PLC的状态编程思想

    用梯形图或指令表方式编程虽然广为电气技术人员接受，但对于一个复杂的控制系统，尤其是顺序控制程序，由于内部的联锁、互动关系极其复杂，其梯形图往往长达数百行，通常要由熟练的电气工程师才能编制出这样的程序。另外，如果在梯形图上不加注释，则这种梯形图的可读性也会大大降低。    近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外还加上了采用IEC标准的SFC (Se-quential Function Chart)语言，用于编制复杂的顺控程序。利用这种先进的编程方法，即使是初学者也很容易编制出复杂的顺控程序。熟练的电气工程师用了这种方法后也能大大提高工作效率。另外，这种方法也为调试、试运行带来许多的方便。    三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令，同时辅之以大量状态元件，就可以用SFC语言的状态转移图方式编程。    在介绍状态编程思想之前，先来讨论一个例子：斗车自动往返系统。    有一小车运行过程如图4.1所示，小车原位处于后端，压下后限位开关，当合上启动开关时，小车前进，当运行至压下前限位开关后，打开翻斗门，延时8s后小车向后运行，到后端时压下后限位开关，打开小车底门(停6s)，完成一次动作。假设斗车工作一个周期后，不会自行启动。其梯形图如图4.2所示。
    图4.1    小车运行过程示意图
    图4.2    梯形图    从图4.2中可以看到，梯形图达到了控制要求。但显而易见的是，使用经验法及基本指令编制的程序存在以下一些问题。    1)工艺动作表达繁琐。    2)梯形图涉及的联锁关系较复杂，处理起来较麻烦。    3)梯形图可读性差，很难从梯形图看出具体控制工艺过程。    为此，人们一直寻求一种易于构思，易于理解的图形程序设计工具。它应有流程图的直观，又有利于复杂控制逻辑关系的分解与综合。这种图就是状态转移图。为了说明状态转移图，现将斗车的各个工作步骤用工序表示，并依工作顺序将工序连接成如图4.3所示流程。这就是状态转移图的原型。
    图4.3    状态转移流程    从图4.3中可以看到，该图有以下特点。    1)将复杂的任务或过程分解成若干个工序（状态）。无论多么复杂的过程均能分化为小的工序，有利于程序的结构化设计。    2)相对某一个具体的工序来说，控制任务实现了简化。给局部程序的编制带来了方便。    3)整体程序是局部程序的综合，只要弄清各工序成立的条件、工序转移的条件和转移的方向，就可以进行这类图形的设计。    4)这种图可读性很强，能清晰地反映全部控制工艺过程。    将图4.3中的“工序”更换为“状态”，就得到了状态转移图——状态编程法的重要工具。状态编程的一般思想为：将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各状态的工作细节（状态的功能、转移条件和转移方向），再依据总的控制顺序要求，将这些状态联系起来，形成状态转移图，进而编绘梯形图程序。