所谓替代设计法，就是用PC机的程序，替代原有的继电器逻辑控制电路。它的基本思想是： 将原有电气控制系统输入信号及输出信号做为PC的I/O点，原来由继电器—接触器硬件完成的逻辑控制功能由PC机的软件—梯形图及程序替代完成。

例如，电动机正反转控制电路，原电气控制线路图如图1所示。由PC控制替代后，其I/O接线 图和梯形图分别如图2、3所示。

图1　继电器控制线路图

图2　PC I/O接线图

图3　PC梯形图

这种方法，其优点是程序设计方法简单，有现成的电气控制线路作依据，设计周期短。一般 在旧设备电气控制系统改造中，对于不太复杂的控制系统常采用。

二、功能模块设计法

　　根据模块化设计思想，可对系统按控制功能进行模块划分，依次对各控制的功能模块设计梯 形图。
例如，在PC电梯控制系统中，对电梯控制按功能可分为：厅门开关控制模块，选层控制模块，电梯运行控制模块，呼梯显示控制模块等。按电梯功能进 行梯形图设计，可使电梯相同功能的程序集中在一起，程序结构清晰，便于调试，还可以根 据需要灵活增加其他控制功能。

三、顺序功能图描述和梯形图的形成         （西门子S7-1500系列PLC产品）

合理的控制程序取决于正确梯形图的构成，而梯形图形成的***优化的方法是通过顺序功能图的转换来实现。首先根据控制过程的要求，给出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图，用图形编程器将梯形图(或转换成指令代码)写入PLC。

顺序功能图(Sequential Function Chart)也称状态转移图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是设计PLC控制程序的有利工具。它并不涉及所描述的控制功能的具体技术，是一种通用的技术语言，可供进一步设计和不同专业人员之间进行技术交流。

（1）SFC的结构

SFC主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作(或命令)组成。有单序列、选择序列和并行序列三种基本结构，如图1所示。任何复杂的顺序功能图都可由上述三种序列组合而成。

图1 SFC基本结构

（a）单序列 （b）选择序列 （c）并行序列

图1a所示的单序列由一系列相继激活的步组成，每一步后面仅接一个转换，每一个转换后面只有一步。在图1b所示的选择序列中，序列的开始称为分支，转换条件只能标在水平连线之下，有多少分支就有多少条件，一般只能同时选择一个条件对应的分支序列，序列的结束称为合并，N个选择序列合并到一个公共序列时需要相同数量的转换条件，且其条件只能标在水平连线之上。在图1c所示的并行序列中，其特点是当转换的实现导致几个序列同时被激活(分支)，激活后每个序列中活动步的进展将是独立的，当并行序列结束时（合并），只有当合并前的所有前级步(R8、RA)为活动步，且转换条件满足(XB=1)时，才会发生步R8、RA到步RB的进展，为了强调转换的同步实现，在功能图中水平连线用双线表示。

根据SFC设计梯形图时，通常用编程元件代表步。当某步为活动步时，对应的编程元件为“1”态，当该步之后的转换条件满足时，转换条件对应的触点或电路接通，因此可以将该触点或电路与代表前级步的编程元件的常开触点串联，作为与转换实现的两个条件同时满足对应的电路，当此电路接通时应使代表前级步的编程元件复位，同时使代表后续步的编程元件置位(变为“1”态)并保持，即起保停电路。图2是图1b所示选择序列功能图对应的梯形图。在图2中R3之后有一个选择序列的分支，设步R3是活动步，当它的后续步R4或R5变为活动步时，它都应将R3变为不活动步(“0”态)，所以应将R4和R5的常闭触点与R3的线圈串联。步R6之前有一个选择序列的合并，当步R3是活动步且转换条件X6满足，或者步R5是活动步且转换条件X7满足，步R6都应为活动步，对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由R4、X6和R5、X7的常开触点串联而成。并行序列和上述选择序列梯形图的编制有所不同，在图1c中，步R7之后有一个并行序列的分支，当步R7是活动步且转换条件X9满足，步R8、R9应同时变为活动步，这时用R7和X9的常开触点串联作为R8、R9的起动电路，与此同时步R7应变为不活动步，所以只需将R8或R9的常闭触点与R7的线圈串联即可。对于并行序列的合并(步RB之前)，该转换实现的条件是所有的前级步(步R8、R9)都是活动步和XB条件满足。由此可知，应将R8、R9和XB的常开触点串联，作为控制RB的起保停电路的起动电路。

图2 图1b所对应的梯形图
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