0 引言

PLC作为工业自动化的三大支柱之一，已经广泛应用于自动化生产线、木材加工、印刷机械、纺织机械、电梯控制、空调控制、灌装及包装机械等领域。由于PLC自身具有强大的逻辑运算、数据处理和网络通信功能，还具有极高的抗干扰的可靠性以及灵活简捷的编程，已经成为工业控制领域的各种控制器的首选[1]。

PLC的编程方法一般有经验编程法和顺序功能图法。经验编程法有很大的试探性和随意性，没有固定的方法和步骤可以遵循。顺序功能图法就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号和时间信号的作用下，根据内部的状态和时间顺序，在生产过程中各个执行机构自动地、有秩序地进行操作。顺序功能图(Sequential Function Chart，SFC)，是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是PLC设计顺序控制程序的一种编程工具[2]。但是，在用顺序功能图进行编程时，步或状态的确定需要进行人工分析，因此，编程需要花费一定的时间，并且划分的步或状态有可能是不连续的或错误的。本文提出了一种利用时序图的边沿的分割法，来进行顺序功能图编程时步或状态的确定，使编程过程变得简单易行，程序可读性大大增强，程序结构极大地简化。此方法针对单流程和并行流程的顺序功能图的自动控制系统有着很好的应用，可以快速理清变量间的逻辑关系，提高编程效率和编程正确率。本文以交通灯控制为例来阐述时序图分割法在单流程和并行流程中的应用。

1 以十字路口交通灯的控制要求为例进行分析

本文以十字路口交通灯的控制要求为控制过程对象，PLC选取三菱FX3G-40M为控制器，通过对控制过程的分析，画出控制过程的时序图，以时序图的边沿作为步或状态的划分依据，最后用顺序功能图进行编程。

十字路口交通灯的控制要求为：当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，南北红灯亮30秒，在南北红灯亮的同时，东西绿灯亮25秒，然后东西黄灯亮5秒；东西红灯亮30秒的同时，南北绿灯亮25秒，南北黄灯亮5秒。如此周而复始。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

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取样品（批号480095）6份，按供试品制备方法进行处理和检测，计算阿多尼弗林碱平均含量为1.7μg/片，RSD 为 1.6%（n=6），表明方法重复性良好。

根据控制要求画出十字灯控制的时序逻辑图。如图1所示。

图1 十字路口交通灯控制时序逻辑图

2 时序图边沿分割法进行划分步或状态

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时序图边沿分割法是指在时序图的边沿即上升沿(低电平变为高电平)或下降沿(高电平变为低电平)，画出与时序图垂直的竖线，将时序图划分为在时间上从左到右连续的各个块，每个块作为顺序功能图的步或状态[3]。这样就把时序图划分为时间上连续的单序列，如图2所示。

图2 时序图连续的单序列图

3 用PLC实现交通灯的控制过程

[3] 潘春玲.仿真软件在PLC教学中的应用[J].佳木斯教育学院学报，2014(2)：265，269.

表1 十字路口交通灯的I/O分配表

输入量输出量名称功能分配输入端名称功能分配输出端开关南北红灯南北绿灯南北黄灯东西绿灯东西黄灯东西红灯

4 系统调试

十字路口交通灯的PLC编程实现方法有很多，可以由经验编程法实现，也可以用顺序功能图的并行序列实现。本文提出的时序图分割法设计交通灯的控制程序，可以快速地理清输入和输出变量之间的逻辑关系，大大简化了分析和状态划分的过程，提高了编程效率，增加了程序的可读性，提升了程序的正确性，缩短了编程的时间，为编程者提供了一种便捷、快速、高效的编程思路和方法[5]。此方法应用时有其适用范围，对于单流程和并行流程的生产工艺和自动控制过程有着很好的编程效果，但是对于复杂流程的控制过程此方法就会有局限性，使用时应具体情况具体分析。

图3 十字路口交通灯的接线图

图4 十字路口交通灯的单序列顺序功能图

5 结束语

连接好硬件系统，在编程软件GX developer中写出程序如图4的顺序功能图，然后将程序下载到PLC FX3G-40M中，最后进行调试。结果表明，电路中交通灯的显示过程和控制要求一致。

[2] 廖常初.S7-1200PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2015：76-79.

[1] 崔瀚，焦志刚.一种基于PLC的交通灯程序设计方法[J].机电技术，2016(2)：61-62.

参考文献：

十字路口交通灯的I/O分配表如表1所示。接线图设计如图3所示。根据时序图边沿分割法对步或状态进行划分，找出步与步之间的转换条件，本例中转换条件为定时器，其他的情况也可以是输入条件的边沿作为转换条件[4]，设计顺序功能图如图4所示。

[4] 何冰洋.探析PLC仿真软件在交通信号系统设计中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2015(1)：81-82.

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[5] 吴顺华.基于顺序功能图的交通灯PLC控制[J].智慧工厂，2016(6)：61-63.

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