[科普中国]-顺序控制器

根据生产工艺规定的时间顺序或逻辑关系编制程序，对生产过程各阶段依次进行控制的装置，简称顺控器。顺序控制器的控制方式有时序控制和条件控制两种。

控制方式①时序控制根据预先规定的时间序列进行控制，即动作的步骤只是时间的函数。

②条件控制根据预先规定的逻辑关系进行控制。这种控制既可以按照预先确定的顺序逐步进行，即上一步动作完成后转入执行下一步；也可以按照几步动作的综合结果来决定下一阶段应执行的动作。

控制方式沿革最初，顺序控制的功能是用继电器控制系统来实现的。这种系统简单，操作方便，价格便宜；但设计麻烦，因触点多容易出现接触不良现象，可靠性差。被控制的生产工艺改变时，继电器的接线或继电器系统设计均需要改变，所以通用性、灵活性差。50年代出现具有一定通用性和灵活性的顺序控制器。1

分类根据结构形式不同，顺控器分为凸轮和鼓式、矩阵（或插销）式和穿孔纸带（或卡片）式3类。

凸轮和鼓式顺控器这是一种机械式顺控器(图1[鼓式顺序控制器原理示意图]),能实现时序控制。它由驱动机构、转鼓和滑块（或凸轮鼓）、微动开关等部分构成。驱动机构带动转鼓转动，转鼓上不同位置的滑块依次压合微动开关，使执行元件依次动作，从而实现时序控制。当要改变动作的顺序时，只需要改变转鼓上滑块的位置。这种顺控器构造简单，维护容易，但寿命和动作频率均有限，不易实现复杂功能。

矩阵式顺控器这是一种电子式的顺控器(图2[矩阵式顺序控制器原理示意图]) ,它由矩阵板（或插销板），输入单元和输出单元等部分构成。它的核心部分是矩阵板。矩阵板的正面和反面有很多相互绝缘的纵线和横线，在某一交点处插焊二极管（或插入二极管插销）即可将相应的纵线和横线接通。根据生产工艺要求，编排和插焊二极管后，矩阵板就具备了存贮程序和逻辑运算的能力。它对输入单元送来的现场输入信号进行逻辑运算后，把运算结果分配给相应的输出单元，驱动执行元件动作，以实现顺序控制。对于图2 [矩阵式顺序控制器原理示意图] 的顺控器，当按下按钮AN，X 1闭合，第一、第二两条横线为高电平，使二极管D1、D2处于截止状态,因而第一条纵线亦为高电平。电源经二极管D 3向相应的输出单元供电，从而使执行元件J 1得电而闭合。如欲改变控制程序，只需要改变矩阵板上二极管的位置即可。这种顺控器功能较齐全，可同时实现时序控制和条件控制，编制程序容易，操作方便，但体积较大，使用插销板时容易发生接触不良的现象。

穿孔纸带式顺控器这是一种光电式顺控器(图3[穿孔纸带式顺序控制器原理示意图])。 它由光源穿孔纸带（或穿孔卡片）纸带读出器和走纸机构等部分构成。程序编制是以二进制编码在纸带（或卡片）上穿孔来实现的。光源照射穿孔纸带，把程序指令变成光信号，纸带读出器通过光电转换作用将顺序读出并进行运算。如欲变更顺序，只要更换穿孔纸带即可。这种顺控器容易实现较多的步数，改变程序容易，但纸带寿命有限。

顺序控制顺序控制，是指按照生产工艺预先规定的顺序，各个执行机构自动地有秩序地进行操作，在工业生产和日常生活中应用十分广泛，例如搬运机械手的运动控制、包装生产线的控制、交通信号灯的控制等。顺序控制有三个要素：转移条件、转移目标和工作任务，按照顺序控制系统实现顺序控制的特征，可以将顺序控制划分为时间顺序控制、逻辑顺序控制和条件顺序控制三类。2

顺序控制系统如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常运行，那么系统的这种控制称为顺序控制要求几台电动机的启动或停止必须按一定的先后顺序来完成的控制方式，叫做顺序控制。

顺序控制是工业生产过程、工程机械设备等领域中的一种典型控制方式，在工业生产和日常生活中应用十分广泛，例如搬运机械手的运动控制、包装生产线的控制、交通信号灯的控制等。分析这类系统的控制特点，可以看出，顺序控制是指根据预先规定好的时间或条件，按照预先确定的操作顺序，对开关量实现有规律地逻辑控制，使控制过程依次进行的一种控制方法。

顺序控制有三个要素：转移条件、转移目标和工作任务。

系统分类按照顺序控制系统实现顺序控制的特征，可以将顺序控制划分为时间顺序控制、逻辑顺序控制和条件顺序控制三类。

时间顺序控制

时间顺序控制是指以执行时间为依据，每个设备的运行与停止都与时间有关。

逻辑顺序控制

逻辑顺序控制是指按照逻辑先后顺序执行操作指令，与执行时间无严格关系。

条件顺序控制

条件顺序控制是指按照条件是否满足执行相应的操作指令。

系统实现方式顺序控制系统有多种实现方式，包括：

继电器顺序控制系统

在继电器组成的顺序控制系统中，所有操作和逻辑关系都是由硬件完成的，即由继电器的常开、常闭触点，延时断开、延时闭合触点、接触器、开关等元件完成系统所需要的逻辑功能。在继电器控制系统中，受继电器机械接触点的寿命和可靠性限制，此类系统的可靠性较差，使用寿命短，更改逻辑关系不方便，只是用在一些老式的或简单的控制系统中。

硬件逻辑电路顺序控制系统

20世纪70年代出现的顺序控制器，主要由分立元件和中小规模集成电路组成，由于采用晶体管、晶闸管等半导体元件代替继电器，组成无触点顺序逻辑控制电路，使逻辑控制系统提高了可靠性和使用寿命，但仍存在更改逻辑关系不方便的缺点，目前也较少使用。

PLC顺序控制系统

20世纪70年代之后可编程控制器出现并逐步得到了广泛的应用，PLC用存储器代替了机械式开关和电子式开关，用存储器的存储值代替了开光的状态，提高了开关的可靠性，延长了使用寿命，而且存储器的存储值可以无限次使用，只要改变控制程序就可以实现更改逻辑关系了。

计算机顺序控制系统

计算机，特别是数字计算机的出现，与工业控制相结合，形成了不同种类的计算机控制系统。计算机顺序控制系统可实现逻辑控制功能，通常用于集散控制系统中，适合于大型和逻辑关系复杂的系统。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学