順序控制設計法在PLC控制系統中的應用

巨向麗（陜西省寶雞技師學院,陜西　寶雞　721000）

順序控制設計法在PLC控制系統中的應用

巨向麗
（陜西省寶雞技師學院,陜西寶雞721000）

摘要：本文主要闡述了順序控制設計法在PLC控制系統設計中的應用，通過作者在PLC實際教學中采用順序控制法設計運料下車控制系統的舉例，說明了順序控制設計法是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受。

關鍵詞：順序控制；運料小車；PLC

1　經驗設計法與順序控制設計法

在采用PLC設計控制系統的電路中，一般對梯形圖的設計多采用經驗設計法，經驗設計法沒有一套固定的步驟可循，具有很大的試探性和隨意性。在設計復雜系統的梯形圖時，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，可能對系統的其他部分產生意想不到的影響，往往花了很長時間卻得不到滿意的結果。所以用經驗法設計出的梯形圖不易閱讀，系統維修和改進也困難。

順序控制法有其獨特的優勢，利用它可以簡化采用PLC設計控制系統的程序，很容易被初學者接受，有經驗的工程師使用順序控制設計法，也會提高設計效率，程序調試、修改和閱讀。

順序控制，就是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，生產過程的各個執行機構自動有序地進行操作。使用順序控制設計法時首先根據系統的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據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、轉換、轉換條件和動作組成。它的三大要素是步、轉換和轉換條件：

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

初始步對應于控制系統的初始狀態，是系統運行的起點。一個控制系統至少有一個初始步，初始步用雙線框表示。一般用M0表示。在順序功能圖中，步的活動狀態是由轉換的實現來完成的。

3　順序功能圖中轉換實現的基本規則

轉換的實現必須同時滿足兩個條件：

（1）該轉換所有的前級步都是活動步。（2）相應的轉換條件得到滿足。

與步對應的動作或命令：

一個步表示控制過程中的穩定狀態，它可以對應一個或多個動作。可以在步右邊加一個矩形框，在框中用簡明的文字說明該步對應的動作。

繪制順序功能圖時的注意事項：

（1）步與步不能直接相連，必須用轉移分開；（2）轉換與轉換不能直接相連，必須用步分開；（3）步與轉換、轉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，正常順序時可以省略箭頭，否則必須加箭頭。（4）一個功能圖至少應有一個初始步。（5）在單系列中，只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。必須用初始化脈沖M8002常開觸點作為轉換條件，將初始步轉化為活動步。

4　由順序功能圖畫出梯形圖-----“啟-保-停”電路

設計“啟-保-停”電路的關鍵是找出它的啟動條件和停止條件。轉換實現的條件是它的前級步為活動步，并且滿足相應的轉換條件。停止條件是后續步的常閉觸點與前級步的線圈串聯。

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

5　運料小車自動往返PLC順序控制

下面以運料小車自動往返PLC順序控制為例進行具體分析說明。

小車往返運動控制廣泛應用于工業生產設備中。它是利用行程開關實現往復運動控制的。控制要求是：小車可以在A、B兩點間運動。A、B兩處各有一個行程開關。假設小車開始停在左側。小車到A點停10S裝料，隨后駛向B點，到B點停5S卸料。完成后再返回A點，停止運行。要求采用PLC進行控制系統的設計。

由給出的運料小車控制要求分析可知，采用PLC設計控制系統可用順序控制法進行設計，具體的設計如下：

（1）根據控制要求先制訂I/O分配：

輸入:X0—啟動按鈕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計具體電路中包括：制定I/O分配；繪制PLC外圍接線圖；畫出順序功能圖；畫出梯形圖共四個步驟。

參考文獻：

[1]瞿彩萍.PLC應用技術（三菱）[M].北京：中國勞動社會出版社，2006.

[2]張桂香.電氣控制與PLC應用[M].北京：化工工業出版社，2003.

作者簡介：巨向麗（1976-），女，專業課教師、講師，研究方向：電氣技術教育。