順序控制設(shè)計(jì)法在PLC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

巨向麗（陜西省寶雞技師學(xué)院,陜西　寶雞　721000）

順序控制設(shè)計(jì)法在PLC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

巨向麗
（陜西省寶雞技師學(xué)院,陜西寶雞721000）

摘要：本文主要闡述了順序控制設(shè)計(jì)法在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，通過作者在PLC實(shí)際教學(xué)中采用順序控制法設(shè)計(jì)運(yùn)料下車控制系統(tǒng)的舉例，說明了順序控制設(shè)計(jì)法是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，很容易被初學(xué)者接受。

關(guān)鍵詞：順序控制；運(yùn)料小車；PLC

1　經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法與順序控制設(shè)計(jì)法

在采用PLC設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的電路中，一般對(duì)梯形圖的設(shè)計(jì)多采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒有一套固定的步驟可循，具有很大的試探性和隨意性。在設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時(shí)，用大量的中間單元來完成記憶、連鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，并且修改某一局部電路時(shí)，可能對(duì)系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生意想不到的影響，往往花了很長(zhǎng)時(shí)間卻得不到滿意的結(jié)果。所以用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)出的梯形圖不易閱讀，系統(tǒng)維修和改進(jìn)也困難。

順序控制法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，利用它可以簡(jiǎn)化采用PLC設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的程序，很容易被初學(xué)者接受，有經(jīng)驗(yàn)的工程師使用順序控制設(shè)計(jì)法，也會(huì)提高設(shè)計(jì)效率，程序調(diào)試、修改和閱讀。

順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，生產(chǎn)過程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地進(jìn)行操作。使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。

2　順序功能圖

順序功能圖用來描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能及特性的一種圖形。其有五部分組成：步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作組成。它的三大要素是步、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件：

（1）將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱為步。用編程元件S或M來代表各步。（2）有向線段和轉(zhuǎn)換：將兩相鄰步隔開，步活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換來完成的。（3）轉(zhuǎn)換條件：控制系統(tǒng)從前一步進(jìn)入下一步的條件。

初始步對(duì)應(yīng)于控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，是系統(tǒng)運(yùn)行的起點(diǎn)。一個(gè)控制系統(tǒng)至少有一個(gè)初始步，初始步用雙線框表示。一般用M0表示。在順序功能圖中，步的活動(dòng)狀態(tài)是由轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)來完成的。

3　順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則

轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件：

（1）該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步。（2）相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。

與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令：

一個(gè)步表示控制過程中的穩(wěn)定狀態(tài)，它可以對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。可以在步右邊加一個(gè)矩形框，在框中用簡(jiǎn)明的文字說明該步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。

繪制順序功能圖時(shí)的注意事項(xiàng)：

（1）步與步不能直接相連，必須用轉(zhuǎn)移分開；（2）轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換不能直接相連，必須用步分開；（3）步與轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換與步之間的連線采用有向線段，畫功能圖的順序一般是從上向下或從左到右，正常順序時(shí)可以省略箭頭，否則必須加箭頭。（4）一個(gè)功能圖至少應(yīng)有一個(gè)初始步。（5）在單系列中，只有當(dāng)某一步的前級(jí)步是活動(dòng)步時(shí)，該步才有可能變成活動(dòng)步。必須用初始化脈沖M8002常開觸點(diǎn)作為轉(zhuǎn)換條件，將初始步轉(zhuǎn)化為活動(dòng)步。

4　由順序功能圖畫出梯形圖-----“啟-保-停”電路

設(shè)計(jì)“啟-保-停”電路的關(guān)鍵是找出它的啟動(dòng)條件和停止條件。轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是它的前級(jí)步為活動(dòng)步，并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件。停止條件是后續(xù)步的常閉觸點(diǎn)與前級(jí)步的線圈串聯(lián)。

用順序控制法在設(shè)計(jì)具體電路中包括：制定I/O分配；繪制PLC外圍接線圖；畫出順序功能圖；畫出梯形圖共四個(gè)步驟。

5　運(yùn)料小車自動(dòng)往返PLC順序控制

下面以運(yùn)料小車自動(dòng)往返PLC順序控制為例進(jìn)行具體分析說明。

小車往返運(yùn)動(dòng)控制廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中。它是利用行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制的。控制要求是：小車可以在A、B兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)。A、B兩處各有一個(gè)行程開關(guān)。假設(shè)小車開始停在左側(cè)。小車到A點(diǎn)停10S裝料，隨后駛向B點(diǎn)，到B點(diǎn)停5S卸料。完成后再返回A點(diǎn)，停止運(yùn)行。要求采用PLC進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

由給出的運(yùn)料小車控制要求分析可知，采用PLC設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)可用順序控制法進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體的設(shè)計(jì)如下：

（1）根據(jù)控制要求先制訂I/O分配：

輸入:X0—啟動(dòng)按鈕X1—右限位X2—左限位

輸出：Y0—裝料Y1—右行Y2—卸料Y3—左行

（2）繪制I/O接線圖3.畫出順序功能圖

（3）畫出梯形圖

通過此例說明用順序控制法在設(shè)計(jì)具體電路中包括：制定I/O分配；繪制PLC外圍接線圖；畫出順序功能圖；畫出梯形圖共四個(gè)步驟。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿彩萍.PLC應(yīng)用技術(shù)（三菱）[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)出版社，2006.

[2]張桂香.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京：化工工業(yè)出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：巨向麗（1976-），女，專業(yè)課教師、講師，研究方向：電氣技術(shù)教育。