顺序控制类型介绍

可从不同角度进行顺序控制分类：

1.按人工干预情况分

（1）手动控制

用主令器件，如按钮，直接向系统发送命令以实现控制。

（2）半自动控制

一旦系统人工起动、系统工作，其过程的展开是自动实现的，无须人工干预。但在过程结束时，系统将自动停车。若再使系统工作，还须人工起动。

（3）自动控制

一旦系统人工起动、系统工作，其过程的展开是自动实现的，无须人工干预。而且可以周而复始地循环进行。若要使系统停止工作，则需要人工另送入停车信号，或运用预设的停车信号。

一个顺序控制系统，往往都具有这3种控制。有时系统较复杂，可能无自动控制，或者也无半自动控制，但手动控制总是有的。作为一种目标，总是要力求能对系统进行半自动，以致自动控制。

2.按顺序的确定性分

（1）确定电路

控制对象工作过程或顺序是确定的。是用得最多的顺序控制。

（2）随机电路

控制对象工作过程或顺序不是确定的。也可理解为工作顺序是有分支的。它可依输入逻辑条件的不同，选择不同进程分支。

组合电路多为随机电路。如设备的各种手动操作，多是随机的。但时序电路也有随机的。如电梯，某一时刻往第几楼开，在第几楼停，要依使用电梯的人的要求而定。

图3-1b为一个简单的随机梯形图程序。它用以控制液压搬动手柄。其输入要求用3个按钮（A1、A2、A3，对应的输入点为0.01、0.02、0.03）。体现当前手柄位置的用3个行程开关XK1、XK2、XK3（如图3-1a所示）反映，并设其对应的输入点为1.01、1.02、1.03。控制要求是，不管手柄处在何位置，按下A1后，应使其转到使XK1合下的位置；按A2，则到使XK2合下的位置；按A3，则到使XK3合下的位置。至于A1、A2、A3按哪个？什么时候按？是随机的。

图3-1 简单随机梯形图程序

手柄转动由液压机构操纵，如图3-1a所示，当CT1得电时，三位四通阀左移，使操纵手柄的油缸左腔与压力油通，右腔与回油箱通，柱塞在压力油的作用下向右运动，通过齿轮齿条机构，带动手柄逆时针转动。当CT2得电时，情况相反，手柄顺时针转动。CT1、CT2都失电，阀处于中间位置，切断油路，手柄不转。

3.按逻辑问题的性质分

（1）组合逻辑

输出仅与输入的现况有关，而与输入的历史情况无关。

如图3-2a所示，它是三个位置刀架示意图。图示这个位置，两个行程开关压合上。顺时针转120°，则XK2压上，XK1不压。再顺转120°，则XK1压上，而XK2不压。再转120°又回到图示位置。这样，用两个开关的被压合状况的组合，就可反映出刀架处于3个位置中的哪一个。

图3-2b是反映这个指示状况的梯形图。这里WW1、WW2、WW3哪个ON（如用其驱动指示灯）？就只取决于刀架的当前位置，而与其历史情况无关。

图3-2 组合逻辑电路

从上述的组合电路知，它的特点是：

①无反馈。其输出线圈仅受输入信号控制。

②单一解。输出的状态仅由输入元件现状的组合直接反映，其结果是惟一的。(www.xing528.com)

③电路状态转换，可以一次实现，没有中间状态的过渡。

④所需输入元件多，但电路简单可靠。当然，这么简单的电路是无需使用PLC的。这里只是分析方便，举它作为例子而已。

（2）时序逻辑

输出不仅与输入的现况有关，而且还与输入的历史状况有关。

图3-3是由图3-2改成的异步时序逻辑。它只用一个行程开关，其梯形图程序如图3-3b所示。

图3-3 异步时序逻辑

a）刀架示意图 b）异步时序位置显示程序

如图3-2a所示，开始时，如XK1压上、ON，WW1 ON，显示处于位置1。而当刀架逆时针转动，XK1先松开、OFF，后到位又压上、ON时，则WW2 ON，WW1 OFF，显示处于位置2。而当刀架又逆时针转动，XK1又先松开、OFF，后到位又压上、ON时，则WW3ON，显示处于位置3。这时，刀架再逆时针转，则回到原来位置，WW1 ON，WW3 OFF。逻辑复原。

以上分析比较粗略，在下一节进行通电表介绍之后，还有详细说明。

当然，这种电路，刀架只能固定在一个转动方向。而且，这个逻辑在开始时，要根据刀架的位置指定WW1、WW2或WW3哪个ON。在实际上，刀架也多是固定一个方向转动的。故这个指定是不难实现的。

分析以上逻辑可知，时序逻辑的特点是：

1）多解。同样输入组合产生不同输出。它除了产生等效输出，还可产生长效、短效输出。

2）反馈。其输出线圈不仅受输入信号控制，还受（直接，或间接的）自身触点的控制。

3）顺序。多解的实际取值是由其工作顺序确定的。工作顺序是一步一步，或一个节拍一个节拍展开的。而步、节拍的转换总是由输入引起的。

4）所需输入元件少。它有记忆功能，可用以节省输入元件。这对于一些难以使用较多的输入信号的场合，是一个很大的方便。但在逻辑的关系上，时序逻辑相对也比组合逻辑复杂些。

时序逻辑电路又有同步时序与异步时序之分：

1）同步时序：有统一的节拍转换脉冲，输入信号改变的作用由节拍脉冲激活予以实现。这可避免在变量变化时，其间相互的影响，因而考虑的关系要简单一些。

2）异步时序：无统一的节拍转换脉冲，节拍转换由输入信号的改变实现。但变量的变化会相互影响，考虑的关系要复杂一些。

PLC的CPU硬件逻辑电路就是同步时序逻辑。它的工作就是由同步（时钟）脉冲统一控制的。但PLC程序，只能是一条一条执行。从这个意义上讲，它的逻辑关系不是同步的，而是异步的。但有两点值得注意：

1）PLC程序是循环执行，执行后还要靠I/O刷新予以实现。从这个意义上讲，是否也是同步？可否做到指令的执行是异步的，指令的实际作用是同步的？

2）PLC有微分指令：上升沿微分，只在被微分量从0到1的那个扫描周期，这个微分输出才为1；下降沿微分，只在被微分量从1到0的那个扫描周期，才为1。可否用这个微分信号做同步脉冲信号，也按同步的方法设计部分梯形图逻辑？

答案是肯定的。因而也完全可以按同步逻辑的设计方法，设计顺序控制程序。这样处理，称异步时序逻辑同步化。

图3-4所示的为同步时序逻辑，它已作了同步化处理。

图3-4 刀架位置显示同步时序逻辑

如图3-4所示，梯级1、2为把XK1信号转换为脉冲信号pA。梯级3、4、5为程序主体。在执行中，它的输入条件除了脉冲信号，其它的都不变。梯级6、7、8为状态记录。把输出变化传递给内部状态变量，即WW1、WW2、WW3分别传递给mW1、mW2、mW3，为新的脉冲输入建立新的条件。仔细分析此逻辑可知，它也是用WW1、WW2及WW3显示刀架位置。

提示：时序逻辑同步化的两个基本点：一是只有脉冲信号能改变内部状态或输出；二是在脉冲信号改变内部状态或输出的期间，其逻辑条件不变。