順序設(shè)計(jì)法或步進(jìn)梯形圖設(shè)計(jì)的概念是在繼電器控制系統(tǒng)中形成的，步進(jìn)梯形圖是用有觸點(diǎn)的步進(jìn)式選線器（或鼓形控制器）來實(shí)現(xiàn)的。但是由于觸點(diǎn)的磨損和接觸不良，工作很不可靠。上世紀(jì)70年代出現(xiàn)的控制器主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成。因?yàn)槠涔δ苡邢�，可靠性不高，已�?jīng)基本上被PC替代。可編程序控制器的設(shè)計(jì)者們繼承了前者的思想，為控制程序的編制提供了大量通用和專用的編程元件和指令，開發(fā)了供編制步進(jìn)控制程序用的功能表圖語言，使這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法成為當(dāng)前PC梯形圖設(shè)計(jì)的主要方法。
    這種設(shè)計(jì)方法很容易被初學(xué)者接受。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率。程序的調(diào)試、修改和閱讀也很容易。
1、順序功能圖的設(shè)計(jì)步驟
    （1）首先根據(jù)系統(tǒng)的工作過程中狀態(tài)的變化，將控制過程劃分為若干個(gè)階段。這些階段稱為步（Step）。步是根據(jù)PC輸出量的狀態(tài)劃分的。只要系統(tǒng)的輸出量的通/斷狀態(tài)發(fā)生了變化，系統(tǒng)就從原來的步進(jìn)入新的步。在各步內(nèi)，各輸出量的狀態(tài)應(yīng)保持不變，如圖1所示。

圖1 狀態(tài)步的劃分
    （2）各相鄰步之間的轉(zhuǎn)換條件。轉(zhuǎn)換條件使系統(tǒng)從當(dāng)前步進(jìn)入下一步。常見的轉(zhuǎn)換條件有限位開關(guān)的通/斷，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器常開觸點(diǎn)的接通等。轉(zhuǎn)換條件也可能是若干個(gè)信號(hào)的與、或邏輯組合。
    （3）畫出順序功能圖或列出狀態(tài)表。
    （4）根據(jù)順序功能圖或狀態(tài)表，采用某種編程方式，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的梯形圖程序。
    順序功能圖又稱為功能表圖，它是一種描述順序控制系統(tǒng)的圖解表示方法，是專用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種功能說明性語言。它能形象、直觀、完整地描述控制系統(tǒng)的工作過程、功能和特性，是分析、設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)控制程序的重要工具。
    功能圖主要由“狀態(tài)”、“轉(zhuǎn)移”及有向線段等元素組成。如果適當(dāng)運(yùn)用組成元素，就可得到控制系統(tǒng)的靜態(tài)表示方法，再根據(jù)轉(zhuǎn)移觸發(fā)規(guī)則模擬系統(tǒng)的運(yùn)行，就可以得到控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程。
2、步（狀態(tài)）
    步也就是狀態(tài)，是控制系統(tǒng)中一個(gè)相對(duì)不變的性質(zhì)，對(duì)應(yīng)于一個(gè)穩(wěn)定的情形�？梢詫⒁粋�(gè)控制系統(tǒng)劃分為被控系統(tǒng)和施控系統(tǒng)。例如在數(shù)控車床系統(tǒng)中，數(shù)控裝置是施控系統(tǒng)，而車床是被控系統(tǒng)。對(duì)于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某些“動(dòng)作”（action），對(duì)于施控系統(tǒng)，在某一步中則要向被控系統(tǒng)發(fā)出某些“命令”(command)。步的符號(hào)如圖2所示。矩形框中可寫上該狀態(tài)的編號(hào)或代碼。
    (1)初始狀態(tài)。初始狀態(tài)是功能圖運(yùn)行的起點(diǎn)，一個(gè)控制系統(tǒng)至少要有一個(gè)初始狀態(tài)。初始狀態(tài)的圖形符號(hào)為雙線的矩形框，如圖2(a)所示。在實(shí)際使用時(shí)，有時(shí)也是畫單線矩形框，有時(shí)畫一條橫線表示功能圖的開始。
    (2)工作狀態(tài)。工作狀態(tài)是控制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，如圖2(b)所示。根據(jù)系統(tǒng)是否運(yùn)行，狀態(tài)可分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種。動(dòng)狀態(tài)是指當(dāng)前正在運(yùn)行的狀態(tài)，靜狀態(tài)是沒有運(yùn)行的狀態(tài)。不管控制程序中包括多少個(gè)工作狀態(tài)，在一個(gè)狀態(tài)序列中同一時(shí)刻最多只有一個(gè)工作狀態(tài)在運(yùn)行中，即該狀態(tài)被激活。
    (3)與狀態(tài)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。在每個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)下，可能會(huì)有相應(yīng)的動(dòng)作。動(dòng)作的表示方法如圖2(b)所示。

 

圖2 順序功能圖基本符號(hào)
3、轉(zhuǎn)移
    為了說明從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的變化，要用轉(zhuǎn)移概念，即用一個(gè)有向線段來表示轉(zhuǎn)移的方向，連接前后兩個(gè)狀態(tài)。如果轉(zhuǎn)移是從上向下的（或順向的），則有向線段上的方向箭頭可省略。兩個(gè)狀態(tài)之間的有向線段上再用一段橫線表示這一轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移的符號(hào)如圖2(c)所示。
    轉(zhuǎn)移是一種條件，當(dāng)此條件成立，稱為轉(zhuǎn)移使能。該轉(zhuǎn)移如果能夠使?fàn)顟B(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移，則稱為觸發(fā)。一個(gè)轉(zhuǎn)移能夠觸發(fā)必須滿足：狀態(tài)為動(dòng)狀態(tài)及轉(zhuǎn)移使能。轉(zhuǎn)移條件是指使系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的必要條件，通常用文字、邏輯方程及符號(hào)來表示。