罗炽浩
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摘要：近些年，受社会发展的影响，我国的科学技术不断进步。顺序控制广泛应用于工业控制生产中，在PLC编程中利用顺序功能图法是实现顺序控制的最佳方法，通过使用顺序功能图可以实现复杂顺序控制．顺序功能图转化为梯形图有两种编程方法，分别为起保停电路和置位/复位指令．通过实例仿真表明起保停电路在转化过程中存在一定的问题．
关键词：PLC;顺序功能图;起保停电路
引言
PLC作为工业自动化的三大支柱之一，已经广泛应用于自动化生产线、木材加工、印刷机械、纺织机械、电梯控制、空调控制、灌装及包装机械等领域。由于PLC自身具有强大的逻辑运算、数据处理和网络通信功能，还具有极高的抗干扰的可靠性以及灵活简捷的编程，已经成为工业控制领域的各种控制器的首选。PLC的编程方法一般有经验编程法和顺序功能图法。经验编程法有很大的试探性和随意性，没有固定的方法和步骤可以遵循。顺序功能图法就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号和时间信号的作用下，根据内部的状态和时间顺序，在生产过程中各个执行机构自动地、有秩序地进行操作。顺序功能图(SequentialFunctionChart，SFC)，是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是PLC设计顺序控制程序的一种编程工具。但是，在用顺序功能图进行编程时，步或状态的确定需要进行人工分析，因此，编程需要花费一定的时间，并且划分的步或状态有可能是不连续的或错误的。本文提出了一种利用时序图的边沿的分割法，来进行顺序功能图编程时步或状态的确定，使编程过程变得简单易行，程序可读性大大增强，程序结构极大地简化。此方法针对单流程和并行流程的顺序功能图的自动控制系统有着很好的应用，可以快速理清变量间的逻辑关系，提高编程效率和编程正确率。
1顺序功能图SFC设计原则
功能流程图，简称功能图，又叫状态流程图或状态转移图。它是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能说明性语言，能完整地表现控制系统的控制过程、各个步的功能、步与步转换的顺序和条件。功能图的基本构成元素是步、有向线段、转移和动作说明；步就是将系统的一个周期划分为若干个顺序相连的阶段，有向线段是连接步与步之间的连线，转移条件是系统从上一步跳到下一步的信号，动作说明是被控系统每一步需要执行的任务。功能图的主要结构形式有顺序结构、分支结构、循环结构和复合结构。在图1的顺序功能图中，主要由步(Si-1、Si、Si+1)、有向线段、转移条件（Xi、Xi+1、Xi+2）和动作说明（Yi-1、Yi、Yi+1）组成，因此我们在利用思维导图上绘制流程图时可以借助这一结构，将顺序功能图的主要组成元素一一体现。
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2使用置位/复位指令编程及仿真
使用置位/复位指令转化编写梯形图方法依据也是设计顺序功能图的基本规则．将前级步常开触点和转换条件的常开触点串联作为转化的两个条件;使所有当前步置位成1和使所有前级步复位成0.如图2所示。仿真过程如图3所示，同样采用单步调试的方法，从stop到run后M0．1变为活动步，点击I0．4、I0．1变为1点击+1，如图3所示M0．1置位成1M0．0复位成0。仿真其它指令也是当条件满足时同时让后级步置位当前步复位。
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3顺序功能图编程过程
公司FX2型PLC配有步进指令来表达顺序功能图，但是它不具有通用性。用通用指令就可以实现顺序功能图的思想，所取得的效果是完全一样的。用通用指令编程时，最常用的指令格式是起保停格式，即起动、保持和停止。起动即激活某一步，使这步处于工作状态；保持即保持这步始终处于接通状态，从而使这步的所有输出能够保持不变，直到下一步；停止即激活某步时，必须使上一步停止。
用顺序功能图实现一个复杂的顺序控制，步的划分非常关键，把步划分完毕，编程仅仅是按部就班而已。在划分步时，最重要的依据是步是根据所有输出量的状态变化来划分的，并且相邻两步输出量的状态是不同的。
很多初学者在没有掌握步进的思想前，一定会很疑惑既然有些输出量在几步中始终接通，为何还把它分在几步里？这是事关顺序功能图思想精髓的一个问题，是一个必须要弄懂的问题，否则不利于对问题的理解和把握。可以从两个方面来理解这个问题。首先，把一个复杂的顺序控制过程分解为很多步后，非常容易编程，它把一个对通盘都要考虑的复杂编程问题变成了只对步的编程，即只对步进行负责，把一个复杂庞大的问题进行了最小化的处理。只要步的编程不错，整个系统编程就不会错。其次，把一个复杂的顺序控制过程分解为很多步后，在实现的过程中，某个连续输出的状态并没有因为步的划分而产生差异。在顺序功能图中，步与步之间实现转换应该具备两个条件，即想激活某步，则该转换步的前级步必须是“活动步”，并且相应的转换条件得到满足。转换实现应完成的操作有两个，即使所有由有向连线与相应转换条件相连的后续步都变为活动步，并且使所有由有向连线与相应转换条件相连的前级步都变为不活动步。
由于自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步退回初始步，系统停止在初始状态。在顺序功能图中，必须用初始化脉冲将初始步预置为活动步，否则因顺序功能图中没有活动步系统将无法工作。FX2型PLC是采用初始化脉冲M8002的常开触点作为转换条件，将初始步预置为活动步的。
4仅有两步的闭环的处理
如果在顺序功能图中存在仅由两步组成的小闭环，用起保停电路设计的梯形图时不能正常工作，如图 4所示。M23 步后有两个选择 M22 和M24，当 M22 和 M24 任意一个接通， M23 都需要断，所以 M22 和 M24 的常闭触点串联在 M3 的启动电路中。M22 继电器为 1 时，它的常闭触点断，所以 M23 不通，无法激活 M23，使程序无法继续下去。出现这种问题的根本原因在于 M22 既是 M23 的前级步，又是它的后续步。如果在小闭环中增设一步就可以解决这一问题，如图5 所示。这一步只起到延时作用，延时时间可以取得很短( 如 0.1S)，对系统的运行不会有什么影响。
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结语
在运用顺序功能图法编程中，两者相比，置位/复位指令编程方法更为简单可靠。目前很多教材都是将较好的置位/复位指令的编程方法放于起保停电路之后讲解，让学生先入为主，不能很好地掌握置位/复位指令的编程方法。通过本文希望能够对对学生理解PLC编程思想有所帮助。但本文并不是说起保停电路在PLC中毫无用处，在简单的编程中起保停电路仍然发挥着很重要的作用，特别是用其直接控制输出时有广泛的应用．在用其他方法编程时可以根据实际情况来应用这些指令编程。
参考文献
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