一、概述

如果一個控制系統(tǒng)可以分解成幾個獨立的控制動作，且這些動作必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行，這樣的控制系統(tǒng)稱為順序控制系統(tǒng)，也稱為步進(jìn)控制系統(tǒng)。其控制總是一步一步按順序進(jìn)行。在工業(yè)控制領(lǐng)域中，順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用很廣，尤其在機(jī)械行業(yè)，幾乎無例外地利用順序控制來實現(xiàn)加工的自動循環(huán)。

所謂順序控制設(shè)計法就是針對順序控制系統(tǒng)的一種專門的設(shè)計方法。這種設(shè)計方法很容易被初學(xué)者接受，對于有經(jīng)驗的工程師，也會提高設(shè)計的效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。PLC的設(shè)計者們?yōu)轫樞蚩刂葡到y(tǒng)的程序編制提供了大量通用和專用的編程元件，開發(fā)了專門供編制順序控制程序用的功能表圖，使這種先進(jìn)的設(shè)計方法成為當(dāng)前PLC程序設(shè)計的主要方法。

二、順序控制設(shè)計法的設(shè)計步驟

采用順序控制設(shè)計法進(jìn)行程序設(shè)計的基本步驟及內(nèi)容如下：

1．步的劃分

順序控制設(shè)計法最基本的思想是將系統(tǒng)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，并且用編程元件（輔助繼電器M或狀態(tài)器S）來代表各步。如圖5-19a所示，步是根據(jù)PLC輸出狀態(tài)的變化來劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出狀態(tài)不變，但是相鄰步之間輸出狀態(tài)是不同的。步的這種劃分方法使代表各步的編程元件與PLC各輸出狀態(tài)之間有著極為簡單的邏輯關(guān)系。

圖5-19  步的劃分

a)劃分方法一    b)劃分方法二

步也可根據(jù)被控對象工作狀態(tài)的變化來劃分，但被控對象工作狀態(tài)的變化應(yīng)該是由PLC輸出狀態(tài)變化引起的。如圖5-19b所示，某液壓滑臺的整個工作過程可劃分為停止（原位）、快進(jìn)、工進(jìn)、快退四步。但這四步的狀態(tài)改變都必須是由PLC輸出狀態(tài)的變化引起的，否則就不能這樣劃分，例如從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)與PLC輸出無關(guān)，那么快進(jìn)和工進(jìn)只能算一步。

2．轉(zhuǎn)換條件的確定

使系統(tǒng)由當(dāng)前步轉(zhuǎn)入下一步的信號稱為轉(zhuǎn)換條件。轉(zhuǎn)換條件可能是外部輸入信號，如按鈕、指令開關(guān)、限位開關(guān)的接通/斷開等，也可能是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號，如定時器、計數(shù)器觸點的接通/斷開等，轉(zhuǎn)換條件也可能是若干個信號的與、或、非邏輯組合。如圖5-19b所示的SB、SQ1、SQ2、SQ3均為轉(zhuǎn)換條件。

順序控制設(shè)計法用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件，讓它們的狀態(tài)按一定的順序變化，然后用代表各步的編程元件去控制各輸出繼電器。

3．功能表圖的繪制

根據(jù)以上分析和被控對象工作內(nèi)容、步驟、順序和控制要求畫出功能表圖。繪制功能表圖是順序控制設(shè)計法中最為關(guān)鍵的一個步驟。繪制功能表圖的具體方法將后面詳細(xì)介紹。

4．梯形圖的編制

根據(jù)功能表圖，按某種編程方式寫出梯形圖程序。有關(guān)編程方式將在本章節(jié)第五節(jié)中介紹。如果PLC支持功能表圖語言，則可直接使用該功能表圖作為最終程序。