PLC的顺序控制设计法教学心得

江西省九江学院电子工程学院 王 萍

PLC的顺序控制设计法教学心得

江西省九江学院电子工程学院 王 萍

可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是电气工程及其自动化专业的一门核心专业课，通过本课程的学习，学生掌握PLC的基本结构、工作原理、PLC控制系统程序设计与调试方法。其中，PLC控制系统的程序设计是教学重点，本文以S7-200PLC为教授对象，主要介绍顺序控制设计法的编程特点以及顺序功能图向梯形图程序的转换方法，提出各种不同转换方法应注意的关键问题，应用比较总结法，把理论教学与实践教学融为一体，使学生容易理解记忆，激发学生的学习兴趣。

PLC 顺序功能图 梯形图

一、前言

PLC系统的程序设计方法主要是：用经验设计法直接编写梯形图程序的方法和顺序控制设计法。由于经验设计法设计梯形图时没有固定的方法，具有很大的试探性和随意性。尤其是设计复杂系统时，要用大量的中间单元完成记忆和连锁功能，很容易遗漏一些问题，修改也比较麻烦。顺序控制设计法只要分析清楚系统控制要求，按照一个步骤一个状态的思想，很容易就可以画出顺序功能图，然后转换成相应的顺序控制梯形图，其顺序功能图比较容易设计，且可读性很强。

二、顺序控制设计法与顺序功能图

顺序控制设计法是将系统的一个工作周期划分为若干顺序相连的阶段，每个阶段称为一步。步与步之间由转换分隔，相邻的步具有不同的动作。PLC在某一步工作时，当转换条件得到满足就实现转换，即上一步的动作结束而下一步的动作开始。顺序功能图是设计PLC顺序控制程序的图形方法，由步和有向连线组成闭环，描述控制系统的控制过程、功能和特性，它本身并不是程序，需要转换成相应的顺序控制梯形图程序。设计顺序功能图时，要注意它的三个主要因素：步、转换条件和动作。

第一步：顺序功能图中，步用矩形方框表示，方框内用M或S连同其编号进行注释（如M0.0、S0.0等）。当PLC通电时，所有步均处于OFF状态，这时只需用开机时接通一个扫描周期的SM0.1的常开触点，就可将初始步M0.0或S0.0置为活动步，否则因为顺序功能图没有活动步而无法工作，所以至少应该有一个初始步，用双线方框表示初始步。

第二步转换条件：与转换对应的条件是使系统由当前步进入下一步的信号，可以是外部的输入信号（如按钮、限位开关的接通或断开等）；也可以是PLC内部产生的信号（如定时器、计数器等触点的接通）；还可以是若干个信号的与、或、非的逻辑组合。

第三步动作：系统处于某一步时需要完成的工作，用矩形方框中的编号表示动作。该矩形框与它所在步的对应方框相连。当该步为活动步时，执行该步对应的动作，某一步可以有几个动作，也可以没有动作。

三、顺序功能图转换为相应的顺序控制梯形图的方法

根据系统控制要求，我们可以很方便地设计出顺序功能图。若顺序功能图用的是位存储器M代表步，则将顺序功能图转换为相应的顺序控制梯形图的方法一般有两种：

1.使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法

使用起保停电路转换梯形图程序的关键是找出每一步的起动条件和停止条件。起动条件是该步的前级步为活动步并且相应的转换条件得到满足，即将前级步的编程元件的常开触点与转换条件对应的触点串联实现；停止条件是其后续步对应的常闭触点；保持条件是本步的常开触点。按照这个思路很容易转换出对应的梯形图程序。

2.使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法

使用置位复位指令的转换思想是，每一步变为活动步都采用置位指令S置位该步，同时用复位指令R复位前级步。每一个转换都对应一个这样的控制置位和复位的电路块，有多少个转换就有多少个这样的电路块，这种设计方法很有规律，很容易掌握。

若顺序功能图用的是顺序控制继电器S代表步，则使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法进行转换。使用SCR指令的转换思想是将顺序控制程序的每一步用一个SCR段表示。用SCR指令表示一个SCR段的开始；用SCRE指令表示SCR段的结束；用SCRT指令实现SCR段之间的转换，即步的活动状态的转换。当SCRT线圈“得电”时，SCRT指令将顺序功能图中的后续步置位为ON，同时将当前步复位为OFF，这种方法初学者极易掌握。

四、结束语

实验教学中，对于同一个实验项目要求学生利用多种方法实现，使学生在掌握各种不同编程方法的同时体会各种编程方法的优缺点，找出自己在编程时的思维有哪些问题，哪种编程方法更容易掌握，哪种方法更易实现，从而激发学生的学习兴趣，培养学生独立思考和总结记忆的能力。

顺序控制设计法用输入量I（或定时器、计数器等）的触点，控制代表各步的编程元件（如M或S），再由它们控制输出量Q（或定时器、计数器线圈等），步是根据输出量Q的状态划分的。所以，顺序控制设计法具有简单易学，容易理解，通用规范的特点，是PLC程序设计方法中位居首位的编程方法。

［1］廖常初.S7-200PLC编程及应用（第2版）［M］.北京：机械工业出版社，2014

［2］潘海鹏，张益波.电气控制系统与S7-200系列PLC［M］.北京：机械工业出版社，2014

ISSN2095-6711/Z01-2015-12-0086