如何有效控制顺序？

1.基本概念

所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，各个执行机构在生产过程中根据外部输入信号、内部状态和时间的顺序，自动而有秩序地进行操作。

按照工艺流程划分为几步，如图3-32所示，通过什么信号来控制一步一步地走，每步任务中有什么动作、确定动作的先后顺序。

图3-32　顺序控制工作方式图

2.设计思路

顺序控制设计法最基本的思路是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步（Step），并用编程元件（状态继电器S）来代表各步。步是根据输出量的状态变化来划分的。

设计步骤是：

（1）首先将系统的工作过程划分成若干步；

（2）各相邻步之间的转换条件；

（3）画出顺序控制功能图或列出状态表；

（4）根据功能图或状态表，采用各种编程方法设计出系统的程序。

3.基本要素

顺序功能图SFC（Sequential Function Chart），又称为流程图就是描述控制系统的控制过程、功能及特性的一种图形，并不涉及所描述的控制功能的具体技术，而是一种通用的技术语言。顺序功能图的三要素是步、动作与转换条件。

（1）步：步是控制系统中一相对不变的状态，通常表示某个或某些执行元件的状态。

①起始步：对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少要有一个起始步。

②活动步：当系统正处于某一步所在的阶段时，叫做该步处于活动状态，称该步为“活动步”。处于活动步时，相应的动作被执行。

（2）有向连线和转换

①有向连线：在控制系统中步是变化的，会向前转移的，转移的方向是按有向连线规定的路线进行；习惯上是从上到下，从左至右；如不是上述方向，应在有向连线上用箭头标明转移方向。

②转换：动作的转移是有条件的，转换条件是在有向连线上划一短横线表示，横线旁边注明转换条件。若同一级步都是活动步，且该步后的转移条件都满足，则实现转移，即后一非活动步变为活动步，原来的活动步变为非活动步。

（3）动作

一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步的右边加一个矩形框，在框中写出对应的动作，可以是一个动作，也可以是多个动作。

当某一步是活动步时，其对应过程中的一个动作或多个动作执行。可用矩形框表示。

4.绘制顺序功能图时的注意事项

（1）两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开；

（2）两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开；

（3）顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的初始状态，这一步可能没有什么输出处于ON状态，因此容易遗漏。初始步是必不可少的，一方面该步与它的相邻步相比，从总体上说输出变量的状态各不相同；另一方面如果没有该步，无法表示初始状态，系统也无法返回停止状态。

（4）自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因而在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步返回初始步，系统停留在初始状态；在连续循环工作方式时，将从最后一步返回下一周期开始运行的第一步。(www.xing528.com)

（5）只有当某一步的所有前级步都是活动步时，该步才有可能变成活动步。

5.基本结构顺序功能图的主要结构包括了单流程分支、选择流程分支、并行流程分支及其组合，如图3-33所示。

图3-33　顺序分支流程图

（1）单流程：单流程结构由一系列前后相继激活的步组成，每步的后面进接一个转换，每个转换后面只有一个步，如图3-34。

（2）选择流程：选择流程的开始成为分支，转换符号只能标在水平连线之下；选择流程的结束成为合并，转换符号只能标在水平连线之上，如图3-35。

（3）并行流程：当转换的实现导致几个序列同时激活时，这些序列成为并行序列。并行序列的开始成为分支，转换符号只能标在水平连线之上，且只允许有一个转换符号；为了强调转移的同步实现，水平连线用双线表示；并行序列被激活后，每个序列活动步的进展是独立的。

并行流程的结束成为合并，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号，当直线连接在双线上的所有前级步都处于活动状态，并且转换条件得到满足时，才会发生转换，如图3-36。

6.顺序功能图中转换实现的基本规则

（1）顺序功能图中转换的实现

①该转换的前级步必须是“活动步”。

②相应的转换条件得到满足。

（2）转换实现应完成的操作

图3-34　单流程结构图

图3-35　选择流程图

图3-36　并行流程图

①使所有由有向连线与相应转换条件相连的后续步都变成活动步。

②使所有由有向连线与相应转换条件相连的前级步都变为不活动步。

7.顺序功能图设计法与经验设计法的比较

（1）设计方法方面

①经验设计法。实质上是试图用输入信号I直接控制输出信号Q，如果无法直接控制，或者为了实现记忆、连锁、互锁等，只能被动增加一些辅助元件和辅助触点。

②顺序功能图设计法。是输入信号I控制代表步的编程元件，再用编程元件控制输出信号Q，而步是根据输出量的状态划分的，代表步的编程元件和输出量之间具有简单的逻辑关系，输出电路的设计比较简单。

（2）特点

①经验设计法。由于不同系统的输出量和输入量之间的关系不同，以及对连锁、互锁的要求不同。因此，经验设计法不可能找到一种简单通用的设计方法。

②顺序功能图法。具有简单、规范和通用的特点。