PLC梯形圖編程的四個(gè)基本概念

1.軟繼電器

PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元(軟繼電器)，每一軟繼電器與PLC存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元如果為“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。

2.能流

有一個(gè)假想的“概念電流”或“能流”(PowerFlow)從左向右流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序是一致的。能流只能從左向右流動(dòng)。利用能流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯形圖。

3.母線

梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Busbar)，。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線(左母線和右母線)之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動(dòng)。右母線可以不畫出。

4.梯形圖的邏輯解算

根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。

PLC梯形圖編程基本規(guī)則

由于梯形圖是一種程序表示的形式，并非由硬件構(gòu)成的控制電路，因此在畫梯形圖時(shí)，應(yīng)注意和普通控制電路的不同之處，plc編程時(shí)應(yīng)該遵循以下基本原則：

(1)外部輸入/輸出繼電器、內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等軟器件的邏輯觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，無(wú)需用復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來(lái)減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。

(2)梯形圖的每一行都是從左母線開始，線圈接在最右邊。觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊，而在繼電接觸器控制電路中，觸點(diǎn)可以加在線圈的右邊，這在PLC的梯形圖中是不允許的。如圖1(a)表示。從圖中不難看出編程者的意圖是，當(dāng)觸點(diǎn)0.00、0.01、0.02都閉合時(shí)，線圈10.00被驅(qū)動(dòng)得電。但在梯形圖中由于觸點(diǎn)不能與右母線相連，因此將圖1(a)轉(zhuǎn)換成圖1(b)所示格式，既滿足了程序的上述功能，又符合梯形圖的編程規(guī)則。

圖1線圈未與右母線(或觸點(diǎn)與右母線)相連情況的轉(zhuǎn)換

(a)不符合編程規(guī)格的梯形圖;(b)符合編程規(guī)格的梯形圖

(3)線圈不能直接與左母線相連。由圖2(a)不難看出編程者的意圖是，使程序一運(yùn)行10.00、10.01線圈即被驅(qū)動(dòng)。要達(dá)到這樣的目的，可以使用一個(gè)程序中未被調(diào)用的內(nèi)部繼電器(如200.00)的常閉觸點(diǎn)或者特殊繼電器253.15(常通繼電器)的常開觸點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)它們，既滿足了編程者的功能要求，又不違背梯形圖編程規(guī)則，如圖2(b)所示。

(4)同一編號(hào)的線圈在同一個(gè)主程序中連續(xù)使用兩次稱為同名雙線圈輸出。同名雙線圈輸出容易引起輸出結(jié)果的不確定，編制程序時(shí)應(yīng)盡量避免同名雙線圈輸出的情況，如何避免同名雙線圈輸出可以參考圖3所示的方案。

圖2線圈直接與左母線相連情況的轉(zhuǎn)換

(a)不符合編程規(guī)格的梯形圖;(b)符合編程規(guī)格的梯形圖

圖3同名雙線圈輸出及其解決方案

(a)原梯形圖;(b)運(yùn)行效果;

在梯形圖程序中一般應(yīng)盡量避免同名雙線圈輸出，因?yàn)檫@樣會(huì)造成輸出結(jié)果的不確定，如圖(a)所示為同名雙線圈輸出梯形圖。在編程語(yǔ)法上，該梯形圖并不違反規(guī)定，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，其結(jié)果有時(shí)會(huì)和編程者的期望大相徑庭。不難看出(a)圖中編程者的意圖是，當(dāng)支路1中的觸點(diǎn)0.00、0.01都閉合時(shí)、或支路2中的觸點(diǎn)0.02、0.03都閉合時(shí)、或兩條支路中的所有觸點(diǎn)都閉合時(shí)，線圈10.00都能被驅(qū)動(dòng)。但在實(shí)際執(zhí)行中，當(dāng)觸點(diǎn)支路1中的觸點(diǎn)0.00、0.01閉合，而支路2中的觸點(diǎn)0.02、0.03斷開時(shí)，線圈10.00并不得電，結(jié)果如圖(b)所示。這是因?yàn)镻LC采用循環(huán)掃描的處理方式。在輸入采樣后，中央處理器對(duì)梯形圖自上而下進(jìn)行運(yùn)算。在運(yùn)算第一階電路時(shí)，線圈10.00是被驅(qū)動(dòng)得電的，但運(yùn)算到第二階電路時(shí)，線圈10.00因觸點(diǎn)0.02、0.03斷開而不被驅(qū)動(dòng)。在I/O刷新時(shí)，以最后的運(yùn)算結(jié)果為準(zhǔn)進(jìn)行輸出，因而此時(shí)的線圈10.00是失電狀態(tài)的。

(5)梯形圖程序必須符合順序執(zhí)行的原則，即從左到右，從上到下地順序執(zhí)行，如不符合順序執(zhí)行原則的梯形圖程序是無(wú)法輸入編程軟件的。如圖4(a)所示的橋式結(jié)構(gòu)的梯形圖，不難看出程序設(shè)計(jì)者的意圖是，當(dāng)支路l的所有觸點(diǎn)均閉合、或支路2的所有觸點(diǎn)均閉合、或支路3的所有觸點(diǎn)均閉合、或支路4的所有觸點(diǎn)均閉合時(shí)，線圈10.00被驅(qū)動(dòng)得電。但此類梯形圖由于不符合編程規(guī)則而無(wú)法輸入編程軟件或手持編程器，應(yīng)將圖4(a)轉(zhuǎn)換成圖4(b)所示，才能利用編程軟件或手持編程器寫入PLC存儲(chǔ)器中。

圖4橋式電路的轉(zhuǎn)換

(a)橋式電路圖;(b)轉(zhuǎn)換后的梯形圖

(6)梯形圖中串聯(lián)、并聯(lián)觸點(diǎn)使用的次數(shù)沒(méi)有限制，可無(wú)限次地使用，如圖5所示。

(7)同一程序中兩個(gè)或兩個(gè)以上不同編號(hào)的線圈可以并聯(lián)輸出，如圖6所示。

圖5觸點(diǎn)的無(wú)限使用

圖6不同編號(hào)的多個(gè)線圈并聯(lián)輸出

PLC計(jì)數(shù)器程序梯形圖編程實(shí)例

在光電傳感器檢測(cè)到10個(gè)產(chǎn)品后，機(jī)械手將開始收拾行李。當(dāng)完成動(dòng)作，機(jī)械手和計(jì)數(shù)器將被重置。

plc輸入時(shí)所需的數(shù)

X0–用于計(jì)數(shù)產(chǎn)品的光電傳感器。在檢測(cè)產(chǎn)品時(shí)，X0=ON。

X1–機(jī)械手動(dòng)作完成傳感器。在完成填塞，X1=ON，。

PLC輸出所需的數(shù)

Y0–機(jī)械手

PLC計(jì)數(shù)器所需的數(shù)

C0–計(jì)數(shù)器：16位上數(shù)(通用)

plc編程梯形圖

PLC編程梯形圖描述：

當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到產(chǎn)品，X0從關(guān)閉變成打開。C0作一次計(jì)數(shù)，當(dāng)C0達(dá)到10，常開觸點(diǎn)C0關(guān)閉，Y0=ON，機(jī)械手開始收拾產(chǎn)品。

當(dāng)完成包裝，檢測(cè)機(jī)械手的傳感器啟動(dòng)，X1從關(guān)閉變?yōu)榇蜷_，RST指令執(zhí)行，Y0，C0重置，準(zhǔn)備下次計(jì)數(shù)。