PLC順序控制程序設計方法

鄧 敏，秦展田

（1.桂林市職業教育中心學校，廣西 桂林 541004；2.桂林航天工業學院，廣西 桂林 541004）

PLC順序控制程序設計方法

鄧 敏1，秦展田2

（1.桂林市職業教育中心學校，廣西 桂林 541004；2.桂林航天工業學院，廣西 桂林 541004）

PLC控制系統許多都是順序控制，詳細論述了狀態轉移圖和步進梯形圖編程、起動-保持-停止電路編程、置位和復位指令編程、移位指令編程等四種順序控制程序設計方法，提高了編程效率。

PLC；順序控制；程序

順序控制就是使系統能按一定的順序工作，常用于離散的生產過程控制。順序控制又可以分為確定順序控制和隨機順序控制，在生產機械運行中常為確定順序控制，控制對象工作過程或順序是確定的。用PLC進行順序控制是PLC的基本應用，也是PLC的優勢所在，在生產機械的自動化控制領域中，PLC順序控制系統的應用很廣泛。

常用的生產機械順序控制系統運行時，設備按照生產工藝預先規定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，在生產過程中各個執行機構自動地有秩序地進行操作，且這些動作必須嚴格按照一定的先后次序執行。PLC順序控制系統的輸入信號大多數是行程開關、接近開關、光電開關、干簧管開關、霍爾元件開關等位置檢測開關，有時也采用壓力繼電器、定時器等。

FX系列PLC順序控制程序的編程方法有很多，如狀態轉移圖和步進梯形圖編程、起動-保持-停止電路編程、置位和復位指令編程、移位指令編程等。本文以三菱的FX系列PLC為例，說明實現順序控制的常用四種程序設計方法。

1 狀態轉移圖和步進梯形圖編程

狀態編程就是將一個復雜的控制過程分解為若干個工作狀態，明確各狀態的任務、狀態轉移的條件以及轉移的方向，然后再依據總的控制順序要求，把這些狀態組合形成狀態轉移圖，最后依一定的規則將狀態轉移圖轉繪為步進梯形圖程序。因此步進梯形圖和狀態轉移圖是一一對應的，在進行編程時，我們首先是要根據設備的工藝過程控制要求，繪出狀態轉移圖。

狀態法編程思想其實就是將復雜的順序控制過程分解為若干個工作“狀態”，然后分別進行編程，最后再組合成整體程序。這種編程方法可以使編程工作程序化和規范化，是PLC程序設計的重要方法。狀態轉移圖是狀態編程的工具，圖中包含了順序控制程序所需用的全部狀態及各狀態間的相互聯系。對某一具體狀態來說，狀態轉移圖給出了該狀態的驅動任務、狀態轉移的條件和狀態轉移的方向。因此，狀態轉移圖可以非常清晰地表達出順序控制的整個工藝流程，形象直觀，可讀性很強，特別在復雜的順序控制程序中應用起來非常方便。

例如，某PLC控制的送料小車，小車原位停止時壓下限位開關 SQ1（X0），按下啟動按鈕 SB（X2），Y2接通小車前進，當運行到料斗下方時壓下限位開關SQ2（X1），Y2斷開小車停止，同時Y0接通料斗門打開給小車加料，延時10秒后關閉料斗，Y3接通小車后退返回，當回到原位時壓下限位開關SQ1（X0），Y3斷開小車停止，Y1接通小車底門打開卸料，延時8秒后卸料結束，完成一次動作，并可以循環。

該運料小車控制系統為典型的順序控制，采用狀態編程，其狀態轉移圖如圖1所示。在負載驅動部分，Y1前面加X1的常閉的作用是壓下限位開關后，能讓電動機的電源及時切斷，確保準確定位，從而保證運料小車工作的可靠性。小車運動控制狀態轉移圖可以轉換成對應的步進梯形圖，步進開始用STL指令，其具有主控和跳轉功能，確保各狀態驅動嚴格按順序進行，步進結束用RET指令返回。

圖1 狀態轉移圖

2 使用啟動-保持-停止電路編程

啟動-保持-停止電路是最基本的PLC控制電路，有關斷優先和接通優先兩種形式，一般采用關斷優先控制，同時也可以衍生出許多常用控制電路程序。利用啟動-保持-停止電路思想，按照實際的控制邏輯，也可以很方便的設計出順序控制程序。

例如某設備工作循環為：X1接通后Y1接通—X2接通后Y2接通，同時Y1斷開—X3接通后Y3接通，同時Y2斷開—X4接通后Y1接通，同時Y3斷開，自動循環。利用啟動-保持-停止電路設計的控制梯形圖如圖2所示，系統啟動后能一直按順序自動循環運行，若X5接通，則Y0-Y3都斷開，系統停止工作。控制梯形圖利用常開常閉觸點、線圈等來實現輸出的順序接通控制，控制邏輯也很直觀，停止信號接通時，執行數據傳送指令MOV，使Y0-Y3都清零斷開，實現設備停止。

圖2 起保停實現順序控制

3 使用置位和復位指令編程

利用置位指令SET和復位指令RST也可以實現順序邏輯控制，圖3所示的順序控制可以改為利用SET和RST來實現。由于作用于輸出繼電器這類位元件時，SET指令是實現接通并且保持，RST指令是斷開并且保持。因此控制程序中就不再需要用輸出繼電器的常開觸點來自鎖，直接由觸點邏輯條件來控制輸出繼電器的復位和接通就可以，這種編程方法的順序轉換關系明確，程序也很容易理解，常用于控制系統中手動控制程序的設計。

圖3 位移位指令順序循環控制

4 使用移位指令編程

FX系列PLC的移位指令常用的有循環移位指令和位移位指令。循環移位指令可以使數值或狀態實現自動循環移位變換，使用簡單，但是只能操作16位或32位數據，使用受到限制。位移位指令使用靈活，可以對范圍內的任意位數據移位。用移位指令設計的梯形圖看起來簡潔，指令也較少，但對較復雜控制系統設計就不方便，在工業控制中較少使用，大多數應用于彩燈順序控制電路中。如圖3所示的控制程序，利用位移位指令實現了Y0—Y11共10個輸出繼電器的順序輪流接通。當X0接通時，Y0—Y11正序輪流接通1秒；當X0斷開時，Y0—Y11反序輪流接通1秒，且能循環。如果輸出接彩燈即可以實現彩燈的順序自動控制。

5 結束語

PLC的順序控制程序設計方法很多，每種控制程序形式都有其優缺點，編程時可以根據具體控制對象特征來選用，最終設計出優化、可靠的順序控制程序。

[1]高安邦，薛 嵐，劉曉艷.三菱PLC工程應用設計[M].北京：機械工業出版社，2011．

[2]王阿根.電氣可編程控制原理與應用[M].第2版.北京：清華大學出版社，2010．

[3]廖常初.可編程序控制器應用技術[M].第5版.重慶：重慶大學出版社，2007．

[4]鄧 敏，秦展田.基于PLC的齒輪淬火機械手控制系統設計[J].裝備制造技術，2013（7）：112-113．

The Design Method of PLC Sequence ControlProgram

DENGMin1，QIN Zhan-tian2
(1.GuiliVocationalEducation Center School，Guilin Guangxi541004，China；2.Guilin University ofAerospace Technology，Guilin Guangxi541004，China)

PLC control system mainly sequence control.The author discusses in detail the status transfer diagram and the step ladder diagram programming,Start-keep-stop circuit programming,SET and RST instruction programming,shift instruction programming four sequence control program design methods,such as improving the efficiency of programming.

PLC；sequential control；program

TM 571.61

B

1672-545X（2014）04-0063-02

2014-01-04

鄧 敏（1976—），女，廣西臨桂人，講師，學士，研究方向：機電技術教育。