梯形图设计和基本指令应用详解
plc可编程序控制器应用实例(梯形图+解析)
教师教案交通灯梯形图程序9．2 PLC在节日彩灯控制系统中的应用9．2．1控制要求用PLC实现对节日彩灯的控制，结构简单，变幻形式多样、价格低。
彩灯形式及变幻尽管花样繁多，但其负载不外乎三种：长通类负载、变幻类负载及流水类负载。
长通类负载是指彩灯中用以照明或起衬托底色作用之类的负载，其特点是只要彩灯投入工作，则这类负载长期接通。
变幻类负载则指某些在整个工作过程中定时进行花样变换的负载，如字形的变换，色彩的变幻或位置的变幻之类，其特点是定时通断，但频率不高。
流水、闪烁类负载则指变幻速度快，犹如行云流水、星光闪烁、万马奔腾，其特点虽也是定时通断，但频率较高（通常间隔几十毫秒至几百毫秒）。
对于长通类负载，其控制十分简单，只需一次接通或断开。
而对变幻类及流水、闪烁类负载的控制，则是按预定节拍产生一个“环形分配器”（一般可用SHRB、ROL-W产生），有了环形分配器，彩灯就能得到预设频率和预设花样的闪亮信号。
彩灯就可实现花样的变幻。
通常先根据花样变幻的规律例出动作时序表，再按预设彩灯变幻花样在表中“打点”，然后再依据动作时序表输出即可。
9．2．1控制程序设计本例所选彩灯变幻花样为跳闪方式：1隔1跳2，回跳1，隔1跳2，回跳1┈。
其动作时序表如表所示。
节日彩灯动作时序表即本例的节拍是16位，输出是8位，环形分配器由ROL-W产生彩灯闪烁频率固定为1Hz，如果需要现场改变频率，则T33的PT端需采用VWZ写入。
节日彩灯控制的梯形图如图所示。
节日彩灯控制的梯形图9．3 PLC在自动送料车控制系统中的应用9．3．1控制要求如图所示，当小车处于后端时，按下起动按钮，小车向前运行，行至前端压下前限位开关，翻斗门打开装货，7s后，关闭翻斗门，小车向后运行，行至后端，压下后限位开关，打开小车底门卸货，5s后底门关闭，完成一次动作。
要求控制送料小车的运行，并具有以下几种运行方式：1）手动操作：用各自的控制按钮，一一对应地接通或断开各负载的工作方式。
梯形图基本编程指令及其应用
容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称
为电路或程序，梯形图的设计称为编程。 PLC基本电路——启、保、停电路梯形图
梯形图编程中的四个基本概念
梯形图基本指令及其应用
2013.7
PLC主要编程语言
梯形图（LAD）语言
与继电器控制电路图类似，容易掌握，各种PLC均将其作为第一语言
语句表（STL）语言
又称助记语言或指令表语言，容易记忆和掌握，比梯形图语言更能编
制复杂的、功能多的程序
功能块图（FBD）语言
用一种逻辑框图表示程序，常用“与、或、非”三种逻辑功能的组 合来表达
定时器和计数器指令——定时器指令
关断延时定时器（SF）
当定时器的S输入端的RLO从1变到 0时，定时器启动。当时间到达TV设定 的时间时，输出状态为0。当定时器运行 时，如果输入S的状态从0变到1，定时 器停止运行。下次当S从1变动0时，定 时器重新启动。当复位输入R的RLO=1 时，就清除定时器中的定时值，并将输 出复位。 如果两个输入S和R都有信号1，将 不置位输出，直到优先级高的复位取消 为止。 当输入端S处的RLO从0变到1时， 输出为1，如果输入S取消，输出Q继续 保持1，直到TV设定的时间到达为止。
梯形图编程中的四个基本概念
能流
如上图所示触点1、2接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流” 从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。 能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和 分析梯形图。图a中可能有两个方向的能流流过触点5（经过触点1、5、4或 经过触点3、5、2），这不符合能流只能从左向右流动的原则，因此应改为 图b所示的梯形图。
梯形图的编程规则
I/O分配： X0：停止按钮，
X1：起动按钮；
Y1～Y7：数码管的a～g。
外部接线
练 习（定时器的使用）
现有红、绿两盏指示灯，要求： 1 按启动按钮后绿灯亮3秒，灭2秒；然后红灯亮5
秒，灭3秒；……，如此循环不止。 2 按下停止按钮后，程序无条件停止。
继电器线路图及其等效的梯形图
a) 继电器线路图
b) PLC梯形图
2. 输入、输出电路的接线图 2
输出电路的连接方法
1. 输出：每 3 — 8 个输出点构成一组，共用一个 公共点。
2. 在同一个组内的输出端子，必须用同一电压类 型和同一电压等级，但不同的公共点组可使用 不同电压类型和等级 （如AC 200V、AC 100V、 DC 24V等）的负载。
控制要求
该 控 制 电 路 设 置 Y—Δ 降 压起动，Y形启动时KM1 和 KM2 动作后， KM2断开延时 0.5 秒 钟 ， 然 后 转 换 成 Δ 形 使 KM3闭合。
具有热保护和停止功能。
二、定时器、计数器的应用
控制要求： 1. 按下启动按钮后，指示灯闪烁， 2. 按下停止按钮，立即熄灭。
顺序循环执行程序（累积法）
实训四 数码管循环点亮的PLC控制
设计一个用PLC基本逻辑指令来控制数码管循环 显示数字0、1、2、……9的控制系统。
（1）程序开始后显示0，延时1 秒，显示1， 延时2 秒，显示2，……显示9，延时10 秒， 再显示0，如此循环不止；
（2）按停止按钮时，程序无条件停止运行；
应停止。
四、PLC内部软元件
计数器（C）
通用型：C0 ~ C99 共100个; 保持型：C100 ~ C199 共100个。 双向通用型：C200 ~ C219 共20个; 双向保持型：C220 ~ C234 共15个。 高速计数器： C235 ~ C255 共21个。
梯形图语言基础
梯形图语言基础5.1.2 梯形图的执行通常，输入指令与左母线连接，输出指令与右母线连接。
梯形图执行时，会从最上层梯级开始，从左到右确定各图形元素的状态，并确定其右侧连接线的状态，逐个向右执行，结果由执行控制元素输出，直到右母线。
然后，进行下一个梯级的执行过程。
图5.3给出了梯形图的执行过程示意图。
当梯级中有分支出现时，仍然以从上到下、从左到右的顺序分析各图形元素的状态。
对于垂直连接线，则根据上述有关规则确定其右侧连接线的状态，从而逐个从左向右、从上向下执行操作过程。
5.1.2 梯形图的执行梯形图是以从上到下，从左到右的顺序执行的。
梯形图均采用网络结构，以左母线和右母线为界。
梯级是梯形图网络结构的最小单位。
一个梯级包含输入指令和输出指令。
输入指令在梯级中执行比较、测试的操作，并根据结果设置梯级的状态。
例如：当梯级内连接的图形元素状态的测试结果为1时，输入状态就被设置为1。
输入指令通常执行一些逻辑运算、数据比较等操作。
输出指令检测输入指令结果，并执行有关操作和功能。
如使线圈激励等。
5.1.3 梯形图的执行控制对梯形图执行的控制是采用跳转、返回及中断等图形元素使梯形图按非常规顺序执行。
1 跳转和返回在梯形图网络结构中，用跳转和返回等图形元素表示跳转的目标、跳转的返回及跳转的条件等。
当跳转条件满足时，程序跳转到目标区并执行该区程序时，目标区程序执行完毕后，程序返回到原断点后的一个梯级开始执行。
2 中断中断是指当程序接到外界硬件(如I/O设备)发来的信号时，马上停止原来的工作，转去处理这一事件，在处理完了以后，主机又回到原来的工作继续工作。
5.2.1 梯形图的组成元素1 执行方式PLC梯形图和传统梯形图在工作原理上是完全一致的，而实际上PLC仅是利用微计算机，来仿真传统梯形图的动作，即利用扫描的方式逐一地查看所有输入装置及输出线圈的状态，再将这些状态根据梯形图的逻辑作演算，得到传统梯形图一样的输出结果。
但因为微计算机只有一个，故PLC 只能逐一地查看梯形图程序，并依该程序及输入输出状态演算输出结果，再将结果送到输出介面，然后又重新读取输入状态 演算 输出，如此周而复始地循环运行上述动作。
第5章 S7-200系列PLC的基本指令及程序设计-2
●计数器的当前值≠0时，其状态位为0；而它 的当前值=0时，状态位置 1，且停止计数。 ●当装载输入端 LD=1时，减计数器复位：
当前值=设定值，状态位=0。
计数器的应用 举例--计数范围的扩展
【例5-4-1】: 做一个计数器，当计数到200000时， 使Q0.0 = 1。 控制程序如下：
2
手动复位 初始化
●跳转/标号指令必须成对使用，且只能用在同一程 序块中。 ●跳转/标号指令中, n 的范围： 0～255。 ●执行跳转指令后，跳过程序段中各个元件（除定 时器外）的状态不变，保持跳转前的状态。
●跳过程序段中若有定时器:
a.1ms、10ms的定时器，系统会对它们周期 刷新，故会继续计时. b. 对于100ms的定时器，只有执行指令时其 当前值和状态位才会被刷新，因此跳过程序 段中的定时器指令因不执行而停止刷新，会 使定时器计时失准.
跳转、标号指令应用
【例5-3-5】
有一个机械手， 用工作方式开关
选择手动、单步
、自动工作方式
，主程序如下：
6. 子程序
● 在结构化程序设计时，采用子程序可以
优化程序结构，减少扫描时间；
● 与子程序相关的操作有： ※ ※ ※ 建立子程序 子程序调用 子程序返回
1）创建子程序
用命令“编辑” 程序” “插入” “子
第五章 S7-200PLC 基本指令及程序设计-2
河南延龙机电设备有限公司
§5-3 PLC的梯形图程序设计方法
1. 梯形图程序设计的方法 梯形图程序的基本 形式：
X开:开启条件 X关:关断条件 Fk 的自锁触点。
Fk
尽可能是短信号.
线圈Fk: 逻辑运算的中间(或最终)结果；
1）梯形图程序的设计方法：
可编程控制器-梯形图指令
在达到设定值时触发相应的动作。
定时器/计数器复位指令
03
用于将定时器或计数器复位到初始状态，以便重新开始计时或
计数。
数据处理指令
数据比较指令
用于在梯形图中比较两个数据的大小关系，并根据比 较结果执行相应的动作。
数据转换指令
用于在梯形图中实现数据类型的转换，例如将整数转 换为浮点数或将二进制数转换为十六进制数等。
优点分析
梯形图编程直观易懂，方便工程师快速构建和调 试电机控制系统，提高开发效率。
3
实施步骤
确定电机控制需求，绘制梯形图，编写相应程序 并下载到可编程控制器中，进行调试和优化。
案例二：生产线自动化改造项目
01
梯形图指令在生产线自动化中的应用
通过梯形图实现生产线上各个设备的联动控制，实现自动化生产。
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与指令，用于单个常开触点的串联。
ANI
与非指令，用于单个常闭触点的串联。
线圈指令
SET
置位指令，用于将指定的位地 址置为1。
PLS
上升沿脉冲指令，当检测到输 入信号从0变为1时，产生一个 扫描周期的脉冲信号。
OUT
线圈驱动指令，用于驱动输出 继电器线圈。
RST
复位指令，用于将指定的位地 图编程能够灵活应对生产线上的复杂控制逻辑，提高生产效率和产
品质量。
03
实施步骤
分析生产线控制需求，设计梯形图控制逻辑，编写程序并进行测试，最
终将程序应用到实际生产线中。
案例三：楼宇自动化控制系统实现
梯形图指令在楼宇自动化中的应用
通过梯形图实现对楼宇内照明、空调、电梯等设备的集中控制。
PLC简介基本指令梯形图编程规则
第一章 可编程控制器简介可编程序控制器，英文称Programmable Controller ，简称PC 。
但由于PC 容易和个人计算机（Personal Computer ）混淆，故人们仍习惯地用PLC 作为可编程序控制器的缩写。
它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。
用户在购到所需的PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC 应用于生产实践。
一、PLC 的结构及各部分的作用PLC 的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。
PLC 的硬件系统结构如下图所示：图1-1-1 1、主机主机部分包括中央处理器（CPU ）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。
CPU 是PLC 的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。
PLC 的内部存储器有两类，一类是接触器电磁阀指示灯电源电源限位开关选择开关按钮系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。
梯形图指令手册(1)
梯形图指令手册(1)梯形图指令手册是一份非常有用的资料，尤其对于PLC控制系统的工程师和技术人员来说，它是一份必不可少的工具书。
本文将结合梯形图指令手册，为大家详细讲解梯形图的相关知识和应用，希望能够帮助大家更好地掌握PLC编程技术。
一、梯形图的构成1、梯形图的基本构成梯形图由以下四个组成部分构成：输入端、输出端、中控单元、和连线。
2、输入端的类型输入端分为两种类型：数字输入和模拟输入。
数字输入只有两种状态：ON和OFF；模拟输入则有多种状态，并需要通过输入量范围和精度进行设置。
3、输出端的类型输出端分为两种类型：数字输出和模拟输出。
数字输出只有两个状态：ON和OFF；模拟输出则有多种状态，并需要通过输出量范围和精度进行设置。
4、中控单元的类型中控单元分为常规逻辑型和计时计数型两种。
常规逻辑型包括各种基本逻辑和比较运算符号；计时计数型则包括定时器和计数器两种。
5、连线方法梯形图的连线方法主要有直接连线和交叉连线两种。
直接连线是将一个输入端直接连接到一个输出端；交叉连线则需要通过中控单元才能连接。
二、梯形图的应用1、如何编写梯形图编写梯形图的方法分为大体框架绘制和具体内容填写两个步骤。
大体框架的绘制需要参考真实的设备或机器的控制方式，并保证梯形图的合理性；具体内容的填写则需要根据要控制的对象进行编写，如加热、冷却、运行、停止等。
2、梯形图的特点梯形图具有编排清晰、逻辑明了、易于修改和维护的特点，并且适用于逻辑单元的控制和循环控制等。
3、梯形图的优势与传统的开关控制法相比，梯形图具有更为丰富的控制方式和更高的可靠性，其适用于各种复杂的控制系统，并且可以快速地进行故障处理和更改操作。
总体而言，梯形图指令手册是PLC控制系统的重要工具之一，它帮助工程师更好地掌握PLC编程技术，进而实现自动化控制的高效率和高精度。
因此，对于PLC编程的初学者和工程师来说，深入研究梯形图指令手册将会是一件非常有意义和重要的事情。
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PLC梯形图设计的基本规则
6. 触点使用次数不限。触点可以串联，也可以 并联。所有输出继电器都可以作为辅助继电 器使用。 7.合理布置。串联多的电路放在上部，并联多 的电路移近左母线，可以简化程序，节省空 间，如下图。
PLC梯形图设计的基本规则
8. PLC是串行运行的，PLC程序的顺序不同，其 执行结果有差异，如下图。程序是从第一行 开始，从左到右，从上到下顺序执行。试述a 图与b图在运行结果上有什么不同？
PLC梯形图设计的基本规 则与基本指令应用
PLC梯形图设计的基本规则
► 1.
从左到右。梯形图的各类继电器触点要 以左母线为起点，各类继电器线圈以右母线 为终点。从左至右分行画出，每一逻辑行构 成一个梯级，每行开始的触点组构成输入组 合逻辑（逻辑控制条件），最右边的线圈表 示输出函数（逻辑控制的结果）。
PLC基本指令应用
3. 集中与分散控制 在多台单机连成的自动生产线上，通过联锁 可以实现在总操作台的集中控制与单机操作 台的分散控制。请分析下面梯形图
PLC基本指令应用
4. 定时控制和计数控制
在实际控制中，经常用到定时控制和计数控制。FX系列PLC 中的定时器是延时闭合的，有时需要断开延时的动作，试分 析下面梯形图。
PLC基本指令应用
1.
启动、停止和自保持控制
信号动作后，使输出保持超过一个扫描周期的自保持 （自锁）控制是构成具有记忆功能控制回路的最基本环节。 它常用于内部继电器、输出继电器的控制回路，其基本形 式有启动优先式、关断优先式两种。 试述下面两个梯形图的区别：
PLC基本指令应用
2. 联锁控制
在机械的各种运动控制用反映某一运动的联锁触点 去控制另一个运动相应的控制电路，实现两个运动的相互约 束，达到联锁控制的要求。联锁控制的关键是正确选择和使 用联锁信号。试述下面两图分别实现什么样的联锁要求？
PLC梯形图设计的基本规则
2. 从上到下；各梯级从上到下依次排列。
3.水平放置编辑元件。触点画在水平线上，不 能画在垂直线上。
4.线圈右边无触点。线圈不能直接接左母线， 线圈右边不能有触点，否则将发生逻辑错误。
PLC梯形图设计的基本规则
5. 双线圈输出应慎用。如果在同一个程序中， 同一个元件的线圈被使用两次或多次，则称 为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有 最后一次有效。双线圈输出在程序方面并不 违反输入，但输出动作复杂，因此谨慎使用。