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摘 要：工业控制中，顺序控制的应用极广。用顺序控制的思想来进行程序设计称顺序控制设计法。此方法设计的程序调试、修改和阅读均很方便。本文以三菱PLC为例，结合具体案例重点介绍如何用顺序控制法编写梯形图程序。
关键词：PLC，顺序控制，功能表图，步进指令，置位复位指令，移位指令
可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置，它是作为传统继电器的替代产品而发展起来的，随着不断发展，它已经完全超越了最初的逻辑控制、顺序控制的范围，由于其可靠性高、编程简单、抗干扰能力强等特点，已被应用于工业生产各个领域，大大推进了机电一体化进程，和CAD/CAM、机器人一起被人们称为现代工业控制的三大支柱。
对于职业学校电气、机电类专业学生来说，PLC控制技术已成为继电器-接触器控制技术后必须掌握的又一现代控制技术，对于学生而言运用PLC实现简单控制系统和PLC的简单维护已经成为一项必备技能。
PLC在控制系统中的应用，外围设备的接线较为简单，关键是PLC程序的编写，程序设计的好坏，直接影响整个系统的性能。不少学生在刚学习PLC编程，对于编程的思路和方法难易把握，在本文中，本人将重点以一个简单具体案例来介绍三菱PLC的顺序控制编程方法，并将其优缺点进行梳理，以便学生更好地理解和选择。
PLC在逻辑控制系统中的程序设计方法主要有经验设计法、继电器控制电路移植法和顺序控制设计法三种。
一、经验设计法
经验设计法沿用了传统继电器系统电气原理图的设计方法，即在一些典型单元电路梯形图的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断的修改和完善梯形图。如：采用起保停结构来编程。
例：SB1、SB2是运料小车右行和左行的启动按钮，SQ1、SQ2为运料小车左右终点的行程开关。运料小车在SQ1处装料，20S后装料过程结束，开始右行，当碰到SQ2后停下来卸料，15S后左行，碰到SQ1后又停下来装料，这样不停的循环工作。按下停止按钮SB3，运料小车停止工作。系统示意图见图1。图3为通过经验设计法编写的完整梯形图程序。
从以上经验法的设计过程可知，经验法的设计存在以下一些问题：1.考虑不周、设计麻烦、设计周期长，2.梯形图的可读性差、系统维护困难。故经验设计法只能用来设计一些简单的梯形图程序或复杂系统的某一局部程序（如手动程序、公共程序等）。
二、继电器控制电路移植法
PLC是在继电接触器控制系统基础上发展而来的，使用与继电器电路图极为相似的梯形图语言来编程称继电器控制电路移植法。按照继电器控制电路元件与梯形图编程元件的对应关系，经过直接转换后得到类似“原样”的图，这种转换方法直观简便，但是得到的梯形图层次结构复杂，相互间的逻辑关系不明确，编译程序时经常会出现语法错误而无法执行。同时，职业学校学生对于继电器电路图理解的不够深入，继电器控制电路移植法很难被掌握。
三、顺序控制设计法
顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分成若干个相连的阶段，这些阶段称为步。通过外部输入、内部定时信号等作为步的转移条件，可以将这些步按照一定的顺序来执行。
可編程控制器的设计者开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，功能表图又称为功能流程图，我国早在1986年就颁布了功能表图的国家标准（GB6899-86）。由功能表图可以非常清晰地看出控制系统的逻辑关系，编程者可以轻易编制出与之对应的程序，完成系统的控制要求。
顺序控制设计法设计的基本步骤为：布的划分、转换条件的确定、功能表图的绘制、程序的编制。
例题中小车送料系统的功能表图如下图4所示（已与三菱PLC编程元件关联）。可以将小车的工作过程分成5步（第0步为初始步），第1-4步分别控制右行、卸料、左行和装料。转换条件分别有按钮开关、行程开关和内部定时器触点开关接通来实现。
下面我们将介绍梯形图的3种常见编制方式。
1.步进指令编程方式
步进指令又称STL指令，FX系列PLC还有一条使STL指令复位的RET指令，利用这两条指令对功能表图进行编程的方法称为步进指令编程。需要注意的是STL指令必须与状态继电器配合使用才具有步进功能，用状态继电器S0表示初始步，S10-S13分别表示控制过程中的4步。下图5所示为步进功能表图，下图6所示为对应的步进梯形图程序。
用步进指令编制梯形图时，存在以下特点：（1）置位下一状态寄存器时，上一步自动断开，（2）在不同的步程序中允许双线圈的出现，（3）三菱PLC步进指令只有2条，易掌握，（4）方法简单、规律性强、修改程序方便，能够提高编程效率。
2.置位复位指令编程方式
置位（SET）指令是使操作保持ON的指令，复位（RST）是使操作保持OFF的指令。在图7中，用M10-M13分别代表了右移、卸料、左移、装料4步。若M10=“1”时，小车右行执行，当条件满足（X4常开触点闭合），通过RST指令复位M10，同时通过SET指令置位M11，程序将转移到下一步执行。
该编程方法转换关系明确，编写的程序容易理解。控制比较灵活，程序修改方便，特别适合用于初学者。
3.移位指令的编程方式
单序列功能表图中的各步总是顺序的接通和断开，并且同时只能有一步是活动步。因此经常使用移位寄存器的功能来实现这种控制。在图8中使用了位左移（SFTL）指令编程来实现了顺序控制。同样M10-M13分别代表了右移、卸料、左移、装料4步。若第1步处于进行过程中（M10=“1”），当条件（行程开关X4常开接通）得到满足时，执行位左移指令（M13将“0”移除，M12将“0”移入M13，M11将“0”移入M12，M10将“1”移入M11，M75将“0”移入M10）后，第2步将进行（M11=“1”），而第1步将停止，依次顺序执行。
使用移位寄存器编程时，步的顺序接通/断开是用移位功能来实现的，这部分程序比较简单，易用于系统的功能表图为单序列结构，步数多的场合，并且步数越多，移位指令编制出的程序越精炼。
参考文献
[1] 陈金艳，王浩，等.可编程序控制器技术及应用（三菱）[M].机械工业出版社，2010（8）.
[2] 廖常初.PLC基础及应用（第2版）[M].机械工业出版社，2007.
关键词：PLC，顺序控制，功能表图，步进指令，置位复位指令，移位指令
可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置，它是作为传统继电器的替代产品而发展起来的，随着不断发展，它已经完全超越了最初的逻辑控制、顺序控制的范围，由于其可靠性高、编程简单、抗干扰能力强等特点，已被应用于工业生产各个领域，大大推进了机电一体化进程，和CAD/CAM、机器人一起被人们称为现代工业控制的三大支柱。
对于职业学校电气、机电类专业学生来说，PLC控制技术已成为继电器-接触器控制技术后必须掌握的又一现代控制技术，对于学生而言运用PLC实现简单控制系统和PLC的简单维护已经成为一项必备技能。
PLC在控制系统中的应用，外围设备的接线较为简单，关键是PLC程序的编写，程序设计的好坏，直接影响整个系统的性能。不少学生在刚学习PLC编程，对于编程的思路和方法难易把握，在本文中，本人将重点以一个简单具体案例来介绍三菱PLC的顺序控制编程方法，并将其优缺点进行梳理，以便学生更好地理解和选择。
PLC在逻辑控制系统中的程序设计方法主要有经验设计法、继电器控制电路移植法和顺序控制设计法三种。
一、经验设计法
经验设计法沿用了传统继电器系统电气原理图的设计方法，即在一些典型单元电路梯形图的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断的修改和完善梯形图。如：采用起保停结构来编程。
例：SB1、SB2是运料小车右行和左行的启动按钮，SQ1、SQ2为运料小车左右终点的行程开关。运料小车在SQ1处装料，20S后装料过程结束，开始右行，当碰到SQ2后停下来卸料，15S后左行，碰到SQ1后又停下来装料，这样不停的循环工作。按下停止按钮SB3，运料小车停止工作。系统示意图见图1。图3为通过经验设计法编写的完整梯形图程序。
从以上经验法的设计过程可知，经验法的设计存在以下一些问题：1.考虑不周、设计麻烦、设计周期长，2.梯形图的可读性差、系统维护困难。故经验设计法只能用来设计一些简单的梯形图程序或复杂系统的某一局部程序（如手动程序、公共程序等）。
二、继电器控制电路移植法
PLC是在继电接触器控制系统基础上发展而来的，使用与继电器电路图极为相似的梯形图语言来编程称继电器控制电路移植法。按照继电器控制电路元件与梯形图编程元件的对应关系，经过直接转换后得到类似“原样”的图，这种转换方法直观简便，但是得到的梯形图层次结构复杂，相互间的逻辑关系不明确，编译程序时经常会出现语法错误而无法执行。同时，职业学校学生对于继电器电路图理解的不够深入，继电器控制电路移植法很难被掌握。
三、顺序控制设计法
顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分成若干个相连的阶段，这些阶段称为步。通过外部输入、内部定时信号等作为步的转移条件，可以将这些步按照一定的顺序来执行。
可編程控制器的设计者开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，功能表图又称为功能流程图，我国早在1986年就颁布了功能表图的国家标准（GB6899-86）。由功能表图可以非常清晰地看出控制系统的逻辑关系，编程者可以轻易编制出与之对应的程序，完成系统的控制要求。
顺序控制设计法设计的基本步骤为：布的划分、转换条件的确定、功能表图的绘制、程序的编制。
例题中小车送料系统的功能表图如下图4所示（已与三菱PLC编程元件关联）。可以将小车的工作过程分成5步（第0步为初始步），第1-4步分别控制右行、卸料、左行和装料。转换条件分别有按钮开关、行程开关和内部定时器触点开关接通来实现。
下面我们将介绍梯形图的3种常见编制方式。
1.步进指令编程方式
步进指令又称STL指令，FX系列PLC还有一条使STL指令复位的RET指令，利用这两条指令对功能表图进行编程的方法称为步进指令编程。需要注意的是STL指令必须与状态继电器配合使用才具有步进功能，用状态继电器S0表示初始步，S10-S13分别表示控制过程中的4步。下图5所示为步进功能表图，下图6所示为对应的步进梯形图程序。
用步进指令编制梯形图时，存在以下特点：（1）置位下一状态寄存器时，上一步自动断开，（2）在不同的步程序中允许双线圈的出现，（3）三菱PLC步进指令只有2条，易掌握，（4）方法简单、规律性强、修改程序方便，能够提高编程效率。
2.置位复位指令编程方式
置位（SET）指令是使操作保持ON的指令，复位（RST）是使操作保持OFF的指令。在图7中，用M10-M13分别代表了右移、卸料、左移、装料4步。若M10=“1”时，小车右行执行，当条件满足（X4常开触点闭合），通过RST指令复位M10，同时通过SET指令置位M11，程序将转移到下一步执行。
该编程方法转换关系明确，编写的程序容易理解。控制比较灵活，程序修改方便，特别适合用于初学者。
3.移位指令的编程方式
单序列功能表图中的各步总是顺序的接通和断开，并且同时只能有一步是活动步。因此经常使用移位寄存器的功能来实现这种控制。在图8中使用了位左移（SFTL）指令编程来实现了顺序控制。同样M10-M13分别代表了右移、卸料、左移、装料4步。若第1步处于进行过程中（M10=“1”），当条件（行程开关X4常开接通）得到满足时，执行位左移指令（M13将“0”移除，M12将“0”移入M13，M11将“0”移入M12，M10将“1”移入M11，M75将“0”移入M10）后，第2步将进行（M11=“1”），而第1步将停止，依次顺序执行。
使用移位寄存器编程时，步的顺序接通/断开是用移位功能来实现的，这部分程序比较简单，易用于系统的功能表图为单序列结构，步数多的场合，并且步数越多，移位指令编制出的程序越精炼。
参考文献
[1] 陈金艳，王浩，等.可编程序控制器技术及应用（三菱）[M].机械工业出版社，2010（8）.
[2] 廖常初.PLC基础及应用（第2版）[M].机械工业出版社，2007.