順序控制就是使系統(tǒng)能按一定的順序工作，常用于離散的生產(chǎn)過程控制。順序控制又可以分為確定順序控制和隨機順序控制，在生產(chǎn)機械運行中常為確定順序控制，控制對象工作過程或順序是確定的。用 PLC 進行順序控制是 PLC 的基本應用，也是PLC 的優(yōu)勢所在，在生產(chǎn)機械的自動化控制領(lǐng)域中，PLC 順序控制系統(tǒng)的應用很廣泛。

　　常用的生產(chǎn)機械順序控制系統(tǒng)運行時，設備按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動地有秩序地進行操作，且這些動作必須嚴格按照一定的先后次序執(zhí)行。PLC 順序控制系統(tǒng)的輸入信號大多數(shù)是行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、干簧管開關(guān)、霍爾元件開關(guān)等位置檢測開關(guān)，有時也采用壓力繼電器、定時器等。

　　FX 系列 PLC 順序控制程序的編程方法有很多，如狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進梯形圖編程、起動 - 保持 - 停止電路編程、置位和復位指令編程、移位指令編程等。本文以三菱的 FX 系列 PLC 為例，說明實現(xiàn)順序控制的常用四種程序設計方法。

1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進梯形圖編程

　　狀態(tài)編程就是將一個復雜的控制過程分解為若干個工作狀態(tài)，明確各狀態(tài)的任務、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件以及轉(zhuǎn)移的方向，然后再依據(jù)總的控制順序要求，把這些狀態(tài)組合形成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，最后依一定的規(guī)則將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)繪為步進梯形圖程序。因此步進梯形圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是一一對應的，在進行編程時，我們首先是要根據(jù)設備的工藝過程控制要求，繪出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。

　　狀態(tài)法編程思想其實就是將復雜的順序控制過程分解為若干個工作“狀態(tài)”，然后分別進行編程，最后再組合成整體程序。這種編程方法可以使編程工作程序化和規(guī)范化，是 PLC 程序設計的重要方法。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是狀態(tài)編程的工具，圖中包含了順序控制程序所需用的全部狀態(tài)及各狀態(tài)間的相互聯(lián)系。對某一具體狀態(tài)來說，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖給出了該狀態(tài)的驅(qū)動任務、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方向。因此，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以非常清晰地表達出順序控制的整個工藝流程，形象直觀，可讀性很強，特別在復雜的順序控制程序中應用起來非常方便。

　　例如，某 PLC 控制的送料小車，小車原位停止時壓下限位開關(guān) SQ1（X0），按下啟動按鈕 SB（X2），Y2接通小車前進，當運行到料斗下方時壓下限位開關(guān)SQ2（X1），Y2 斷開小車停止，同時 Y0 接通料斗門打開給小車加料，延時 10 秒后關(guān)閉料斗，Y3 接通小車后退返回，當回到原位時壓下限位開關(guān) SQ1（X0），Y3斷開小車停止，Y1 接通小車底門打開卸料，延時 8 秒后卸料結(jié)束，完成一次動作，并可以循環(huán)。

　　該運料小車控制系統(tǒng)為典型的順序控制，采用狀態(tài)編程，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖 1 所示。 在負載驅(qū)動部分，Y1 前面加 X1 的常閉的作用是壓下限位開關(guān)后，能讓電動機的電源及時切斷，確保準確定位，從而保證運料小車工作的可靠性。小車運動控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以轉(zhuǎn)換成對應的步進梯形圖，步進開始用STL 指令，其具有主控和跳轉(zhuǎn)功能，確保各狀態(tài)驅(qū)動嚴格按順序進行，步進結(jié)束用 RET 指令返回。

圖 1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

2 使用啟動- 保持 - 停止電路編程

　　啟動 - 保持 - 停止電路是最基本的 PLC 控制電路，有關(guān)斷優(yōu)先和接通優(yōu)先兩種形式，一般采用關(guān)斷優(yōu)先控制，同時也可以衍生出許多常用控制電路程序。利用啟動 - 保持 - 停止電路思想，按照實際的控制邏輯，也可以很方便的設計出順序控制程序。

　　例如某設備工作循環(huán)為：X1 接通后 Y1 接通—X2 接通后 Y2 接通，同時 Y1 斷開—X3 接通后 Y3 接通，同時 Y2 斷開—X4 接通后 Y1 接通，同時 Y3 斷開，自動循環(huán)。利用啟動 - 保持 - 停止電路設計的控制梯形圖如圖 2 所示，系統(tǒng)啟動后能一直按順序自動循環(huán)運行，若 X5 接通，則 Y0-Y3 都斷開，系統(tǒng)停止工作。控制梯形圖利用常開常閉觸點、線圈等來實現(xiàn)輸出的順序接通控制，控制邏輯也很直觀，停止信號接通時，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送指令 MOV，使 Y0-Y3 都清零斷開，實現(xiàn)設備停止。

圖2 起保停實現(xiàn)順序控制

3 使用置位和復位指令編程

　　利用置位指令 SET 和復位指令 RST 也可以實現(xiàn)順序邏輯控制，圖 3 所示的順序控制可以改為利用SET 和 RST 來實現(xiàn)。由于作用于輸出繼電器這類位元件時，SET 指令是實現(xiàn)接通并且保持，RST 指令是斷開并且保持。因此控制程序中就不再需要用輸出繼電器的常開觸點來自鎖，直接由觸點邏輯條件來控制輸出繼電器的復位和接通就可以，這種編程方法的順序轉(zhuǎn)換關(guān)系明確，程序也很容易理解，常用于控制系統(tǒng)中手動控制程序的設計。

圖3 位移位指令順序循環(huán)控制

4 使用移位指令編程

　　FX 系列 PLC 的移位指令常用的有循環(huán)移位指令和位移位指令。循環(huán)移位指令可以使數(shù)值或狀態(tài)實現(xiàn)自動循環(huán)移位變換，使用簡單，但是只能操作 16位或 32 位數(shù)據(jù)，使用受到限制。位移位指令使用靈活，可以對范圍內(nèi)的任意位數(shù)據(jù)移位。用移位指令設計的梯形圖看起來簡潔，指令也較少，但對較復雜控制系統(tǒng)設計就不方便，在工業(yè)控制中較少使用，大多數(shù)應用于彩燈順序控制電路中。如圖 3 所示的控制程序，利用位移位指令實現(xiàn)了 Y00-Y11 共 10 個輸出繼電器的順序輪流接通。當 X0 接通時，Y00-Y11正序輪流接通 1 秒；當 X0 斷開時，Y00-Y11 反序輪流接通 1 秒，且能循環(huán)。如果輸出接彩燈即可以實現(xiàn)彩燈的順序自動控制。

5 結(jié)束語

　　PLC 的順序控制程序設計方法很多，每種控制程序形式都有其優(yōu)缺點，編程時可以根據(jù)具體控制對象特征來選用，最終設計出優(yōu)化、可靠的順序控制程序。