摘 要：任何順序控制問題都可用功能圖來表示，當(dāng)系統(tǒng)的功能圖繪制好后，就可以使用PLC的有關(guān)指令將其轉(zhuǎn)化為梯形圖程序，通常可采用觸點(diǎn)、線圈指令，置位復(fù)位指令，移位指令及專用的步進(jìn)指令來實(shí)現(xiàn)將功能圖轉(zhuǎn)化為梯形圖。本文介紹采用觸點(diǎn)、線圈指令將順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖的方法。

關(guān)鍵詞：PLC；觸點(diǎn)指令；線圈指令；順序功能圖

1 功能圖設(shè)計(jì)法

功能圖設(shè)計(jì)法是專門用于順序控制的一種程序設(shè)計(jì)法。功能圖[1]是一種描述順序控制系統(tǒng)功能的圖解表示方法，主要由步、轉(zhuǎn)移、有向線段等元素組成。步是功能圖中的基本元素，用來說明控制系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，用矩形方框表示，分為初始步和工作步兩種形式。功能圖中還包括步動作，與步對應(yīng)的動作，用該步右邊的一個(gè)矩形框表示，并內(nèi)部標(biāo)有文字或符合表示。帶有箭頭的有向線段表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移路線，通常從上往下、從左往右轉(zhuǎn)移時(shí)可省去箭頭不畫。有向線段中間的短畫線稱為轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移是結(jié)束某一步的操作而啟動下一步操作的條件，這種條件是各種控制信號的綜合結(jié)果。功能圖描述順序控制過程的基本結(jié)構(gòu)形式有3種：單序列、選擇序列和并行序列，它們的每一步都可以用邏輯表達(dá)式明確地表示出來。

2 觸點(diǎn)、線圈指令實(shí)現(xiàn)順序控制

當(dāng)系統(tǒng)的功能圖繪制好后，就可以使用PLC的有關(guān)指令將其轉(zhuǎn)化為梯形圖程序，通常可采用觸點(diǎn)、線圈指令，置位復(fù)位指令，移位指令及專用的步進(jìn)指令來實(shí)現(xiàn)將功能圖轉(zhuǎn)化為梯形圖[2]。以某控制系統(tǒng)為例，主要介紹觸點(diǎn)及線圈指令將順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖的編程方法。

采用功能圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)梯形圖程序的過程，首先是用功能圖描述系統(tǒng)的工作過程，接下來是明確PLC輸入輸出端子與現(xiàn)場各操作、檢測信號及執(zhí)行器件的分配關(guān)系，再把功能圖用PLC內(nèi)部的寄存器狀態(tài)位表示出來，然后就可著手梯形圖程序的編寫。當(dāng)選用觸點(diǎn)及線圈指令編寫程序時(shí)，通常用PLC的內(nèi)部存儲器位（如M0.0等）來做步進(jìn)狀態(tài)寄存器使用。

如圖1-1所示為某控制系統(tǒng)的順序功能圖，其工作過程共四個(gè)狀態(tài)M0.0～M0.3，包括選擇序列及系統(tǒng)循環(huán)。其中的選擇序列之間的邏輯關(guān)系是邏輯或的關(guān)系，哪條序列的轉(zhuǎn)換條件先得到滿足，這條序列就被選中向下執(zhí)行。當(dāng)M0.3為活動步時(shí)，轉(zhuǎn)移條件成立即I0.3為0則跳轉(zhuǎn)到初始狀態(tài)M0.0，形成循環(huán)。

采用觸點(diǎn)及線圈指令將順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖，是順序功能圖最基本的編程方法。在順序控制中，各步按照順序先后接通和斷開，猶如電動機(jī)按順序地接通和斷開，因此可以像處理電動機(jī)的啟動、保持、停止那樣，用典型的啟保停電路解決順序控制的問題。根據(jù)功能圖理論，設(shè)步Mi的前級步是活動的（即Mi-1=1），且轉(zhuǎn)換條件成立（即Ii=1），則步Mi應(yīng)變?yōu)榛顒硬剑琁i一般為非存儲型觸點(diǎn)，所以還要用Mi的常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖。同時(shí)后級步為靜態(tài)步（即Mi+1=0）。

依據(jù)通用式子1-1，寫出各工步的邏輯表達(dá)式如下：

再依據(jù)各工步邏輯表達(dá)式，采用觸點(diǎn)和線圈指令就可將功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖程序如圖1-2所示。

3 總結(jié)

采用功能圖來設(shè)計(jì)順序控制程序比直接用指令編程更簡單、結(jié)構(gòu)更清晰，可以省去許多繁雜的邏輯判斷和調(diào)用操作，其設(shè)計(jì)過程更規(guī)范和直觀。而運(yùn)用觸點(diǎn)及線圈指令將順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖，這種編程方法適用于各種型號的PLC，是順序功能圖最基本的編程方法。

[參考文獻(xiàn)]

[1]徐國林.PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：40-41.

[2]楊后川.西門子S7-200PLC應(yīng)用100例.北京：電子工業(yè)出版社，2009.