移位寄存器指令轉換法；置位復指令轉換法

引言

S7-200 PLC控制的小車一個工作周期的動作要求如下：

1）按下啟動按鈕SB1（I0.0），小車電機正轉（Q0.0），小車第一次前進，碰到限位開關SQ2 (I0.2)后小車電機反轉（Q0.1），小車后退。

2）小車后退碰到限位開關SQ1 (I0.1)后，小車電機停轉。5S后，第二次前進，碰到限位開關SQ3（I0.3），再次后退。

3）小車第二次碰到限位開關SQ1（I0.1）后，小車停止。準備下次啟動。

如圖1所示：

圖1 小車運動示意圖

分析小車運行過程可知，用順序功能設計法很容易解決這個問題。繪制順序功能圖如圖2。

圖2 順序功能圖

STEP-7編程軟件不支持順序功能圖語言，所以，要小車按控制要求運行，還需將順序功能圖轉換為梯形圖。下面分別介紹四種方法將圖2轉換為梯形圖。

1 起保停電路轉換法

起保停電路僅僅使用與觸點和線圈有關的指令，無需編程元件做中間環節，各種型號PLC的指令系統都有相關指令，加上該電路利用自保持，從而具有記憶功能，且與傳統繼電器控制電路基本相類似，因此得到了廣泛的應用。這種編程方法通用性強，編程容易掌握，一般在原繼電器控制系統的PLC改造過程中應用較多。由圖2 可見，順序功能圖中是以步作為主線，所以在將順序功能圖轉為梯形圖這一環節中，定義步是關鍵。步的定義遵循以下結構：

圖3 起保停電路基本結構

這個控制過程總共有六步，每一步的定義都符合圖3的結構，所以只要知道了前級步、后續步，轉換條件、本步的定義，步的網絡就得到了。然后再用步帶上動作；在定義M0.0的網絡里并聯上SM0.1這個初始化脈沖，程序就設計出來了。

2 置位復位指令轉換法。

置位復位指令轉換法，是用前級步對應的中間繼電器的常開觸點與轉換對應的觸點或電路串聯，作為使所有后續步對應的中間繼電器置位和使所有前級步對應的中間繼電器復位的條件。

激活各步繼電器M0.0～M0.5的梯形圖結構簡單歸納如圖4所示。

圖4 置位復位指令轉換法的基本電路結構圖

步定義好后，帶上動作，程序就設計出來了。

3 步進指令轉換法

步進指令是專門為順序控制設計提供的指令，它的步只能用順序控制繼電器S來表示。把圖2中的M0.0～M0.5用順序控制繼電器S0.0～S0.5代替，對每步中間繼電器定義結構如圖5所示。

圖5 步進指令實現順序控制

步的定義結束后，帶上動作，程序就設計好了。這種編程方法很容易被初學者接受和掌握，對于有經驗的工程師，也會提高設計效率，程序的調試、修改和閱讀也很容易，使用方便，程序也較短，在順序控制設計中應優先考慮，該法在工業自動化控制中應用較多。

4 移位指令轉換法

從圖2可以看出，在M0.0～M0.5各步中只有一個步在某時刻有效而其他步都無效，顯然可以用移位指令實現控制。圖8為用移位指令編程時的梯形圖，采用字節MB0的前六位M0.0～M0.5代表6個步。用移位指令主要是對移位脈沖、賦初值、數據復位等幾種情況的處理。如圖6——圖9所示。

圖9 移位指令

用圖6至圖9的程序，將步定義完成，然后帶上動作，程序就設計出來了。該方法設計的梯形圖看起來簡潔，所用指令也較少，但對較復雜控制系統設計就不方便，使用過程中在線修改能力差，在工業控制中使用較少，大多數應用在彩燈順序控制電路中。

5 結束語

實踐表明上述四種轉換方法很容易被初學者接受和掌握，用它們可以得心應手地設計出任意復雜的順序控制程序。

[1]廖常初主編.P L C編程及應用.北京：機械工業出版社.2 0 0 7年

[2]張萬忠主編.可編程控制器入門與應用實例.北京：中國電力出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.019