在工業控制系統中，順序控制的應用最為廣泛，特別是在現代制造業中，幾乎都是利用順序控制來實現加工的自動循環。程序設計是控制系統設計的難題。目前，電氣設計人員常采用經驗設計法來設計PLC順序控制系統，不僅設計效率低，容易出差錯，設計階段出現的錯誤難以發現，需要多次調試修改才能完成，設計周期長。

為此，本文提出的三種簡易設計方法，能快速一次設計成功PLC順序控制系統。

順序控制系統特點

順序控制是指在生產過程中，各執行機構按照生產工藝中預先設定的動作順序以及相應的轉換條件，一步一步進行的自動有序操作的過程。

為了使順序控制系統工作可靠，通常采用步進式順序控制電路結構。所謂步進式順序控制，是指控制系統的任一程序步（以下簡稱步）的得電，必須以前一步的得電并且本步的轉換主令信號已發出為條件。

對生產機械而言，受控設備任一步的機械動作是否執行，取決于控制系統前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成。若前一步的動作未完成，則后一步的動作無法執行。這種控制系統每步之間互鎖嚴密，即便轉換主令信號元件失靈或出現誤操作，也不會導致動作順序錯亂。

順序控制系統簡易設計法的設計思路

功能表圖又稱作狀態轉移圖，它是描述控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計PLC的順序控制程序的有力工具。功能表圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術，它是—種通用的技術語言。功能表圖的一般形式，主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（命令）組成。因此，程序設計關鍵是繪制功能表圖。

根據控制系統的工藝要求，利用功能表圖設計梯形圖程序的步驟可歸納為：

• 分析被控對象的工作過程，確定各工作狀態；
• 分析相鄰狀態間的轉換條件，確定狀態轉移流程圖；
• 確定PLC型號，確定各狀態標志位，分配輸入/輸出元件；
• 依據（1）（2）（3）畫出順序功能表圖；
• 依據功能表圖編寫梯形圖程序。

功能表圖的框架結構如下：

舉例說明三種簡易設計方法

下面以某液壓滑臺的整個工作過程為例說明設計方法。

（1） 液壓滑臺工作過程

液壓滑臺在原始位置時處于停止，按下啟動按鈕，滑臺快速移動，接近工件時變為工作進給，加工工件，加工完畢，滑臺快速退回到起始位置后停止。

依據液壓滑臺工作過程，可以將其劃分為停止（原位）、快進、工進、快退四個工作狀態，又稱四個工步。

（2） 滑臺工作流程圖和狀態轉換條件如圖一所示。

（3）選擇CPM1A-20CDR型PLC，各狀態標志位以及輸入/輸出元件分配情況如下；

液壓滑臺控制 I/O分配表

（4）依據流程圖、I/O分配表繪制功能表圖（見圖二）：

基本邏輯指令設計程序

如圖三所示

這種設計方法是根據“與”、“或”、“非”的基本邏輯關系，設計成串聯、并聯或串、并聯復合的電路結構。快進步(20001)得電條件是滑臺停在原位SQ3處于壓合狀態，滿足原位條件后按起動按鈕SB（00000）20001才能得電。20001得電后自鎖，并為工進步提供步進條件信號?？爝M步的執行動作完成時觸發的行程開關信號SQ1作為工進步的轉步條件。

工進步(20002)的輸入滿足其步進條件和轉步條件后得電自鎖，并為下一步快退步提供步進條件信號。按此規律即可實現后續每一工作步狀態繼電器的得電和自鎖。停止步(20004)的步進條件信號和轉步條件信號分別為：快退步（20003）動作完成時觸發SQ3。

由于20004的得電信號令控制系統失電，所以2004的電路不自鎖，且要將其常閉觸點串聯在步1的電路中。應該注意的是：無論工作步還是停止步，如果某步的轉步信號有多個，則應將多個轉步信號互相串聯。

利用基本邏輯指令設計梯形圖程序時，狀態轉換可以概述為下列模版。

步進指令設計程序

如圖四所示

步進控制指令的關鍵是熟悉步進指令的含義。步進指令包括步進控制領域定義STEP和步進控制SNXT兩種類型指令。其格式為：

格式中的“S”，表示“步”的狀態標志繼電器。

程序解讀：

• 第一邏輯行，按鈕SB按下，內部輸入繼電器00000有輸出（置1），控制快進步（20001）開始；
• 第二邏輯行，將由20001控制的步（快進）激活（置1），即快進步成為活動步；
• 第三邏輯行，由20001控制前進電磁閥（01000）和快進電磁閥（01001）同時輸出，從而驅動動力頭快速前進。
• 第四邏輯行，快進到壓下工進電磁閥SQ1時，內部輸入繼電器00001有輸出（置1），使快進步（20001）復位，同時使工進步（20002）開始。
• 第五邏輯行，將由20002控制的步（工進）激活（置1），即工進步成為活動步；
• 第六邏輯行，由20002控制僅前進電磁閥（01000）輸出，從而驅動動力頭工作速度進給。
• 第七邏輯行，工進到壓下工進電磁閥SQ2時，內部輸入繼電器00002有輸出（置1），使工進步（20002）復位，同時使快退步（20003）開始。
• 以下依次類推……
• 當指令執行到指令“STEP”時，表示步進控制程序結束。

利用步進指令設計梯形圖程序，步進關系比較清晰。但要熟悉步進指令的使用方法。

利用步進指令設計梯形圖程序時，可以概述為下列模版。

置位/復位指令設計程序

如圖五所示

置位/復位指令一般成對使用，對某個繼電器置位（SET）后，只有使用復位指令（RSET）才能對其進行還原即復位。否則，置位繼電器會一直保持置位狀態不變。因此，該程序設計時在滿足工步轉換條件后，下一個工步置位的同時還要讓上一個工步復位。即出現了兩個指令并聯的情況。

利用置位/復位指令設計梯形圖程序時，狀態轉換模版如下：

結束語

用基本指令編寫的梯形圖較長，但靈活性好，可用來編制較復雜的梯形圖；用步進指令編寫的梯形圖較為直觀，和順序功能圖有很好對應關系，可直接從順序功能圖得到梯形圖；用置位/復位指令編寫的梯形圖程序要注意轉換條件與步進指令不同，置位/復位指令要滿足上一步正在執行和轉步條件同時存在才能實現轉步。

除此之外，順序控制系統還可以使用移位指令編寫梯形圖，關鍵是要處理好移位脈沖產生的問題。 總之，對同一個問題，處理的方法有很多種。只要我們在學習和工作中不斷總結，一定能提高我們的編程水平。

（編自《電氣技術》，原文標題為“PLC順序控制系統的簡易設計方法”，作者為侯肖霞。）