PLC顺序控制程序设计方法

邓 敏，秦展田

（1.桂林市职业教育中心学校，广西 桂林 541004；2.桂林航天工业学院，广西 桂林 541004）

PLC顺序控制程序设计方法

邓 敏1，秦展田2

（1.桂林市职业教育中心学校，广西 桂林 541004；2.桂林航天工业学院，广西 桂林 541004）

PLC控制系统许多都是顺序控制，详细论述了状态转移图和步进梯形图编程、起动-保持-停止电路编程、置位和复位指令编程、移位指令编程等四种顺序控制程序设计方法，提高了编程效率。

PLC；顺序控制；程序

顺序控制就是使系统能按一定的顺序工作，常用于离散的生产过程控制。顺序控制又可以分为确定顺序控制和随机顺序控制，在生产机械运行中常为确定顺序控制，控制对象工作过程或顺序是确定的。用PLC进行顺序控制是PLC的基本应用，也是PLC的优势所在，在生产机械的自动化控制领域中，PLC顺序控制系统的应用很广泛。

常用的生产机械顺序控制系统运行时，设备按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行。PLC顺序控制系统的输入信号大多数是行程开关、接近开关、光电开关、干簧管开关、霍尔元件开关等位置检测开关，有时也采用压力继电器、定时器等。

FX系列PLC顺序控制程序的编程方法有很多，如状态转移图和步进梯形图编程、起动-保持-停止电路编程、置位和复位指令编程、移位指令编程等。本文以三菱的FX系列PLC为例，说明实现顺序控制的常用四种程序设计方法。

1 状态转移图和步进梯形图编程

状态编程就是将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，明确各状态的任务、状态转移的条件以及转移的方向，然后再依据总的控制顺序要求，把这些状态组合形成状态转移图，最后依一定的规则将状态转移图转绘为步进梯形图程序。因此步进梯形图和状态转移图是一一对应的，在进行编程时，我们首先是要根据设备的工艺过程控制要求，绘出状态转移图。

状态法编程思想其实就是将复杂的顺序控制过程分解为若干个工作“状态”，然后分别进行编程，最后再组合成整体程序。这种编程方法可以使编程工作程序化和规范化，是PLC程序设计的重要方法。状态转移图是状态编程的工具，图中包含了顺序控制程序所需用的全部状态及各状态间的相互联系。对某一具体状态来说，状态转移图给出了该状态的驱动任务、状态转移的条件和状态转移的方向。因此，状态转移图可以非常清晰地表达出顺序控制的整个工艺流程，形象直观，可读性很强，特别在复杂的顺序控制程序中应用起来非常方便。

例如，某PLC控制的送料小车，小车原位停止时压下限位开关 SQ1（X0），按下启动按钮 SB（X2），Y2接通小车前进，当运行到料斗下方时压下限位开关SQ2（X1），Y2断开小车停止，同时Y0接通料斗门打开给小车加料，延时10秒后关闭料斗，Y3接通小车后退返回，当回到原位时压下限位开关SQ1（X0），Y3断开小车停止，Y1接通小车底门打开卸料，延时8秒后卸料结束，完成一次动作，并可以循环。

该运料小车控制系统为典型的顺序控制，采用状态编程，其状态转移图如图1所示。在负载驱动部分，Y1前面加X1的常闭的作用是压下限位开关后，能让电动机的电源及时切断，确保准确定位，从而保证运料小车工作的可靠性。小车运动控制状态转移图可以转换成对应的步进梯形图，步进开始用STL指令，其具有主控和跳转功能，确保各状态驱动严格按顺序进行，步进结束用RET指令返回。

图1 状态转移图

2 使用启动-保持-停止电路编程

启动-保持-停止电路是最基本的PLC控制电路，有关断优先和接通优先两种形式，一般采用关断优先控制，同时也可以衍生出许多常用控制电路程序。利用启动-保持-停止电路思想，按照实际的控制逻辑，也可以很方便的设计出顺序控制程序。

例如某设备工作循环为：X1接通后Y1接通—X2接通后Y2接通，同时Y1断开—X3接通后Y3接通，同时Y2断开—X4接通后Y1接通，同时Y3断开，自动循环。利用启动-保持-停止电路设计的控制梯形图如图2所示，系统启动后能一直按顺序自动循环运行，若X5接通，则Y0-Y3都断开，系统停止工作。控制梯形图利用常开常闭触点、线圈等来实现输出的顺序接通控制，控制逻辑也很直观，停止信号接通时，执行数据传送指令MOV，使Y0-Y3都清零断开，实现设备停止。

图2 起保停实现顺序控制

3 使用置位和复位指令编程

利用置位指令SET和复位指令RST也可以实现顺序逻辑控制，图3所示的顺序控制可以改为利用SET和RST来实现。由于作用于输出继电器这类位元件时，SET指令是实现接通并且保持，RST指令是断开并且保持。因此控制程序中就不再需要用输出继电器的常开触点来自锁，直接由触点逻辑条件来控制输出继电器的复位和接通就可以，这种编程方法的顺序转换关系明确，程序也很容易理解，常用于控制系统中手动控制程序的设计。

图3 位移位指令顺序循环控制

4 使用移位指令编程

FX系列PLC的移位指令常用的有循环移位指令和位移位指令。循环移位指令可以使数值或状态实现自动循环移位变换，使用简单，但是只能操作16位或32位数据，使用受到限制。位移位指令使用灵活，可以对范围内的任意位数据移位。用移位指令设计的梯形图看起来简洁，指令也较少，但对较复杂控制系统设计就不方便，在工业控制中较少使用，大多数应用于彩灯顺序控制电路中。如图3所示的控制程序，利用位移位指令实现了Y0—Y11共10个输出继电器的顺序轮流接通。当X0接通时，Y0—Y11正序轮流接通1秒；当X0断开时，Y0—Y11反序轮流接通1秒，且能循环。如果输出接彩灯即可以实现彩灯的顺序自动控制。

5 结束语

PLC的顺序控制程序设计方法很多，每种控制程序形式都有其优缺点，编程时可以根据具体控制对象特征来选用，最终设计出优化、可靠的顺序控制程序。

[1]高安邦，薛 岚，刘晓艳.三菱PLC工程应用设计[M].北京：机械工业出版社，2011．

[2]王阿根.电气可编程控制原理与应用[M].第2版.北京：清华大学出版社，2010．

[3]廖常初.可编程序控制器应用技术[M].第5版.重庆：重庆大学出版社，2007．

[4]邓 敏，秦展田.基于PLC的齿轮淬火机械手控制系统设计[J].装备制造技术，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

邓 敏（1976—），女，广西临桂人，讲师，学士，研究方向：机电技术教育。