(1)梯形图按自上而下,从左到右的顺序排列。每一继电器线圈为一逻辑行,即一层阶梯。一个逻辑行起于左母线,然后是触点的连接,最后终止于继电器线圈或右母线。左母线与线圈之间一定要有触点,而线圈与右母线之间则不能有任何触点。
(2)梯形图中的继电器不是物理继电器,每个继电器均为存储器中的一位,因而称为“软继电器”。当存储器相应位的状态为“1”;表示该继电器的线圈通电,其动合触点闭合,动断触点断开。
(3)梯形图是PLC形象化的编程手段,左、右母线也并非是实际电源的两端。因此,梯形图中流过的电流也不是实际的物理电流,而是“概念”电流,是用户程序执行过程中满足输出条件的形象表示方式。“概念”电流只能从左到右流动,层次改变只能先上后下。
(4)一般情况下,在梯形图中某个编号继电器线圈只能出现一次,而继电器触点可无数次出现。
(5)梯形图中,除了输入继电器没有线圈,只有触点外,其他继电器既有线圈,又有触点。
(6)每一逻辑行中,串联触点多的支路应放在上方,而并联触点多的电路放在左方,如5-3-2语句表
语句表是PLC的一种重要编程语言,在中小型PLC(没有图形编程器的PLC)中,普遍使用这种语言,对设计者而言,编写语句表,首先应该根据控制要求设计好梯形图(相当于计算机中的流程图),再根据梯形图的编程规则,即由上而下、从左至右,逐行编写语句表(相当于计算机程序),编好语句表后,还需要上机调试、修改,调试通过后才能加载运行。
5-4可编程控制器的程序设计方法PLC在控制系统的应用中,外部硬件接线部分较为简单,对被控制对象的控制作用,都体现在PLC的程序上。因此,PLC程序设计得好坏,直接影响控制系统的性能。
PLC在逻辑控制系统中的程序设计方法主要有继电器控制电路移植法、顺序控制设计法(又称功能表图设计法)。
5-4-1继电控制电路移植法
继电控制电路移植法是根据继电控制系统的电气原理图,用PLC中的编程元件代替原理图中的元件,画出相对应的梯形图,然后,根据梯形图的规则不断修改、完善,最后才能得出比较满意的梯形图程序。这种设计方法没有规律可遵循,具有很大的试探性和随意性,最后的结果也是因人而异,不是惟一的。设计的质量与设计者的经验有很大关系,所以也称为经验设计法,一般可用于较简单的梯形图程序设计。
【应用举例1】设计鼠笼式异步电动机起、停控制的梯形图,如图5-16所示为鼠笼式异步电动机起、停控制的继电控制电气原理图。
(1)设计梯形图。用PLC中的编程元件代替原理图中的元件,画出相对应的初步梯形图,如图5-17(a)所示,根据梯形图规则不断修改得到较满意的梯形图,如图5-17(b)所示。
(2)语句表程序。根据图5-17(b)写出语句表程序如下:
LDX400ANIX402ORY430OUTY430ANIX401(3)分配输入/输出端子,画出硬件接线图。PLC规定输入端所有触点均为动合(常开)触点与PLC的输入端连接。如果某些输入信号只能用动断触点输入,可先按动合触点设计,然后将输入梯形图中对应的输入继电器动合触点取反(即动合变为动断)。如SBstp和FR,硬件接线如图5-18所示。
(4)键入语句表程序。通过编程器将语句表程序输入PLC,操作相应的按钮,就能实现对电动机的起、停控制。若电动机过载,FR的输入信号使PLC立即停止输出,起到过载保护作用。
【应用举例2】自动往返行程控制。
(1)设计梯形图。如图5-19所示为自动往返行程控制电路的继电控制电气原理图。
现在用PLC中的编程元件代替原理图中的元件,得初步梯形图,如图5-20(a)所示,然后根据梯形图规则修改梯形图,修改后的梯形图,如图5-20(b)所示。
(2)语句表程序。根据梯形图5-20(b)写出语句表程序如下:
(3)分配输入/输出端子,画出硬件接线图。在自动往返行程控制电路中,按钮、行程开关和热继电器的触点都属于输入部分,应接PLC的输入端。而接触器线图属于输出部分,应接PLC的输出端。且输入端均采用动合触点接入,如图5-21所示。
(4)键入语句表程序。用编程器将语句表程序输入PLC,操作相应的按钮,就能实现自动往返行程控制。
【应用举例3】-换接起动控制。
(1)设计梯形图。如图5-22为-换接起动控制的继电控制电气原理图。
图5-22-换接起动的继电控制电气原理图首先把图5-22中控制电路部分的所有元件用PLC编程元件的符号代替,并标上元件编号,初步画出梯形图,如图5-23所示。然后根据梯形图原则不断修改得修改后的梯形图,如图5-23(b)所示。
(2)语句表程序根据梯形图5-23(b)写出语句程序表如下:
(3)分配输入/输出端子,画出硬件接线图。在-换接起动控制电路中,按钮和热继电器的触点都属于输入部分,应接PLC的输入端。而3个接触器线圈则属于输出部分,应接PLC的输出端,而时间继电器的触点和线圈由PLC内部的寄存器实现,只要在程序中编出即可,如图5-24所示。
(4)键入语句表程序。用编程器将语句表程序输入PLC,操作相应的按钮,就可以实现-换接起动控制。
5-4-2顺序控制设计法(功能表图法)
所谓顺序控制,就是根据机械动作的过程和条件,对控制过程各阶段按顺序进行自动控制。在工业控制领域中,顺序控制的应用十分广泛,如在机械制造业,几乎所有加工自动循环都采用顺序控制。顺序控制设计法分为画功能表图,设计梯形图,写出语句程序,分配输入/输出端子,画出硬件接线图。
1-画出功能表图
功能表图又称功能流程图,它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的具体技术,是一种通用的技术语言。因此,功能表图也可以用于不同专业的人员进行技术交流。功能表图是设计顺序控制程序的有利工具。在顺序控制设计法中,功能表图的绘制是最为关键的一个环(相当于计算机程序设计中的流程图),它直接决定用户程序设计的质量。
功能表图由步、有向连线、转换、转换条件和动作组成。“步”用矩形方框表示,方框内是步的编号。步与步之间用有向连线连接,在有向连线上与其垂直相交的短线称为“转换”,旁边注的是转换条件。与“步”用横线相连的矩形框表示该“步”的“动作”,框内标的是该“步”活动时,被接通的输出继电器编号。当“步”处于活动状态时,称为“活动步”,相应的动作即被执行。当“活动步”下面的转换条件得到满足时,则实现转换,该“步”变为“非活动步”,而后续“步”变为“活动步”。“步”的活动状态按有向连线所指的方向顺序出现,习惯的方向是从上到下或从左到右。
2-设计梯形图
梯形图的设计方法很多,用不同方法设计的梯形图在形式上差异很大,其语句表程序也不一样。但基本上都是根据功能表图,使辅助继电器随着转换条件的逐个满足而依次被激活,从而带动有关的输出继电器执行规定的动作。在顺序控制设计法中又分为用通用逻辑设计法、置位复位法和移位寄存器设计法等,下面介绍这几种简便的设计方法。
1)用通用逻辑指令的设计方法
所谓通用逻辑指令是指PLC最基本的与触点和线圈有关的指令,如LD、AND、OR、OUT等。各种型号的PLC都有这一类指令,所以这种设计方法适用于各种型号的PLC。编程时一般用辅助继电器来代表各步。
【应用举例4】如图5-25所示为某液压加料装置图,料斗在低位加料后上升到高位,翻斗卸料,然后料斗翻回,再下降至低位,完成一次工作循环。现在用PLC实现这一顺序控制。
根据液压加料装置图,可分为低位加料、料斗上升、高位卸料(保持)、料斗翻回,料斗下降5步,分别用辅助继电器M201~M205表示,初始步M200(用双线框表示),当PLC开始工作时,可用初始化脉冲M71激活。