第四讲 梯形图程序的编制原则和方法2
plc梯形图程序编写步骤
plc梯形图程序编写步骤
编写plc梯形图程序时可按如下步骤进行：
[1]首先列出一个所有I/O设备和I/O点分配的目录，并画出每一个I/O设备I/O位的分配表。
[2]确定所需工作位，并画出工作位分配表。
[3]准备一张TC编号和跳转编号的表格，这样在使用时就能清晰地分配它们。
一个TC号在程序中仅能定义一次；跳转号01~ 99在每个程序也只能使用一次。
[4]做好上述准备后就可以开始画梯形图。
[5]将编制好的梯形图程序输入到CPU单元。
当使用手持编程器时，需将梯形图程序转换为助记符程序形式。
[6]检查程序有无语法错误并更正错误。
[7]运行该程序以检查是否存在运行错误并更正错误。
[8]当整个控制系统安装好并准备使用时，运行该程序并按要求仔细调试。
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可编程序控制器梯形图设计
内蒙古工业大学机械学院
2018/12/3
顺序功能图示例
流程图中的每一步，可用一个状态来表示，由此绘出图 所示的台车流程图的顺序功能图。分配状态的元件如下：
内蒙古工业大学机械学院
2018/12/3
顺序控制设计法的本质
• 经验设计是试图用输入信号X直接控制输出信号Y。
36
• 顺序控制设计法则是用输入量X控制代表各步的编程元件M （S），再用它们控制输出量Y。
• 步是根据输出量Y的状态划分的，M(S)与Y之间的逻辑关系 较简单
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2018/12/3
内蒙古工业大学机械学院
4.6 顺序控制设计方法与顺序功能图
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用经验法设计存在的问题:
• 设计方法很难掌握，设计周期长。
• 装置交付使用后维修困难。
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2018/12/3
4.6 顺序控制设计方法与顺序功能图
顺序控制，是按照生产工艺预先规定的顺序， 在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间 顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序 地进行操作。
• 一. 启停保持电路
3
• 二. 连锁控制
• 三. 步进顺序控制 • 四. 集中分散控制 • 五. 交流电机启、停、正反转
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2018/12/3
一、启动，保持，停止
关断优先
4
内蒙古工业大学机械学院
2018/12/3
二、连锁控制
1、不能同时产生的运动
5
2、一个运动为另一个运动的发生条件
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。
电气控制与PLC技术PPT课件第7章--梯形图及编程方法精选全文
0000
0001
HR000
HR000
HR000
0000 0001 HR000
1000
1000
掉电
(a)梯形图
(b)波形图 图7-24 可实现掉电保护的保持电路
7.比较电路（译码电路） 比较电路如图7-25所示。电路预先设好输出的要求，然后对输入的 信号A、B进行比较，接通某一输出。
输入信号A 0000
0000 1000 1000 0500
0500
DIFU(13) 1000
1100
1100
0500
0000 1000
T0
1100
0500
(a)梯形图
图7-21 二分频电路
(b)波形图
4.脉冲发生器 在前面的闪光电路中，无论是用两个定时器还是用两个计数器组成的闪光电 路，实际上都可以看作是脉冲发生器，改变闪光的频率和通断的时间比，实际上就 是改变脉冲发生器的频率和脉冲宽度。在实际应用中，我们常用单个脉冲，即单脉 冲触发器，来控制系统的起动、复位、计数器的清零和计数等。单脉冲往往是在信 号变化时产生的，其宽度就是PLC扫描一遍用户程序所需的时间，即一个扫描周 期。如图7-22所示。 如0002变为ON，1000、1001及1002为ON，然后一个周期以后由于1001的常 闭触点断开时1000为OFF，从而使1002断电，只产生一个脉冲，即单脉冲。用相 同的思路，将图7－22中的0002常闭触点，可实现当0002由ON变为OFF时，使输 出1002产生一个周期的单脉冲。如果用前沿微分指令，也可以构成单脉冲发生器。
0001 0002 0715 0003
0715 0500
0001 0002
0008
（a）合法电路
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。
梯形图程序设计方法
图
运料小车示意图
二、原理分析
为了用PLC控制器来实现任务，PLC需要3个输入点，4个 输出点，输入输出点分配见表。
表
输入继电器 作用
输入输出点分配表
输出继电器 作用
X0
X1 X2
启动按钮
右限位开关 左限位开关
Y0
Y1 Y2 Y3
小车右行
小车左行 装料 卸料
根据控制要求，画出时序图。
图 运料小车时序图
自动与手动控制电路
在自动与半自动工作 设备中，有自动控制与手 动控制的联锁，如图所示。 输入信号X1是选择开关， 选其触点为联锁型号。当 X1为ON时，执行主控指 令，系统运行自动控制程 序，自动控制有效，同时 系统执行功能指令CJ P63，直接跳过手动控制 程序，手动调整控制无效。 当X1为OFF时，主控指令 不执行，自动控制无效， 跳转指令也不执行，手动 控制有效。
多继电器线圈控制电路
下图是可以自锁的同时控制4个继电器线圈的 电路图。其中X0是起动按钮，X1是停止按钮。
多地控制电路
下图是两个地方控制一个继电器线圈的程序。 其中X0和X1是一个地方的起动和停止控制按钮， X2和X3是另一个地方的起动和停止控制按钮。
互锁控制电路
下图是3个输出线圈的互锁电路。其中X0、X1和X2是 起动按钮，X3是停止按钮。由于Y0、Y1、Y2每次只能有一 个接通，所以将Y0、Y1、Y2的常闭触点分别串联到其它两 个线圈的控制电路中。
单序列
选择序列
分支： 选择序列的开始，采用水平线； 转换符号只能在水平线之下； 一般只允许同时选择一个序列； 合并： 选择序列的结束，采用水平线； 转换符号只能在水平线之上；
并行序列
分支： 并行序列的开始，采用双水平线； 转换符号只能在双线之上； 合并： 并行序列的结束，采用双水平线； 转换符号只能在水平线之下； 只允许有一个转换符号。
梯形图的设计方法
曲阜师范大学 电气信息与自动化学院
01000
右行
01001
左行
01001
TIM000 00003 TIM 000 #0100 01003 00004 TIM 001
卸料
#0150
01002
装料
第四章 PLC控制系统设计
曲阜师范大学 电气信息与自动化学院
例2：两处送料小车的自动控制系统梯形图设计 小车在ST1处装料，在ST3、ST2处轮流卸料。小车右行第 一次碰到ST3时停下卸料，第二次碰到ST3时不停，到ST2时停 下卸料。 装料15s 左
第四章 PLC控制系统设计
曲阜师范大学 电气信息与自动化学院
例：通风机监视系统
设计一个通风机监视系统监视三个通风机的运行情况 要求：两个或两个以上通风机运转：信号灯持续亮 一个通风机运转： 三个通风机都不运转： 信号灯以0.5Hz频率闪烁 信号灯以2Hz频率闪烁
用一个控制开关控制系统工作： 开关闭合：系统工作
01004
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第四章 PLC控制系统设计
曲阜师范大学 电气信息与自动化学院
§4-3 梯形图的逻辑设计方法
逻辑设计法的基本步骤
① 根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起逻辑 函数关系（可先列出逻辑状态表）； ② 对上述所得的逻辑函数进行化简或变换； ③ 对化简后的函数，利用PLC的逻辑指令实现其函数 关系（作出I/O分配，画出PLC梯形图）； ④ 添加特殊要求的程序。
一个通风机运转：
20001=00000· 00001· 00002+00000· 00001· 00002+00000· 00001· 00002
三个通风机都不运转： 20002=00000· 00001· 00002
plc编程入门梯形图编程步骤
plc编程入门梯形图编程步骤
plc编程入门梯形图编程步骤
（一）决定系统所需的动作及次序。
当使用可编程控制器时，最重要的一环是决定系统所需的输入及输出。
输入及输出要求：
(1) 第一步是设定系统输入及输出数目。
(2) 第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。
（二）对输入及输出器件编号
每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置寄存器等都有一个唯一的对应编号，不能混用。
（三）画出梯形图。
根据控制系统的动作要求，画出梯形图。
梯形图设计规则
（1）触点应画在水平线上，并且根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的控制路径来画。
（2）不包含触点的分支应放在垂直方向，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。
（3）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图的最上面。
在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。
这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。
（4）不能将触点画在线圈的右边。
（四）将梯形图转化为程序
把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它的编码编译成可编程控制器能识别的程序。
这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制语句）、器件号（即数据）组成。
地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的动作。
（五）在编程方式下用键盘输入程序。
（六）编程及设计控制程序。
（七）测试控制程序的错误并修改。
（八）保存完整的控制程序。
PLC 梯形图程序
用“经验设计法”编写PLC 梯形图程序宁波技师学院电气系王柏华一、经验设计法简介梯形图程序设计是可编程控制器应用中最关键的问题,PLC 梯形图程序设计常用方法有: 经验设计法、顺序控制设计法和逻辑代数设计法等。
PLC 梯形图程序用“经验设计法”编写, 是沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图, 即在某些典型电路的基础上, 根据被控对象对控制系统的具体要求, 不断地修改和完善梯形图。
有时需要多次反复地进行调试和修改梯形图, 不断地增加中间编程元件和辅助触点, 最后才能得到一个较为满意的结果。
因此, 所谓的经验设计法是指利用已经的经验( 一些典型的控制程序、控制方法等), 对其进行重新组合或改造, 再经过多次反复修改, 最终得出符合要求的控制程序。
这种设计方法没有普遍的规律可以遵循, 具有很大的试探性和随意性, 最后的结果也不是唯一的, 设计所用的时间、设计质量与设计者的经验有很大的关系, 因此有人就称这种设计方法为经验设计法, 它是其他设计方法的基础, 用于较简单的梯形图程序设计。
用经验设计法编程, 可归纳为以下四个步骤:(1) 控制模块划分( 工艺分析) 。
在准确了解控制要求后, 合理地对控制系统中的事件进行划分, 得出控制要求有几个模块组成、每个模块要实现什么功能、因果关系如何、模块与模块之间怎样联络等内容。
划分时, 一般可将一个功能作为一个模块来处理, 也就是说, 一个模块完成一个功能。
(2) 功能及端口定义。
对控制系统中的主令元件和执行元件进行功能定义、代号定义与I/O 口的定义( 分配), 画出I/O 接线图。
对于一些要用到的内部元件, 也要进行定义, 以方便后期的程序设计。
在进行定义时, 可用资源分配表的形式来进行合理安排元器件。
(3) 功能模块梯形图程序设计。
根据已划分的功能模块, 进行梯形图程序的设计, 一个模块, 对应一个程序。
这一阶段的工作关键是找到一些能实现模块功能的典型的控制程序, 对这些控制程序进行比较, 选择最佳的控制程序( 方案选优), 并进行一定的修改补充, 使其能实现所需功能。
6.4.3 梯形图编程[共4页]
164S7-200系列PLC应用技术bit0～bit3：无作用；bit4：“1”PTO多速定位轨迹错误；bit5：“1”PTO多速定位被用户程序所中断；bit6：“1”PTO多速定位轨迹表出错；bit7：“1”PTO指令执行中。
6.4.3 梯形图编程高速脉冲输出可采用梯形图编程与引导式编程两种方式。
梯形图编程时一般使用中断指令，程序应包括控制信号输入、脉冲参数设定、中断方式选择、中断指令等。
由于指令较简单，下面直接通过编程实例来介绍程序的编制方法。
1．PTO输出编程【例6-3】假设某位置控制系统要求实现图6.4.2所示的两种速度的交替定位工作，编制在Q0.0上输出定位脉冲的控制程序。
图6.4.2 定位曲线由于本例只需要交替输出频率、数量固定的脉冲串信号，故可用PTO的单速定位方式实现，程序设计如下。
（1）控制信号（SMB67）设定bit0 = 0：非PWM输出，设定0；bit1 = 0：非PWM输出，设定0；bit2 = 1：PTO输出脉冲数写入允许；bit3 = 0：脉冲的时间单位为1μs；bit4 = 0：非PWM输出，设定0；bit5 = 0：选择PTO单速定位方式；bit6 = 0：输出脉冲类型为PTO；bit7 = 1：PTO脉冲输出指令生效。
即：SMB67 =1000 0100（84H）。
（2）周期与脉冲数设定周期设定的特殊标志寄存器为SMW68，数值应为500μs（2kHz）与1000μs（1kHz）交替变化。
脉冲数设定的特殊标志寄存器为SMD72，设定值为2000。
（3）中断方式选择本例选择中断方式19（PTO脉冲输出完成后中断），中断程序号为INT_3。
在INT_3中可通过比较触点，交替改变内部标志寄存器SMW68中的内容（周期）。