单序列编程方法详解

1.程序的基本结构

绝大多数自动控制系统除了自动工作方式外，还需要设置手动工作方式。下列两种情况需要使用手动工作方式：

1）开始执行自动程序之前，要求系统处于规定的初始状态。如果开机时系统没有处于初始状态，则应进入手动工作方式，用手动操作使系统进入规定的初始状态后，再切换到自动工作方式。也可以设置使系统自动进入初始状态的工作方式（见5.4节）。

系统满足规定的初始状态以后，应将顺序功能图的初始步对应的存储器位（M）置为1状态，使初始步变为活动步，为启动自动运行作好准备。同时还应将其余各步对应的存储器位复位为0状态，这是因为在没有并行序列或并行序列未处于活动状态时，同时只能有一个活动步。

2）顺序自动控制对硬件的要求很高，如果有硬件故障，例如某个限位开关有故障，不可能正确地完成整个自动控制过程。在这种情况下，为了使设备不至于停机，可以进入手动工作方式，对设备进行手动控制。手动工作方式也可以用于系统的调试。

有自动、手动工作方式的控制系统的程序结构如图5-13所示，公用程序用于处理自动方式和手动方式都需要执行的任务，以及处理两种工作方式的相互切换。

图5-13 OB1

图中的I2.0是自动/手动切换开关，I2.0为0状态时调用自动程序，为1状态时调用手动程序。

2.编程的基本方法

根据顺序功能图设计梯形图时，用存储器位来代表步。5.2节介绍的转换实现的基本规则是设计顺序控制程序的基础。

图5-14给出了顺序功能图与梯形图的对应关系。实现图中的转换需要同时满足两个条件：

1）该转换所有的前级步都是活动步，即M0.4和M0.7均为1状态，M0.4和M0.7的常开触点同时闭合。

2）转换条件I0.2* 满足，即I0.2的常开触点和I2.7的常闭触点组成的串联电路接通。

图5-14 使用置位复位指令的编程方法

在梯形图中，M0.4、M0.7、I0.2的常开触点和I2.7的常闭触点组成的串联电路接通时，上述两个条件同时满足，应执行下述的两个操作：

1）将该转换所有的后续步变为活动步，即将后续步对应的存储器位M1.0和M1.4变为1状态，并保持为1状态。这一要求刚好可以用有保持功能的置位指令（S指令）来完成。

2）将该转换所有的前级步变为不活动步，即将前级步对应的存储器位M0.4和M0.7变为0状态，并使它们保持为0状态。这一要求刚好可以用复位指令（R指令）来完成。

这种编程方法与转换实现的基本规则之间有着严格的对应关系，在任何情况下，代表步的存储器位的控制电路都可以用这个统一的规则来设计，每个转换对应一个图5-14所示的控制置位和复位的程序段，有多少个转换就有多少个这样的程序段。这种编程方法特别有规律，在设计复杂的顺序功能图的梯形图时既容易掌握，又不容易出错。用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时，更能显示出它的优越性。(www.xing528.com)

任何一种PLC的指令系统都有置位、复位指令，因此这是一种通用的编程方法，可以用于任意厂家、任意型号的PLC。

3.初始化程序

在5.3节中，假设刚开始执行用户程序时，系统已处于要求的初始状态，为转换的实现做好了准备。在没有并行序列或并行序列未处于活动状态时，同时只能有一个活动步。图5-15的左下方是图5-5中的液压动力滑台控制系统的初始化组织块OB100中的程序，在PLC上电或由STOP模式切换到RUN模式时，CPU调用初始化组织块OB100。MOVE指令将M0.0～M0.7复位，然后用S指令将M0.0置位为0，初始步变为活动步。

4.控制电路的编程方法

图5-15给出了液压动力滑台的进给运动示意图和顺序功能图，右边是OB1中的顺序控制梯形图（见随书光盘中的例程“动力滑台顺控”）。在初始状态时动力滑台停在左边，限位开关I0.3为1状态。按下起动按钮I0.0，动力滑台在各步中分别实现快进、工进、暂停和快退，最后返回初始位置和初始步后停止运动。

要实现从快进步M0.1到工进步M0.2的转换，需要同时满足两个条件：

1）该转换的前级步是活动步，M0.1的常开触点闭合。

2）转换条件满足，动力滑台碰到中限位开关I0.1，其常开触点闭合。

这两个条件需要同时满足。在梯形图中，当M0.1和I0.1的常开触点组成的串联电路接通时，两个条件同时满足。此时置位指令将M0.2置位，使该转换的后续步工进步变为活动步。复位指令将M0.1复位，将该转换的前级步快进步变为不活动步。

每一个转换对应一个这样的“标准”程序段，有多少个转换就有多少这样的程序段。设计时应注意不要遗漏掉某一个转换对应的程序段。

在初始状态时动力滑台停在左边，限位开关I0.3为1状态。初始步M0.0为活动步，按下起动按钮I0.0，初始步下面的转换条件I0.0*I0.3满足，转换实现的两个条件同时满足，梯形图中第一个程序段的3个触点组成的串联电路接通，后续步对应的M0.1被置位，前级步对应的M0.0被复位。前级步变为不活动步，后续步变为活动步，从初始步转换到快进步。

图5-15 液压动力滑台的顺序功能图与梯形图程序

在快进步，M0.1一直为1状态，其常开触点闭合。滑台碰到中限位开关时，I0.1的常开触点闭合，由M0.1和I0.1的常开触点组成的串联电路接通，使M0.1复位。在下一个扫描周期，M0.1的常开触点断开。由以上的分析可知，控制置位复位的电路只接通一个扫描周期，因此必须用有记忆功能的电路（例如起动-保持-停止电路或置位/复位电路）来控制代表步的存储器位。

5.输出电路的编程方法

下面介绍设计梯形图的输出电路部分的方法。因为步是根据输出位的状态变化来划分的，它们之间的关系极为简单，可以分为两种情况来处理：

1）某一输出位仅在某一步中为1状态，例如图5-15中的Q4.1、T0和Q4.2就属于这种情况，可以用它们所在的步对应的存储器位的常开触点来控制它们的线圈。例如用M0.1的常开触点控制Q4.1的线圈，用M0.3的常开触点控制T0的线圈。

2）如果某一输出位在几步中都为1状态，应将代表这几步的存储器位的常开触点并联后，来驱动该输出位的线圈。图5-15中Q4.0在M0.1和M0.2这两步均应工作，所以用M0.1和M0.2的常开触点组成的并联电路来驱动Q4.0的线圈。

使用这种编程方法时，不能将过程映像输出位（Q）的线圈与置位指令和复位指令并联，这是因为前级步和转换条件对应的串联电路接通的时间只有一个扫描周期，而输出位的线圈一般应该在某一步或某几步对应的全部时间内被接通。所以应根据顺序功能图，用代表步的存储器位的常开触点或它们的并联电路来驱动输出位的线圈。