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(shí)例，詳細(xì)地介紹了可編程控制器基本的編程規(guī)則和編程技巧。

關(guān)鍵詞: 梯形圖;編程;規(guī)則;技巧

可編程控制器(PLC)是采用微機(jī)技術(shù)，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(shù)人員，為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常PLC不采用微機(jī)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(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)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?wù)勎覍?duì)可編程控制器梯形圖編程的認(rèn)識(shí)。

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(jié)構(gòu)形式、元件符號(hào)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(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元(軟繼電器，統(tǒng)稱為編程元件)，每一軟繼電器與PLC存儲(chǔ)器中的映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。存儲(chǔ)單元的狀態(tài)為“1”，則表示對(duì)應(yīng)的軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開;若存儲(chǔ)單元的狀態(tài)為“0”，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述相反。軟繼電器中不像真實(shí)元件那樣有真實(shí)的電流流動(dòng)，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(guān)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(gè)左正右負(fù)的直流電壓，使母線之間有一個(gè)假想的電流從左向右流動(dòng)。這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)——即從左向右流動(dòng)，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(diǎn)后，再經(jīng)過各類繼電器線圈，以右母線為終點(diǎn)(右母線也可不畫出);各梯級(jí)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(diǎn)外，其他所有的觸點(diǎn)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(diǎn)

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

4. 雙線圈輸出應(yīng)慎用

在一個(gè)程序中，同一編號(hào)元件的線圈如果被使用兩次或多次，稱為雙線圈輸出，這時(shí)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(dòng)作復(fù)雜，它很容易引起誤操作，所以應(yīng)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(diǎn)使用次數(shù)不限

每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。觸點(diǎn)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(shí)，若遇到有幾個(gè)串聯(lián)電路相并聯(lián)，應(yīng)將串聯(lián)觸點(diǎn)多的電路放在上方;若遇到有幾個(gè)并聯(lián)電路相串聯(lián)，應(yīng)將并聯(lián)觸點(diǎn)多的電路放在左方。這樣所編制的程序簡(jiǎn)潔明了，語句較少，可以簡(jiǎn)化程序，節(jié)省PLC存儲(chǔ)空間。具體說明如圖6所示。

二、 梯形圖設(shè)計(jì)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(diǎn)到線圈之間無觸點(diǎn)的線圈應(yīng)放在上方。這樣可以避免使用進(jìn)棧、出棧指令，減少程序步驟，從而達(dá)到簡(jiǎn)化程序的目的。具體說明如圖7所示。

2. 復(fù)雜電路的處理

如果梯形圖構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，用ANB、ORB等指令難以解決，可重復(fù)使用一些觸點(diǎn)畫出它的等效電路，然后再進(jìn)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(dòng)的。對(duì)于如下圖所示的橋式電路，可能有兩個(gè)方向的“電流”流過觸點(diǎn)X2(經(jīng)X0、X2、X4或經(jīng)X1、X2、X3)，這不符合從左至右的原則。對(duì)于符合順序執(zhí)行的電路不能直接編程，需要進(jìn)行“拆橋”處理，將電路進(jìn)行等效變換。具體說明如圖9所示。

4. 經(jīng)驗(yàn)之談

在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，輸入繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)最好按輸入設(shè)備全部為常開進(jìn)行設(shè)計(jì)更合適，不容易出錯(cuò)。建議盡可能地用輸入設(shè)備的常開觸點(diǎn)與PLC輸入端相連接，如果某些信號(hào)只能用常閉觸點(diǎn)輸入，可先按輸入設(shè)備為常開來設(shè)計(jì)，然后將梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器觸點(diǎn)取反(常開改常閉，常閉改常開)。

總之，在利用PLC對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制時(shí)，只有嚴(yán)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(chǔ)空間、縮短PLC運(yùn)行時(shí)的掃描周期的簡(jiǎn)潔明了、正確合理的梯形圖。

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(鄭州市技師學(xué)院)