可編程邏輯控制器 (PLC) 中的梯形邏輯

　　本文介紹了用于對(duì) PLC 進(jìn)行編程的編程語(yǔ)言梯形圖邏輯，并展示了其功能的示例。

　　梯形圖，更好地稱為梯形邏輯，是一種用于對(duì) PLC（可編程邏輯控制器）進(jìn)行編程的編程語(yǔ)言。本文將簡(jiǎn)要介紹什么是梯形邏輯，并通過(guò)一些示例說(shuō)明其功能。

　　可編程邏輯控制器或 PLC 是用于執(zhí)行控制功能的數(shù)字計(jì)算機(jī)，通常用于工業(yè)應(yīng)用。在可用于對(duì) PLC 進(jìn)行編程的各種語(yǔ)言中，梯形圖邏輯是一種直接模仿機(jī)電繼電器系統(tǒng)的語(yǔ)言。

　　它使用在代表系統(tǒng)電源的兩個(gè)垂直條之間布置的長(zhǎng)梯級(jí)。沿著梯級(jí)是觸點(diǎn)和線圈，仿照機(jī)械繼電器上的觸點(diǎn)和線圈建模。觸點(diǎn)充當(dāng)輸入，通常代表開(kāi)關(guān)或按鈕；線圈表現(xiàn)為輸出，例如燈或電機(jī)。

　　不過(guò)，輸出不一定是物理的，可以代表 PLC 內(nèi)存中的單個(gè)位。然后可以稍后在代碼中將該位用作另一個(gè)輸入。觸點(diǎn)串聯(lián)表示 AND 邏輯，并聯(lián)表示使用 OR 邏輯。與真正的繼電器一樣，有常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。

　　梯形圖邏輯示例

　　我們來(lái)看一個(gè)梯形圖邏輯編程的例子：

　　圖 1.一個(gè)簡(jiǎn)單的梯形圖邏輯程序

　　這個(gè)梯形圖邏輯程序有三個(gè)梯級(jí)長(zhǎng)。程序由 CPU 從左到右、從上到下“掃描”或運(yùn)行。橫跨整個(gè)梯級(jí)的符號(hào)實(shí)際上是圖形說(shuō)明。這些指令的名稱是：

　　XIC（檢查是否關(guān)閉）

　　XIO（檢查是否打開(kāi)）

　　OTE（輸出激勵(lì)）。

　　梯級(jí)

　　查看梯級(jí)，注意前兩個(gè)輸入 I:1/1 和 I:1/2。符號(hào)是 XIC，I 表示這是一個(gè)輸入。該指令表示在其中一個(gè)離散輸入卡上找到的物理輸入。

　　圖 2.個(gè)梯級(jí)代表在其中一個(gè)離散輸入卡上找到的物理輸入。

　　I:1 表示此輸入卡已放置在插槽 1 中，與處理器直接相鄰。/1 表示感興趣的位。輸入卡有多個(gè)通道，如果指令指定/1，則指令訪問(wèn)通道 1。

　　第二個(gè)輸入代表同一張卡上的通道 2。如果關(guān)閉，則 XIC 指令真正意味著 true。也就是說(shuō)，如果它代表的輸入設(shè)備關(guān)閉，則該指令將為真。如果指令為真，則以綠色突出顯示。使輸出通電的方法是是否可以從左軌追蹤到右軌的真實(shí)指令路徑。因此，梯級(jí) 1 上的輸出將為真，因?yàn)榇嬖谡嬷噶盥窂?I:1/1 和 I:1/2。這實(shí)際上是一個(gè) AND 操作。

　　本例中的輸出 B:0/1 實(shí)際上是存儲(chǔ)在 PLC 內(nèi)存中的內(nèi)部位。這就是為什么將“輸出”標(biāo)記為 B 而不是 O 的原因。當(dāng)需要記錄特定狀態(tài)或一組輸入而不實(shí)際打開(kāi)物理輸出時(shí)，這些內(nèi)部位非常有用。

　　二階

　　在第二個(gè)梯級(jí)上，我們有一個(gè)標(biāo)記為 I:1/3 的第三個(gè)輸入，我們的內(nèi)部位現(xiàn)在用于輸入指令而不是輸出。

　　圖 3.第二個(gè)梯級(jí)代表與輸入指令一起使用的第三個(gè)輸入。

　　這兩個(gè)輸入并聯(lián)放置，代表一個(gè)或條件。O:2/1 是一條輸出指令，表示插槽 2 中物理離散輸出卡上的通道 1。可以通過(guò)將 B:0/1 替換為梯級(jí)一的兩個(gè)輸入來(lái)在沒(méi)有內(nèi)部位的情況下重寫第二個(gè)梯級(jí)。因此，如果 I:1/3 為真，或者如果 I:1/1 和 I:1/2 都為真，則輸出 O:2/1 將為真。這是所有梯形圖邏輯程序的基本結(jié)構(gòu)。

　　第三梯級(jí)

　　第三個(gè)梯級(jí)引入了 XIO 指令。如果打開(kāi)，將 XIO 指令描述為真。

　　圖 4.第三個(gè)梯級(jí)引入了 XIO 指令。

　　只有當(dāng)連接到它的輸入打開(kāi)時(shí)，XIO 才會(huì)為真。對(duì)于內(nèi)部位，如果內(nèi)部位關(guān)閉，則此指令為真。因此，因?yàn)?I:1/1 和 I:1/2 都閉合，表示這些輸入的 XIO 指令為假。表示 I:1/3 的 XIO 為真，因?yàn)樗硎镜妮斎朐O(shè)備是打開(kāi)的。如果沒(méi)有從左到右的真實(shí)指令路徑，則第三梯級(jí) O:2/2 上的輸出將關(guān)閉。

　　PLC系統(tǒng)指令

　　上面討論的指令是 PLC 系統(tǒng)中基本的指令，但它們只占整個(gè)指令集的一小部分。大多數(shù) PLC 包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、鎖存和邏輯指令。

　　圖 5 顯示了作者為 Allen-Bradley PLC 編寫的稍微復(fù)雜的電平控制程序。

　　圖 5. 電平控制程序

　　對(duì)于初學(xué)者，您可能會(huì)注意到輸入 I:1/0。令人困惑的是，Allen-Bradley 將任何卡通道上的個(gè)通道命名為 0。這類似于數(shù)組索引從零開(kāi)始的方式。

　　該程序使用連接到水箱的兩個(gè)液位開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)兩個(gè)泵，這兩個(gè)泵必須一個(gè)接一個(gè)地開(kāi)始運(yùn)行，而不是同時(shí)運(yùn)行。請(qǐng)注意，相同的兩個(gè) XIC 輸入同時(shí)控制泵 A 和 B。但是，內(nèi)部位與 XIC 一起用于控制泵 A，與 XIO 一起用于控制泵 B。如果梯級(jí) 0000 為真，則使用鎖存指令鎖存泵 A 。

　　如果梯級(jí) 0001 為真，則泵 B 被鎖定。一旦鎖存指令變?yōu)檎?，輸出將保持打開(kāi)狀態(tài)，直到激活互補(bǔ)的解鎖指令。一個(gè)梯級(jí)使用性指令和 XOR 指令控制泵切換。

　　單次觸發(fā)在激活時(shí)對(duì)單個(gè)程序掃描保持正確，而 XOR 的行為與往常一樣。這是使用單個(gè)輸入切換位的簡(jiǎn)單方法。