PLC順序控制程序設(shè)計(jì)方法

鄧 敏，秦展田

（1.桂林市職業(yè)教育中心學(xué)校，廣西 桂林 541004；2.桂林航天工業(yè)學(xué)院，廣西 桂林 541004）

PLC順序控制程序設(shè)計(jì)方法

鄧 敏1，秦展田2

（1.桂林市職業(yè)教育中心學(xué)校，廣西 桂林 541004；2.桂林航天工業(yè)學(xué)院，廣西 桂林 541004）

PLC控制系統(tǒng)許多都是順序控制，詳細(xì)論述了狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)梯形圖編程、起動-保持-停止電路編程、置位和復(fù)位指令編程、移位指令編程等四種順序控制程序設(shè)計(jì)方法，提高了編程效率。

PLC；順序控制；程序

順序控制就是使系統(tǒng)能按一定的順序工作，常用于離散的生產(chǎn)過程控制。順序控制又可以分為確定順序控制和隨機(jī)順序控制，在生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行中常為確定順序控制，控制對象工作過程或順序是確定的。用PLC進(jìn)行順序控制是PLC的基本應(yīng)用，也是PLC的優(yōu)勢所在，在生產(chǎn)機(jī)械的自動化控制領(lǐng)域中，PLC順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用很廣泛。

常用的生產(chǎn)機(jī)械順序控制系統(tǒng)運(yùn)行時，設(shè)備按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動地有秩序地進(jìn)行操作，且這些動作必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行。PLC順序控制系統(tǒng)的輸入信號大多數(shù)是行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、干簧管開關(guān)、霍爾元件開關(guān)等位置檢測開關(guān)，有時也采用壓力繼電器、定時器等。

FX系列PLC順序控制程序的編程方法有很多，如狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)梯形圖編程、起動-保持-停止電路編程、置位和復(fù)位指令編程、移位指令編程等。本文以三菱的FX系列PLC為例，說明實(shí)現(xiàn)順序控制的常用四種程序設(shè)計(jì)方法。

1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)梯形圖編程

狀態(tài)編程就是將一個復(fù)雜的控制過程分解為若干個工作狀態(tài)，明確各狀態(tài)的任務(wù)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件以及轉(zhuǎn)移的方向，然后再依據(jù)總的控制順序要求，把這些狀態(tài)組合形成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，最后依一定的規(guī)則將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)繪為步進(jìn)梯形圖程序。因此步進(jìn)梯形圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是一一對應(yīng)的，在進(jìn)行編程時，我們首先是要根據(jù)設(shè)備的工藝過程控制要求，繪出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。

狀態(tài)法編程思想其實(shí)就是將復(fù)雜的順序控制過程分解為若干個工作“狀態(tài)”，然后分別進(jìn)行編程，最后再組合成整體程序。這種編程方法可以使編程工作程序化和規(guī)范化，是PLC程序設(shè)計(jì)的重要方法。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是狀態(tài)編程的工具，圖中包含了順序控制程序所需用的全部狀態(tài)及各狀態(tài)間的相互聯(lián)系。對某一具體狀態(tài)來說，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖給出了該狀態(tài)的驅(qū)動任務(wù)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方向。因此，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以非常清晰地表達(dá)出順序控制的整個工藝流程，形象直觀，可讀性很強(qiáng)，特別在復(fù)雜的順序控制程序中應(yīng)用起來非常方便。

例如，某PLC控制的送料小車，小車原位停止時壓下限位開關(guān) SQ1（X0），按下啟動按鈕 SB（X2），Y2接通小車前進(jìn)，當(dāng)運(yùn)行到料斗下方時壓下限位開關(guān)SQ2（X1），Y2斷開小車停止，同時Y0接通料斗門打開給小車加料，延時10秒后關(guān)閉料斗，Y3接通小車后退返回，當(dāng)回到原位時壓下限位開關(guān)SQ1（X0），Y3斷開小車停止，Y1接通小車底門打開卸料，延時8秒后卸料結(jié)束，完成一次動作，并可以循環(huán)。

該運(yùn)料小車控制系統(tǒng)為典型的順序控制，采用狀態(tài)編程，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖1所示。在負(fù)載驅(qū)動部分，Y1前面加X1的常閉的作用是壓下限位開關(guān)后，能讓電動機(jī)的電源及時切斷，確保準(zhǔn)確定位，從而保證運(yùn)料小車工作的可靠性。小車運(yùn)動控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的步進(jìn)梯形圖，步進(jìn)開始用STL指令，其具有主控和跳轉(zhuǎn)功能，確保各狀態(tài)驅(qū)動嚴(yán)格按順序進(jìn)行，步進(jìn)結(jié)束用RET指令返回。

圖1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

2 使用啟動-保持-停止電路編程

啟動-保持-停止電路是最基本的PLC控制電路，有關(guān)斷優(yōu)先和接通優(yōu)先兩種形式，一般采用關(guān)斷優(yōu)先控制，同時也可以衍生出許多常用控制電路程序。利用啟動-保持-停止電路思想，按照實(shí)際的控制邏輯，也可以很方便的設(shè)計(jì)出順序控制程序。

例如某設(shè)備工作循環(huán)為：X1接通后Y1接通—X2接通后Y2接通，同時Y1斷開—X3接通后Y3接通，同時Y2斷開—X4接通后Y1接通，同時Y3斷開，自動循環(huán)。利用啟動-保持-停止電路設(shè)計(jì)的控制梯形圖如圖2所示，系統(tǒng)啟動后能一直按順序自動循環(huán)運(yùn)行，若X5接通，則Y0-Y3都斷開，系統(tǒng)停止工作?？刂铺菪螆D利用常開常閉觸點(diǎn)、線圈等來實(shí)現(xiàn)輸出的順序接通控制，控制邏輯也很直觀，停止信號接通時，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送指令MOV，使Y0-Y3都清零斷開，實(shí)現(xiàn)設(shè)備停止。

圖2 起保停實(shí)現(xiàn)順序控制

3 使用置位和復(fù)位指令編程

利用置位指令SET和復(fù)位指令RST也可以實(shí)現(xiàn)順序邏輯控制，圖3所示的順序控制可以改為利用SET和RST來實(shí)現(xiàn)。由于作用于輸出繼電器這類位元件時，SET指令是實(shí)現(xiàn)接通并且保持，RST指令是斷開并且保持。因此控制程序中就不再需要用輸出繼電器的常開觸點(diǎn)來自鎖，直接由觸點(diǎn)邏輯條件來控制輸出繼電器的復(fù)位和接通就可以，這種編程方法的順序轉(zhuǎn)換關(guān)系明確，程序也很容易理解，常用于控制系統(tǒng)中手動控制程序的設(shè)計(jì)。

圖3 位移位指令順序循環(huán)控制

4 使用移位指令編程

FX系列PLC的移位指令常用的有循環(huán)移位指令和位移位指令。循環(huán)移位指令可以使數(shù)值或狀態(tài)實(shí)現(xiàn)自動循環(huán)移位變換，使用簡單，但是只能操作16位或32位數(shù)據(jù)，使用受到限制。位移位指令使用靈活，可以對范圍內(nèi)的任意位數(shù)據(jù)移位。用移位指令設(shè)計(jì)的梯形圖看起來簡潔，指令也較少，但對較復(fù)雜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)就不方便，在工業(yè)控制中較少使用，大多數(shù)應(yīng)用于彩燈順序控制電路中。如圖3所示的控制程序，利用位移位指令實(shí)現(xiàn)了Y0—Y11共10個輸出繼電器的順序輪流接通。當(dāng)X0接通時，Y0—Y11正序輪流接通1秒；當(dāng)X0斷開時，Y0—Y11反序輪流接通1秒，且能循環(huán)。如果輸出接彩燈即可以實(shí)現(xiàn)彩燈的順序自動控制。

5 結(jié)束語

PLC的順序控制程序設(shè)計(jì)方法很多，每種控制程序形式都有其優(yōu)缺點(diǎn)，編程時可以根據(jù)具體控制對象特征來選用，最終設(shè)計(jì)出優(yōu)化、可靠的順序控制程序。

[1]高安邦，薛 嵐，劉曉艷.三菱PLC工程應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011．

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[4]鄧 敏，秦展田.基于PLC的齒輪淬火機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù)，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

鄧 敏（1976—），女，廣西臨桂人，講師，學(xué)士，研究方向：機(jī)電技術(shù)教育。