基于FX2N系列PLC的顺序控制实现方法的探究

彭爱红

摘 要：在实际编程过程中，顺序功能图（SFC），可以用四种方法对应编写梯形图程序：步进指令编程方法、起保停电路编程方法、置位复位指令编程方法和循环移动指令编程方法。下面结合三菱FX2N系列PLC，以某液压动力滑台运动控制为例，本文来探究实现顺序控制的四种编程方法，并对他们的特点进行比较。d关键词：顺序控制 顺序功能图 步进指令 起保停电路 置位/复位指令 循环移位指令

中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0013-02

在工业控制领域中，顺序控制系统的应用非常广泛，尤其是在机械加工行业，几乎都要利用顺序控制来实现加工的自动循环。顺序控制系统是按照生产工艺预先规定的顺序，根据相应输入条件的满足，使生产过程中各个执行机构自动有序地进行动作。一般，在顺序控制系统中，某一工作流程通常分为几个状态步，每个状态步下有不同的执行装置动作，完成每个状态步特定的工作任务。当满足一定条件时，实现从一个状态步向另一个状态步的转换。顺序功能图（SFC）是一种描述这种顺序控制系统控制功能的图解表示法，它能清楚地描述顺序控制系统中各状态步的顺序及各步之间的转换关系。PLC提供了丰富的指令系统，本文将用四种不同的编程方法来编制这种顺序功能图对应的梯形图程序。

1 某液压动力滑台运动控制要求

某液压动力滑台在初始状态时停在最左边，行程开关X000接通。按下起动按钮X004，动力滑台的进给运动如图1所示，工作一个循环后，返回并停在初始位置。

2 控制步序图和顺序功能图

由液压动力滑台的控制要求得知：整个顺序控制系统中包括初始状态、快进、工进1、工进2、快退五种完全不同的状态步，分别用状态寄存器S0、S20、S21、S22、S23表示；每步对应的转换条件是辅助寄存器M8002、输入寄存器X000、X004、X001、X002、X003、X000的接通；电磁阀Y001、Y002、Y003、Y004的通电使液压动力滑台执行相应的四种动作；工作一个循环后，返回并停在初始位置，可以画出该系统的步序图和顺序功能图SFC，分别为图2和图3所示。

3 实现顺序控制的四种编程方法

3.1 采用步进指令的编程方法

步进指令[1]是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器S才能提供STL触点，否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。在步进梯形图中不同的步进段允许有双重输出，即允许有重号的负载输出，在步进触点结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。把控制要求中的五个状态步用状态寄存器S0、S20、S21、S22、S23代替，使用步进指令编程方法编制的梯形图如图4所示。

3.2 采用起保停电路的编程方法

起保停电路[2]仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。使用起保停电路编程方法编制的梯形图如图5所示。

3.3 采用置位/复位指令的编程方法

在以置位/复位指令的编程方式中，用某一转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联，作为使所有后续步对应的辅助继电器置位和使所有前级步对应的辅助继电器复位的条件。对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。使用置位/复位编程方法编制的梯形图如图6所示。

3.4 采用循环移动指令的编程方法

从功能表图可以看出，在任何时刻四种状态步（除了初始状态步外）只有一个状态步接通而其他状态步都在断开，那么先通过MOV赋值指令给Y001赋值为1，接着采用循环右移或左移功能指令让Y002—Y004依次轮流赋值为1，就可以实现液压动力滑台按顺序控制的要求，使用循环移动指令方法编制的梯形图如图7所示。

4 顺序控制编程方法的特点

采用步进指令的编程方法，很容易被初学者接受和掌握，对于有经验的工程师，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很容易，使用方便，在顺序控制设计中应优先考虑，该法在工业自动化控制中应用较多。采用起保停电路的编程方法，通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。采用置位复位指令的编程方法，顺序转换关系明确，编程易理解，一般多用于自动控制系统中手动控制程序的编程。采用循环移动指令的编程方法，设计的梯形图看起来简洁，所用指令也较少，大多数应用在彩灯显示控制电路中。

5 结语

本文针对工业自动化控制领域中典型的顺序控制系统，通过顺序功能图的图解表示法，利用FX2N系列PLC的丰富指令系统，采用四种不同的编程方法对顺序功能图实现了梯形图编程，完成了顺序控制系统的程序设计。总之，以上四种顺序控制编程方法各有特点，可以根据实际情况来应用这些编程方法。

参考文献

[1] 陈金艳，王浩，主编.可编程序控制器技术及应用（三菱）[M].机械工业出版社，2010（8）.

[2] 徐建俊.电机与电气控制项目教程[M].机械工业出版社，2008（9）.endprint

摘 要：在实际编程过程中，顺序功能图（SFC），可以用四种方法对应编写梯形图程序：步进指令编程方法、起保停电路编程方法、置位复位指令编程方法和循环移动指令编程方法。下面结合三菱FX2N系列PLC，以某液压动力滑台运动控制为例，本文来探究实现顺序控制的四种编程方法，并对他们的特点进行比较。d关键词：顺序控制 顺序功能图 步进指令 起保停电路 置位/复位指令 循环移位指令

中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0013-02

在工业控制领域中，顺序控制系统的应用非常广泛，尤其是在机械加工行业，几乎都要利用顺序控制来实现加工的自动循环。顺序控制系统是按照生产工艺预先规定的顺序，根据相应输入条件的满足，使生产过程中各个执行机构自动有序地进行动作。一般，在顺序控制系统中，某一工作流程通常分为几个状态步，每个状态步下有不同的执行装置动作，完成每个状态步特定的工作任务。当满足一定条件时，实现从一个状态步向另一个状态步的转换。顺序功能图（SFC）是一种描述这种顺序控制系统控制功能的图解表示法，它能清楚地描述顺序控制系统中各状态步的顺序及各步之间的转换关系。PLC提供了丰富的指令系统，本文将用四种不同的编程方法来编制这种顺序功能图对应的梯形图程序。

1 某液压动力滑台运动控制要求

某液压动力滑台在初始状态时停在最左边，行程开关X000接通。按下起动按钮X004，动力滑台的进给运动如图1所示，工作一个循环后，返回并停在初始位置。

2 控制步序图和顺序功能图

由液压动力滑台的控制要求得知：整个顺序控制系统中包括初始状态、快进、工进1、工进2、快退五种完全不同的状态步，分别用状态寄存器S0、S20、S21、S22、S23表示；每步对应的转换条件是辅助寄存器M8002、输入寄存器X000、X004、X001、X002、X003、X000的接通；电磁阀Y001、Y002、Y003、Y004的通电使液压动力滑台执行相应的四种动作；工作一个循环后，返回并停在初始位置，可以画出该系统的步序图和顺序功能图SFC，分别为图2和图3所示。

3 实现顺序控制的四种编程方法

3.1 采用步进指令的编程方法

步进指令[1]是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器S才能提供STL触点，否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。在步进梯形图中不同的步进段允许有双重输出，即允许有重号的负载输出，在步进触点结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。把控制要求中的五个状态步用状态寄存器S0、S20、S21、S22、S23代替，使用步进指令编程方法编制的梯形图如图4所示。

3.2 采用起保停电路的编程方法

起保停电路[2]仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。使用起保停电路编程方法编制的梯形图如图5所示。

3.3 采用置位/复位指令的编程方法

在以置位/复位指令的编程方式中，用某一转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联，作为使所有后续步对应的辅助继电器置位和使所有前级步对应的辅助继电器复位的条件。对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。使用置位/复位编程方法编制的梯形图如图6所示。

3.4 采用循环移动指令的编程方法

从功能表图可以看出，在任何时刻四种状态步（除了初始状态步外）只有一个状态步接通而其他状态步都在断开，那么先通过MOV赋值指令给Y001赋值为1，接着采用循环右移或左移功能指令让Y002—Y004依次轮流赋值为1，就可以实现液压动力滑台按顺序控制的要求，使用循环移动指令方法编制的梯形图如图7所示。

4 顺序控制编程方法的特点

采用步进指令的编程方法，很容易被初学者接受和掌握，对于有经验的工程师，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很容易，使用方便，在顺序控制设计中应优先考虑，该法在工业自动化控制中应用较多。采用起保停电路的编程方法，通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。采用置位复位指令的编程方法，顺序转换关系明确，编程易理解，一般多用于自动控制系统中手动控制程序的编程。采用循环移动指令的编程方法，设计的梯形图看起来简洁，所用指令也较少，大多数应用在彩灯显示控制电路中。

5 结语

本文针对工业自动化控制领域中典型的顺序控制系统，通过顺序功能图的图解表示法，利用FX2N系列PLC的丰富指令系统，采用四种不同的编程方法对顺序功能图实现了梯形图编程，完成了顺序控制系统的程序设计。总之，以上四种顺序控制编程方法各有特点，可以根据实际情况来应用这些编程方法。

参考文献

[1] 陈金艳，王浩，主编.可编程序控制器技术及应用（三菱）[M].机械工业出版社，2010（8）.

[2] 徐建俊.电机与电气控制项目教程[M].机械工业出版社，2008（9）.endprint

摘 要：在实际编程过程中，顺序功能图（SFC），可以用四种方法对应编写梯形图程序：步进指令编程方法、起保停电路编程方法、置位复位指令编程方法和循环移动指令编程方法。下面结合三菱FX2N系列PLC，以某液压动力滑台运动控制为例，本文来探究实现顺序控制的四种编程方法，并对他们的特点进行比较。d关键词：顺序控制 顺序功能图 步进指令 起保停电路 置位/复位指令 循环移位指令

中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0013-02

在工业控制领域中，顺序控制系统的应用非常广泛，尤其是在机械加工行业，几乎都要利用顺序控制来实现加工的自动循环。顺序控制系统是按照生产工艺预先规定的顺序，根据相应输入条件的满足，使生产过程中各个执行机构自动有序地进行动作。一般，在顺序控制系统中，某一工作流程通常分为几个状态步，每个状态步下有不同的执行装置动作，完成每个状态步特定的工作任务。当满足一定条件时，实现从一个状态步向另一个状态步的转换。顺序功能图（SFC）是一种描述这种顺序控制系统控制功能的图解表示法，它能清楚地描述顺序控制系统中各状态步的顺序及各步之间的转换关系。PLC提供了丰富的指令系统，本文将用四种不同的编程方法来编制这种顺序功能图对应的梯形图程序。

1 某液压动力滑台运动控制要求

某液压动力滑台在初始状态时停在最左边，行程开关X000接通。按下起动按钮X004，动力滑台的进给运动如图1所示，工作一个循环后，返回并停在初始位置。

2 控制步序图和顺序功能图

由液压动力滑台的控制要求得知：整个顺序控制系统中包括初始状态、快进、工进1、工进2、快退五种完全不同的状态步，分别用状态寄存器S0、S20、S21、S22、S23表示；每步对应的转换条件是辅助寄存器M8002、输入寄存器X000、X004、X001、X002、X003、X000的接通；电磁阀Y001、Y002、Y003、Y004的通电使液压动力滑台执行相应的四种动作；工作一个循环后，返回并停在初始位置，可以画出该系统的步序图和顺序功能图SFC，分别为图2和图3所示。

3 实现顺序控制的四种编程方法

3.1 采用步进指令的编程方法

步进指令[1]是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器S才能提供STL触点，否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。在步进梯形图中不同的步进段允许有双重输出，即允许有重号的负载输出，在步进触点结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。把控制要求中的五个状态步用状态寄存器S0、S20、S21、S22、S23代替，使用步进指令编程方法编制的梯形图如图4所示。

3.2 采用起保停电路的编程方法

起保停电路[2]仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。使用起保停电路编程方法编制的梯形图如图5所示。

3.3 采用置位/复位指令的编程方法

在以置位/复位指令的编程方式中，用某一转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联，作为使所有后续步对应的辅助继电器置位和使所有前级步对应的辅助继电器复位的条件。对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。使用置位/复位编程方法编制的梯形图如图6所示。

3.4 采用循环移动指令的编程方法

从功能表图可以看出，在任何时刻四种状态步（除了初始状态步外）只有一个状态步接通而其他状态步都在断开，那么先通过MOV赋值指令给Y001赋值为1，接着采用循环右移或左移功能指令让Y002—Y004依次轮流赋值为1，就可以实现液压动力滑台按顺序控制的要求，使用循环移动指令方法编制的梯形图如图7所示。

4 顺序控制编程方法的特点

采用步进指令的编程方法，很容易被初学者接受和掌握，对于有经验的工程师，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很容易，使用方便，在顺序控制设计中应优先考虑，该法在工业自动化控制中应用较多。采用起保停电路的编程方法，通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。采用置位复位指令的编程方法，顺序转换关系明确，编程易理解，一般多用于自动控制系统中手动控制程序的编程。采用循环移动指令的编程方法，设计的梯形图看起来简洁，所用指令也较少，大多数应用在彩灯显示控制电路中。

5 结语

本文针对工业自动化控制领域中典型的顺序控制系统，通过顺序功能图的图解表示法，利用FX2N系列PLC的丰富指令系统，采用四种不同的编程方法对顺序功能图实现了梯形图编程，完成了顺序控制系统的程序设计。总之，以上四种顺序控制编程方法各有特点，可以根据实际情况来应用这些编程方法。

参考文献

[1] 陈金艳，王浩，主编.可编程序控制器技术及应用（三菱）[M].机械工业出版社，2010（8）.

[2] 徐建俊.电机与电气控制项目教程[M].机械工业出版社，2008（9）.endprint