在生產機械的自動控制領域，PLC順序控制系統的應用量大面廣。然而，工藝不同的生產機械要求設計不同的控制系統梯形圖。目前，不少電氣設計人員仍然采用經驗設計法來設計PLC順序控制系統，不僅設計效率低，容易出差錯，而且設計階段難以發現錯誤，需要多次調試、修改才符合設計要。本文提出的4種簡易設計方法，能快速地一次設計成功PLC順序控制系統。

    順序控制系統的特點及設計思路

    1．特點順序控制系統是指按照預定的受控執行機構動作順序及相應的轉步條件，一步一步進行的自動控制系統。其受控設備通常是動作順序不變或相對固定的生產機械。這種控制系統的轉步主令信號大多數是行程開關（包括有觸點或無觸點行程開關、光電開關、干簧管開關、霍爾元件開關等位置檢測開關），有時也采用壓力繼電器、時間繼電器之類的信號轉換元件作為某些步的轉步主令信號。

    為了使順序控制系統工作可靠，通常采用步進式順序控制電路結構。所謂步進式順序控制，是指控制系統的任一程序步（以下簡稱步）的得電必須以前一步的得電并且本步的轉步主令信號已發出為條件。對生產機械而言，受控設備任一步的機械動作是否執行，取決于控制系統前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成。若前一步的動作未完成，則后一步的動作無法執行。這種控制系統的互鎖嚴密，即便轉步主令信號元件失靈或出現誤操作，亦不會導致動作順序錯亂。

    2．設計思路本文提出的4種簡易設計方法都是先設計步進階梯，在步進階梯實現由轉步主令信號控制輔助繼電器得失電；然后根據步進階梯設計輸出階梯，在輸出階梯實現由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。這4種設計法所設計的梯形圖電路結構及相應的指令應適用于大多數PLC機型，具有通用性。

    由于各種PLC機型的編程元件代號及其編號不盡相同，為便于闡述，本文約定：所有梯形圖中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器（又稱內部繼電器）的代號分別為：X、Y、M。設計中所用到的某些功能指令，如置位指令約定為S×，復位指令為R×；移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號，用十進制數表示。用這些方法設計實際的控制系統時，應將編程元件代號和編號變換成所選用的PLC機型對應的代號和編號。

圖6 程序2

    程序2程序調試結果．X0接通3次，Y3接通瞬間即斷開。

    上面兩個程序中，輸出Y3、計數器CTl02及內部通用繼電器R0前面的邏輯條件均相同，僅僅是計數器CTl02所在語句位置發生了變化，而兩段程序的運行結果就截然不同。這是因為CTl02對輸出Y3的影響方式發生了變化。執行*段程序時，將首先判斷輸出Y3的狀態，再判斷CTl02的狀態，CTl02的狀態變化只能在下一個掃描周期對Y3產生影響；而執行第二段程序時，將首先判斷CTl02的狀態，再判斷輸出Y3的狀態，CTl02的狀態變化將在該掃描周期直接影響Y3的狀態。

從以上討論可以得出，由于PLC采用"串行"工作方式，所以即使是同一元件，在梯形圖中所處的位置不同，其工作狀態也會有所不同，因此在利用梯形圖進行控制程序編制時，應對控制任務進行充分分析，合理安排各編程元件的位置，才能夠更為準確地實現控制。

    三、PLC的編程元件

    PLC的各種功能主要是通過運行控制程序來實現。編制程序時，需要合理使用PLC提供的編程元件（即軟元件）。FPO型PLC中常用的編程元件有兩種：位元件（bit）和字元件（word）。位元件實際上是PLC內存區域所提供的一個二進制位單元，又被稱為軟繼電器，主要用作基本順序指令的編程元件，如輸入繼電器Xn、輸出繼電器Yn、內部通用繼電器Rn、定時（計數）器等，其參與控制的方式主要是通過對應觸點的通斷狀態改變影響邏輯運算結果即輸出。

    字元件則為PLC內存區域內的一個字單元（16bit），主要用作功能指令和高級指令的編程元件，通常用以存放數據，如數據寄存器DTn，定時(計數)器的設定值SVn、經過值EVn等。字元件沒有觸點，通常以整體內容參與控制。

    值得注意的是內存中的輸入（X）區、輸出（Y）區和內部通用（R）區，該區中的每個bit均可用作位元件，而且每16bit可構成一個字元件，如WRIO即是由16個位元件R100～R10F構成的字元件，該字元件中的內容一旦發生變化，這16個位的狀態也隨之發生改變。如：

    圖7所示程序中，WR0即為字元件，是左移位指令SR的編程元件，而Y0為輸出軟繼電器的線圈，X0、X1、X2、X3則為輸人軟繼電器的觸點，其中第4步的R4觸點為位元件R4的常開觸點，而位元件R4又是字元件WR0中的一位，因此其狀態受限于WR0的移位結果。

    四、順序控制多步同輸出的編程方法

    順序控制是生產現場常見的一類控制任務，步進指令是PLC指令庫中于順序控制的。步進指令編程時，根據工藝流程將程序劃分為一個個獨立的程序段，執行時，CPU嚴格按梯形圖編程順序，只有執行完前一段程序后才能激活下一段程序，并在下一段程序執行之前，將前面程序段復位。并且在語法上要求各程序段所使用的輸出不允許重復。這在解決順序控制任務中有多步同輸出的情況時，就帶來了一定的困難。借助于內部通用繼電器可方便解決這一難題。如某一順序控制任務如以下流程圖（圖8）所示。