梯形圖編程原則與PLC程序設計方法

梯形圖程序設計

梯形圖編程原則與 PLC 程序設計方法

（1） 輸入 / 輸出繼電器、內部輔助繼電器、定時器、計數器等器件的觸點可以多次重復使 用，無需復雜的程序結構來減少觸點的使用次數。

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

正確的電路 錯誤的電路

（3） 除步進程序外，任何線圈、定時器、計數器、高級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） 不允許出現橋式電路。

（6） 程序的編寫順序應按自上而下、從左至右的方式編寫。為了減少程序的執行步數，程序應為左大右小，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） 輸入設備盡可能用常開觸點

（8） PLC 程序設計常用的經驗設計法

在傳統繼電器－接觸器控制圖和 PLC 典型控制電路的基礎上，依據積累的經驗進行翻譯、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

梯形圖程序設計的常用方法 —— 邏輯法。

邏輯法：就是應用邏輯代數以邏輯組合的方法和形式設計程序。邏輯法的理論基礎是邏輯函數，邏輯函數就是邏輯運算與、或、非的邏輯組合。因此，從本質上來說， PLC 梯形圖程序就是與、或、非的邏輯組合，也可以用邏輯函數表達式來表示。

（1） 基本方法：用邏輯法設計梯形圖，必須在邏輯函數表達式與梯形圖之間 建立一種一一對應關系，即梯形圖中常開觸點用原變量（元件）表示，常閉觸點用反變量（元件上加一小橫線）表示。觸點（變量）和線圈（函數）只有兩個取值“ 1 ” 與“ 0 ” ， 1 表示觸點接通或線圈有電， 0 表示觸點斷開或線圈無電。觸點串聯用邏輯“與”表示，觸點并聯用邏輯“或”表示，其他 復雜的觸點組合可用組合邏輯表示，他們的對應關系如下表所示。

邏輯函數表達式	梯形圖	邏輯函數表達式	梯形圖
邏輯“與” M0=X1.X2		“與”運算式 M0=X1.X2---Xn
邏輯“或” M0=X1+X2		“或 / 與”運算式
邏輯“非”		“與 / 或”運算式 M0=(X1.X2)+(X3.X4)

（2） 設計步驟：

1） 通過分析控制要求，明確控制任務和控制內容；

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

3） 將控制任務、要求轉換為邏輯函數（線圈）和邏輯變量（觸點），分析觸點與線圈的邏輯關系，列出真值表；

4） 寫出邏輯函數表達式；

5） 根據邏輯函數表達式畫出梯形圖；

6） 優化梯形圖

（3） 邏輯法的應用

用邏輯法設計三相異步電動機 Y/ △降壓起動控制的梯形圖。

1） 明確控制任務和控制內容

按下起動按鈕 SB1 ，時間繼電器 KT 和起動用接觸器 KMY 線圈得電，之后主接觸器 KM 線圈得電并自鎖，進行 Y 形起動。當 KT 的延時到達， KMY 線圈失電，同時 KM △線圈得電，電動機完成 Y 形起動，進入△形正常運行。在此過程中，按下停止按鈕 SB 或熱繼電器 FR 動作，電動機無條件停止。

2） 確定 PLC 的軟元件，畫出 PLC 的外部接線圖

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

3） 列出真值表

真值表就是根據控制要求，列出的線圈函數和觸點變量的取值，即當線圈函數為 1 時，必須使哪些觸點變量為 1 ，當線圈函數為 0 時，必須使哪些觸點變量為 0 。例如，當起動用接觸器為 1 時，就必須使起動按鈕為 1 或起動接觸器為 1 ；當起動用接觸器為 0 時，就必須使停止按鈕或熱繼電器或運行或定時器為 0 。根據控制要求，可列出其真值表，如圖 6 所示。

圖 6 電動機 Y/ △降壓起動真值表

4） 列出邏輯函數表達式

將真值表中線圈函數為 1 的觸點變量的邏輯式與上線圈函數為 0 的各觸點變量的反變量，即為線圈函數的邏輯表達式，因此，可列出如下的邏輯函數表達式：

5） 畫出梯形圖

根據上述邏輯函數表達式以及邏輯函數表達式與梯形圖的對應關系，可畫出圖 7 所示的梯形圖。

審核編輯：湯梓紅