步进顺序控制生产：控制工艺流程顺序

步进顺序控制思维

（1）步进顺序控制生产的特点

按生产工艺要求，在输入信号的作用下，随生产的状态和时间顺序，一步接一步有序地控制生产过程，称为步进顺序控制生产。在实现步进顺序控制的设备中，输入信号来自于现场的按钮开关、行程开关、接触器触点、传感器的开关信号等，输出控制的负载一般是接触器、电磁阀等。通过接触器控制电动机动作或通过电磁阀控制气动、液动装置动作，使生产机械有序地工作。步进顺序控制中，生产过程或生产机械是按秩序、有步骤连续地工作。

通常，我们可以把一个较复杂的生产过程分解为若干步，每一步对应生产过程的一个控制工序（子任务），也称为一个步进状态。

图6-1为—△减压起动控制的工作流程，系统处于初始静止状态时，按下起动按钮，系统转入第一步——星形减压起动状态，延时一段时间转入第二步——三角形运行状态，按下停止按钮，系统回到初始状态。

从图6-1可以看到，每个方框表示一步工序，方框之间用带箭头的直线相连，箭头方向表示工序转移方向。按生产工艺过程，将转移条件写在直线旁边，转移条件满足，进入下一步工序，结束上一步工序。方框描述了该工序应该完成的控制任务。

由以上分析可知步进顺序控制具有以下特点：

1）简化复杂控制过程。步进顺序控制可以将复杂的顺序控制任务或过程分解为若干个工序（或状态），有利于程序的结构化设计。分解后的每步工序（或状态）都应分配一个状态控制元件，确保顺序控制按要求顺序进行。

图6-1 —△减压起动 控制的工作流程

2）易于完成分部控制。相对于某个具体的工序来说，控制任务实现了简化，分部控制程序编制便捷。每步工序（或状态）都有驱动负载能力，能使输出执行元件动作。

3）整体程序是各个分部程序的综合。每步工序（或状态）在转移条件满足时，都会转移到下一步工序，并结束上一步工序。只要清楚各工序成立的条件、转移的条件和转移的方向，就可以进行步进顺序控制程序的设计。

根据步进控制生产的有序步进的特点，步进顺序控制程序的有序设计思维是：先将复杂的生产控制分解为若干步，分析解决各步的控制、转移条件、转移目标，再按生产工艺过程要求画出步进状态转移图，根据步进状态转移图，写出步进控制程序。

（2）状态转移图

任何一个顺序控制任务或过程可以分解为若干个工序，每个工序就是控制过程的一个状态，将图6-1中的工序更换为“状态”，就得到了顺序控制的状态转移图。状态转移图就使用状态来描述控制任务或过程的流程图。

在状态转移图中，一个完整的状态，应包括状态的控制元件、状态所驱动的负载、转移条件和转移方向。图6-2所示为状态转移图中的一个完整的状态。方框表示一个状态，框内用状态元件标明该状态名称，状态之间用带箭头的线段连接，线段上的垂直短线及旁边标注为状态转移条件，方框右边为该状态的驱动输出。图6-2中，当辅助继电器M10为ON时，步进顺序控制进入M10状态。输出继电器Y1被驱动，通过置位指令使Y2置位并自锁。当转移条件X12的常开触点闭合时，顺序控制转移到下一个状态M11。M10自动复位断开，该状态下的动作停止，驱动的元件Y1复位，置位指令驱动的元件Y2仍保持接通。

图6-2 状态转移图(www.xing528.com)

设M10的前一状态是M0，图6-2所示状态转移图对应的梯形图如图6-3所示。

图6-3 与状态转移图对应的梯形图

状态M10激活后，首先复位前一状态，接着完成状态的驱动任务，最后编制状态转移程序，根据转移条件，通过置位指令向下一个状态转移。

—△减压起动控制的状态转移图如图6-4所示。

初始状态是状态转移的起点，也就是预备阶段。一个完整的状态转移图必须要有初始状态。图6-4中，M0是初始状态，用双线框表示。其他的状态用单线框表示。

图6-4 —△减压起动控制的状态转移图

状态图中，输入、输出信号都是可编程序控制器的输入、输出继电器的动作，因此，画状态图前，应根据控制系统的需要，分配PLC的输入、输出点。

—△减压起动控制的输入、输出分配见表6-1。

表6-1 PLC输入、输出分配

其他软元件分配见表6-2。

表6-2 其他软元件分配

根据上述输入、输出点的定义，对图6-4说明如下：

利用PLC初始化脉冲09925，进入初始状态M0。按下起动按钮X1，进入星形起动状态M10，驱动主控接触器Y1、星形运行接触器Y2，使电动机线圈接成星形起动运行，同时驱动定时器T1定时6s。定时时间到，T1动作，进入三角形运行状态M11，M10自动复位，驱动主控接触器Y1、三角形运行接触器Y3，使电动机线圈接成三角形运行。按下停止按钮，系统回到初始状态M0。