楊建華

摘 要：筆者學(xué)校教學(xué)使用日本三菱FX2N系列的PLC，三菱PLC生產(chǎn)廠家提供了兩條功能很強(qiáng)的步進(jìn)順控指令。利用步進(jìn)指令可以編寫復(fù)雜的順序控制程序，但是步進(jìn)控制指令是日本PLC專有的指令，而其他PLC（如西門子）卻沒有。筆者在電工專業(yè)PLC理論和實(shí)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐中，總結(jié)出一種任何PLC都能使用的順控程序，就是用輔助繼電器M作為控制元件的順序控制程序。

關(guān)鍵詞：步進(jìn)控制 輔助繼電器M 控制元件 順序功能圖

PLC是技工學(xué)校電工專業(yè)中的一門重要課程。我們?cè)诰帉慞LC程序時(shí)一般采用梯形圖的設(shè)計(jì)方法，這種方法稱為經(jīng)驗(yàn)法或邏輯法。但用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)程序需要很多知識(shí)，沒有固定的方法和設(shè)計(jì)步驟，具有很大的試探性和隨意性，設(shè)計(jì)周期比較長(zhǎng)。學(xué)生學(xué)習(xí)起來非常吃力。為了簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)過程，三菱生產(chǎn)廠家提供了兩條功能很強(qiáng)的步進(jìn)順控指令。利用步進(jìn)指令可以編寫復(fù)雜的順序控制程序，這種程序編寫有規(guī)律性，簡(jiǎn)單易學(xué)，大大提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)效率。但是步進(jìn)控制指令是日本PLC專有的指令，而其他PLC（如西門子）卻沒有。下面介紹一種任何PLC都能使用的順控程序，就是用輔助繼電器M作為控制元件的順序控制程序。這種程序同樣可以完成復(fù)雜的順序控制，同樣簡(jiǎn)單易學(xué)，調(diào)試、修改和閱讀都很方便。

一、順序控制系統(tǒng)

如果一個(gè)控制系統(tǒng)可以分解為幾個(gè)獨(dú)立的控制動(dòng)作或工序，且這些動(dòng)作或工序必須嚴(yán)格按照一定的先后次序才能保證生產(chǎn)的進(jìn)行，這樣的控制系統(tǒng)稱為順序控制系統(tǒng)。

二、M控制的順控程序

步進(jìn)順控程序的三種表達(dá)形式分別是狀態(tài)流程圖、梯形圖、指令表。而M控制的順控程序在編寫時(shí)也是按照控制要求先編寫出順序功能圖，再根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。

1.M控制的順控程序特點(diǎn)

（1）為確保順序控制正常進(jìn)行，每一個(gè)工步都分配有一個(gè)輔助繼電器做控制元件，這個(gè)元件也叫步元件，其線圈叫步線圈。

控制元件通常使用通用輔助繼電器M0～M499，一般按順序連續(xù)使用，也可以選擇使用。

（2）每個(gè)步元件都具有驅(qū)動(dòng)能力，能使該工步下的線圈獲電。

（3）每個(gè)工步在轉(zhuǎn)換條件滿足的時(shí)候，可以將下一個(gè)步的輔助繼電器M置位，舊工步所有元件包括狀態(tài)元件都自動(dòng)復(fù)位。但含有SET指令的元件和計(jì)數(shù)器必須采用RST指令復(fù)位。

（4） 順序功能圖允許雙線圈輸出，但梯形圖不允許雙線圈輸出。

2.順序功能圖及編寫

順序功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能及特性的一種圖形，簡(jiǎn)稱 SFC。步進(jìn)控制中的狀態(tài)流程圖也是其中之一。

（1）步。①將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，每個(gè)階段稱為步。②畫順序功能圖時(shí)，用矩形方框表示步，方框中的M的編號(hào)，也是步的編號(hào)。③和步進(jìn)控制一樣，M順序控制也要設(shè)置初始步，初始步依然用雙線方框表示。④啟動(dòng)初始步依然有兩種方式：一種是用M8002，另一種方式是從最后的狀態(tài)轉(zhuǎn)移到起始狀態(tài)。

（2）與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作（即驅(qū)動(dòng)負(fù)載）。①單個(gè)線圈直接畫在步的右側(cè)。②多個(gè)負(fù)載可水平畫在有分欄的方框里，或豎畫在分欄的方框里。③有觸點(diǎn)的邏輯行要單獨(dú)畫出。④T/C設(shè)定值標(biāo)注在T/C后面，或標(biāo)注在轉(zhuǎn)移條件的后面。⑤置位或復(fù)位線圈前面要加上修飾詞S或R。⑥允許雙線圈輸出。

（3）有向連線（即轉(zhuǎn)移線）和轉(zhuǎn)換條件。畫順序功能圖時(shí)，將代表各步的方框順序排列，并用有向連線把它們連接起來。如步的轉(zhuǎn)換是從上到下，箭頭若不想畫可省略。如果轉(zhuǎn)移方向不是從上到下，應(yīng)該在有向連線上標(biāo)上箭頭。轉(zhuǎn)換條件即轉(zhuǎn)移條件。

3.梯形圖的編寫

根據(jù)系統(tǒng)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法，稱為順序控制梯形圖的編程方法。我們學(xué)習(xí)按“啟保?！钡囊?guī)律編寫梯形圖的方法。

（1）單序列順序控制梯形圖的編程。一個(gè)完整的工步的編寫方法：一個(gè)完整步由本級(jí)M的啟動(dòng)、本級(jí)M的保持、斷開前級(jí)M三部分組成。設(shè)計(jì)啟保停電路的關(guān)鍵是根據(jù)功能圖找出各工步的啟動(dòng)/停止條件。

①啟動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。啟動(dòng)電路由前級(jí)控制元件的M常開觸點(diǎn)與往下級(jí)轉(zhuǎn)換的條件串聯(lián)構(gòu)成。如果前級(jí)不是活動(dòng)步或轉(zhuǎn)換條件不滿足，本步就不能得電。一個(gè)步的啟動(dòng)電路可能有一條或N條。

②保持電路的設(shè)計(jì)（自保持即自鎖）。本級(jí)步線圈得電自鎖。非雙線圈的驅(qū)動(dòng)負(fù)載并接在步線圈的下面。

雙線圈電路要畫在所有狀態(tài)之后。把所有控制該線圈的觸點(diǎn)并聯(lián)起來，接在該線圈的前面，以避免雙線圈結(jié)構(gòu)產(chǎn)生誤動(dòng)作。

③停止電路的設(shè)計(jì)。停止電路由下級(jí)（一個(gè)或N個(gè)）控制元件M的常閉觸點(diǎn)組成。通常把這一個(gè)或N個(gè)常閉觸點(diǎn)串接在本級(jí)步線圈及驅(qū)動(dòng)負(fù)載前面，以保證新工步得電，舊工步失電。

（2）跳步與循環(huán)序列梯形圖的編寫。跳步與循環(huán)梯形圖的編寫與單序列大致相同，只要把握下面不同點(diǎn)的處理就可以順利地畫出梯形圖。

①步元件上面有多個(gè)轉(zhuǎn)移箭頭時(shí)，對(duì)應(yīng)的梯形圖的畫法。步元件上標(biāo)有N個(gè)箭頭時(shí)，說明驅(qū)動(dòng)該控制元件的轉(zhuǎn)移條件有N個(gè)，即驅(qū)動(dòng)該步線圈的啟動(dòng)電路有N條。這N條小啟動(dòng)電路應(yīng)該并聯(lián)起來接在步線圈的前面。

②步元件下面有N條轉(zhuǎn)移線時(shí)，對(duì)應(yīng)的梯形圖的畫法。狀態(tài)下面有N條轉(zhuǎn)移線時(shí)，說明該狀態(tài)之后，狀態(tài)將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)移線指定N個(gè)狀態(tài)，該狀態(tài)的下級(jí)將有N個(gè)。停止本級(jí)的常閉電路，應(yīng)該是N個(gè)下級(jí)M常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。

（3）選擇序列梯形圖的編寫。選擇序列梯形圖的編寫與單流程方法大致相同，把握以下三點(diǎn)即可。

①分支處梯形圖的畫法。各序列的第一個(gè)步（狀態(tài)）的啟動(dòng)條件均是各自的轉(zhuǎn)換條件與前級(jí)控制元件的常開觸點(diǎn)串聯(lián)。而前級(jí)的停止電路應(yīng)該由分支處N個(gè)步元件的常閉觸點(diǎn)組合而成。

②各序列及匯合處梯形圖的畫法。接下來按從上到下從左到右的順序，一路一路地畫出（兩條單橫線之間）各序列中的各工步的梯形圖。每條序列都要畫到最后的驅(qū)動(dòng)負(fù)載為止。

③合并處梯形圖的畫法。合并狀態(tài)元件上面有N個(gè)轉(zhuǎn)移箭頭，就有N個(gè)驅(qū)動(dòng)合并處步元件的啟動(dòng)電路。把各路的啟動(dòng)電路并聯(lián)起來，驅(qū)動(dòng)合并步的步線圈并自鎖。

（4）并行序列梯形圖的編寫。

①分支處梯形圖的畫法。各序列的第一個(gè)步（狀態(tài)）的啟動(dòng)條件相同，都是轉(zhuǎn)移條件與前級(jí)M常開觸點(diǎn)的串聯(lián)。

②各序列及匯合處梯形圖的畫法。接下來按從上到下從左到右的順序，一路一路地畫出（兩條雙橫線之間）各序列的梯形圖。每條序列都要畫到最后的驅(qū)動(dòng)負(fù)載為止。

③合并處梯形圖的畫法。把各路的最后步元件常開與轉(zhuǎn)移條件串聯(lián)起來，作為啟動(dòng)條件來驅(qū)動(dòng)合并步的步線圈并自鎖。

以上就是用輔助繼電器M作為控制元件的順序控制程序的編寫方法。采用這種編程方法同樣可以完成復(fù)雜的順序控制，簡(jiǎn)單易學(xué)，調(diào)試、修改和閱讀都很方便。

（作者單位：河南省駐馬店高級(jí)技工學(xué)校）endprint