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1、 PLCPLC 顺序控制设计法及其应用顺序控制设计法及其应用摘 要： 随着电子技术的飞速发展，plc 控制系统逐渐取代传统的继电控制逻辑系统，在各行各业得到广泛的应用，而 plc 顺序控制设计法由于其设计方法简单易学，设计思路清晰而在很多领域应用，以自动门控制系统为例，介绍顺序控制设计法的应用。关键词： plc；顺序控制；应用；自动门可编程控制器（简称 plc）是电气自动控制技术有继电逻辑（硬件）发展到软件编程的一种先进的电子装置。它主要的功能有逻辑运算、顺序控制、定时功能、计数功能，并且通过输入和输出信号控制各种电气控制系统或生产过程。可编程控制器（简称plc）控制系统由于外部接线简单方便，
2、控制方法主要由程序实现，改变控制要求时只需改变程序而不需要改变硬件电路，因此在工程实际中得到了广泛的应用。plc 控制系统的设计方法常用的有经验设计法、逻辑思维设计法、顺序控制设计法，其中顺序控制设计法由于其先进性、优越性、操作方便性方面的优点，在可编程控制器系统设计时得到了广泛的应用。什么是顺序控制呢？我们把某个生产过程或生产工艺根据它内部的状态和执行动作时间上的先后顺序划分为若干个阶段，在各个输入信号的作用下，每个阶段按照生产工艺预先规定的动作让它的执行机构自动有序地工作，这个过程我们把它称为顺序控制。采用了顺序控制的 plc 设计方法叫做顺序控制设计法，也称为顺序功能图设计法。顺序功能图
3、的主要作用是用来描述控制系统的控制过程功能以及特定的图表，主要的组成部分有步、转换、转换条件、转换方向和每一步的动作。顺序功能图并不涉及具体的某一种控制技术，可以把它看做一种通用的技术语言，可以为进一步设计和不同专业人员之间技术交流提供平台。这种设计方法对于复杂的控制系统可以节约大量设计时间。1 顺序控制设计法基本步骤1.1 划分步根据被控对象的工作过程和控制要求，把控制系统的生产过程划分成相应的阶段，每一个阶段称为一步，划分步的根据是可编程控制器的输出量是否发生变化，如果系统的输出量状态变化，控制系统就从前级步进入新的步。必须要保证同一步内各输出量的状态不变，相邻两步输出量的总得状态不变。1
4、.2 确定转换条件系统的输出量状态发生变化时，系统要从当前步进入下一步，转换条件就是跳步能够实现的条件，转换条件通常为按钮、行程开关、定时器、计数器的触点等。1.3 编制顺序功能图1）顺序功能图的组成步、有向连线、转换、转换条件和动作是顺序功能图必不可少的组成部分，步与步之间实现转换应同时具备前级步是活动步，对应的转换条件成立这两个条件。2）顺序功能图结构单序列：此结构的顺序功能图没有分支、一系列相继激活的步组成整个顺序功能图，仅接一个转换在每一步的后面，然而每个转换器的后面只需要一步；选择序列：此结构的顺序功能图由水平连线引出分支，分支出现的地方称为系列的开始，特别注意转换条件只能标在水平连
5、线之下，有多少分支就有多少条件，一般只能同时选择一个条件对应的分支序列，分支结束的地方称为序列合并；并行序列：此结构的顺序功能图由水平双连线引出分支，一旦转换实现就会导致并行的几个序列同时被激活，激活后每个序列中活动步的进展是独立的，转换的条件标在水平双连线之上，是共用的转换条件。1.4 顺序功能图编程顺序功能图编制完毕后，需要转换成梯形图程序，转换时用规定的编程元件代表步，当某步转换到活动步后，它的状态为得电状态，常用的编程方法有如下三种：1）套用起保停电路编程法这种编程方法编制梯形图时只使用跟触点和线圈有关的指令，不需要编程元件做中间环节。各类、各系列 plc 都有相关的指令套用，并且电路
6、有自保持功能，电路的结构和继电控制电路类似，理解较容易，方法较简单，一般用在继电控制系统的改造中。2）采用步进指令的编程方法plc 专门为顺序控制设计法设计了一条步进指令，采用这种方法设计时，顺序功能图中的步只能用状态继电器表示，因此有断电保持功能。这种方法编程不需要太多的电气控制基本知识，门槛较低，初学者很容易接受，而由经验的电气工程师采用此种方法也会大大提高设计效率。因此，选择编程方法时应优先选择。3）以转换为中心的编程方法以转换为中心的编程方法是以一个转换作为编程的基础，用置位指令和复位指令来激活和关闭一步。2 顺序控制设计法的应用（以自动门控制程序为例）随着我国经济的飞速发展，自动门在
7、人们的生活中越来越得到广泛的应用，在大型的宾馆、银行、写字楼等等场合都有不同的自动门，因为它方便、快捷、防风、防尘，而自动化控制技术是自动门的核心技术。早期的自动门控制系统采用继电逻辑控制，缺点是安装繁琐，体积大、不易维修，所以基本上现在已经被淘汰了。目前，plc 在机械制造、石油化工、冶金钢铁等领域都得到了长足的发展，因此用 plc 设计自动门控制系统安全性较高、维修也比较方便。本例中的自动门程序是用 plc 顺序控制设计法设计的（软件部分） 。具体控制过程如下：x0：感应器，作用为当有人接近自动门时，它的值为 1；y0：驱动电动机，作用为驱动自动门高速开门；x1：开门减速开关，当自动门高速
8、开门过程中碰到此开关时就会转变为低速开门；x2：开门极限开关，自动门低速开门碰到此开关时电动机停止转动，并且开始延时；延时的时间为 0.5 秒；y2：电动机，当感应器 0.5 秒内检测到无人时，此电动机启动并推动高速关门；x4：关门减速开关，自动门碰到此开关时，转变为低速关门；x5：关门极限开关，自动门碰到此开关时电动机停转。在关门的过程中若感应器检测到有人靠近，就停止关门过程，通过定时器 t1 延时 0.5 秒后自动转换为高速开门。2.1 自动门控制系统示意图2.2 顺序控制功能图2.3 程序编制1）起保停电路的设计方法 2）步进指令编程方法3）以转换为中心的编程方法如上所述，自动门在国外已
9、经得到了广泛的应用，在我国也已优异的性能逐步得到大家的认同，自动门已经迎来了发展的黄金时期。采用顺序控制设计法设计自动门程序，思路清晰明了，按照既定的步骤一步步进行就可实现，真实的反映出 plc 顺序控制设计法在工程实际中的广泛应用及它的优越性。参考文献：1廖常初，plc 顺序控制梯形图设计方法j.电工技术杂志，2001.11.2姚伟伟，用西门子 plc 实现长钢轨群吊多吊集控运行d.大连铁道学院，2003.作者简介：高慧（1982-） ，女， 2005 年毕业于湖南大学计算机与通信学院通信工程专业，2008 年就读于湖南大学电气与信息工程学院电子与通信专业工程硕士，就职于衡阳财经工业职业技术学院电气与信息工程系，并同时担任教务处考务科干事。
