如何用辅助继电器M作为控制元件编写顺序控制程序

杨建华

摘 要：笔者学校教学使用日本三菱FX2N系列的PLC，三菱PLC生产厂家提供了两条功能很强的步进顺控指令。利用步进指令可以编写复杂的顺序控制程序，但是步进控制指令是日本PLC专有的指令，而其他PLC（如西门子）却没有。笔者在电工专业PLC理论和实习的教学实践中，总结出一种任何PLC都能使用的顺控程序，就是用辅助继电器M作为控制元件的顺序控制程序。

关键词：步进控制 辅助继电器M 控制元件 顺序功能图

PLC是技工学校电工专业中的一门重要课程。我们在编写PLC程序时一般采用梯形图的设计方法，这种方法称为经验法或逻辑法。但用经验法设计程序需要很多知识，没有固定的方法和设计步骤，具有很大的试探性和随意性，设计周期比较长。学生学习起来非常吃力。为了简化程序设计过程，三菱生产厂家提供了两条功能很强的步进顺控指令。利用步进指令可以编写复杂的顺序控制程序，这种程序编写有规律性，简单易学，大大提高了学生的设计效率。但是步进控制指令是日本PLC专有的指令，而其他PLC（如西门子）却没有。下面介绍一种任何PLC都能使用的顺控程序，就是用辅助继电器M作为控制元件的顺序控制程序。这种程序同样可以完成复杂的顺序控制，同样简单易学，调试、修改和阅读都很方便。

一、顺序控制系统

如果一个控制系统可以分解为几个独立的控制动作或工序，且这些动作或工序必须严格按照一定的先后次序才能保证生产的进行，这样的控制系统称为顺序控制系统。

二、M控制的顺控程序

步进顺控程序的三种表达形式分别是状态流程图、梯形图、指令表。而M控制的顺控程序在编写时也是按照控制要求先编写出顺序功能图，再根据顺序功能图画出梯形图。

1.M控制的顺控程序特点

（1）为确保顺序控制正常进行，每一个工步都分配有一个辅助继电器做控制元件，这个元件也叫步元件，其线圈叫步线圈。

控制元件通常使用通用辅助继电器M0～M499，一般按顺序连续使用，也可以选择使用。

（2）每个步元件都具有驱动能力，能使该工步下的线圈获电。

（3）每个工步在转换条件满足的时候，可以将下一个步的辅助继电器M置位，旧工步所有元件包括状态元件都自动复位。但含有SET指令的元件和计数器必须采用RST指令复位。

（4） 顺序功能图允许双线圈输出，但梯形图不允许双线圈输出。

2.顺序功能图及编写

顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能及特性的一种图形，简称 SFC。步进控制中的状态流程图也是其中之一。

（1）步。①将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，每个阶段称为步。②画顺序功能图时，用矩形方框表示步，方框中的M的编号，也是步的编号。③和步进控制一样，M顺序控制也要设置初始步，初始步依然用双线方框表示。④启动初始步依然有两种方式：一种是用M8002，另一种方式是从最后的状态转移到起始状态。

（2）与步对应的动作（即驱动负载）。①单个线圈直接画在步的右侧。②多个负载可水平画在有分栏的方框里，或竖画在分栏的方框里。③有触点的逻辑行要单独画出。④T/C设定值标注在T/C后面，或标注在转移条件的后面。⑤置位或复位线圈前面要加上修饰词S或R。⑥允许双线圈输出。

（3）有向连线（即转移线）和转换条件。画顺序功能图时，将代表各步的方框顺序排列，并用有向连线把它们连接起来。如步的转换是从上到下，箭头若不想画可省略。如果转移方向不是从上到下，应该在有向连线上标上箭头。转换条件即转移条件。

3.梯形图的编写

根据系统顺序功能图设计梯形图的方法，称为顺序控制梯形图的编程方法。我们学习按“启保停”的规律编写梯形图的方法。

（1）单序列顺序控制梯形图的编程。一个完整的工步的编写方法：一个完整步由本级M的启动、本级M的保持、断开前级M三部分组成。设计启保停电路的关键是根据功能图找出各工步的启动/停止条件。

①启动电路的设计。启动电路由前级控制元件的M常开触点与往下级转换的条件串联构成。如果前级不是活动步或转换条件不满足，本步就不能得电。一个步的启动电路可能有一条或N条。

②保持电路的设计（自保持即自锁）。本级步线圈得电自锁。非双线圈的驱动负载并接在步线圈的下面。

双线圈电路要画在所有状态之后。把所有控制该线圈的触点并联起来，接在该线圈的前面，以避免双线圈结构产生误动作。

③停止电路的设计。停止电路由下级（一个或N个）控制元件M的常闭触点组成。通常把这一个或N个常闭触点串接在本级步线圈及驱动负载前面，以保证新工步得电，旧工步失电。

（2）跳步与循环序列梯形图的编写。跳步与循环梯形图的编写与单序列大致相同，只要把握下面不同点的处理就可以顺利地画出梯形图。

①步元件上面有多个转移箭头时，对应的梯形图的画法。步元件上标有N个箭头时，说明驱动该控制元件的转移条件有N个，即驱动该步线圈的启动电路有N条。这N条小启动电路应该并联起来接在步线圈的前面。

②步元件下面有N条转移线时，对应的梯形图的画法。状态下面有N条转移线时，说明该状态之后，状态将转向转移线指定N个状态，该状态的下级将有N个。停止本级的常闭电路，应该是N个下级M常闭触点的串联。

（3）选择序列梯形图的编写。选择序列梯形图的编写与单流程方法大致相同，把握以下三点即可。

①分支处梯形图的画法。各序列的第一个步（状态）的启动条件均是各自的转换条件与前级控制元件的常开触点串联。而前级的停止电路应该由分支处N个步元件的常闭触点组合而成。

②各序列及汇合处梯形图的画法。接下来按从上到下从左到右的顺序，一路一路地画出（两条单横线之间）各序列中的各工步的梯形图。每条序列都要画到最后的驱动负载为止。

③合并处梯形图的画法。合并状态元件上面有N个转移箭头，就有N个驱动合并处步元件的启动电路。把各路的启动电路并联起来，驱动合并步的步线圈并自锁。

（4）并行序列梯形图的编写。

①分支处梯形图的画法。各序列的第一个步（状态）的启动条件相同，都是转移条件与前级M常开触点的串联。

②各序列及汇合处梯形图的画法。接下来按从上到下从左到右的顺序，一路一路地画出（两条双横线之间）各序列的梯形图。每条序列都要画到最后的驱动负载为止。

③合并处梯形图的画法。把各路的最后步元件常开与转移条件串联起来，作为启动条件来驱动合并步的步线圈并自锁。

以上就是用辅助继电器M作为控制元件的顺序控制程序的编写方法。采用这种编程方法同样可以完成复杂的顺序控制，简单易学，调试、修改和阅读都很方便。

（作者单位：河南省驻马店高级技工学校）endprint