PLC顺序控制设计法

★ 顺序控制设计法
在工业领域中，许多的控制对象（过程）都属于顺序控制，其特点 是整个控制过程可划分为几
个工步，每个工步按顺序轮流工作，而且任何时候都只有一个工步在工作。根 据这种控制特点，开
发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，这种先进的设计方法已成为PLC程序 设计的最主要方
法。
二、顺序控制设计法
状态流程（转移）图：描述控制系统的控制过程、功能和特性，又称状态图、流程
图、功能图。
状态转移图的特点：具有直观、简单，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工具。
（一）顺序控制设计基本概念
1、步
步：根据系统输出量的变化，将系统的一个工作循环过程分解成若干个顺序相连的阶段。
“步”在状态流程图中用方框来表示。编程时一般用PLC内部的软继电器表示各步，如
或 。



注意：步是根据PL C的输出量是否发生变化来划分的，只要系统的输出量状态发生变化，
系统就从原来的步进入新的步。
举例：液压工作台的工作过程的分步。

液压工作台的工作过程示意图



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液压工作台的整个工作过程可划分为：原位（SB 1）、快进（SQ2）、工进（SQ3）和
快退（SQ1）四步；各步电磁阀YA1、YA2、YA3的 状态如图所示。
（1）液压工作台初始状态：停在原位（压合SQ1）—YA1
-
、 YA2
-
、YA3
-
（输出）。
（2）按SB：快进—YA1+
、YA2
-
、YA3
+
（输出）。。
（3）压合S Q2：工进—YA1
+
、YA2
-
、YA3
-
（输出）。。
（4）压合SQ3：快退，快退回原位停止—YA1
-
、YA2
+
、 YA3
-
（输出）。
YA1 YA2 YA3 转换主令
快进 + — + SB1
工进 + — — SQ2
快退 — + — SQ3
停止 — — — SQ1
结论： PLC输出量发生变化时产生新的一步。
1）初始步：刚开始阶段所处的步，每个功能表图必须有一个。
在状态转移图中，初始步用双线框表示，如 。
2）活动步：当前正在执行的步。
2、有向连线：步与步之间的连线，表示步的活动状态的进展方向。
注：无箭头的有向连线表示转换方向为上→下，左→右。
3、转移：从当前步进入下一步。转移是用与有向连线垂直的短划线表示。
转移的实现：
① 前级步必须是“活动步”；
② 对应的转换条件成立。
转移的特点：当前步转移到下一步后，前一步自动复位。
4、转移条件
转移条件：使系统从上一工步向下一工步转换时应该满足的条件。
通常转换条件：按钮、行程开关、定时器或计数器等。
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说明:转换条件可以是文字语言、布尔代数表达式 或图形符号标注在表示转换的短划线
旁边。
5、动作（输出）
动作（输出）：指某步活动时，PLC向被控系统发出的命令，或系统应执行的动作。
动作用矩形框或圆，中间用文字或符号表示，如果某一步有几个动作，则可如下图方
法表示：



注：动作A和动作B没有顺序之分。
（二）状态转移图的基本结构：
1、单序列结构：
特点：每个前级步的后面只有一个转换，每个转换的后面只有一步。
每一步都按顺序相继激活。
2、选择序列结构：
特点：一个前级步的后面紧跟着若干后续步可供选择，但一般只允许选择其中的一条
分支。
3、并列序列结构：
特点：一个前级步的后面紧跟着若干后续步，当转换实现时将后续步同时激活。
注：用双线表示并进并出。
4、跳步、重复和循环序列结构：
1）跳步序列：
特点：当转换条件满足时，跳过几个后续步不执行。
2）重复序列：
特点：当转换条件满足时，重新返回到前级步执行。
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3）循环序列：
特点：当转换条件满足时，用重复的办法直接返回到初始步。
（三）状态转移图编程举例
1、单序列结构
单序列结构：状态转移只有一种顺序。
例：某组合机床液压工作台 的自动工作过程，要求用状态流程图来编制程序实现工
作台的工作循环。










1）状态转移图中步的确定与绘制；
①步序的确定：原位、快进、工进、快退
初始步激活：特殊继电器M8002。
M0～M3：原位、快进、工进、快退。
②状态转移图中步的绘制



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快进
工进
快退
停止
YA1
+
+
—
—
YA2
—
—
+
—
YA3
+
—
—
—
转换主令
SB1
SQ2
SQ3
SQ1

步的绘制

转换条件和动作的绘制
2）转换条件和动作的绘制；
3）PLC接线图的绘制和状态转移图的改画；
①PLC接线图的绘制；
②状态转移图的改画；







PLC接线图
状态转移图的改画 初始条件的确定
4）初始条件的确定。
当PLC刚进入程序运行状态时，由于M0的前步M3还未曾得电，虽然SQ1已满足，故
M0无法得 电，其所有的后续步均无法工作。因此刚开始时应该给初始步一个激活信号，且
此信号在激活初始步以后 就不能再出现，否则会同时出现两活动步。
初始激活信号可以用M8002，或其它满足要求的脉冲信号。

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基本逻辑指令顺序程序的编写：利用PLC基本逻辑指令按状态转移编写程序。
编程步骤：
第一步：画出控制每一步激活的电路
激活下一步的两个条件：
① 前一步为活动步。
② 满足转换条件。
例如：假定当前步为m，下一步为m+ 1，从步m到步m+1的转换条件为a，则有布尔
表达式m+1 = m * a。
A、将前一步的辅助继电器和转换条件串联作为激活下一步的条件。
B、将下一步的辅助继电器常闭触点串入前一步的激活电路中，作为步结束的条件。
注意：激活条件必须加自锁。
第二步：每一步对应的辅助继电器控制相应的动作。
注意：要避免双线圈输出。
若出现双线圈现象，则要将其合并，合并的办法是将驱动同一线圈 前面的触点并联，
如图M1、M2。
用基本逻辑指令编程时可以按下图梯形图套用格式：









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其中：R
i-1
——前一步继电器
R
i
——当前步继电器
R
i+1
——下一步继电器
C
i
——R
i
步的转换条件
C
i+1
——R
i+1
步的转换条件

例：“液体混合装置”的工艺要求如下：
按下启动按钮SB后，电磁阀YV1得电，液体A流 入；当液位达到传感器S1的高度，
S1发出信号，关断YV1按通YV2，液体B流入；当液位达到传 感器S2的高度，关断YV2，
按通搅拌机M；搅拌5分钟后，停止搅拌，同时打开出口电磁阀YV3， 排出液体；液体
排完（定时2分钟）后，关断YV3，一个工作循环结束。
1、确定系统的输入输出设备，绘制IO接线图。
说明：电动机的起停由接触器控制，但接触 器一般用交流电源，电磁阀用直流电源，这
两种设备应接在PLC的不同COM端的输出点上。








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2、功能表图中步的确定与绘制（输出量是否变化）。如左图
3、转换条件和动作的绘制。如右图























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使用通用逻辑指令编程注意的问题：
1、不允许出现双线圈输出。
2、对仅由两步组成的小循环，为到达控制要求应增设一小延时步。
1）存在问题：M11既 是M12的前续步，又是后续步，因此M11既是M12的得电条
件，又是失电条件，互为矛盾。









2）解决方法：增设一步小延时。









注：T32的定时常数可取K=1（M8028=1）

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