基本概念
在各類工業自動控制系統中，有很大一類屬於開關量的自動控制系統，包括繼電接觸控制系統、半導體邏輯控制系統和順序控制系統等。構成這類開關控制系統的基礎是開關電路。
如果電路某時刻的輸出狀態取決於該時刻的輸入信號的邏輯組合，稱為組合開關電路；如果電路某時刻的輸入狀態不僅與該時刻的輸入信號有關，而且還與電路在該時刻之前的狀態有關，則稱為時序開關電路。一般來說，組合開關電路的設計比較簡單，而時序開關電路的設計需要做較多的工作。
時序開關電路的設計
設計時序開關電路的關鍵在於根據不同情況，採用適當方法找出三個要素，即：起動信號、保持信號和停止信號。把三要素組成邏輯式，再按邏輯式畫出電路圖或矩陣圖。有時三個要素可合併為兩個或一個，有時每個要素又由若干信號組合而成。
信號的長短性
實際輸入信號的時間有長有短，如果起動信號的持續時間長於輸出信號的動作時間，稱為長起動信號；反之，為短起動信號。如果停止信號的結束時間晚於起動信號的結束時間，稱為長停止信號；反之，為短停止信號。
時序開關電路圖1
時序開關電路
時序開關電路
時序開關電路 時序開關電路
時序開關電路
時序開關電路
時序開關電路 時序開關電路
時序開關電路 時序開關電路圖1是假設起動信號為長信號（ ），停止信號為簡訊號（ ）的情況。這時的輸出狀態不能直接用邏輯式表示，否則，輸出繼電器Z的動作時間將與 相同。解決的辦法之一是增加一個時間繼電器T，它由 起動得電，經延時 吸合，調整 ，其觸點t在吸合前為常開（t=0， =1），在吸合後閉合（t=1， =0），因而 為簡訊號。即通過時間繼電器將長起動信號與變換成短起動信號 ，於是，T、Z的邏輯式可寫為：
時序開關電路
時序開關電路圖2
時序開關電路在圖2中假設起動信號和停止信號都是長信號（ ），這時輸出狀態為起動信號與停止信號的邏輯“與”，不需要專門的保持信號，Z的邏輯式只有一項，即：
時序開關電路如果輸入信號的持續時間與輸出信號的動作時間相同，稱為同步信號，這時起動、保持和停止信號為同一個輸入信號x，輸出信號Z具有最簡單的邏輯式，即：
時序開關電路多餘信號的排除
有時在輸入信號中除了正常起動信號和正常停止信號外，還有多餘的起、停信號可能引起輸出誤動作。為此，需設定中間變數（即中間繼電器）排除多餘的起停信號。
時序開關電路
時序開關電路 時序開關電路 時序開關電路 時序開關電路 時序開關電路在圖3中假設輸入信號 出現三次，其中 對應Z的起動時間，為正常起動信號， '和 "是多餘起動信號， ''在Z動作時間內，不影響Z的動作； '在Z的動作時間外，如不排除，將引起Z的誤動作。
時序開關電路圖3
時序開關電路 時序開關電路 時序開關電路排除多餘起動信號的方法之一是設定中間變數 ，其工作區間只包含正常起動信號 而不包含多餘起動信號 '。這時起動信號取為：
時序開關電路Z的邏輯式為：
時序開關電路
時序開關電路
時序開關電路 時序開關電路 時序開關電路 時序開關電路 時序開關電路 時序開關電路圖4輸入信號 中， 是Z的正常停止信號。 '和 ''互是多餘信號。 ''在Z的工作區間之外，不影響Z的狀態； '在Z的工作區間之內，如不排除將使Z誤停，用中間變數 排除時，Z的停止信號是：
時序開關電路故Z的邏輯式為：
時序開關電路
時序開關電路用中間變數 排除時，Z的停止信號是：
時序開關電路Z的邏輯式為：
時序開關電路
時序開關電路圖4
記憶電路分析
時序開關電路的主要特點是具有記憶功能，能將電路的歷史狀況記憶下來，使其輸出不僅與現時的輸入有關，還與過去的狀況有關。電路的記憶功能除了依靠輸出信號的反饋以外，重要的是依靠中間變數的記憶作用。這裡我們討論兩種採用中間變數的典型記憶電路，利用時序圖分析三要素。
（1）順序記憶電路
能夠從一系列隨機出現的輸入信號中，按照預先規定的順序選取，並在相應順序發出輸出信號，這種具有記憶信號順序功能的電路稱為順序記憶電路。
（2）奇偶記憶電路
當輸入信號奇數次出現時，一個輸出有信號，另一個輸出無信號；當輸入信號偶數次出現時，兩輸出的情況相反。這種能夠記憶信號奇偶次數的電路稱為奇偶記憶電路。
時間單元的設定
時序開關電路在需要延時吸合或延時釋放、定時工作的時序開關電路中應設定時間單元。常用的延時吸合單元是無瞬時反饋的阻容延時電路，在起動信號的持續時間大於延時電路延時的情況下（ ），可取延時單元吸合後的反饋信一號作為保持信號，故T，Z的邏輯式為：
時序開關電路
時序開關電路在起動信號的持續時間小於延時的情況下（ ），需要增設中間變數Y，Y與時間單元T的通電時間相同，即屬同步信號。這時，Y，T，Z的邏輯式為：
時序開關電路延時單元除了用來延時外，有時還可以兼作中間變數。
綜上所述，設計時序開關電路的基本方法是：了解動作要求；畫出時序圖；找出三要素；需要時設定中間變數和時間單元，寫出邏輯關係式；建立電路圖或矩陣圖。在實際電路中還會有聯鎖、保護及調整等要求，可在此基礎上來進一步完善 。
時序圖
如果有多個輸出變數（即輸出繼電器），有的輸入變數多次動作，那末起動信號、保持信號和停止信號這三要素的組成情況比較複雜，需要有適當的方法，通常把輸入與輸出狀態隨時間變化的圖形畫出來，根據圖形來分析三要素。這樣的圖形我們稱為時序圖。
畫時序圖的一般規則是：
（1）時序圖通常只畫一個程式循環內的電路狀態變化，並把一個程式循環分成若干程式步，全部有關的輸出信號狀態都保持不變的一段時間為一步，只要有一個輸出信號狀態發生改變即轉入下一步。時序圖的橫坐標以步為單位，不論每一步的實際工作時間長短如何，均以單位長度表示；
（2）引起程式步轉移的信號稱為轉步信號，它可以是輸入信號或延時信號或若干信號的組合。在時序圖上步與步之間的分界線即為轉步信號線，線上上方標出相應的轉步信號；
（3）在時序圖的縱坐標上畫出輸入、輸出等信號的狀態，縱坐標為“0”的線段表示無信號（不得電、不動作），即邏輯“0”；縱坐標為“1”的線段表示有信號（得電、動作），即邏輯“1”；
（4）延時單元的狀態，在觸點尚末動作期間用虛線表示，在觸點動作後用實線表示，中間變數狀態改變時，一般不改變程式步。
