如何用輔助繼電器M作為控制元件編寫順序控制程序

楊建華

摘 要：筆者學校教學使用日本三菱FX2N系列的PLC，三菱PLC生產廠家提供了兩條功能很強的步進順控指令。利用步進指令可以編寫復雜的順序控制程序，但是步進控制指令是日本PLC專有的指令，而其他PLC（如西門子）卻沒有。筆者在電工專業PLC理論和實習的教學實踐中，總結出一種任何PLC都能使用的順控程序，就是用輔助繼電器M作為控制元件的順序控制程序。

關鍵詞：步進控制 輔助繼電器M 控制元件 順序功能圖

PLC是技工學校電工專業中的一門重要課程。我們在編寫PLC程序時一般采用梯形圖的設計方法，這種方法稱為經驗法或邏輯法。但用經驗法設計程序需要很多知識，沒有固定的方法和設計步驟，具有很大的試探性和隨意性，設計周期比較長。學生學習起來非常吃力。為了簡化程序設計過程，三菱生產廠家提供了兩條功能很強的步進順控指令。利用步進指令可以編寫復雜的順序控制程序，這種程序編寫有規律性，簡單易學，大大提高了學生的設計效率。但是步進控制指令是日本PLC專有的指令，而其他PLC（如西門子）卻沒有。下面介紹一種任何PLC都能使用的順控程序，就是用輔助繼電器M作為控制元件的順序控制程序。這種程序同樣可以完成復雜的順序控制，同樣簡單易學，調試、修改和閱讀都很方便。

一、順序控制系統

如果一個控制系統可以分解為幾個獨立的控制動作或工序，且這些動作或工序必須嚴格按照一定的先后次序才能保證生產的進行，這樣的控制系統稱為順序控制系統。

二、M控制的順控程序

步進順控程序的三種表達形式分別是狀態流程圖、梯形圖、指令表。而M控制的順控程序在編寫時也是按照控制要求先編寫出順序功能圖，再根據順序功能圖畫出梯形圖。

1.M控制的順控程序特點

（1）為確保順序控制正常進行，每一個工步都分配有一個輔助繼電器做控制元件，這個元件也叫步元件，其線圈叫步線圈。

控制元件通常使用通用輔助繼電器M0～M499，一般按順序連續使用，也可以選擇使用。

（2）每個步元件都具有驅動能力，能使該工步下的線圈獲電。

（3）每個工步在轉換條件滿足的時候，可以將下一個步的輔助繼電器M置位，舊工步所有元件包括狀態元件都自動復位。但含有SET指令的元件和計數器必須采用RST指令復位。

（4） 順序功能圖允許雙線圈輸出，但梯形圖不允許雙線圈輸出。

2.順序功能圖及編寫

順序功能圖是描述控制系統的控制過程、功能及特性的一種圖形，簡稱 SFC。步進控制中的狀態流程圖也是其中之一。

（1）步。①將系統的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，每個階段稱為步。②畫順序功能圖時，用矩形方框表示步，方框中的M的編號，也是步的編號。③和步進控制一樣，M順序控制也要設置初始步，初始步依然用雙線方框表示。④啟動初始步依然有兩種方式：一種是用M8002，另一種方式是從最后的狀態轉移到起始狀態。

（2）與步對應的動作（即驅動負載）。①單個線圈直接畫在步的右側。②多個負載可水平畫在有分欄的方框里，或豎畫在分欄的方框里。③有觸點的邏輯行要單獨畫出。④T/C設定值標注在T/C后面，或標注在轉移條件的后面。⑤置位或復位線圈前面要加上修飾詞S或R。⑥允許雙線圈輸出。

（3）有向連線（即轉移線）和轉換條件。畫順序功能圖時，將代表各步的方框順序排列，并用有向連線把它們連接起來。如步的轉換是從上到下，箭頭若不想畫可省略。如果轉移方向不是從上到下，應該在有向連線上標上箭頭。轉換條件即轉移條件。

3.梯形圖的編寫

根據系統順序功能圖設計梯形圖的方法，稱為順序控制梯形圖的編程方法。我們學習按“啟保?！钡囊幝删帉懱菪螆D的方法。

（1）單序列順序控制梯形圖的編程。一個完整的工步的編寫方法：一個完整步由本級M的啟動、本級M的保持、斷開前級M三部分組成。設計啟保停電路的關鍵是根據功能圖找出各工步的啟動/停止條件。

①啟動電路的設計。啟動電路由前級控制元件的M常開觸點與往下級轉換的條件串聯構成。如果前級不是活動步或轉換條件不滿足，本步就不能得電。一個步的啟動電路可能有一條或N條。

②保持電路的設計（自保持即自鎖）。本級步線圈得電自鎖。非雙線圈的驅動負載并接在步線圈的下面。

雙線圈電路要畫在所有狀態之后。把所有控制該線圈的觸點并聯起來，接在該線圈的前面，以避免雙線圈結構產生誤動作。

③停止電路的設計。停止電路由下級（一個或N個）控制元件M的常閉觸點組成。通常把這一個或N個常閉觸點串接在本級步線圈及驅動負載前面，以保證新工步得電，舊工步失電。

（2）跳步與循環序列梯形圖的編寫。跳步與循環梯形圖的編寫與單序列大致相同，只要把握下面不同點的處理就可以順利地畫出梯形圖。

①步元件上面有多個轉移箭頭時，對應的梯形圖的畫法。步元件上標有N個箭頭時，說明驅動該控制元件的轉移條件有N個，即驅動該步線圈的啟動電路有N條。這N條小啟動電路應該并聯起來接在步線圈的前面。

②步元件下面有N條轉移線時，對應的梯形圖的畫法。狀態下面有N條轉移線時，說明該狀態之后，狀態將轉向轉移線指定N個狀態，該狀態的下級將有N個。停止本級的常閉電路，應該是N個下級M常閉觸點的串聯。

（3）選擇序列梯形圖的編寫。選擇序列梯形圖的編寫與單流程方法大致相同，把握以下三點即可。

①分支處梯形圖的畫法。各序列的第一個步（狀態）的啟動條件均是各自的轉換條件與前級控制元件的常開觸點串聯。而前級的停止電路應該由分支處N個步元件的常閉觸點組合而成。

②各序列及匯合處梯形圖的畫法。接下來按從上到下從左到右的順序，一路一路地畫出（兩條單橫線之間）各序列中的各工步的梯形圖。每條序列都要畫到最后的驅動負載為止。

③合并處梯形圖的畫法。合并狀態元件上面有N個轉移箭頭，就有N個驅動合并處步元件的啟動電路。把各路的啟動電路并聯起來，驅動合并步的步線圈并自鎖。

（4）并行序列梯形圖的編寫。

①分支處梯形圖的畫法。各序列的第一個步（狀態）的啟動條件相同，都是轉移條件與前級M常開觸點的串聯。

②各序列及匯合處梯形圖的畫法。接下來按從上到下從左到右的順序，一路一路地畫出（兩條雙橫線之間）各序列的梯形圖。每條序列都要畫到最后的驅動負載為止。

③合并處梯形圖的畫法。把各路的最后步元件常開與轉移條件串聯起來，作為啟動條件來驅動合并步的步線圈并自鎖。

以上就是用輔助繼電器M作為控制元件的順序控制程序的編寫方法。采用這種編程方法同樣可以完成復雜的順序控制，簡單易學，調試、修改和閱讀都很方便。

（作者單位：河南省駐馬店高級技工學校）endprint