5.1 顺序控制的通用设计方法5.3 顺序控制的选择分支和并列分支流程的编写5.2 PLC内部S状态继电器编程5.4 顺序控制的启动
、停止编写5.5 SFC顺序功能图5.6 PLC顺序控制电路的实训5.7 本章小结5.1 顺序控制的通用设计方法
顺序控制设计法也叫功能表图设计法, 功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计P
LC的顺序控制程序的有力工具。5.1.1 自保持电路的编程方式可以这样认为：当M0为“ON”,就可以认为X0一定“ON”过在第三
章的第3.4.6 初步的顺序步进控制——顺序步进控制在数字电路里，用状态图反映电路在不同状态之间的切换或跳转，见图5.2(b)
图5.3（a）条件1是启动该状态的信号，条件2是停止该状态的信号，那么我们可以用一个自保持电路来描述该功能图。如图5
.2（b）功能表图的组成5．1．2顺序功能图表基本概念5．1．3使用起保停电路的编程方法起保停电路仅仅使用基本的指令，故适用面比较
广将4台电动机顺序控制的功能图画出这里要特别声明的是状态M0-M3和Y1-Y3是一一对应的，但状态和输出还是要区分开，要分开写，这
一点很重要。 例：小车初始位置在原点（SQ1被压下）。按启动按钮SB1后，小车在1号仓装料5s后由1号仓送料到2号仓。
到达限位开关SQ2后，停留（卸料）4s，然后空车返回到1号仓，碰到限位开关SQ1后停车，然后重复上述工作过程，直到按下停止按钮SB
2，小车立即停止。见图5-8。X6-启动；X7-停止；Y0为料仓放料；Y1为小车放料；Y2为小车前进；Y3为小车后退。第二步画出上
述描述的功能图：该程序有4个状态，状态的转换有两种信号，一种是位置信号，还一种是定时器信号。一般的顺序状态的转换就是这两类信号。【
例5.1】 有炉门开关控制，初始状态为推料机停在原位，炉门关闭。在初始状态下按启动按钮SB1使KM1得电，炉门电机正转，炉门开；开
到压限位开关SQ1，KM1失电，炉门电机停转，然后KM3得电，推料机电机正转，推料机前进；前进到压限位开关SQ2，KM3失电，KM
4得电，推料机电机反转，推料机退到原位；退到压限位开关SQ3，KM4失电，推料机电机停转；KM2得电，炉门电机反转，炉门闭；关到压
限位开关SQ4，KM2失电，炉门电机停转；SQ4常开触点闭合，并延时5s后开始下次循环开始。上述过程不断运行，若按下停止按钮SB2
后，工作立即停止。首先进行IO定义，见表5-2： 表5-1 炉门开关IO定义第二步画出上述描述的功能图图5-12 炉门开关功能
图表 第三步，根据功能图写出M0-4的梯形图及和状态 对应Y0-Y3的输出。这段程序我们测试会发现问题:1、就是停止后，炉门和推料
机不在原位，无法启动。2、就是有多次启动顺序的问题。即当炉门关好，延时5s开始下次循环期间，再次按下启动按钮，顺序将会被重新启动。
程序这样改一下，可以避免重复启动，即如果M4为ON，则禁止启动 为解决在一个程序的初始问题和多次启动的问题，通常的
做法是增加一个初始状态，一旦启动以后初始状态就关闭了，不存在多次启动的问题。注意Y0-Y3的输出的写法，Y1和Y3有2个，需要合并
，一个程序中不能出现两个相同的线圈。 【例5.2】动力头在原位，并加以启动信号，这时接通电磁阀YV1，动力头快进；
动力头碰到限位开关SQ1后，接通电磁阀YV1和YV2，动力头由快进转为工进，同时动力头电机转动（由KM1控制）；动力头碰到限位开关
SQ2后，电磁阀YV1和YV2失电，并开始延时6s；延时时间到，接通电磁阀YV3，动力头快退；动力头回到原位即停止电磁阀YV3及动
力头电机。动力头示意图首先进行IO定义，见表5-2： 表5-2炉门开关IO定义第二步画出上述描述的功能图第三步，根据功能图写出
M0-3的梯形图及和状态 对应Y0-Y3的输出。5．1．4使用置位复位指令的编程方式 【例5.3】液体混合装置，上限位
、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为1状态，阀F1、阀F2和阀F3为电磁阀，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。开始时容器是空的，
各阀门均关闭，各传感器均为0状态。按下起动按钮后，打开阀F1，液体A流入容器，到中限位开关变为ON时，关闭阀F1，打开阀F2，液体
B流入容器。液面升到上限位开关时，关闭阀F2，电机M开始运行，搅拌液体，10s后停止搅拌，打开阀F3，放出混合液，当液面降至下限位
开关之后再过3s，容器放空，关闭阀F3，程序再打开阀F1，又开始下一周期的操作。按下停止按钮，放完液体立刻停在初始状态。 首先进行
IO定义，见表5-3表5-3 液体混合装置IO定义根据上述描述，状态顺序功能图如下：液体混合罐自保持梯形图液体混合罐SET/RS
T顺控梯形图5.2 PLC内部S状态继电器编程 所谓顺序控制，就是按照生产工艺所要求的动作规律，在各个输入信号的作
用下，根据内部的状态和时间顺序，使生产过程的各个执行机构自动地、有秩序地进行操作。5.2.1 S状态继电器资源5.2.2使用步进
梯形指令的编程方式将上题的混料罐状态图按见图5-25：STL指令：步进开始指令，与母线直接相连，表示步进顺控开始。RET指令：步进
结束指令，表示步进顺控结束，用于状态流程结束返回主程序。STL的操作元件为状态继电器S0～S899；RET无操作元件。 与STL指
令相连接的起始触点最好直接连接线圈，至少使用取反指令编程，用于辅助状态记忆。(4) STL触点和继电器的触点功能类似。在STL触点
接通时，该状态下的程序执行；STL触点断开时，一个扫描周期后该状态下的程序不再执行，直接跳转到下一个状态。 (5) ?STL和
RET是一对指令，在多个STL指令后必须加上RET指令，表示该次步进顺控过程结束，并且后移母线返回到主程序母线。(6) 在步进顺控
程序中使用定时器时，不同状态内可以重复使用同一编号的定时器，但相邻状态不可以使用。(7) 在中断程序和子程序中，不能使用STL、R
ET指令。而在STL指令中尽量不使用跳转指令。(8) 停电保持状态继电器采用内部电池保持其动作状态，应用于动作过程中突然停电而再次
通电时需继续原来运行的场合。(9) ?RET指令可以多次使用。图5-29液体混合装置的“S”状态寄存器梯形图 【例5.
4】以机械手为例。图5-30所示为机械手检球的装置。机械手夹住小球，则将其送球盆里。机械手工作过程：启动机械手下降到下限位置，夹住
小球，夹住并上升到顶端上限，机械手横向移动到右端，下降到下限位置，机械手放松，把工件放到盆处，机械手上升到顶端，机械手横向移动返回
到左端原点处，停止。按下停止按钮 ，机械手回到原点，即上限位和左限位，试完成用PLC控制的程序设计。首先进行IO定义，见表5-5表
5-5 液体混合装置IO定义机械手顺序功能图【例5.5】用状态转移图法对第4.5.1节的交通灯控制系统进行PLC控制程序设计。（
1）PLC I/O端口分配同4.5.1小节。（2）画出状态转移图，如图5-33所示。5.3 顺序控制的选择分支和并列分支流程的编
写 顺序控制往往具有两个以上分支的顺序动作的控制过程，其状态流程图也具有两条以上的状态转移支路，常见的顺序控制有：
选择性分支与汇合 并行性分支与汇合。5.3.1选择性分支与汇合的编程三路选择分支梯形图流程图按从左到右，由上
往下的次序设置S寄存器【例5.6】双料位小车运料示意图如图5-39所示。启动按钮SB1用来开启运料小车，停止按钮SB2用来手动停止
运料小车。按SB1小车从原点起动， KM1接触器吸合使小车向前运行直到碰A位置SQ2开关停， KM2接触器吸合使A料斗装料6秒，然
后小车继续向前运行直到碰B位置SQ3开关停，此时KM3接触器吸合使B料斗装料5秒，随后KM4接触器吸合小车返回原点直到碰原点SQ1
开关停止，KM5接触器吸合使小车卸料 8秒后完成一次循环。按下下班按钮SB3，小车完成一次循环后自动停止，否则小车完成10次循环后
自动停止。按下停止按钮SB2小车立即返回原点，直到碰SQ1开关立即停止；当再按启动按钮SB1小车重新运行。根据上述控制要求，用状态
转移图法完成PLC控制程序的设计。双料位小车运料示意图（1）进行PLC I/O端口分配，如表5-6所示。表5-6 双料位小车运系统
I/O端口分配【例5.7】彩球分拣系统示意图如图5-40所示。如果机械手夹头夹住红球则送到红球箱里，如果机械手夹头夹住篮球则送到篮
球箱里，如果机械手夹头夹住绿球则送到绿球箱里。彩球分拣系统示意图分拣机的机械手臂上升、下降运动由一台电动机驱动，机械手臂的左行、右
行运动由另一台电动机驱动。 机械手臂停在原位时，按下启动按钮，手臂下降到球盆中，如果压合下限行程开关SQ2，夹头夹球，停0.5秒，
然后手臂上升，右行到对应的位置，有颜色传感器决定，颜色传感器输出3个信号，红色、蓝色、绿色三个信号。对应行程开关中1、中2、右限。
手臂不用下降，将小球释放，最后手臂回到原位。按下停止按钮，若手臂已经抓球且右行，则作玩一轮后返回并停止，若已抓球但没右行，则应放下
手臂，松开球，回原点，若没抓球，直接回原点即可。试完成用PLC控制的程序设计。彩球分拣系统I/O端口分配没加停止时的状态转移图如图
5-43所示。彩球分拣带停止的状态图5．3．2并行分支与汇合 【例5.8】小车分料系统示意图如图5-49所示。甲乙两辆小
车给仓料分料，甲小车在B点为原点装料，到A卸料。乙小车在C点为原点，到D点和E点卸料。控制要求为：当甲、乙小车都在原位，按下启动S
Bl按钮后，料仓放料10秒后，甲、乙小车同时前进，甲小车前进到A位置，卸料7秒返回，乙小车前进到D位置卸料6秒，再前进到E位置卸料
5秒再回到原点，待两车都到原点，停1秒，又开始新一轮装料，依此循环。当甲、乙小车都不在原位时，按下启动按钮SBl后，小车回到原点，
并卸料8秒，再进行装料。按下停止按钮，所有动作立刻停止。试用状态流程图法设计PLC控制程序。小车分料系统示意图小车分拣系统I/O端
口分配当按下SBl后，状态S0同时转移到状态S24和S30，两个单独分支流程各自执行自己的步进流程，最后再转移到状态S0。5.4
顺序控制的启动、停止编写5．4．1简单的启动编写当M1-M5 中的任何一步启动时，都可以限制X0的再次启动。5．4．2一般停止的
编写（1）循环与单次：机械手连续循环与单次循环可按X1自锁按钮进行选择，当X1为“0”时机械手连续循环；当X1为“1”时，机械手单
次循环，如图5-53所示。（2）暂停：机械手连续循环，按停止按钮S02，机械手立即停止；当再次按下启动按钮S01时，机械手继续运行
，其状态转移图如图5-54所示。（3）连续作三次循环后自动停止，中途按停止按钮X1，机械手完成一次循环后才能停止；其状态转移图如图
5-55所示。5．4．3停止后转停止流程的停止【例5.9】以第3.5.2节中的实训2为例，试用顺序控制的方式实现顺序启停。控制要求
如下：按下启动按钮SB0后，电动机1到电动机4顺序启动，即电动机1启动，5秒后电动机2启动，再过5秒后电动机3启动，再过5秒后电动
机4启动，当按下停止按钮后，先停最后一个启动的电机，以后每隔4秒依次停一台。假设启动三台后，第四台还未启动，此时按下停止按钮，第三
台立刻停止，4秒后第二台电机停止，再过4秒后第一台电机停止。（1）进行PLC I/O端口分类，X0——启动，X1——停止，Y0-Y
3为电机1——电机4。【例5.10】机械滑台控制系统示意图如图5-58所示。控制过程为：当工作台在原始位置时，按下启动按钮SB1，
电磁阀YV1得电，工作台快进，同时由接触器KM1驱动的动力头电机M起动。当工作台快进到达A点时，行程开关X3压合，YV1、YV2得
电，工作台由快进切换成工进，进行切削加工。当工作台工进到达B点时，X4动作，工进结束，YV1、YV2失电，同时工作台停留3秒钟，
YV3得电，工作台作横向退刀，同时主轴电机M停转。当工作台到达C点时，行程开关X5压合，此时YV3失电，横退结束，YV4得电，工作
台作纵向退刀。工作台退到D点碰到开关X6，YV4失电，纵向退刀结束，YV5得电，工作台横向进给直到原点，压合开关X2为止，此时YV
5失电,完成一次循环。机械滑台控制系统示意图机械滑台控制输入点和输出点分配表5.5 SFC顺序功能图可以用三菱PLC编程软件GX
Developer中编制SFC顺序功能图。具体步骤如下：5.6 PLC顺序控制电路的实训5.6.1 气动技术概述5.6.2 实
训内容小车运料系统示意图小车运料系统接线图（a）佳越双联气缸双轴气缸 （b）平行开闭型齐爪气路连接图彩球分拣机PLC控制接线图小车分料控制系统示意图小车分料系统PLC控制接线图5.7 本章小结顺序控制用通俗的来讲，流程大体将一个工序分成几个工步。触发信号有接点信号和时间信号这两类。顺序控制设计法是最重要的方法，大约90%的编程用到该方法可以用四种方式编制顺序控制梯形图，它们分别是：起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、和置位复位编程方式。移位寄存器编程方式我们将在后续章节中讲述顺序控制设计法分为直线的和分支的，分支的有选择型和并列的本章作业习题四一、 填空题1、2、3、4、5二、问答题 4三、 转换题 2、4四、 编程题 1、2、4、5 本章学习结束。Goodbye! |
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