淺探PLC梯形圖設計的瓶頸問題之突破

周仲葉

部分中職學校學生的學科知識基礎不扎實，能力相對較弱，在教學過程中教師要適當地引導和啟發，通過合作探究、自主探究等教學手段讓學生們主動參與到程序設計學習中。初學者常遇到類似的瓶頸問題：為什么通常I/O接線圖中啟動按鈕和停止按鈕都用的常開觸點，但在梯形圖中啟動信號用的是常開觸點而停止信號卻用的是常閉觸點？ I/O接線圖中觸點的狀態與梯形圖中觸點的狀態有什么關系呢？在設計過程中如何選擇梯形圖中觸點的狀態呢？今天我們就通過兩個具體的例子來共同探究一下。

首先，我們來分析大家都熟悉的PLC控制的三相異步電機單向連續運轉控制電路，以明確I/O接線圖中的觸點狀態與梯形圖中觸點的狀態的關系。

如下是PLC控制的電機單向連續運轉控制電路的I/O接線圖（A）和梯形圖（B）。

（A） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （B）

本例我們重點分析兩圖中啟動按鈕和停止按鈕，來探討兩圖中的觸點狀態的關系。從（A）圖中我們可以看出啟動按鈕SB1對應的輸入繼電器X0，用的是常開觸點，停止按鈕對應的輸入繼電器X1，用的也是常開觸點。二者同接在PLC輸入公共端COM端。因為二者都用的是常開觸點，所以當PLC上電時兩觸點都不能接通電源，也就是說二者對應的輸入繼電器觸點都不動作，即相對應的（B）中的X0仍是斷開狀態，X1仍是閉合狀態。當按下啟動按鈕SB1時，（A）圖中輸入繼電器X0的線圈通電，（B）圖中常開觸點X0動合。因為沒按下SB2，所以（B）圖中的X1依然是常閉狀態，所以電機啟動自鎖連續運轉。當按下停止按鈕SB2時，（A）圖中輸入繼電器X1的線圈通電，（B）圖中常閉觸點X1動斷，電機停止運轉。

通過以上探究分析，相信你已經從中理出I/O接線圖中的觸點狀態與梯形圖中觸點的狀態的關系。是的，二者沒有直接的關系但有間接的聯系。 I/O接線圖中的觸點是通過控制輸入繼電器的通斷電來控制驅動梯形圖中觸點的狀態的。當PLC上電，I/O接線圖中的觸點不閉合時，則輸入繼電器就不通電，梯形圖中相應的觸點就維持原狀態；當I/O接線圖中的觸點時閉合，則輸入繼電器通電，梯形圖中相應的觸點就動作。

接下來，我們再來共同探究第二個例子。明確在PLC梯形圖編程過程中如何正確選擇觸點狀態。

如圖所示，某車間送料小車的自動往復運動，采用了FX2N系列PLC控制三相異步電動機正反轉來實現，并且可以在A點或B點起動。請根據所給的I/O接線圖（a），將相應的梯形圖（b）補充完整。

（a） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （b）

（c）

在分析探究此題的過程中，很多學生都遇到同樣的瓶頸問題：那就是小車在A點起動時，為什么梯形圖中的X2動斷不斷，X3常開不開？相信經過以下我們的共同探究你一定能找到正確答案。仔細認真如你一定發現了本例（a）圖中的A限位開關SQ1和B限位開關SQ2都用了常閉觸點。而這兩個開關也正是小車在A點或B點起動的關鍵，也正是梯形圖中第二、三個梯級需要補充的重要部分。所以，我們這次重點來探究分析這兩個限位開關， 并正確選擇梯形圖中相應的觸點狀態。

我們先來探究梯形圖中的第二個梯級，即小車在A位置。此時小車碰觸A限位開關動作即SQ1動斷，所以當PLC上電時輸入繼電器X2處于斷電狀態，梯形圖中相對應的觸點X2（由SQ1驅動）不動作；同時，因為小車在A位置，所以B限位開關不動作即閉合，所以輸入繼電器X3（由SQ2驅動）處于通電狀態，梯形圖中相對應的觸點X3動作即動合。那么要實現小車在A點起動，梯形圖中X2的狀態要如何選擇呢？我們不防先試試用X2的常開觸點，當PLC上電時輸入繼電器X2處于斷電狀態，梯形圖中相對應的觸點不動作，也就是說此時若用了X2的常開觸點那么它仍然是斷開的，所以不能接通正轉線圈Y0。由此我們得出小車要在A點正常起動觸點X2要選擇常閉狀態。而當小車離開A點時，SQ1恢復閉合狀態，輸入繼電器X2通電，梯形圖中的X2常閉觸點動斷，Y0自鎖小車繼續前行。

同理，小車在B處起動時，第三個梯級的起動信號X3也要選擇常閉狀態。在這個實例中，因為I/O接線圖中SQ1、SQ2用了常閉觸點，所以編寫PLC梯形圖時相應的觸點邏輯關系與繼電器控制系統的相反。補充完整的梯形圖如圖（c）所示。

綜上，在突破以上瓶頸問題的分析探討過程中，我們得出如下結論：梯形圖中觸點狀態受I/O接線圖中觸點的間接控制；梯形圖中觸點狀態由輸入繼電器的初始通斷電狀態及電路要求實現的具體功能而定。