PLC逻辑控制程序设计中的状态分析法

    前面很多实用的梯形图可以实现在PLC应用程序设计中经常遇到的基本功能，这些基本程序大多数都采用了状态分析法进行编写。    状态分析法进行逻辑控制程序设计是先将所要编程的控制功能分成若干个程序单位，再从各程序单位中所要求的控制信号的状态关系分析出发，将输出信号置位／复位的条件进行分类，然后结合其他控制条件确定输出信号控制逻辑。    状态分析法设计PLC程序的第一步是绘制出被控过程的状态关系图。状态关系图是用高低电平信号线表示的控制信号之间的状态关系曲线图。图中，每一组相互联系的状态称为一组状态关系，各组状态关系之间应该是相互独立的。    以电动机启动、停止控制的信号状态关系为例，图5.16是其状态关系图。
    图5.16    电动机启动、停止控制信号的状态关系图    图5.16所示中，将整个控制过程分成了A、B、C这3组控制状态关系，含义如下。    ·A-当电动机启动信号出现上升沿时，电机启动，输出信号应该置位。    ·B-当电动机停止信号出现上升沿时，电机停止，即输出信号复位。    ·C-当电动机运转并且启动信号还保持为有效状态，停止信号如果出现，电动机也    就不再运转，也不再启动，直到下一个启动信号的上升沿出现。    状态关系图只表示各控制信号之间的状态关系，而不表示信号实际存在时问的长短，而每组状态关系没有先后顺序之分，只表示在当前状态下一种必然的相互联系。状态关系图必须包含各信号之间所有可能的状态关系情况。    在PLC的控制过程中，任何一个控制信号（包括中间信号）的产生都可以归纳为一个“置位／复位”的逻辑关系，各种控制条件都可以按其充分性和必要性确定于这个逻辑之中，称这个具有普遍意义的“置位／复位”逻辑为基本控制逻辑。    在程序中一个能用基本控制逻辑为主体来完成的功能单元称为一个程序单位，段具有较完整功能的程序段可能由若干个程序单位组成。各程序单位之间由其输入／输出信号相互联系在一起，这里所谓的输入／输出信号都是相对于基本控制逻辑本身而言的。在进行程序设计时，可以先设计出各程序单位的程序，再将它们连接在一起，构成完整的控制程序。    用状态分析法编写PLC应用程序的一般步骤。    (1)将要编程的控制功能分成若干个较为独立的程序单位，确定每个程序单位的相对输入／输出信号，一个程序单位的输出信号可以而且经常成为另一个程序单位的输入信号。有时，一个实际控制信号的输出过程可能由许多个程序单位组成，各程序单位之问就是通过这些输入／输出相联系的。    (2)根据每个程序单位所要求的输出控制信号对各种控制元件的要求，绘制出信号状态关系图。这种图对时间比例没有严格的要求，只要能清楚、完整地表示各信号之间的状态顺序关系即可。在绘制信号关系图时，应该尽可能地考虑到所有条件之间的“置位／复位”关系，每组状态关系只绘出一遍即可，可以不考虑每组状态关系的先后顺序。    (3)根据信号状态关系图中输出信号置位和复位的各种关系，将输入条件综合起来，分清其间的充分／必要关系，是“边沿”信号有效还是“电平”信号有效，是否有记忆功能，是否有延时要求等，确定出输出信号的“置位／复位”控制条件。    (4)将前面确定的输出信号的置位条件和复位条件按其间的“与”、“或”关系，填在基本控制逻辑中，再辅以其他控制逻辑，就完成了这个程序单位的程序编制。同样，也可以完成每个程序单位的控制程序。    (5)将这些程序单位连接在一起，就组成了一个完整的信号输出控制程序。    状态分析法是从工程实践中提炼出来的一种PLC应用程序的设计方法。在实际程序编制时，不必每次都实际画出信号关系图和基本控制逻辑，只需要头脑中形成这两个概念，按状态关系分析法的思维进行编程即可。