PLC的发展背景及其功能概述.pdf

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1、PLC的发展背景及其功能概述置位 PLC ， (Programmable Logic Controller)，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器 “Sequence Controller” ， 1978 NEMA(National Electrical Manufacture Association)美国国家电气协 会正式命名为 Programmable Logic Controller，PLC)，其定义为一种电子装置，主要将外部的输入装置如： 按键、感应器、 开关及脉冲等的状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程 序，以微处理机 执行逻辑、顺序、计时、计数及算式运

2、算，产生相对应的输出信号到输出装置如：继电器 (Relay) 的开关、电 磁阀及马达驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序之目的。并藉 由其外围的装置 ( 个人计算机 / 程序书写器 ) 轻易地编辑 / 修改程序及监控装置状态，进行现场程序的维护及试机调整。而普遍使 用于 PLC程序设计的语言，即是梯形图 (Ladder Diagram)程序语言。 而随着电子科技之发展及产业应用之需要， PLC的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等，输出 / 入信号也包含了 DI (Digital Input)、 AI (Analog Input)、PI (Pulse Input)及

3、NI (Numerical Input)，DO (Digital Output) 、AO (Analog Output)、PO (Pulse Output)及 NO (Numerical Output)，因此 PLC在未来的工业控制 中，仍将扮演举足轻重的角色。 1.1 梯形图工作原理 梯形图为二次世界大战期间所发展出来之自动控制图形语言，是历史最久、使用最广之自动 控制语言， 最初只有 A（常开）接点、 B（常闭）接点、输出线圈、定时器、计数器等基本机构装置（今日仍在使用之 配电盘即是） ，直到可程控器 PLC出现后，梯形图之中可表示的装置，除上述外，另增加了诸如微分接点、 保持线圈等装置以

4、及传统配电盘无法达成之应用指令，如加、减、乘及除等数值运算功能。 无论传统梯形图或 PLC梯形图其工作原理均相同，只是在符号表示上传统梯形图以较接近实体之符号 表示，而 PLC 则采用较简明且易于计算机或报表上表示之符号表示。在梯形图逻辑方面可分为组合逻 辑和 顺序逻辑两种，兹分述如下： 1. 组合逻辑： 分别以传统梯形图及 PLC梯形图表示组合逻辑之范例。 传统梯形图 PLC 梯形图 X0 Y0 Y0 X4X2 X3 X1 Y2 Y1 X0 X1 X2 X3 X4 Y1 Y2 列 1：使用一常开开关 X0（NO ： Normally Open ）亦即一般所谓之 A开关或接点。其特性是在平常（

5、未 压下）时，其接点为开路（ Off ）状态，故 Y0不导通，而在开关动作（压下按钮）时，其接点变为 导通（ On） ，故 Y0导通。 列 2：使用一常闭开关 X1（NC ： Normally Close）亦即一般所称之 B开关或接点，其特性是在平常时， 其接点为导通，故 Y1导通，而在开关动作时，其接点反而变成开路，故 Y1不导通。 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 列 3：为一个以上输入装置之组合逻辑输出的应用，其输出 Y2只有在 X2不动作或 X3动作且 X4为动作 时才会导通。 2. 顺序逻辑： 顺序逻辑为具有回授结构之回路，亦即将回路输出结果拉回当输入条件，如此

6、在相同输入条 件下，会因 前次状态或动作顺序之不同，而得到不同之输出结果。 分别以传统梯形图及 PLC梯形图表示顺序逻辑之范例。 传统梯形图 PLC 梯形图 X5 X6 X5X6 Y3 Y3 Y3 Y3 在此回路刚接上电源时，虽 X6开关为 On ，但 X5开关为 Off ，故 Y3不动作。在激活开关 X5按下后， Y3动作，一旦 Y3动作后，即使放开激活开关（ X5变成 Off ）Y3因为自身之接点回授而仍可继续保持动作 （此即为自我保持回路），其动作可以下表表示： 动作顺序 装置状态X5开关 X6开关 Y3 状态 Off 2 动作不动作 On On 4 不动作动作 Off 5 不动作不动作

7、 Off 由上表可知在不同顺序下，虽然输入状态完全一致，其输出结果亦可能不一样，如表中之动 作顺序 1 和 3 其 X5和 X6开关均为不动作，在状态 1 的条件下 Y3为 Off ，但状态 3 时 Y3却为 On ，此种 Y3输出状态 拉回当输入（即所谓之回授）而使回路具有顺序控制效果是梯形图回路之主要特性。在本节 范例中仅列举 A、 B接点和输出线圈作说明，其它装置之用法和此相同，请参考第 3 章基本指令。 1.2 传统梯形图及 PLC梯形图之差异 虽然传统梯形图和 PLC梯形图之工作原理是完全一致的，但实际上 PLC仅是利用微电脑 （Microcomputer ） ，来仿真传统梯形图之动

8、作，亦即利用扫描的方式逐一地查看所有输入装 置及输出线圈之 状态，再将此等状态依梯形图之组态逻辑作演算和传统梯形图一样之输出结果，但因 Microcomputer只有一 个，只能逐一地查看梯形图程序，并依该程序及输入 / 出状态演算输出结果，再将结果送到输出接口，然后又 重新读取输入状态 演算 输出，如此周而复始地循环执行上述动作，此一完整之循环动作所费之时间 称之为扫描时间，其时间会随着程序之增大而加长，此扫描时间将造成 PLC从输入检知到输出反应之延迟， 延迟时间愈长对控制所造成之误差愈大，甚至造成无法胜任控制要求之情况，此时就必须选 用扫描速度更快 之 PLC ，因此 PLC之扫描速度是

9、 PLC之重要规格，惟拜微电脑及 ASIC（特定用途 IC）技术精进之赐，现 今之 PLC在扫描速度上均有极大之改善，下图为 PLC之梯形图程序扫描之示意图。 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 . 依梯形图组态演算出输出结果 X0 X1 Y0 Y0 M100 X3 Y1 X10 X100 M505 Y126 0 END 周而复始的执行 ( 尚未送到外界输出点，但内部 装置会实时输出 ) . 除上述扫描时间差异外， PLC梯形图和传统梯形图尚有如下之逆向回流之差异，如下图传统梯形 图所示图中，若 X0，X1， X4，X6为导通，其它为不导通，在传统之梯形图回路上输出 Y0会

10、如虚线所示形 成回路而为 On 。但在 PLC梯形图中，因演算梯形图程序系由上而下，由左而右地扫描。在同样输入条件下， 以梯形图编辑工具 (WPLSoft) 会检查出梯形图错误。 传统梯形图之逆向回流： X0X1X2 Y0 X5X3 X4 X6 a b PLC梯形图之逆向回流： X3X0 X1 X2 Y0 X4 X6 X5b 检查出梯形图形第三列错误 a 1.3 梯形图编辑说明 梯形图为广泛应用在自动控制的一种图形语言，这是沿用电气控制电路的符号所组合而成的 一种图形， 透过梯形图编辑器画好梯形图形后， PLC的程序设计也就完成，以图形表示控制的流程较为直观，易为熟悉 电气控制电路的技术人员所

11、接受。在梯形图形很多基本符号及动作都是根据在传统自动控制 配电盘中常见的 机电装置如按钮、开关、继电器（ Relay ） 、定时器（ Timer ）及计数器（ Counter ）等等。 PLC的内部装置： PLC内部装置的种类及数量随各厂牌产品而不同。内部装置虽然沿用了传统电气控 制电路中的继电器、线圈及接点等名称，但 PLC内部并不存在这些实际物理装置，及它对应的只是 PLC内 部存储器的一个基本单元（一个位， bit ） ，若该位为 1 表示该线圈受电，该位为 0 表示线圈不受电，使用常 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 开接点（ Normal Open, NO 或

12、a 接点）即直接读取该对应位的值，若使用常闭接点（ Normal Close, NC或 b 接点）则取该对应位值的反相。多个继电器将占有多个位（ bit ） ，8 个位，组成一个字节（或称为一个字节， byte ） ，二个字节，称为一个字（ word） ，两个字，组合成双字（ double word ） 。当多个继电器一并处理时（如 加/ 减法、移位等）则可使用字节、字或双字，且 PLC内部的另两种装置：定时器及计数器，不仅有线圈， 而且还有计时值及计数值，因此还要进行一些数值的处理，这些数值多属于字节、字或双字 的形式。 由以上所述，各种内部装置，在 PLC内部的数值储存区，各自占有一定数量

13、的储存单元，当使用这些 装置，实际上就是对相应的储存内容以位或字节或字的形式进行读取。 基本 PLC的基本内部装置介绍： ( 详细说明请参考第 2 章 DVP- PLC各种装置功能 ) 功能说明 输入继电器 （Input Relay） 输入继电器是 PLC及外部输入点（用来及外部输入开关连接并接受外部输入信号的 端子）对应的内部存储器储存基本单元。它由外部送来的输入信号驱动，使它为 0 或 1。 用程序设计的方法不能改变输入继电器的状态，即不能对输入继电器对应的基本单元改 写，亦无法由 HPP/WPLSoft 作强行 On / Off动作 (EP/EH 系列主机可仿真输入继电器 X 作强行 O

14、n/Off 的动作，但此时外部输入点状态更新动作关闭，亦即外部输入信号的状态 不会被读入至 PLC内部相对的装置内存，只限主机的输入点，扩展的输入点仍依正常模 式动作 ) 。它的接点（ a、b 接点）可无限制地多次使用。无输入信号对应的输入继电器 只能空着，不能移作它用。 装置表示： X0, X1, ,X7, X10, X11, ，装置符号以 X表示，顺序以 8 进制编号。 在主机及扩展上均有输入点编号的标示。 输出继电器 （Output Relay） 输出继电器是 PLC及外部输出点（用来及外部负载作连接）对应的内部存储器储存 基本单元。它可以由输入继电器接点、内部其它装置的接点以及它自身的

15、接点驱动。它 使用一个常开接点接通外部负载，其它接点，也像输入接点一样可无限制地多次使用。 无输出对应的输出继电器，它是空着的，如果需要，它可以当作内部继电器使用。 装置表示： Y0, Y1, ,Y7, Y10, Y11, ，装置符号以 Y表示，顺序以 8 进制编号。 在主机及扩展上均有输出点编号的标示。 内部辅助继电器 （Internal Relay） 内部辅助继电器及外部没有直接联系，它是 PLC内部的一种辅助继电器 , 其功能及 电气控制电路中的辅助（中间）继电器一样 , 每个辅助继电器也对应着内存的一基本单 元它可由输入继电器接点、输出继电器接点以及其它内部装置的接点驱动，它自己的接

16、点也可以无限制地多次使用。内部辅助继电器无对外输出，要输出时请透过输出点。 装置表示： M0, M1, ,M4,095 ，装置符号以 M表示，顺序以 10 进制编号。 步进点 （Step） DVP PLC 提供一种属于步进动作的控制程序输入方式，利用指令 STL 控制步进点 S的转移，便可很容易写出控制程序。如果程序中完全没有使用到步进程序时，步进点 S亦可被当成内部辅助继电器 M来使用，也可当成警报点使用。 装置表示： S0, S1, ,S1023，装置符号以 S表示，顺序以 10 进制编号。 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 功能说明 定时器 （Timer ） 定时器

17、用来完成定时的控制。定时器含有线圈、接点及计时值寄存器，当线圈受电， 等到达预定时间，它的接点便动作（ a 接点闭合， b 接点开路），定时器的定时值由设定 值给定。每种定时器都有规定的时钟周期 ( 计时单位： 1ms/10ms/100ms) 。一旦线圈断电， 则接点不动作（ a 接点开路， b 接点闭合），原计时值归零。 装置表示： T0, T1, , ,T255 ，装置符号以 T 表示，顺序以 10 进制编号。不同的编号 范围，对应不同的时钟周期。 计数器 （Counter ） 计数器用来实现计数操作。使用计数器要事先给定计数的设定值（即要计数的脉冲 数） 。计数器含有线圈、接点及计数储存

18、器，当线圈由 OffOn ，即视为该计数器有一脉 冲输入，其计数值加一，有 16 位及 32 位及高速用计数器可供使用者选用。 装置表示： C0, C1, ,C255，装置符号以 C表示，顺序以 10 进制编号。 资料寄存器 （Data register） PLC在进行各类顺序控制及定时值及计数值有关控制时，常常要作数据处理和数值 运算，而资料寄存器就是专门用于储存数据或各类参数。每个资料寄存器内有 16 位二进 制数值，即存有一个字，处理双字用相邻编号的两个资料寄存器。 装置表示： D0, D1, ,D9,999 ，装置符号以 D表示，顺序以 10 进制编号。 档案寄存器 （File reg

19、ister） PLC数据处理和数值运算所需之资料寄存器不足时，可利用档案寄存器来储存数据 或各类参数。每个档案寄存器内为 16 位，即存有一个字，处理双字用相邻编号的两个档 案寄存器。档案寄存器 EP/SA系列机种一共有 1,600 个， EH系列机种一共有 10,000 个，档案寄存器并没有实际的装置编号，因此需透过指令 API147 MEMR 、 API148 MEMW 或是透过周边装置 HPP02及 WPLSoft 来执行档案寄存器之读写功能。 装置表示： K0K9,999，无装置符号，顺序以 10 进制编号。 间接指定寄存器 (Index register) E、F及一般的资料寄存器一

20、样的都是 16 位的资料寄存器，它可以自由的被写入及 读出，可用于字符装置、位装置及常量来作间接指定功能。 装置表示： E0E7 、F0F7，装置符号以 E、F表示，顺序以 10 进制编号。 梯形图组成图形及说明： 使用装置 常开开关， a 接点 LD X、Y、M 、S 、 T、C 常闭开关， b 接点 LDI X 、Y、M 、 S 、T、C 串接常开 AND X 、Y、M 、 S 、T、C DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 使用装置 并接常开OR X 、Y、M 、S 、 T、C 并接常闭ORI X、Y、M 、S、T、C 正缘触发开关LDP X、Y、M 、S、T、C 负缘

21、触发开关LDF X、Y、M 、S、T、C 正缘触发串接ANDP X 、Y 、 M 、S、T、C 负缘触发串接ANDF X 、Y 、 M 、S、T、C 正缘触发并接ORP X 、Y、M 、S、T、C 负缘触发并接ORF X 、Y、M 、S、T、C 区块串接ANB 无 区块并接ORB 无 多重输出 MPS MRD MPP 无 线圈驱动输出指令OUT Y 、 M 、S SS步进梯形STL S 基本指令、应用指令应用指令 请参考第3 章的基本指令 (RST/SET 及 CNT/TMR) 说明及第510 章应用指令 反向逻辑INV 无 区块：所谓的区块是指两个以上的装置做串接或并接的运算组合而形成的梯形

22、图形，依其运 算性质可产生并 联区块及串联区块。 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 串联区块： 并联区块： 分歧线及合并线： 往下的垂直线一般来说是对装置来区分，对于左边的装置来说是合并线（表 示左边至少有 两列以上的回路及此垂直线相连接），对于右边的装置及区块来是分歧线（表示此垂直线 的右边至少有两列以上的回路相连接）。 1 2 ! 1 . . 2 . ! . 2 网络：由装置、各种区块所组成的完整区块网络，其垂直线或是连续线所能连接到的区块或 是装置均属于同 一个网络。 独立的网络： . 1 . 2 不完整的网络： 1.4 PLC 梯形图之编辑要点 程序编辑方式是由左

23、母线开始至右母线 ( 在 WPLSoft 编辑省略右母线的绘制 ) 结束，一列编完再换下一 列，一列的接点个数最多能有 11 个，若是还不够，会产生连续线继续连接，进而续接更多的装置，连续编 号会自动产生，相同的输入点可重复使用。如下图所示： DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X11 X12 X13 X6 X7 X10 C0 C1 00000 00000 Y0 . 梯形图程序的运作方式是由左上到右下的扫描。线圈及应用指令运算框等属于输出处理，在 梯形图形中 置于最右边。以下图为例，我们来逐步分析梯形图的流程顺序，右上角的编号为其顺序。

24、X0 X1 Y1 X4 M0 X3 M1 T0 M3 Y1 TMR T0 K10 指令顺序解析： 1 LD X0 2 OR M0 3 AND X1 4 LD X3 AND M1 ORB 5 LD Y1 AND X4 6 LD T0 AND M3 ORB 7 ANB 8 OUT Y1 TMR T0 K10 梯形图各项基本结构详述 1. LD (LDI) 指令：一区块的起始给予 LD或 LDI 的指令。 LD指令 LD指令 AND . OR . DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 2. AND (ANI) 指令：单一装置接于一装置或一区块的串联组合。 AND指令 AND指令 A

25、NDP 、ANDF的结构也是如此，只是其动作发生情形是在上升及下降缘时。 3. OR (ORI)指令：单一装置接于一装置或一区块的组合。 OR指令 OR指令 OR指令 ORP 、ORF也是相同的结构，不过其动作发生时是在上升及下降缘。 4. ANB 指令：一区块及一装置或一区块的串接组合。 ANB指令 5. ORB 指令：一区块及一装置或及一区块并接的组合。 . ORB ANB及 ORB运算，如果有好几个区块结合，应该由上而下或是由左而右，依序合并成区块或是网络。 6. MPS 、MRD 、MPP 指令：多重输出的分歧点记忆，这样可以产生多个并且具有变化的不同输 出。 MPS指令是分歧点的开始

26、，所谓分歧点是指水平线及垂直线相交之处，我们必须经由同一垂 直线的接 点状态来判定是否应该下接点记忆指令，基本上每个接点都可以下记忆指令，但是顾虑到 PLC的运作方便 性以及其容量的限制，所以有些地方在梯形图转换时就会有所省略，可以由梯形图的结构来 判断是属于何种 接点储存指令。 MPS可以由“”来做分辨，一共可以连续下此指令 8 次。 MRD 指令是分歧点记忆读取，因为同一垂 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 直线的逻辑状态是相同的，所以为了继续其它的梯形图的解析进行，必须要再把原接点的状 态读出。 MRD 可以由“”来做分辨。 MPP指令是将最上层分歧点开始的状态读出

27、并且把它自堆栈中读出 (Pop) ， 因为它是同一垂直线的最后一笔，表示此垂直线的状态可以结束了。 MPS MPP 可以由“”来做判定。基本上使用上述 的方式解析不会有误，但是有时相同的状态输 出，编译程序会将之省略，以右图说明： MRD MPP MPP MPS 7. STL 指令：这是用来做为顺序功能图（ SFC ，Sequential Function Chart）设计语法的指令。此种指令可 以让我们程序设计人员在程序规划时，能够像平时画流程图时一样，对于程序的步序更为清 楚，更具可 读性，如下图所示，可以很清楚地看出所要规划的流程顺序，每个步进点 S转移至下一个步进点后，原 步进点会执行

28、”断电”的动作，我们可以依据这种流程转换成其右图的 PLC梯形图型式，称之为步进梯 形图。 M1002 M1002 S0 SET S0 S0 SET S21 SET S22 S S21 S RET S22 S 8. RET 指令在步进梯形程序完成之后要加上 RET指令，而 RET也一定要加在 STL的后面，如下图所示： S20 X1 S RET S20 X1S RET 步进梯形结构请参考第 4 章步进梯形指令 STL 、 RET 。 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 1.5 PLC 指令及各项图形结构的整合转换 LD X0 . OR. OR X1 X0 X2 X1 X1

29、M1 C0 Y0 SET S0 M2 Y0 M0 X10 Y10 SET S10 S0 S X11 Y11 SET S11 S10 S SET S12 SET S13 X12 Y12 SET S20 S11 S X13 S0 RET S20 S S12 S S13 S X0 CNT C0 K10 X1 M0 C0 X1 M2 RST C0 M1 M2 END LDORORIANB LDANDORB AN I OUTAND SETSTL LDOUTSETSTL LDOUTSETSETSETSTL LDOUTSETSTL STL STL LDOUTRET LDCNTLDMPS ANDOUTMRD

30、AN I OUTMPP AN I OUTEND X2 M0 OR. M1 . M2 AND Y0 . X1 Y0 C0 S0 S0 X10 Y10 S10 S10 X11 Y11 S11 S12 S13 S11 X12 Y12 S20 S20 ANI . . . . . . ! S0! X10 . . S10 X11 . . S11 . X12. . S12 S13 . . X13 . S0 . S0 C0 K10 C0 C0 X1 M0 X1 . M1 M2 M2 . 语法模糊结构 正确的梯形图解析过程应该是由左至右，由上而下解析合并，然而有些指令不按照此原则一 样可以达到 相同的梯形图，在

31、此特别叙述于后： DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 范例程序一： 如下图的梯形图形，若使用指令程序表示，有两种方法表示，其动作结果相同。 X0 X2 X4 X5X3X1 不理想方法 LD X0 LD X0 OR X1 OR X1 LD X2 LD X2 OR X3 OR X3 ANB LD X4 LD X4 OR X5 OR X5 ANB ANB ANB 两种指令程序，转换成梯形图其图形都一样，为什幺会一个较另一个好呢？问题就在主机的 运算动作， 第一个：是一个区块一个区块合并，第二个：则是最后才合并，虽然程序代码的最后长度都 相同，但是由于 在最后才合并（ ANB作合并

32、动作，但 ANB指令不能连续使用超过 8 次） ，则必须要把先前所计算出的结果 储存起来，现在只有两个区块，主机可以允许，但是要是区块超过主机的限制，就会出现问 题，所以最好的 方式就是一区块一建立完就进行区块合并的指令，而且这样做对于程序规划者的逻辑顺序也 比较不会乱。 范例程序二：如下图的梯形图形，若使用指令程序表示，亦有两种方法表示，其动作结果相 同。 X0 X1 X2 X3 不理想方法 LD X0 LD X0 OR X1 LD X1 OR X2 LD X2 OR X3 LD X3 ORB ORB ORB 这两个程序解析就有明显的差距，不但程序代码增加，主机的运算记忆也要增加，所以最好

33、是能够按照 所定义的顺序来撰写程序。 梯形图之错误图形 在编辑梯形图形时，虽然可以利用各种梯形符号组合成各种图形，由于 PLC处理图形程序的原则是由 上而下，由左至右，因此在绘制时，要以左母线为起点，右母线为终点（ WPLSoft 梯形图编辑区将右母线省 略） ，从左向右逐个横向写入。一列写完， 自上而下依次再写下一列。以下为常见之各种错误 图形： 不可往上做OR运算 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 输入起始至输出的讯号回路有“回流”存在 应该先由右上角输出 要做合并或编辑应由左上往右下，虚线括处的区块应往 上移 不可及空装置做并接运算 空装置也不可以及别的装置做运算

34、中间的区块没有装置 串联装置要及所串联的区块水平方向接齐 Label P0的位置要在完整网络的第一列 区块串接要及串并左边区块的最上段水平线接齐 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 1.6 梯形图之化简 串联区块及并联区块串联时，将区块放在前面可节省 ANB指令 X0 X1 梯形图转译成指令： LD X0 LD X1 OR X2 ANB X2 X0 梯形图转译成指令： LD X1 X1X2 OR X2 AND X0 单一装置及区块并接，区块放上面可以省 ORB指令 T0 X1 X2 梯形图转译成指令： LD T0 LD X1 AND X2 ORB T0 X1 X2梯形图转译

35、成指令： LD X1 AND X2 OR T0 梯形图 (a) 中，上面的区块比下面的区块短，可以把上下的区块调换达到同样的逻辑结果， 因为图 (a) 是不 合法的，因为有“讯号回流 ” 回路 梯形图转译成指令： X0 X1 X2 X3 X4 LD X0 OR X1 AND X2 LD X3 AND X4 图(a) ORB 梯形图转译成指令： X0 X1 X3 X4 LD X3 AND X4 X2 LD X1 OR X0 AND X2 图(b) ORB DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 相同垂直线的多重条件输出，没有输入装置及之运算的放在上面可以省略 MPS 、MPP 梯

36、形图转译成指令： X0 Y1 Y0 MPS AND X0 OUT Y1 MPP OUT Y0 Y0 Y1 X0 梯形图转译成指令： OUT Y0 AND X0 OUT Y1 讯号回流之线路修正 在以下的两个范例，左边是我们想要的图形，但是根据我们的定义，左边的图是有误的，其 中存在不合 法之”讯号回流 ”路径，如图所示。并修正如右图，如此可完成使用者要的电路动作。 例一： X0 X3 X6 X1 X2 X0 X3 X6 X1 X2 X4 X5 X4 X5 X7 X10 . X10 LOOP1 X7 X5 . X10 LOOP1 例二： X1 X2 X1 X2 X4 X5 X0X3X6 X0 X

37、3 X6 X3 X6 X0 X7 X10 LOOP1 . . . X0 X3 X6 X1 X2 X5 X10 LOOP1 X4 X7 X1 X4 X4 X5 X7 X10 X7 X10 LOOP2 LOOP2 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 1.7 常用基本程序设计范例 起动、停止及自保 有些应用场合需要利用按钮的瞬时闭合及瞬时断开作为设备的激活及停止。因此若要维持持 续动作，则 必须设计自保回路，自保回路有下列几种方式： 范例 1：停止优先的自保回路 Y1X2 当激活常开接点 X1=On ，停止常闭接点 X2Off 时， Y1=On ，此时将 X2=On ，则线圈 Y

38、1停止受电，所 Y1 X1 以称为停止优先。 范例 2：激活优先的自保回路 X2 Y1X1 当激活常开接点 X1=On ，停止常闭接点 X2Off 时， Y1=On ，线圈 Y1将受电且自保，此时将 X2=On ， Y1 线圈 Y1仍因自保接点而持续受电，所以称为激活优先。 范例 3：置位（ SET ） 、复位（ RST ）指令的自保回路 右图是利用 RST及 SET指令组合成的自保电路。 X1 Y1SET Y1RST RST指令设置在 SET指令之后，为停止优先。由 于 PLC执行程序时，是由上而下，因此会以程序最后， X2 Y1的状态作为 Y1的线圈是否受电。所以当 X1及 X2 同时动作

39、时， Y1将失电，因此为停止优先。 SET指令设置在 RST指令之后，为激活优先。当 X2 Y1RST X1及 X2同时动作时， Y1将受电，因此为激活优先。 X1 SET Y1 范例 4：停电保持 右图辅助继电器 M512为停电保持（请参考 PLC主 X1 机使用手册） ，则如图的电路不仅在通电状态下能自保， X2 而且一旦停电再复电，还能保持停电的自保状态，因而 使原控制保持连续性。 M512 M512 SET RST M512 Y1 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 常用的控制回路 范例 5：条件控制 X1 X3 X1 X3 Y1 X2 X2 X4 Y1 Y1 X4

40、 Y1 Y2 Y2 Y2 X1、X3分别激活 / 停止 Y1，X2、 X4分别激活 / 停止 Y2，而且均有自保回路。由于 Y1的常开接点串联 了 Y2的电路，成为 Y2动作的一个 AND的条件，所以 Y2动作要以 Y1动作为条件， Y1动作中 Y2才可 能动作。 范例 6：互锁控制 X1X3 Y2 Y1 X1 X3 Y1 X2 X4 Y1 X2 X4 Y1 Y2 Y2 Y2 上图为互锁控制回路，激活接点 X1、X2那一个先有效，对应的输出 Y1、Y2将先动作，而且其中一 个动作了，另一个就不会动作，也就是说 Y1、Y2不会同时动作（互锁作用）。即使 X1，X2同时有效，由 于梯形图程序是自上

41、而下扫描， Y1、Y2也不可能同时动作。本梯形图形只有让 Y1优先。 范例 7：顺序控制 X1X3 Y2 若把范例 5 “条件控制”中 Y2的常闭接点串入到 Y1的电路中，作为 Y1动作的一个 AND 条件（如 Y1 Y1 左图所示），则这个电路不仅 Y1作为 Y2动作的条件， X2X4Y1 Y2 而且当 Y2动作后还能停止 Y1的动作，这样就使 Y1 及 Y2确实执行顺序动作的程序。 Y2 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 范例 8：振荡电路 周期为 T+T的振荡电路 Y1 Y1 Y1 T T 上图为一个很简单的梯形图形。当开始扫描 Y1常闭接点时，由于 Y1线圈为失电

42、状态，所以 Y1常闭 接点闭合，接着扫描 Y1线圈时，使之受电，输出为 1。下次扫描周期再扫描 Y1常闭接点时，由于 Y1线圈 受电，所以 Y1常闭接点打开，进而使线圈 Y1失电，输出为 0。重复扫描的结果， Y1线圈上输出了周期为 T(On)+ T(Off) 的振荡波形。 周期为 nT+T 的振荡电路 T0X0 Y1 T0TMR Y1 Kn X0 Y1 nT T 上图的梯形图程序使用定时器 T0 控制线圈 Y1的受电时间， Y1受电后，它在下个扫描周期又使定时器 T0 关闭，进而使 Y1的输出成了上图中的振荡波形。其中 n 为定时器的十进制设定值， T 为该定时器时基 （时钟周期） 。 范例

43、 9：闪烁电路 X0 T2 T1 X0 T1TMR Kn1 n2*T TMR T2 Kn2 Y1 X0 T1 Y1 n1 T * 上图是常用的使指示灯闪烁或使蜂鸣器报警用的振荡电路。它使用了两个定时器，以控制 Y1线圈的 On及 Off 时间。其中 n1、n2 分别为 T1 及 T2 的计时设定值， T 为该定时器时基（时钟周期）。 范例 10：触发电路 X0 M0 M0 Y1 M0 Y1 Y1 X0 M0 Y1 T DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 在上图中， X0的上升缘微分指令使线圈 M0产生 T（一个扫描周期时间）的单脉冲，在这个扫描周 期内线圈 Y1也受电。下个

44、扫描周期线圈 M0失电，其常闭接点 M0及常闭接点 Y1都闭合着，进而使线圈 Y1继续保持受电状态，直到输入 X0又来了一个上升缘，再次使线圈 M0受电一个扫描周期，同时导致线 圈 Y1失电, 。其动作时序如上图。这种电路常用于靠一个输入使两个动作交替执行。另外由上 时序图形可 看出：当输入 X0是一个周期为 T 的方波信号时，线圈 Y1输出便是一个周期为 2T 的方波信号。 范例 11：延迟电路 T10 X0 TMR Y1 T10 K1000 X0 Y1 100 秒 时基： T = 0.1 秒 当输入 X0 On 时，由于其对应常闭接点 Off ，使定时器 T10 处于失电状态，所以输出线圈

45、 Y1受电，直 到输入 X0 Off时， T10 得电并开始计时，输出线圈 Y1延时 100 秒（ K1000*0.1 秒=100 秒）后失电，请参 考上图的动作时序。 范例 12：通断延迟电路，使用两个定时器组成的电路，当输入 X0 On 及 Off 时，输出 Y4都会产生延时。 T5 T6 X0 T5 Y4 Y4 Y4 X0 T6TMR K30 T6 TMR T5 K50 3 秒 5 秒 范例 13：延长计时电路 T11 X0 TMR T11 Kn1 在左图电路中，从输入 X0闭合到输出 Y1得 电的总延迟时间 = （n1+n2）* T ，其中 T 为时钟周 TMR T12 Kn2 期。

46、T12 Y1 X0 T11 定时器 T11、T12 ，时钟周期： T T12 Y1 n1* n2* T T (n1+n2)* T DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 范例 14：扩大计数范围的方法 C6CNT Kn2 C5 X13 CNT RST C5 Kn1 X14 C5RST Y1 C6 C6 16 位的计数器，计数范围为 032,767 ，如左 图电路，用两个计数器，可使计数数值扩大到 n1*n2。当计数器 C5计数到达 n1 时，将使计数器 C6计数一次，同时将自己复位 (Reset) ，以接着对 来自 X13 的脉冲计数。当计数器 C6计数到达 n2 时，则自 X

47、13 输入的脉冲正好是 n1*n2 次。 范例 15：红绿灯控制 ( 使用步进梯形指令 ) 红绿灯控制： 红灯黄灯绿灯绿灯闪烁 直向号志 Y0 Y1 Y2 Y2 横向号志 Y10 Y11 Y12 Y12 灯号时间 35 秒 5 秒 25 秒 5 秒 时序图： . . . . . 25 秒 5 秒 5 秒 . . . . . 25 秒 5 秒 5 秒 DVP-PLC 应用技术手册 1 PLC梯形图基本原理 SFC图： 梯形图： S0S20S21S22S0M1002 T0 T1 T13 Y0 S23T2 TMR T0 K350 Y2 TMR T1 K250 Y2 TMR T2 K50 M1013 Y1 S30S31S32T10 T11 S33T12 Y12 TMR T10 K250 Y11 TMR T12 K50 Y12 TMR T11 K50 M1013 Y10 TMR T13 K350M1002 ZRST S0 S127 SET S0 SET S20 Y2 END S0 SS21 SY1 S23 SY12 S30 ST13S23 SS33 SSET S30 S20 STMR T0 SET S21 T0 Y0 K350 TMR T1 SET S22 T1 K250 Y2 S22 STMR T2 SET S23 T2 K50 M1013 TMR T10 SET S3