梯形圖編程原則與PLC程序設(shè)計(jì)方法

梯形圖程序設(shè)計(jì)

梯形圖編程原則與 PLC 程序設(shè)計(jì)方法

（1） 輸入 / 輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等器件的觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使 用，無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。

（2） 梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊，如下圖所示

正確的電路 錯(cuò)誤的電路

（3） 除步進(jìn)程序外，任何線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高級(jí)指令等不能直接與左母線相連。

（4） 在程序中，不允許同一編號(hào)的線圈兩次輸出（雙線圈輸出）。下面的梯形圖是不允許的。

（5） 不允許出現(xiàn)橋式電路。

（6） 程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左至右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應(yīng)為左大右小，上大下小。如：

符合上大下小的電路，共 4 步

符 合左大右小的電路，共 4 步

（7） 輸入設(shè)備盡可能用常開觸點(diǎn)

（8） PLC 程序設(shè)計(jì)常用的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

在傳統(tǒng)繼電器－接觸器控制圖和 PLC 典型控制電路的基礎(chǔ)上，依據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行翻譯、修改和完善，得到最終的控制程序。

（9） 常用的 PLC 典型控制電路

梯形圖程序設(shè)計(jì)的常用方法 —— 邏輯法。

邏輯法：就是應(yīng)用邏輯代數(shù)以邏輯組合的方法和形式設(shè)計(jì)程序。邏輯法的理論基礎(chǔ)是邏輯函數(shù)，邏輯函數(shù)就是邏輯運(yùn)算與、或、非的邏輯組合。因此，從本質(zhì)上來說， PLC 梯形圖程序就是與、或、非的邏輯組合，也可以用邏輯函數(shù)表達(dá)式來表示。

（1） 基本方法：用邏輯法設(shè)計(jì)梯形圖，必須在邏輯函數(shù)表達(dá)式與梯形圖之間 建立一種一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即梯形圖中常開觸點(diǎn)用原變量（元件）表示，常閉觸點(diǎn)用反變量（元件上加一小橫線）表示。觸點(diǎn)（變量）和線圈（函數(shù)）只有兩個(gè)取值“ 1 ” 與“ 0 ” ， 1 表示觸點(diǎn)接通或線圈有電， 0 表示觸點(diǎn)斷開或線圈無電。觸點(diǎn)串聯(lián)用邏輯“與”表示，觸點(diǎn)并聯(lián)用邏輯“或”表示，其他 復(fù)雜的觸點(diǎn)組合可用組合邏輯表示，他們的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示。

邏輯函數(shù)表達(dá)式	梯形圖	邏輯函數(shù)表達(dá)式	梯形圖
邏輯“與” M0=X1.X2		“與”運(yùn)算式 M0=X1.X2---Xn
邏輯“或” M0=X1+X2		“或 / 與”運(yùn)算式
邏輯“非”		“與 / 或”運(yùn)算式 M0=(X1.X2)+(X3.X4)

（2） 設(shè)計(jì)步驟：

1） 通過分析控制要求，明確控制任務(wù)和控制內(nèi)容；

2） 確定 PLC 的軟元件（輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、輔助繼電器 M 和定時(shí)器 T ），畫出 PLC 的外部接線圖；

3） 將控制任務(wù)、要求轉(zhuǎn)換為邏輯函數(shù)（線圈）和邏輯變量（觸點(diǎn)），分析觸點(diǎn)與線圈的邏輯關(guān)系，列出真值表；

4） 寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式；

5） 根據(jù)邏輯函數(shù)表達(dá)式畫出梯形圖；

6） 優(yōu)化梯形圖

（3） 邏輯法的應(yīng)用

用邏輯法設(shè)計(jì)三相異步電動(dòng)機(jī) Y/ △降壓起動(dòng)控制的梯形圖。

1） 明確控制任務(wù)和控制內(nèi)容

按下起動(dòng)按鈕 SB1 ，時(shí)間繼電器 KT 和起動(dòng)用接觸器 KMY 線圈得電，之后主接觸器 KM 線圈得電并自鎖，進(jìn)行 Y 形起動(dòng)。當(dāng) KT 的延時(shí)到達(dá)， KMY 線圈失電，同時(shí) KM △線圈得電，電動(dòng)機(jī)完成 Y 形起動(dòng)，進(jìn)入△形正常運(yùn)行。在此過程中，按下停止按鈕 SB 或熱繼電器 FR 動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)無條件停止。

2） 確定 PLC 的軟元件，畫出 PLC 的外部接線圖

PLC 的輸入信號(hào)：起動(dòng)按鈕 SB1(X1) ，停止按鈕 SB(X0) ，熱繼電器常開觸點(diǎn) FR(X2) 。PLC 的輸出信號(hào)：主接觸器 KM(Y0) ，起動(dòng)接觸器 KMY(Y1) ，運(yùn)行接觸器 KM △ (Y2) 。定時(shí)器 (T0) 。根據(jù)上述 I/O 信號(hào)，可畫出 PLC 的外部接線圖，如圖 5 所示。

3） 列出真值表

真值表就是根據(jù)控制要求，列出的線圈函數(shù)和觸點(diǎn)變量的取值，即當(dāng)線圈函數(shù)為 1 時(shí)，必須使哪些觸點(diǎn)變量為 1 ，當(dāng)線圈函數(shù)為 0 時(shí)，必須使哪些觸點(diǎn)變量為 0 。例如，當(dāng)起動(dòng)用接觸器為 1 時(shí)，就必須使起動(dòng)按鈕為 1 或起動(dòng)接觸器為 1 ；當(dāng)起動(dòng)用接觸器為 0 時(shí)，就必須使停止按鈕或熱繼電器或運(yùn)行或定時(shí)器為 0 。根據(jù)控制要求，可列出其真值表，如圖 6 所示。

圖 6 電動(dòng)機(jī) Y/ △降壓起動(dòng)真值表

4） 列出邏輯函數(shù)表達(dá)式

將真值表中線圈函數(shù)為 1 的觸點(diǎn)變量的邏輯式與上線圈函數(shù)為 0 的各觸點(diǎn)變量的反變量，即為線圈函數(shù)的邏輯表達(dá)式，因此，可列出如下的邏輯函數(shù)表達(dá)式：

5） 畫出梯形圖

根據(jù)上述邏輯函數(shù)表達(dá)式以及邏輯函數(shù)表達(dá)式與梯形圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可畫出圖 7 所示的梯形圖。

審核編輯：湯梓紅