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1 引言
可編程控制器PLC外部接線簡單方便，它的控制主要是程序的設計，編制梯形圖是最常用的編程方式，使用中一般有經驗設計法，邏輯設計法，繼電器控制電路移植法和順序控制設計法，其中順序控制設計法也叫功能表圖設計法，功能表圖是一種用來描述控制系統的控制過程功能、特性的圖形，它主要是由步、轉換、轉換條件、箭頭線和動作組成。這是一種先進的設計方法，對于復雜系統，可以節約60%~90%的設計時間.我國1986年頒布了功能表圖的國家標準(GB6988.6-86)。有了功能表圖后，可以用四種方式編制梯形圖，它們分別是:起保停編程方式、步進梯形指令編程方式、移位寄存器編程方式和置位復位編程方式。本文以三菱公司F1系列PLC為例，說明實現順序控制的四種編程方式。
例如:某PLC控制的回轉工作臺控制鉆孔的過程是:當回轉工作臺不轉且鉆頭回轉時，若傳感器X400檢測到工件到位，鉆頭向下工進Y430當鉆到一定深度鉆頭套筒壓到下接近開關X401時，計時器T450計時，4s后快退Y431到上接近開關X402，就回到了原位。功能表圖見圖1:



圖1 功能表圖


2 使用起保停電路的編程方式
起保停電路僅僅使用與觸點和線圈有關的指令，無需編程元件做中間環節，各種型號PLC的指令系統都有相關指令，加上該電路利用自保持，從而具有記憶功能，且與傳統繼電器控制電路基本相類似，因此得到了廣泛的應用。這種編程方法通用性強，編程容易掌握，一般在原繼電器控制系統的PLC改造過程中應用較多。如圖2為使用起保停電路編程方式編制的與圖1順序功能圖所對應的梯形圖，圖2中只有常開觸點、常閉觸點及輸出線圈組成。



圖2 起保停電路實現順序控制


3 使用步進梯形指令的編程方式
步進梯形指令是專門為順序控制設計提供的指令，它的步只能用狀態寄存器S來表示，狀態寄存器有斷電保持功能，在編制順序控制程序時應與步進指令一起使用，而且狀態寄存器必須用置位指令SET置位，這樣才具有控制功能，狀態寄存器S才能提供STL觸點，否則狀態寄存器S與一般的中間繼電器M相同。在步進梯形圖中不同的步進段允許有雙重輸出，即允許有重號的負載輸出，在步進觸點結束時要用RET指令使后面的程序返回原母線。把圖1中的0-3用狀態寄存器S600-S603代替，代替以后使用步進梯形指令編程，對應的梯形圖如圖3所示。這種編程方法很容易被初學者接受和掌握，對于有經驗的工程師，也會提高設計效率，程序的調試、修改和閱讀也很容易，使用方便，程序也較短，在順序控制設計中應優先考慮，該法在工業自動化控制中應用較多。



圖3 步進指令實現順序控制


4 使用移位寄存器的編程方式
從功能表圖可以看出，在0-3各步中只有一個步在某時刻接通而其他步都在斷開，把各步用中間繼電器M200-M203代替，就很容易用移位寄存器實現控制。圖4為用移位寄存器編程時的梯形圖，采用移位寄存器M200-M217的前四位M200-M203代表4個步，組成1個環形移位寄存器。用移位寄存器主要是對數據、移位、復位3個輸入信號的處理。該方法設計的梯形圖看起來簡潔，所用指令也較少，但對較復雜控制系統設計就不方便，使用過程中在線修改能力差，在工業控制中使用較少，大多數應用在彩燈順序控制電路中。



圖4 移位寄存器實現順序控制


5 使用置位復位指令的編程方式
如圖5為使用置位復位編程方式編制的與圖1順序功能圖所對應的梯形圖。在以置位復位指令的編程方式中，用某一轉換所有前級步對應的輔助繼電器的常開觸點與轉換對應的觸點或電路串聯，作為使所有后續步對應的輔助繼電器置位和使所有前級步對應的輔助繼電器復位的條件。對簡單順序控制系統也可直接對輸出繼電器置位或復位。該方法順序轉換關系明確，編程易理解，一般多用于自動控制系統中手動控制程序的編程。



圖5 置位復位指令實現順序控制


以上四種順序控制編程方式各有特點，可以根據實際情況選擇一種來編制梯形圖，它們的一般比較見附表。教學實踐表明這些編程方式很容易被初學者接受和掌握，用它們可以得心應手地設計出任意復雜的順序控制程序。

6 結束語
采用功能表圖的四種方式來編制梯形圖，可適應于不同場合，供工程技術人員視工藝要求決定。它是一種先進的設計方法，對于復雜系統，能節省(60~90)%的時間。