PLC的順序控制設計法教學心得

江西省九江學院電子工程學院 王 萍

PLC的順序控制設計法教學心得

江西省九江學院電子工程學院 王 萍

可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是電氣工程及其自動化專業的一門核心專業課，通過本課程的學習，學生掌握PLC的基本結構、工作原理、PLC控制系統程序設計與調試方法。其中，PLC控制系統的程序設計是教學重點，本文以S7-200PLC為教授對象，主要介紹順序控制設計法的編程特點以及順序功能圖向梯形圖程序的轉換方法，提出各種不同轉換方法應注意的關鍵問題，應用比較總結法，把理論教學與實踐教學融為一體，使學生容易理解記憶，激發學生的學習興趣。

PLC 順序功能圖 梯形圖

一、前言

PLC系統的程序設計方法主要是：用經驗設計法直接編寫梯形圖程序的方法和順序控制設計法。由于經驗設計法設計梯形圖時沒有固定的方法，具有很大的試探性和隨意性。尤其是設計復雜系統時，要用大量的中間單元完成記憶和連鎖功能，很容易遺漏一些問題，修改也比較麻煩。順序控制設計法只要分析清楚系統控制要求，按照一個步驟一個狀態的思想，很容易就可以畫出順序功能圖，然后轉換成相應的順序控制梯形圖，其順序功能圖比較容易設計，且可讀性很強。

二、順序控制設計法與順序功能圖

順序控制設計法是將系統的一個工作周期劃分為若干順序相連的階段，每個階段稱為一步。步與步之間由轉換分隔，相鄰的步具有不同的動作。PLC在某一步工作時，當轉換條件得到滿足就實現轉換，即上一步的動作結束而下一步的動作開始。順序功能圖是設計PLC順序控制程序的圖形方法，由步和有向連線組成閉環，描述控制系統的控制過程、功能和特性，它本身并不是程序，需要轉換成相應的順序控制梯形圖程序。設計順序功能圖時，要注意它的三個主要因素：步、轉換條件和動作。

第一步：順序功能圖中，步用矩形方框表示，方框內用M或S連同其編號進行注釋（如M0.0、S0.0等）。當PLC通電時，所有步均處于OFF狀態，這時只需用開機時接通一個掃描周期的SM0.1的常開觸點，就可將初始步M0.0或S0.0置為活動步，否則因為順序功能圖沒有活動步而無法工作，所以至少應該有一個初始步，用雙線方框表示初始步。

第二步轉換條件：與轉換對應的條件是使系統由當前步進入下一步的信號，可以是外部的輸入信號（如按鈕、限位開關的接通或斷開等）；也可以是PLC內部產生的信號（如定時器、計數器等觸點的接通）；還可以是若干個信號的與、或、非的邏輯組合。

第三步動作：系統處于某一步時需要完成的工作，用矩形方框中的編號表示動作。該矩形框與它所在步的對應方框相連。當該步為活動步時，執行該步對應的動作，某一步可以有幾個動作，也可以沒有動作。

三、順序功能圖轉換為相應的順序控制梯形圖的方法

根據系統控制要求，我們可以很方便地設計出順序功能圖。若順序功能圖用的是位存儲器M代表步，則將順序功能圖轉換為相應的順序控制梯形圖的方法一般有兩種：

1.使用起保停電路的順序控制梯形圖設計方法

使用起保停電路轉換梯形圖程序的關鍵是找出每一步的起動條件和停止條件。起動條件是該步的前級步為活動步并且相應的轉換條件得到滿足，即將前級步的編程元件的常開觸點與轉換條件對應的觸點串聯實現；停止條件是其后續步對應的常閉觸點；保持條件是本步的常開觸點。按照這個思路很容易轉換出對應的梯形圖程序。

2.使用置位復位指令的順序控制梯形圖設計方法

使用置位復位指令的轉換思想是，每一步變為活動步都采用置位指令S置位該步，同時用復位指令R復位前級步。每一個轉換都對應一個這樣的控制置位和復位的電路塊，有多少個轉換就有多少個這樣的電路塊，這種設計方法很有規律，很容易掌握。

若順序功能圖用的是順序控制繼電器S代表步，則使用SCR指令的順序控制梯形圖設計方法進行轉換。使用SCR指令的轉換思想是將順序控制程序的每一步用一個SCR段表示。用SCR指令表示一個SCR段的開始；用SCRE指令表示SCR段的結束；用SCRT指令實現SCR段之間的轉換，即步的活動狀態的轉換。當SCRT線圈“得電”時，SCRT指令將順序功能圖中的后續步置位為ON，同時將當前步復位為OFF，這種方法初學者極易掌握。

四、結束語

實驗教學中，對于同一個實驗項目要求學生利用多種方法實現，使學生在掌握各種不同編程方法的同時體會各種編程方法的優缺點，找出自己在編程時的思維有哪些問題，哪種編程方法更容易掌握，哪種方法更易實現，從而激發學生的學習興趣，培養學生獨立思考和總結記憶的能力。

順序控制設計法用輸入量I（或定時器、計數器等）的觸點，控制代表各步的編程元件（如M或S），再由它們控制輸出量Q（或定時器、計數器線圈等），步是根據輸出量Q的狀態劃分的。所以，順序控制設計法具有簡單易學，容易理解，通用規范的特點，是PLC程序設計方法中位居首位的編程方法。

［1］廖常初.S7-200PLC編程及應用（第2版）［M］.北京：機械工業出版社，2014

［2］潘海鵬，張益波.電氣控制系統與S7-200系列PLC［M］.北京：機械工業出版社，2014

ISSN2095-6711/Z01-2015-12-0086