PLC的工作原理及梯形图编程方法
PLC梯形图基本原理
PLC梯形图基本原理前言、PLC的发展背景及其功能概述PLC，(ProgrammableLogicController)，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“SequenceController”，1978NEMA(NationalElectricalManufactureAociation)美国国家电气协会正式命名为ProgrammableLogicController，PLC)，其定义为一种电子装置，主要将外部的输入装置如：按键、感应器、开关及脉冲等的状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程序，以微处理机执行逻辑、顺序、定时、计数及算式运算，产生相对应的输出信号到输出装置如：继电器(Relay)的开关、电磁阀及电机驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。
并藉由其外围的装置(个人计算机/程序书写器)轻易地编辑/修改程序及监控装置状态，进行现场程序的维护及试机调整。
而普遍使用于PLC程序设计的语言，即是梯形图(LadderDiagram)程序语言。
而随着电子科技的发展及产业应用的需要，PLC的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等，输出/入信号也包含了DI(DigitalInput)、AI(AnalogInput)、PI(PuleInput)及NI(NumericalInput)，DO(DigitalOutput)、AO(AnalogOutput)、PO(PuleOutput)及NO(NumericalOutput)，因此PLC在未来的工业控制中，仍将扮演举足轻重的角色。
1.1梯形图工作原理梯形图为二次世界大战期间所发展出来的自动控制图形语言，是历史最久、使用最广的自动控制语言，最初只有A（常开）接点、B（常闭）接点、输出线圈、定时器、计数器等基本机构装置（今日仍在使用的配电盘即是），直到可程控器PLC出现后，梯形图之中可表示的装置，除上述外，另增加了诸如微分接点、保持线圈等装置以及传统配电盘无法达成的应用指令，如加、减、乘及除等数值运算功能。
PLC 梯形图程序基本原理及简码指令的转译法则
【指令篇】 第 1 章 : PLC 梯形图程序基本原理及简码指令的转译法则本 章 将 介 绍 PLC 梯 形 图 程 序 的 基 本 原 理 , 以 及 将 梯 形 图 程 序 转 换 成 简 码 指 令 ( MNEMONIC) 的 转 译 法 则 .1.1梯形图工作原理梯 形 图 为 二 次 世 界 大 战 期 间 所 发 展 出 来 的 自 动 控 制 图 形 语 言 ,是 历 史 最 久 ,使 用 最 广 泛 的 自 动 控 制 语 言 , 最 初 只 有 A( 常 开 ) 接 点 , B( 常 闭 ) 接 点 , 输 出 线 圈 , 定 时 器 , 计 数 器 等 基 本 机 构 组 件( 今 日 仍 在 使 用 的 配 电 盘 即 是 ) ,直 到 微 电 脑 P L C 出 现 后 ,梯 形 图 的 组 件( 语 言 ) 除 上 述 组 件 外 还 增 加 了 诸 如 微 分 接 点 , 保 持 线 圈 等 组 件 ( 请 参 考 1-6 页 的 组 件 类 别 ) 以 及传统配电盘无法实现的应用指令. 无 论 是 传 统 梯 形 图 还 是 PLC 梯 形 图 其 工 作 原 理 都 相 同 , 只 是 在 符 号 表 示 上 传 统 梯 形 图 比 较 接 近 实 体 的 符 号 表 示 , 而 PLC 则 采 用 较 简 明 且 易 于 计 算 机 或 报 表 上 表 示 的 符 号 表 示 . 在梯形图逻辑方面可分为组合逻辑和顺序逻辑两种,现分述如下:1.1.1组合逻辑组 合 逻 辑 的 梯 形 图 是 单 纯 地 将 单 一 或 一 个 以 上 的 输 入 组 件 组 合( 串 ,并 联 等 )后 再 将 结 果送到输出组件(线圈,计时/计数器或应用指令等)的回路结构. 实 际 配 线 图A C 11 0 AC110VVX0 X0Y0 Y0回路 1NC(A)NO(A)X1X1Y1 Y1回路 2NC(B)NC(B)X2 2 XX4 4 XY22 X回路 3NCNC NONOX3 X3NONO1-1本 例 为 组 合 逻 辑 分 别 以 实 际 配 线 , 传 统 梯 形 图 及 PLC 梯 形 图 表 示 的 范 例 , 其 中 回 路 1 使 用 一 个 常 开 开 关 ( N O : Normally Open) 也 就 是 一 般 所 谓 的 ＂ A ″ 开 关 或 接 点 . 其 特 性 是 在 平 常 ( 未 压 下 ) 时 其 接 点 为 开 路 ( OFF) 状 态 , 故 灯 泡 不 亮 , 而 在 开 关 动 作 ( 压 下 按 钮 ) 时 其 接 点 变 为 导 通( O N ) ,故 灯 泡 点 亮 .相 对 地 ,回 路 2 使 用 一 个 常 闭 开 关( N C :Normally Close) 也 就 是 一 般 所 称 的 ＂ B″ 开 关 或 接 点 , 其 特 性 是 在 平 常 时 其 接 点 为 导 通 , 故 灯 泡 点 亮 , 而 在 开关动作时其接点反而变成开路,故灯泡熄灭. 回 路 3 为 一 个 以 上 输 入 组 件 的 组 合 逻 辑 输 出 范 例 , 其 输 出 Y2 灯 泡 只 有 在 X 2 不 动 作 或 X3 动 作 且 X4 为 动 作 时 才 会 点 亮 . 传统梯形图X0 Y0PLC 梯 形 图 回路 1X0 X1 Y0 Y1 Y2回路 1X1 Y1 X4回路 2X2 Y2回路 2X2 X4回路 3X3回路 3X31.1.2顺序逻辑顺 序 逻 辑 为 具 有 回 授 结 构 的 回 路 ,也 就 是 将 回 路 输 出 结 果 拉 回 当 输 入 条 件 ,这 样 在 相 同 输 入 条 件 下 ,会 因 前 次 状 态 或 动 作 顺 序 的 不 同 ,而 得 到 不 同 的 输 出 结 果 ,现 就 下 图 具 自 保 持 功能的电机启动/停止回路作说明. 实 际 配 线 图AC110V ~START switchX X5 5STOP switchX6 X6RelayYY3 3NONCContact 2 Contact 1Motor1-2传统梯形图X5 Y3 X6 Y3PLC 梯 形 图X5 Y3 X6 Y3在 此 回 路 刚 接 上 电 源 时 ,虽 X 6 开 关 为 O N ,但 X 5 开 关 为 O F F ,故 继 电 器 不 动 作 ,而 继 电 器 的 输 出 接 点 1 和 接 点 2 都 为 A 接 点 ( 继 电 器 动 作 时 才 ON) 故 接 点 1 和 接 点 2 都 不 导 , 通 , 电 机 在 停 止 状 态 . 在 启 动 开 关 X5 按 下 后 , 继 电 器 动 作 , 接 点 1 及 接 点 2 同 时 ON, 电 机 开 始 运 转 , 一 旦 继 电 器 动 作 后 , 即 使 放 开 启 动 开 关 ( X5 变 成 OFF) 继 电 器 电 源 因 为 自 身 的接点 1 回授而仍可继续保持动作(即为自保持回路) 其动作可以下表表示: , X5 开 关 (NO) 放开 ↓ 压下 ↓ 放开 ↓ 放开 ↓ 放开 放开 停止 压下 停止 放开 动作 放开 动作 X6 开 关 (NC) 放开电机(继电器)状态 停止由 上 表 可 知 在 不 同 顺 序 下 ,虽 然 输 入 状 态 完 全 一 致 , 但 输 出 结 果 也 可 能 不 一 样 ,如 表 中 的 状 态 和 其 X5 和 X6 开 关 都 为 放 开 , 在 状 态 下 电 机 为 停 止 , 但 状 态 时 电 机 却 为 运 转 ,这 种 继 电 器 输 出 状 态 拉 回 当 输 入( 即 所 谓 的 回 授 )而 使 回 路 具 有 顺 序 控 制 效 果 是 梯 形 图 回 路 的 主 要 特 性 , 因 此 有 人 称 梯 形 图 为 ＂ 顺 序 控 制 回 路 ″ , 而 将 PLC 称 为 顺 序 控 制 器 ( Sequencer) .在 本 节 范 例 中 仅 列 举 A ,B 接 点 和 输 出 线 圈 作 说 明 ,其 它 组 件 的 用 法 和 此 相 同,请参考第 5 章＂顺序指令说明″.1.2传 统 梯 形 图 和 PLC 梯 形 图 的 差 异虽 然 传 统 梯 形 图 和 PLC 梯 形 图 的 工 作 原 理 是 完 全 一 致 的 , 但 实 际 上 PLC 仅 是 利 用 微 电 脑( CPU)来 模 拟 传 统 梯 形 图 的 动 作 ,也 就 是 利 用 扫 描 的 方 式 逐 一 地 查 看 所 有 输 入 组 件 及 输 出线圈的状态,再将这些状态按照梯形图的组态逻辑来演算出和传统梯形图一样的输出结 果 , 但 因 CPU 只 有 一 个 , 只 能 逐 一 地 查 看 梯 形 图 程 序 , 并 按 照 该 程 序 及 输 入 /出 状 态 演 算 输 出 结 果 ,再 将 结 果 送 到 输 出 界 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 执 行 上 述 动 作 ,这 一 完 整 的 循 环 动 作 所 费 的 时 间 称 为 扫 描 时 间 ,其 时 间 会 随 着 程 序 的 增 大 而 加 长 , 此 扫 描 时 间 将 造 成 PLC 从 输 入 检 测 到 输 出 反 应 的 延 时 , 延 时 时 间 越 长 对 控 制 所 造 成 的 误 差 越 大 , 至 造 成 无 法 胜 任 控 制 要 求 的 情 况 , 时 就 必 须 选 用 扫 描 速 度 更 快 的 PLC, 甚 此 因 此 PLC 的 扫 描 速 度 是 PLC 的 重 要 规 格 , 只 有 靠 计 算 机 及 ASIC( 特 定 用 途 IC) 技 术 的 进 步 , 现 在 的 PLC 在 扫 描 速 度 上 都 有 极 大 的 改 善 , 以 FBs-PLC 为 例 1K step 接 点 的 扫 描 时 间 只 需 0.33ms, 下 图 为 PLC 的 梯 形 图 程 序 扫 描 的 示 意 图 .1-3Input processing (Reading the 从外界读取输入点状态 status of all external input terminals)程 First step 序 按 照 梯 图 组 态 算 出 输 结 果 (还 送 到 外 输出点) 形 演 出 未 界 开 头X0 Y0 M100X1Y0X3X10Y1X100M505Y126周 而 复 始 地 执 行程序最后Last stepOutput processing (Output the resulting 将 输 出to external output terminals) signals 结 果 送 到 外 界 输 出 点除 上 述 扫 描 时 间 差 异 外 ,P L C 梯 形 图 和 传 统 梯 形 图 还 有 如 下 ＂ 逆 向 回 流 ″ 的 差 异 ,如 下 图 所 示 图 中 若 X0, X1, X4, X6 为 导 通 , 其 它 为 不 导 通 , 在 传 统 的 梯 形 图 回 路 上 输 出 Y0 会 如 虚 线 所 示 形 成 回 路 而 为 ON, 在 PLC 梯 形 图 因 PLC 的 CPU 在 演 算 梯 形 图 程 序 的 结 果 时 , 但 是 由 左 而 右 ,由 上 而 下 地 扫 描 .在 同 样 输 入 条 件 下 ,本 图 例 中 的 a 点 状 态 因 X 3 接 点 O F F 故 CPU 认 定 为 OFF, 虽 然 a 点 经 由 X4 接 至 b 点 都 为 ON, 但 因 PLC 梯 形 图 只 由 左 至 右 扫 描 , CPU 无 法 察 觉 , 故 Y0 输 出 为 OFF.传统梯形图的逆向回流X0 X0 X3 X3 X1 X1 X4 X4 X6 X6 X2 X2 X5 X5 Y0 Y0ab1-41.3梯形图组成及其术语定义图一:梯形图程序范例元件 ElementOrigin line 母线 X0 X0 X7 X7 Network 1 网络 1 X10 X10 X11 X 11 Y4 Y4 Network 2 网络 2 X12 X12 M1 M1 Y0 Y0 X16 X16 X14 X14 M6 M6 X20 X20 Y4 Y4接点 Node X1 X1并 联 block Parallel区 块 X2 X2X10 X10Serial block 串联区块 X44 X X5 X5 X6 X6 Y0 Y0 Y2 Y2X3 X3X9 X9分支 Branch/Y5 Y5/Network33 网络(注 : FBs 系 列 PLC 的 网 络 最 大 为 22 行 ×16 列 ) 如 上 梯 形 图 程 序 可 分 为 一 个 个 小 方 块 ( 本 图 例 为 8 列 × 11 行 = 8 8 个 小 方 块 ) 每 个 小 方 , 块 都 可 以 放 置 一 个 组 件 ,将 所 有 组 件 按 照 控 制 需 求 作 成 各 种 不 同 的 连 结 即 构 成 所 谓 的 梯 形 图 程序,现就梯形图程序相关的术语及其意义,分述如下: 接 点 ( Contact) 接 点 为 表 示 导 通 ( ON) 与 不 导 通 ( OFF) 状 态 的 组 件 , 共 有 两 类 . 一 为 ＂ 输 入 接 点 ″ (编号以 X 开头的) ,其 状 态 是 来 自 外 界( 端 子 台 上 的 输 入 点 ) .另 一 为 ＂ 继 电 器 附 属 的 接 点 , ″ ( 请 参 考 项 说 明 ) 其 状 态 是 反 应 ( 来 自 ) 继 电 器 线 圈 的 状 态 . FBs 系 列 PLC 所 提 供 的 接点有 A 接点,B 接点,上/下微分接点,开/短路接点 6 种,请参考 组件的说明. 继 电 器 ( Relay) 正 如 同 传 统 继 电 器 , 它 包 含 线 圈 ( Coil) 和 接 点 ( Contact) 如 下 图 例 所 示 . ,Y0 Y0AB继电器 线圈COILY0 Y0 Y0TU继电器接点TD1-5如 图 示 继 电 器 必 有 线 圈 ,要 使 继 电 器 动 作 ,需 驱 动 其 线 圈( 用 OUT 指 令 驱 动 ) 在 线 圈 , 被 驱 动 后 , 其 接 点 状 态 会 受 到 影 响 . 如 上 图 例 若 将 Y0 以 1 驱 动 ( 使 它 为 ON) 则 继 电 器 的 , A 接 点 为 1, B 接 点 为 0, TU 接 点 只 ON 一 个 扫 描 时 间 , TD 接 点 为 0. 当 Y0 变 成 OFF 时 , A 接 点 为 0, B 接 点 为 1, TU 接 点 为 0, 而 T D 接 点 只 ON 一 个 扫 描 时 间 ( A, B, TU, TD 接点的动作请参考第 5 章＂顺序指令说明″) . FBs-PLC 的 继 电 器 有 四 种 , 分 别 为 Y△ △ △ ( 输 出 继 电 器 ) M△ △ △ △ ( 内 部 辅 助 继 , 电 器 ) S△ △ △ ( 步 进 继 电 器 ) 和 TR△ △ ( 暂 存 继 电 器 ) 其 中 输 出 继 电 器 Y△ △ △ 的 状 态 , , 会被送到外部(端子台上的输出点)去. 母 线 ( Origin) 梯 形 图 最 左 侧 的 起 始 线 . : 组 件 ( Element) 组 件 ( 即 线 圈 或 接 点 ) 为 组 成 梯 形 图 程 序 的 最 基 本 单 位 . 组 件 的 表 示 分 : 为 两 部 分 , 一 为 组 件 的 符 号 , 称 之 为 运 算 码 ( OP Code) 另 一 为 数 字 部 , 分 , 称 之 为 操 作 数 ( Operand) 如 下 图 所 示 . , 操作数X100 Y15运算码 FBs 系 列 PLC 的 组 件 有 下 列 9 种 : 组 件 类 别 符 号 简 码 指 令 表 示 方 式 备 注A 接点 (常开接点) B 接点 (常闭接点) 上微分接点 下微分接点 开路接点 短路接点 输出线圈 倒相输出线圈 保持型外部输出线圈□△△△△ □△△△△ □△△△△ □△△△△(ORG, LD, AND, OR) □ △ △ △ △ (ORG, LD, AND, OR)NOT □△△△△ (ORG, LD, AND, OR)TU □△△△△ (ORG, LD, AND, OR)TD □△△△△ (ORG, LD, AND, OR)OPEN ( O R G , L D , A N D , O R ) S H O RT□ 可 为 X, Y, M, S, T, C ( 请 参 考 3.2 节说明)□ 可 为 X, Y, M, S□△△△△ □△△△△ Y△ △ △LOUT □ △ △ △ △ OUT NOT □ △ △ △ △ OUT L Y△ △ △□ 可 为 Y, M, S注 : X, Y, M, S, T, C 等 接 点 或 线 圈 范 围 请 参 考 3.2 节 , 其 组 件 特 性 请 参 考 5.2 节 . 另 外 尚 有 三 个 特 殊 顺 序 指 令 ( OUT TRn, LD TRn 及 FOn) 也 属 组 件 的 一 种 , 但 却 不 显 示 在 梯 形 图 上 , 请 参 考 第 1.6 节 ＂ 暂 存 继 电 器 ( TR) 的 使 用 ″ 及 第 5.1.4 节 ＂ 功 能 输 出 FO ″的说明.1-6节 点 ( Node) 任 意 两 个 或 两 个 以 上 组 件 相 连 接 的 点 ( F B s - P L C 可 对 节 点 状 态 作 运 作 , 请 : 参 考 第 4.3 节 ＂ 节 点 运 作 指 令 ″ 的 说 明 ) . 区 块 ( Block) 两 个 或 两 个 以 上 的 组 件 组 合 成 的 回 路 称 之 为 区 块 . : 基本的区块有两种: 串联区块:两个或两个以上组件串接而成的单列回路. 例: 并联区块:由组件或串联区块并联组成的平行(矩形)封闭回路称之为并联区块. 例:注 :由 组 件 ,串 联 区 块 及 并 联 区 块 等 三 种 基 本 单 元 可 以 组 成 许 多 更 复 杂 的 串 并 联 区 块 回 路 . 在 梯 形 图 程 序 输 入 时 ,若 以 简 码 指 令 输 入 ,必 须 先 将 所 有 网 络 拆 分 成 上 述 的 组 件 ,串 联 区 块 , 并 联 区 块 等 基 本 单 元 后 才 能 输 入 , 请 参 考 1.5 节 ＂ 梯 形 图 网 络 的 拆 解 ″ 说 明 . 分 歧 ( Branch) 任 一 个 网 络 中 的 垂 直 线 右 方 有 两 列 或 两 列 以 上 的 回 路 连 接 , 这 就 是 分 歧 , : 而该垂直线称为分歧线或称为支线. 例:分支 分 歧 线 的 右 边 若 有 另 一 垂 直 线 将 分 歧 的 两 列 回 路 合 并( 该 垂 直 线 称 为 合 并 线 ) ,则 此 回路即形成一个封闭的回路(形成并联区块) 此回路即非分歧回路. ,分支线合并线若垂直线左,右边都有两列以上的回路连接,则该垂直线既是合并线,又是分歧线. 如下例:Parallel block 1 Parallel block 2区块 1 的合并线区块 2 的分支线1-7网 络 ( Network) 由 组 件 , 分 歧 , 区 块 组 成 一 个 能 执 行 特 定 功 能 的 回 路 , 称 为 网 络 . 网 络 是 : 梯 形 图 程 序 中 能 执 行 完 整 功 能 的 基 本 单 位 ,而 梯 形 图 程 序 就 是 由 一 连 串 网 络 所 组 成 .网 络 的 起 始 必 须 由 母 线 开 始 ,任 一 个 无 垂 直 线 连 接 的 两 列 回 路 即 属 于 不 同 的 两 个 网 络( 有 垂 直 线 相 连 的 则 属 于 同 一 网 络 ) 根 据 该 法 则 , 如 图 一 可 区 分 成 网 络 1～ 3 三 个 网 络 . .1.4梯形图程序转成简码指令的转译法则(梯 形 图 大 师 用 户 请 跳 过 本 节 )F B s - P L C 如 果 以 梯 形 图 大 师 软 件 包 当 规 划 工 作 , 则 可 由 C RT 屏 幕 直 接 以 梯 形 图 输 入 , 使 用 简 易 ,方 便 .但 如 果 使 用 F P - 0 7 C 当 输 入 工 具 ,则 因 F P - 0 7 C 没 有 C RT 屏 幕 来 供 绘 图 输 入 , 用 户 必 须 按 照 本 节 至 1.6 节 所 述 的 法 则 以 人 工 方 式 先 将 梯 形 图 转 译 成 等 效 的 简 码 指 令 ( MNEMONIC) 后 才 能 输 入 . 以 下 为 其 转 译 法 则 : 程序编辑由左而右,由上而下,故网络的开头一定在回路的最左上角,网络开头指令必 须 用 ORG 指 令 , 且 一 个 网 络 只 能 有 一 个 ORG 指 令 ( 无 输 入 控 制 的 应 用 指 令 除 外 , 请 参 考 第 6.1.1 节 的 说 明 ) . 例:X0 X2 X3 X1 X4 X5ORG AND LD OR AND ORLD ANDX X X X X X0 1 2 3 4 5接 在 垂 直 线 ( 母 线 或 支 线 ) 的 指 令 用 LD 指 令 ( 网 络 的 开 头 除 外 ) . 例 1:M0 X0 X1ORG LD AND ORLDM X X0 0 1例 2:Y0 M0 X0 M1 X1AND LD AND LD AND ORLDY M M X X0 0 1 0 1注 1: 如 果 支 线 上 仅 串 接 一 列 组 件 则 直 接 用 AND 指 令 .例:Y0AND ORLD ANDX Y0 0X01-8注 2: 果 支 线 上 已 使 用 OUT TR 指 令 将 节 点 状 态 暂 存 起 来 分 歧 回 路 用 ) 则 也 用 AND 如 ( , 指令. 例:M0 X0 Y0 Y1AND AND OUT LD ANDM X Y TR 0 Y0 0 1 0OUT TR 0OUT TR0 LD TR0单 一 组 件 串 联 用 AND 指 令 . 例:X0 X1ORG ANDX X0 1单 一 组 件 并 联 用 OR 指 令 . 例 1:X0 X1 X2ORG OR ANDX X X0 1 2例 2:X0 X2X1X3ORG AND OR ANDX X X X0 1 2 3并 联 组 件 为 串 联 区 块 时 必 须 使 用 ORLD 指 令 . 例:X2 X0 X1 X3ORG LD AND ORLD ANDX X X X2 0 1 3注 :若 并 联 区 块 不 只 两 列 ,则 应 由 上 而 下 , 先 并 联 第 1 , 第 2 列 后 再 和 第 3 列 并 联 ,其 余依此类推. 例: LD X 0X0 X1 X2 X3 M0 M1 M2 M3AND LD AND ORLD LD AND ORLD LD ORLDM X M0 1 1X M X M2 2 3 31-9并 联 区 块 和 并 联 区 块 串 联 需 用 ANDLD 指 令 . 例:X1 X2 X3 X5 X4 X6 X7ORG OR LD AND LD AND ORLD ANDLD ANDX X X X X X1 2 3 4 5 6需 用 ANDLD 指 令X7组 件 或 串 联 区 块 和 并 联 区 块 串 联 时 , 果 组 件 或 串 联 区 块 在 前 , 联 区 块 在 后 须 用 ANDLD 如 并 指 令 . 如 果 并 联 区 块 在 前 , 组 件 或 串 联 区 块 在 后 则 直 接 用 AND 指 令 将 并 联 区 块 和 组 件 或 串 联 区 块 AND 起 来 即 可 . 例:Serial Block X0 X1不 需 用 ANDLD 指 令X2 X3 X4ORG AND LD OR ANDLD ANDX X X X0 1 2 3X4并 联 区 块 需 要 用 ANDLD 指 令 注 : 如 果 区 块 的 串 联 不 只 两 个 ,则 应 由 左 到 右 先 将 第 1, 第 2 个 串 联 起 来 后 ,再 和 第 3 个区块串联,其余依此类推. 例: ORG X 0LDX0X X1 2ORX1 X2 X3 X5 X7 X4 X6ANDLD LD AND LD AND ORLD OR ANDLD X 7 X X X X 3 4 5 6输 出 线 圈 指 令 ( OUT 指 令 ) 只 能 放 在 网 络 的 最 后 ( 最 右 边 ) 即 其 后 不 能 再 接 任 何 组 件 . , 输出线圈不能直接接在母线.若有此需求可用短路接点串接.如下例:Y0ORG SHORT OUT Y 01-101.5梯形图网络的拆解(阶 梯 图 大 师 用 户 请 跳 过 本 节 )网 络 拆 解 要 领 是 将 介 于 任 意 两 垂 直 线 间 的 回 路 区 分 成 独 立 的 组 件 或 串 联 区 块 ,再 按 照 上 节 所 述 的 简 码 转 译 法 则 转 译 成 简 码 指 令 ,再 由 左 而 右 ,由 上 而 下 ,由 小 而 大 将 它 们 连 结 成 并 联 区 块 或 串 并 联 区 块 ( 用 ANDLD 或 ORLD 指 令 ) 直 到 整 个 网 络 都 连 结 完 成 , 如 下 图 范 例 : ,13 ANDLD( 9 912)AND(78)3 6 27 ANDLD() )6 ORLD( 453 ORLD( 1 1)12 OR( 1011 )X0X14X4X58X810X9X1014Y02X2X35X6X711X11ORG AND LD AND ORLD LD AND LD AND ORLD ANDLD AND LD AND OR ANDLD OUTX0 X1 X2 X3串联区块串联区块 形成并联区块X4 X5 X6 X7串联区块串联区块 形成并联区块 形成串联区块Y0Y0X8 X9 X10 X 11串联区块AND 组 件串联区块 OR 组 件 形成串联区块Y0将的 结 果 送 到 Y01 - 111.6暂 存 继 电 器 (TR)的 使 用(梯 形 图 大 师 用 户 请 跳 过 本 节 )对 分 歧 回 路 或 分 歧 区 块 而 言 ,无 法 单 纯 地 利 用 1.5 节 所 述 的 方 法 来 拆 解 输 入 ,必 须 利 用 暂 存 接 点 先 将 分 歧 点 的 节 点 状 态 存 起 来 ,再 利 用 1.5 节 的 方 法 进 行 输 入 .因 此 回 路 设 计 应 尽 量 避 免 形 成 分 歧 回 路 或 区 块( 请 参 考 下 节 " 程 序 简 化 技 巧 " 所 述 ) .现 就 必 须 使 用 T R 的 两 种 回 路叙述如下: 分歧回路:分歧线的右边无合并线的,或虽有合并线但和分歧线不同列的. 例: *表 示 需 要 设 定 TR 点 无合并线的此分歧虽有合并线但不 同列,也属于分歧回路 分歧区块:虽为平行(矩形)的并联区块,但区块的任意一列有分歧的. 例: 合并线分歧线注 1: TR 点 的 设 定 必 须 在 分 歧 回 路 或 分 歧 区 块 的 分 歧 线 的 第 一 列 ( 最 顶 端 ) 处 , 而 第 二 列 以 后 的 回 路 开 始 前 必 须 先 用 L D T R n 指 令 取 回 该 分 歧 线 的 状 态 后 ,才 开 始 串 接 ( AND) 该 列 的 第 一 个 组 件 ………. 在 OUT TRn 或 LD TRn 指 令 后 的 第 一 个 ( 组 件 必 须 用 AND 指 令 , 不 能 用 LD 指 令 ) . 注 2:一 个 网 络 最 大 可 有 40 个 TR 点 设 定 .TR 点 的 号 码 可 任 意 选 用 ,只 要 不 重 复 即 可 ( 为 易 读 起 见 最 好 由 0,1, 2, ………顺 序 排 起 ) 同 一 分 歧 线 其 TR 号 码 必 须 一 . 致( 例 如 一 分 歧 线 用 O U T T R 0 ,在 该 分 歧 线 的 第 二 列 起 必 须 用 L D T R 0 来 接 续 ) . 注 3: 分 歧 回 路 或 分 歧 区 块 的 分 歧 线 若 为 母 线 , 则 无 需 使 用 TR 接 点 , 直 接 用 ORG 或 LD 指 令 即 可 . 注 4: 分 歧 回 路 若 有 任 何 一 列 非 直 接 接 输 出 线 图 ( 中 间 有 串 接 组 件 ) 且 其 下 方 ( 第 二 , 列 以 后 ) 尚 有 回 路 , 则 该 分 歧 点 必 须 使 用 TR 接 点 .1-12例 1:OUT TR0 X0 X1 X2 LD TR0 Y0 Y1 Y2AND OUT AND OUT LD AND OUT LD OUT TR TRX TR 0 X Y 0 X Y 0 Y X X X TR 0 X TR 1 X X TR TR 1 X 0 X X Y0 1 0第二列开始2 1第三列开始2 1 2 3 4例 2:ORG AND LDOUT TR1 X1 X2 X5 X6 Y0OUT AND ORLD OUT AND AND LD AND LD AND ORLD AND ORLD OUT*block 区块 1 1 X3 X4 block 2 2 区块 X7 X85 6TR 指 令 后 用 AND 回 TR 点 用 LD TROUT TR0 X9 LD TR0LD TR1区块 block 337 9 8 0TR 指 令 后 用 AND上 图 例 2 的 区 块 1, 2 原 本 为 典 型 的 两 个 并 联 区 块 串 联 . 但 X9 组 件 介 入 后 不 但 形 成 区 块 3, 还 使 区 块 1, 2 由 原 来 单 纯 的 并 联 区 块 变 成 分 歧 区 块 . ( *) 处 因 为 是 母 线 , 故 不 需 要 使 用 TR 指 令 . 两 区 块 串 联 如 果 已 经 使 用 TR 点 作 转 接 , 则 无 须 使 用 ANDLD 指 令 .1.7程序简化技巧单 一 组 件 和 串 联 区 块 并 联 , 请 将 单 一 组 件 放 在 下 方 可 省 去 ORLD 指 令 .X0X1X2X1X2X0LD LD AND ORLDX X X0 1 2LD AND ORX X X1 2 01-13单 一 组 件 或 串 联 区 块 和 并 联 区 块 并 联 时 , 请 将 并 联 区 块 放 在 前 方 可 省 却 ANDLD 指 令 .X0 X1 X2X3 X4 X0 X1X3X4X2ORG AND LD LD AND ORLD ANDLDX X X X X0 1 2 3 4ORG AND OR AND ANDX X X X X3 4 2 0 1分 歧 回 路 的 分 歧 点 如 果 直 接 接 输 出 线 圈 ,应 将 该 输 出 线 圈 放 在 分 歧 线 的 最 上 面( 第 一 列 ) .X0 Y0 Y1X0 Y1 Y0OUT TR 0 AND OUT LD TR OUT X Y 0 Y 1 0 0OUT AND OUTY X Y1 0 0下 图 例 可 省 去 TR 接 点 及 ORLD 的 使 用 .X0 X1 X2 Y0X1 X0X2Y0OUT TR0X3Y1X1X3Y1ORG LD AND ORLD OUT LD TR AND OUTX X X Y 0 X Y0 1 2 0 3 1ORG AND OR OUT ORG AND OUTX X X Y X X Y1 2 0 0 1 3 1OUT TR 01-14桥式回路须作如下的转换.X1 X0 X2 Y0X0 X1 X2Y0 Y1X0X2Y1PLC 程 序 不 允 许 这种网络结构X1ORG AND OR OUT ORG AND OR OUTX X X Y X X X Y1 2 0 0 0 2 1 11-15MEMO。
PLC的工作原理及梯形图编程方法
称 ＰＣ Ｌ ，它主要用来代替继 电器实现逻辑控制 。随着技术的发 量， 如温度、 压力、 流量 、 液位和速度等都是模拟量 。为了使可编 展， 这种装 置的功 能已经大 大超过 了逻 辑控制 的范围， 天这 程 控制器处理模 拟量 ，必须实现 模拟量 （ｎ ｌｇ 今 Ａ ａ ｏ ）和数字 量
其 网络技术 广泛地应 用到 工业 自 动化控制之 中，Ｌ 集三 电与一体 ， ＰＣ 具有 良 的控制精 度和高可 靠性 ， 好 使得 ＰＣ Ｌ 成为现代 工业 自 动
化 的 支柱 。
【 关键词】可靠性性 高； 程序设计简单 ； 速度快 ； 灵活性 强
一
、Hale Waihona Puke Ｐ Ｃ的基 础 知 识 Ｌ
自行组 合 。
高。 较 多 的 调节 方 法 。 中型 Ｐ Ｃ都有 Ｐ Ｄ模 块 ， 大 Ｌ Ｉ 目前 许 多 小型 Ｐ Ｃ Ｌ
２ 丰富的 ｌ０接 口模块 。Ｌ ． ／ Ｐ Ｃ针对不 同的工业现场信 号， 如 也具有此 功能模块 。 Ｉ Ｐ Ｄ处理一般是运行专用的 Ｐ Ｄ子程序， Ｉ 过 交流 或直流； 开关量或模拟量 ； 电压 或 电流 ； 脉冲或 电位 ； 强电 程控制在冶金 、 化工 、 热处理 、 锅炉控制等场合有广泛 的应用 。 或弱 电等 。有相应 的 ｉ ｏ模块与工业现场的器 件或设备 ， ／ 如按 ４ ．数据处理。现代 Ｐ Ｃ具有 数学运算 （ Ｌ 含矩阵运算 、 函数
或生产过程 。可编程 序控 制器 及其 有关设备 ， 都应按易于与工 故障指示装置， 便于用户 了解运行情况和查找故障 。
业控制系统形成一个整体 ， 易于扩充其功能 的原则设计 。可编 员 ， 为工业控制应用而设计制造的 。早期的可编程 控制器称 是 作可编程逻辑控制器 （ｒ ｇ ａｍ ｂ ｅ Ｌ ｇ ｃ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ） 简 Ｐ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ ｏ ｉ ｏ ｔｏ ｌｒ ， 由于采 用模块化 结构， 旦某模块发 生故障， 户可 以通 一 用 二、Ｌ Ｐ Ｃ的使用 １ ．模拟量控制 。在工业生产过程当中， 有许多连续变化的 程控制器 （ｒ ｇ ａ ｍｂ ｅＣ ｎ ｒ ｌｅ ）是计算机 家族中的一 过 更 换 模块 的方 法 ， 系 统 迅 速 恢 复运 行 。 Ｐ ｏｒ ｍ ａ ｌ ｏ ｔ ｏ ｌ ｒ 使
PLC梯形图编程方法
• 能流的方向只能从左到右，从上到下，不能倒流。 如果梯形图中出现了能流倒流的情况，则梯形图 编写错误。 1
X1
X2
Y1
X5
X3
X4
X5
X4
X1
Y1
X2
X5 X2
X3
X4
a) 不可编程的梯形图
b) 正确的梯形图
“能流”不能双向流动
利用能流的概念，有助于我们更好的理解和
分析梯形图。
1
3、母线
1
起动、保持和停止电路
实现Y10的启动、保持 和停止的四种梯形图如图 所示。这些梯形图均能实 现起动、保持和停止的功 能。X0为启动信号，X1 为停止信号。图a、c是利 用Y10 常开触点实现自锁 保持，而图b、d是利用 SET、RST指令实现自锁 保持。
1
起动、保持和停止电路
1
电动机正反转控制演示
止运转。 若需要电动机连续运转，由停
止按钮 SB 1 及起动按钮 SB 2 控 制，接触器 KM 的辅助触点起自锁 作用。
1
二、可编程控制器的硬件连接
实现电动机的点动及连续运行所需的器件有： 起点按钮 SB1 ，停止按钮 SB2 ，交流接触器 KM ，热继电器 JR 及刀开关QS 等。主电路的 连接如图所示。
2)定时器和计数器组合
当X1为ON时，T1开始定时， 0.6s后T1定时时间到，其常闭 触点断开，使它自己复位，复 位后T1的当前值变为0，同时它 的常闭触点接通，使它自己的 线圈重新通电，又开始定时。 T1将这样周而复始地工作，直 至X1变为OFF。从分析中可看 出，左图最上面一行电路是一 个脉冲信号发生器，脉冲周期 等于T1的设定值。
X1 X2 X3
PLC编程语言-梯形图
PLC编程语言-梯形图梯形图表达式是在原电气控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的。
它与电气控制原理图相呼应，形象、直观和实用，广大电气技术人员很容易掌握，是PLC的主要编程语言。
下图所示为两种梯形图的比较。
由图可以看出，PLC 梯形图在形式上类似于继电器控制梯形图。
它是用图形符号、、、、等连接而成，这些符号依次为常开触点、常闭触点、并联连接、串联连接、继电器线圈。
梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。
一般每个继电器线圈对应一个逻辑行。
梯形图的最左边是起始母线，每一逻辑行必须从起始母线开始画起，然后是触点的各种连接，最后终了于继电器线圈。
梯形图的最右边是结束母线，有时可以省去不画。
在梯形图中的每个编程元件应按一定的规则加注字母和数字串，不同的编程元件常用不同的字母符号和一定的数字串来表示。
PLC梯形图具有以下特点。
（1）梯形图中的继电器不是物理继电器，每个继电器实际上是映象寄存器中的一位，因此称为“软继电器”。
相应位的状态为1，表示该继电器线圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断开；相应位的状态为 0，表示该继电器线圈失电，其常开触点断开，常闭触点闭合。
梯形图中继电器线圈是广义的，除了输出继电器、辅助继电器线圈外，还包括定时器、计数器、移位寄存器以及各种算术运算等。
（2）每个继电器对应映象寄存器中的一位，其状态可以反复读取，因此可以认为继电器有无限多个常开触点和常闭触点，在程序中可以被反复引用。
（3）梯形图是PLC形象化的编程手段，梯形图两端是没有任何电源可接的。
梯形图中并没有真实的物理电流流动，而仅只是“概念”电流，是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式。
“概念”电流只能从左向右流动。
（4）输入继电器供PLC接收外部输入信号，而不是由内部其他继电器的触点驱动，因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现输入继电器的线圈。
输入继电器的触点表示相应的输入信号。
（5）输出继电器供PLC作输出控制用。
PLC顺序控制梯形图的编程方式经典实用
T0
T0
M202
Y1
T1
T1
Y1 M203
Y2
Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ T2
•PLC顺序控制梯形图的编程方式
例3 用传送带传送长物体的控制系统
GK1
GK2
用传送带传送长物体的控制
图如图所示。为了减少传送
带的运行时间，采用分段传
A
B
送方式。A、B为两条传送带， GK1、GK2为两个光电开关，
工作过程如下：按一下起动
1）I/O分配 2）画出功能表图 3）设计梯形图
•PLC顺序控制梯形图的编程方式
设计起保停电路的关键是：找出它的起动条件和停 止条件
Mi=(Mi-1 Xi+Mi) Mi+1
Mi-1 Xi
Mi Xi+1
Mi+1
Mi-1
Xi
Mi+1
Mi
Mi
•PLC顺序控制梯形图的编程方式
•PLC顺序控制梯形图的编程方式
5-10根据图示信号灯控制系统的时序图设计出梯形图
功能表图
GK1
GK2
M 8002
A
B
输入 GK1 X0 GK2 X1 启动按钮 X2
输出 A线圈 Y0 B线圈 Y1
M 20 X2
M 21 X0
M 22 X0
M 23 X1
•PLC顺序控制梯形图的编程方式
Y0 A运 行 Y0 Y1 A、 B都 运 行 Y1 B运 行
梯形图
M23
X1
M21
M8002
•PLC顺序控制梯形图的编程方式
3 PLC只执行活动步对应的电路块，不同的 STL触点可以分别驱动同一编程元件的1个 线圈。但是同一元件的线圈不能在可能同时 为活动步的STL区内出现，在有并行序列的 顺序功能图中，应特别注意
PLC顺序控制中编制梯形图的四种方式
PLC顺序控制中编制梯形图的四种方式可（编程）控制器（PLC）外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计，编制梯形图是最常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法，继电器（控制电路）移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述（控制系统）的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。
这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准(GB6988.6-86)。
有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位（寄存器）编程方式和置位复位编程方式。
本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。
例如:某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时，若（传感器）X400（检测）到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4s后快退Y431到上接近开关X402，就回到了原位。
功能表图见图1:图1功能表图2使用起保停电路的编程方式起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。
这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。
如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。
图2起保停电路实现顺序控制3使用步进梯形指令的编程方式步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器S才能提供STL触点，否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。
PLC梯形图解析法编程步骤
PLC梯形图解析法编程步骤全部输入元件（输入继电器）及内部帮助继电器、输出继电器所处的某种工作状态，简称规律条件。
它所对应的接点电路输出应当是唯一的。
要想用相同的规律条件产生不同的输出，是不行能的，称接点电路正常工作的唯一性原则，是电路正常工作必需遵守的条件。
从本质上讲，这是由于规律与接点输出之间的关系为组合规律函数关系，而组合规律函数是单值函数，一种输入只对应一种输出。
违反这个原则设计的接点电路，规律上是混乱的，称为规律条件相混，其设计意图也是不行能实现的。
梯形图电路多为时序电路，仅输出继电器与输入继电器之间的关系而言，不是唯一对应的，这里主要的输出继电器、内部帮助继电器都有“记忆”的作用，可用本身接点反馈，也可用置位指令，实现这个“记忆”。
前面提到，时序电路的工作是按节拍绽开的。
内部帮助及输出继电器若有多个连续的ON的节拍，把第一个节拍定义为起动节拍，其相应的动作称起动；连续ON后的第一个OFF节拍定义为结束节拍，其相应的动作称结束。
有了这个定义，梯形图电路的唯一性原则可表述为：在某种规律条件下，所对应的内部帮助及输出继电器的起动、结束应是唯一的。
要想在相同的规律条件下，使帮助及输出继电器在某个节拍起动（或结束）是不行能的。
这是由于，时序电路“分解”之后，起动与结束分别也都是组合规律函数，也是单值的，因而也应遵循这个原则。
梯形图消失相混时，可适当增加内部帮助继电器，以增加反映规律条件的变量，并因此把相混分开。
从理论上讲，每增加一个内部帮助继电器，即可使可区分的状态增加一倍。
唯一性原则给梯形图设计，或plc编程增加了约束，但也给进行设计和编程带来了入手思路。
这里介绍的解析编程就是从分析唯一性原则入手的，详细步骤是：1)列原始通电表：依据PLC工作对象的状况，划分工作节拍，并确定各个节拍的输入与输出的对应关系，列初始通电表，这个表也称原始通电表。
它仅是设计要求的“表格化”而已，用它可反映输出与输入在各个节拍的对应关系。
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一、PLC 的基础知识
自行组合。
（一）PLC 的定义
4. 编程简单易学。ＰＬＣ 的编程大多采用类似于继电器控制
ＰＬＣ 的定义有许多种。国际电工委员会（ＩＥＣ）对 ＰＬＣ 的定义 线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门
是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工 知识，很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
线相连
Ｘ，Ｙ，Ｍ，Ｔ， Ｃ，Ｓ
号如下表所示，使用时一定要明确，每个元件在同一时刻决不 能担任几个角色。一般讲，配置好的 ＰＬＣ，其输入点数与控制对 象的输入信号数总是相应的，输出点数与输出的控制回路数也 是相应的 （如果有模拟量，则模拟量的路数与实际的也要相
常闭触点与母 ＬＤＩ（取反）
线相连
Ｘ，Ｙ，Ｍ， Ｔ，Ｃ，Ｓ
（二）PLC 的特点
2．运动控制。ＰＬＣ 可以用于圆周运动或直线运动的控制。
1. 高可靠性。（１）所有的 Ｉ／Ｏ 接口电路均采用光电隔离，使 从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 Ｉ／Ｏ 模块连接位置
工业现场的外电路与 ＰＬＣ 内部电路之间电气上隔离；（２） 各输 传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可
1．确定各元件的编号，分配 I / O地址。利用梯形图编程，
指令的功能、梯形图表示形式、操作元件以列表的形式加以说 首先必须确定所使用的编程元件编号，ＰＬＣ 是按编号来区别操
明：
作元件的。我们选用的 ＦＸ２Ｎ 型号的 ＰＬＣ，其内部元件的地址编
符号
功 能 梯形图表示 操作元件
常开触点与母 ＬＤ（取）
入端均采用 Ｒ－Ｃ 滤波器，其滤波时间常数一般为 １０～２０ｍｓ；（３） 驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上
各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰；（４）采用性能优良的 各主要 ＰＬＣ 厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种
开关电源；（５）对采用的器件进行严格的筛选；（６）良好的自诊 机械、机床、机器人、电梯等场合。
或弱电等。有相应的理。现代 ＰＬＣ 具有数学运算（含矩阵运算、函数
钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等 运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功
直接连接。为了提高操作性能，还有多种人 － 机对话的接口模 能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在
企业导报 2010 年第 5 期 245
展得很快，各 ＰＬＣ 厂商都十分重视 ＰＬＣ 的通信功能，纷纷推出 法编程时串联电路块的个数没有限制，若集中使用 ＡＮＢ 指令，
各自的网络系统。新近生产的 ＰＬＣ 都具有通信接口，通信非常 最多使用 ７ 次。在程序结束处写上 ＥＮＤ 指令，ＰＬＣ 只执行第一步
方便。
至 ＥＮＤ 之间的程序，并立即输出处理。若不写 ＥＮＤ 指令，ＰＬＣ 将
断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，ＣＰＵ 立即采用
3．过程控制。过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量
有效措施，以防止故障扩大；（７）大型 ＰＬＣ 还可以采用由双 ＣＰＵ 的闭环控制。作为工业控制计算机，ＰＬＣ 能编制各种各样的控制
构成冗余系统或有三 ＣＰＵ 构成表决系统， 使可靠性进一步提 算法程序，完成闭环控制。ＰＩＤ 调节是一般闭环控制系统中用得
当），故 Ｉ／Ｏ 的分配实际上是把 ＰＬＣ 的入、出点号分给实际的 Ｉ／Ｏ 电路，编程时按点号建立逻辑或控制关系，接线时按点号
ＯＵＴ（输出） 线圈驱动
Ｙ，Ｍ，Ｔ，Ｃ，Ｓ，
“对号入坐”进行接线。 2．梯形图的编程规则。（１）每个继电器的线圈和它的触点
ＬＤ 与 ＬＤＩ 指令用于与母线相连的接点，此外还可用于分支 均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。（２）梯形
块；为了组成工业局部网络，还有多种通讯联网的接口模块等。 存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通
3. 采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要，除了单 信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一
元式的小型 ＰＬＣ 以外，绝大多数 ＰＬＣ 均采用模块化结构。ＰＬＣ 的 般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；可用于过
三、PLC 的工作原理
以用户存贮器的第一步执行到最后一步，使用 ＥＮＤ 指令可缩短
（一）PLC 的工作方式
扫描周期。另外。在调试程序时，可以将 ＥＮＤ 指令插在各程序段
1．输入采样阶段。在此阶段，顺序读入所有输入缎子通断 之后，分段检查各程序段的动作，确认无误后，再依次删去插入
状态，并将读入的信息存入内存，接着进入程序执行阶段，在程 的 ＥＮＤ 指令。一般情况下，Ｘ 代表输入继电器，Ｙ 代表输出继电
2．电路块的并联和串联指令（ORB、ANB）
称为双线圈输出，它很容易引起误操作，应尽量避免。（５）在梯
符号（名称） 功 能 ＯＲＢ（块或） 电路块并联连接 ＡＮＢ（块与） 电路块串联连接
梯形图表示
［］ ［］
［］ ［］
操作元件 无 无
形图中没有真实的电流流动，为了便于分析 ＰＬＣ 的周期扫描原 理和逻辑上的因果关系，假定在梯形图中有“电流”流动，这个 “电流”只能在梯形图中单方向流动— ——即从左向右流动，层次 的改变只能从上向下。
员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称
二、PLC 的使用
作可编程逻辑控制器 （Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ），简
1．模拟量控制。在工业生产过程当中，有许多连续变化的
称 ＰＬＣ，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发 量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编
电路的起点。ＯＵＴ 指令是线圈的驱动指令，可用于输出继电器、 图每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许
辅助继电器、定时器、计数器、状态寄存器等，但不能用于输入 再有接触点），如图（ａ）错，图（ｂ）正确。（３）线圈不能直接接在左
继电器。输出指令用于并行输出，能连续使用多次。
边母线上。（４）在一个程序中，同一编号的线圈如果使用两次，
理论视野
PLC 的工作原理及梯形图编程方法
柯稳
（江汉大学文理学院，湖北 武汉 430056）
【摘 要】 随着 PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与上位 PC机联网形成的 PLC及 其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得 PLC成为现代工业自动 化的支柱。
序执行时，即使输入信号发生变化，内存中输入信息也不变化， 器，Ｍ 代表辅助继电器，ＳＰＭ 代表专用辅助继电器，Ｔ 代表定时
只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能读入信息。
器，Ｃ 代表计数器，Ｓ 代表状态继电器，Ｄ 代表数据寄存器，ＭＯＶ
2．程序执行阶段。ｐｌｃ 对用户程序扫描。
代表传输等。
3．输出刷新阶段。当所有指令执行完毕通过隔离电路，驱
将分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时使用 ＡＮＢ 指令，各并联电路块的起点，使用 ＬＤ 或 ＬＤＮＯＴ 指令；与 ＯＲＢ 指令一样，ＡＮＢ 指令也不带操作元件，如需要将多个电路块串联
图( a)
图 （b）
ＰＬＣ 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰
能力强、编程简单等特点。ＰＬＣ 在工业自动化控制特别是顺序控
展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，今天这 程控制器处理模拟量，必须实现模拟量 （Ａｎａｌｏｇ） 和数字量
种装置称作可编程控制器，简称 ＰＣ。为了避免与个人计算机 （Ｄｉｇｉｔａｌ）之间的 Ａ／Ｄ 转换及 Ｄ／Ａ 转换。ＰＬＣ 厂家都生产配套的
（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）的简称混淆，将可编程控制器简称 ＰＬＣ。 Ａ／Ｄ 和 Ｄ／Ａ 转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接块”，串 联电路块并联连接时，支路的起点以 ＬＤ 或 ＬＤＮＯＴ 指令开始，而 支路的终点要用 ＯＲＢ 指令。ＯＲＢ 指令是一种独立指令，其后不带 操作元件号，ＯＲＢ 指令不表示触点，可以看成电路块之间的一 段连接线。如需要将多个电路块并联连接，应在每个并联电路 块之后使用一个 ＯＲＢ 指令，用这种方法编程时并联电路块的个 数没有限制；也可将所有要并联的电路块依次写出，然后在这 些电路块的末尾集中写出 ＯＲＢ 的指令，这时 ＯＲＢ 指令最多使用 ７ 次。
业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内
5. 安装简单，维修方便。ＰＬＣ 不需要专门的机房，可以在各
部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作 种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与 ＰＬＣ
的指令，并通过数字、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械 相应的 Ｉ／Ｏ 端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和
高。
较多的调节方法。大中型 ＰＬＣ 都有 ＰＩＤ 模块，目前许多小型 ＰＬＣ
2. 丰富的 I / O接口模块。ＰＬＣ 针对不同的工业现场信号，如 也具有此功能模块。ＰＩＤ 处理一般是运行专用的 ＰＩＤ 子程序，过
交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电 程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有广泛的应用。
四、梯形图的编程方法
动功率放大器，电路是输出端子向外界输出控制信号驱动外部
梯形图是各种 ＰＬＣ 通用的编程语言，尽管各厂家的 ＰＬＣ 所
负载。
使用的指令符号等不太一致，但梯形图的设计与编程方法基本
（二）PLC 的基本指令
上大同小异。
1．输入输出指令（LD/ LDI / OUT）。下面把 ＬＤ／ＬＤＩ／ＯＵＴ 三条
各个部件，包括 ＣＰＵ，电源，Ｉ／Ｏ 等均采用模块化设计，由机架及 程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。