談可編程控制器梯形圖的編程

摘要:要編制正確、合理的可編程控制器的梯形圖，必須掌握一定的編程規(guī)則和編程技巧，本文通過大量的圖形實例，詳細地介紹了可編程控制器基本的編程規(guī)則和編程技巧。

關鍵詞: 梯形圖;編程;規(guī)則;技巧

可編程控制器(PLC)是采用微機技術，專門為工業(yè)控制而研制開發(fā)的裝置。其主要使用者是廣大的工廠電氣技術人員，為了適應他們的傳統(tǒng)習慣和掌握能力，通常PLC不采用微機的編程語言，而是采用了一種面向控制過程、面向問題的“自然語言”——梯形圖語言來編程。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電氣原理圖很類似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關量邏輯控制。而要很好地使用PLC，就必須要編制正確、合理的梯形圖。下面談談我對可編程控制器梯形圖編程的認識。

一、 可編程控制器梯形圖編程規(guī)則

盡管梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的原理圖在結構形式、元件符號及邏輯控制功能等方面很類似，但它們又有許多不同之處，梯形圖具有自己的編程規(guī)則。

1. 從左至右、從上到下

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、輔助繼電器等，但它們不是真實的物理繼電器，而是一些存儲單元(軟繼電器，統(tǒng)稱為編程元件)，每一軟繼電器與PLC存儲器中的映像寄存器的一個存儲單元相對應。存儲單元的狀態(tài)為“1”，則表示對應的軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點接通，常閉觸點斷開;若存儲單元的狀態(tài)為“0”，對應軟繼電器的線圈和觸點的狀態(tài)與上述相反。軟繼電器中不像真實元件那樣有真實的電流流動，為了便于分析PLC的周期掃描原理和梯形圖的邏輯上的因果關系，更好地借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象在左右母線之間有一個左正右負的直流電壓，使母線之間有一個假想的電流從左向右流動。這個“電流”只能在梯形圖中單方向流動——即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。所以梯形圖每一行都是從母線開始，依次經(jīng)各類繼電器觸點后，再經(jīng)過各類繼電器線圈，以右母線為終點(右母線也可不畫出);各梯級從上到下依次排列。具體說明如圖1所示。

2. 水平放置編程元件

除了主控觸點外，其他所有的觸點只能畫在水平線上，而不能畫在垂直分支線上。具體說明如圖2所示。

3. 線圈右邊無觸點

線圈不能直接與左邊母線相連，必須經(jīng)過觸點方可與左邊母線相連。如果不需要用哪個特定的觸點來控制，可專用PLC內(nèi)部輔助繼電器M8 000(PLC只要運行，其觸點為常閉狀態(tài))來連接。線圈右邊不允許再有接觸點，否則將發(fā)生邏輯錯誤。具體說明如圖3所示。

4. 雙線圈輸出應慎用

在一個程序中，同一編號元件的線圈如果被使用兩次或多次，稱為雙線圈輸出，這時前面的輸出無效，只有最后一次的輸出有效。雙線圈輸出在程序方面并不違反輸入，但輸出動作復雜，它很容易引起誤操作，所以應盡量避免。遇到雙線圈輸出的梯形圖，可以通過變換梯形圖來避免雙線圈輸出。具體說明如圖4所示。

5. 觸點使用次數(shù)不限

每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數(shù)量限制。觸點可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，所有輸出繼電器都可作為輔助繼電器使用。具體說明如圖5所示。

6. 合理布置

在梯形圖編程時，若遇到有幾個串聯(lián)電路相并聯(lián)，應將串聯(lián)觸點多的電路放在上方;若遇到有幾個并聯(lián)電路相串聯(lián)，應將并聯(lián)觸點多的電路放在左方。這樣所編制的程序簡潔明了，語句較少，可以簡化程序，節(jié)省PLC存儲空間。具體說明如圖6所示。

二、 梯形圖設計的編程技巧

1. 選擇合適的編程指令

并聯(lián)線圈的電路，從分支點到線圈之間無觸點的線圈應放在上方。這樣可以避免使用進棧、出棧指令，減少程序步驟，從而達到簡化程序的目的。具體說明如圖7所示。

2. 復雜電路的處理

如果梯形圖構成的電路結構比較復雜，用ANB、ORB等指令難以解決，可重復使用一些觸點畫出它的等效電路，然后再進行編程就比較容易了。具體說明如圖8所示。

3. 橋式電路的編程

梯形圖中的“電流”是按從左至右、從上到下的順序流動的。對于如下圖所示的橋式電路，可能有兩個方向的“電流”流過觸點X2(經(jīng)X0、X2、X4或經(jīng)X1、X2、X3)，這不符合從左至右的原則。對于符合順序執(zhí)行的電路不能直接編程，需要進行“拆橋”處理，將電路進行等效變換。具體說明如圖9所示。

4. 經(jīng)驗之談

在設計梯形圖時，輸入繼電器的觸點狀態(tài)最好按輸入設備全部為常開進行設計更合適，不容易出錯。建議盡可能地用輸入設備的常開觸點與PLC輸入端相連接，如果某些信號只能用常閉觸點輸入，可先按輸入設備為常開來設計，然后將梯形圖中對應的輸入繼電器觸點取反(常開改常閉，常閉改常開)。

總之，在利用PLC對工業(yè)生產(chǎn)過程進行控制時，只有嚴格遵守可編程控制器的編程規(guī)則，掌握一定的編程技巧，才能編制出節(jié)省PLC的存儲空間、縮短PLC運行時的掃描周期的簡潔明了、正確合理的梯形圖。

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(鄭州市技師學院)