PAGE PAGE # PLC梯形图编程基础知识详解 初学PLC梯形图编程，应要遵循一定的规则， 并养成良好的习惯。 下面以三菱FX系列 PLC为例，粗略地介绍一下 PLC梯形图编程时需要遵循的规则，希望对大家起到一定的帮助。有一 点需要说明的是，本文虽以三菱 PLC为例，但这些规则在其它 PLC编程时也可同样遵守。 一，梯形阶梯都是始于左母线，终于右母线 （通常可以省掉不画，仅画左母线 ）。每行 的左边是接点组合，表示驱动 逻辑线圈的条件，而表示结果的逻辑线圈只能接在右边的母 线上。接点不能出现在线圈右边。如下图 （a）应改为（b）: 1 颐: 取曲 xOOJ ?c； 1002 MOOS 1~1)~ 2 TWC ) 二，接点应画在水平线上，不应画在垂直线上，如下图 （a）中的接点X005与其它接点 间的关系不能识别。 对此类桥式电路，应按从左到右，从上到下的单向性原则，单独画出所 有的去路。如图（b）所示： IDO 1 三，并联块串联时，应将接点多的去路放在梯形图左方 （左重右轻原则）；串联块并联时, 应将接点多的并联去路放 在梯形图的上方（上重下轻的原则）。这样做，程序简洁，从而减 少指令的扫描时间，这对于一些大型的程序特别的重要。如下图所示： 四，不宜使用双线圈输出。若在同一梯形图中，同一组件的线圈使用两次或两次以上， 则称为双线圈输出或线圈的重 复利用。双线圈输出一般梯形图初学者容易犯的毛病之一。 在双线圈输出时，只有最后一次的线圈才有效，而前面的线圈是无效的。这是由 PLC的扫 描特性所决定的。 PLC的CPU采用循环扫描的工作方式。一般来说包括五个阶段 （如图所示）：内部诊断与处 理，与外设进行通讯，输入采样，用户程序执行和输出刷新。当方式开关处于 STOP时， 只执行前两个阶段：内部诊断与处理，与外设进行通讯。 图牡户丄曲潞工作標理 图牡户丄曲潞工作標理 1，输入采样阶段 PLC顺序读取每个输入端的状态，并将其存入到我们叫做输入映像寄存器的内在单 元中。当进入程序执行阶段，如输入端状态发生改变?输入映象区相应的单元信息并不会跟 着改变,只有在下一个扫描周期的输入采样阶段 ，输入映象区相应的单元信息才会改变。因 此，PLC会忽视掉小于扫描周期的输入端的开关量的脉冲变化。 2，程序执行阶段 PLC从程序0步开始，按先上后下，先左后右的顺序扫描用户程序并进行逻辑运算。 PLC按输入映象区的内容进 行逻辑运算，并把运算结果写入到输出映象区，而不是直接输 出到端子。 3，输出刷新阶段 PLC依据输出映象区的内容改变输出端子的状态。这才是 PLC的实际输出。 以上简单说明了 PLC的工作原理，下面我们再以实例说明为什么编写梯形图程序，不 宜重复使用线圈。如下图所示，设输入采样时，输入映象区中 X00仁ON , X002=OFF Y003-ON ，Y004=ON 被实际写入到输出映象区。但继续往下执行时，因 X002=OFF ， 使Y003=OFF ，这个后入为的结果又被写入输出映象区，改变原 Y003的状态。所以在输 出刷新阶段，实际外部输出 Y003=OFF ，Y004=ON 。许多新手就碰到过这样的问题，为 什么X001已经闭合了，而 Y003没有输出呢？逻辑关系不对。实际上的意思就是因为双线 注意：我们所说的是不宜（建议还是不要）使用双线圈，双线圈使用并不是绝对禁止的，在一 些特殊的场合也能够正常的使用双 线圈，这时就需要你有较丰富的编程经验和技巧了。下面我们 会谈到这一点。但对于初学者还是不要冒这个险。 其实，从以上的例子能够准确的看出， 重复利用 线的输出混乱，是由于程序是从上到下顺序执行的缘故造成的。 但如 果我们大家可以改变程序执行的顺序， 保证在任何时刻两个线圈只有一个驱动逻辑发生， 就可以 使用双线圈。其中，最常用的方法就是使用跳转指令。如下图所示： 图创収线圈便甲实例 程序分析：M0闭合，程序跳至P0处（不执行X001语句）,M0常闭断开，CJP1不会 发生，执行下一语句。此时， Y003将X002状态进行驱动。M0断开时，程序顺序执行并 按X001的状态对T003进行驱动，M0常闭闭合，跳至P1按X003状态对 Y004进行驱 动，即跳过了 X002驱动Y003的语句。可见，在同一时刻，Y003驱动只有一个可以发生。 此时，双线圈利用是可以的。 但在梯形图编程时，我们仍旧是要尽可能的避免使用双线圈， 而引入辅助继电器是一个常用的 方法。如下图所示： 图X汉衣砂用匡免兀法 图(b)中，X001和X002接点控制辅助继电器 M000 , X003~X005 接点控制辅助继 电器M001 ,再由两个继电器 M000 , M001接点的并联组合去控制线。这样逻辑 关系没变，却把双线圈变成单线圈。 pic梯形图中各符号的含义 三菱FX系列PLC的20条基本逻辑指令。 取指令与输出指令(LD/LDI/LDP/LDF/OUT ) LD (取指令)一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑行 都用此指令。 LDI (取反指令) 一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻辑行 都用此指令。 LDP (取上升沿指令) 与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位元件 的上升沿(由OFF t ON )时接通一个扫描周期。 LDF (取下降沿指令) 与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。 OUT (输出指令) 对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。 取指令与输出指令的使用说明： LD、LDI指令既可用于输入左母线相连的触点，也可与 ANB、ORB指令配合实现块逻 辑运算； LDP、LDF指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。图 1中，当M1有一个下 降沿时，则Y3只有一个扫描周期为 ON。 LD、LDI、LDP、LDF 指令的目标元件为 X、Y、M、T、C、S; OUT指令可以连续使用若干次 (相当于线圈并联)，对于定时器和计数器， 在OUT指令 之后应设置常数K或数据寄存器。 OUT指令目标元件为 Y、M、T、C和S，但不能用于 X。 触点串联指令(AND/ANI/ANDP/ANDF ) AND (与指令) 一个常开触点串联连接指令，完成逻辑“与”运算。 ANI (与反指令) 一个常闭触点串联连接指令，完成逻辑“与非”运算。 ANDP上升沿检测串联连接指令。 ANDF下降沿检测串联连接指令。 触点串联指令的使用的使用说明： AND、ANI、ANDP、ANDF都指是单个触点串联连接的指令，串联次数没有限制，可 反复使用。 AND、ANI、ANDP、ANDF 的目标元元件为 X、Y、M、T、C 和 S。 OUT M101指令之后通过T1的触点去驱动 Y4称为连续输出。 触点并联指令(OR/ORI/ORP/ORF ) OR (或指令) 用于单个常开触点的并联，实现逻辑“或”运算。 ORI (或非指令) 用于单个常闭触点的并联，实现逻辑“或非”运算。 ORP上升沿检测并联连接指令。 ORF下降沿检测并联连接指令。 触点并联指令的使用说明： OR、ORI、ORP、ORF指令都是指单个触点的并联，并联触点的左端接到 LD、LDI、 LDP或LPF处，右端与前一条指令对应触点的右端相连。触点并联指令连续使用的次数不 限； OR、ORI、ORP、ORF 指令的目标元件为 X、Y、M、T、C、S。 块操作指令(ORB / ANB ) ORB (块或指令) 用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联。 ORB指令的使用说明： 几个串联电路块并联连接时，每个串联电路块开始时应该用 LD或LDI指令； 有多个电路块并联回路，如对每个电路块使用 ORB指令，则并联的电路块数量没有限 制； 3） ORB指令也可以连续使用，但这种程序写法不推荐使用， LD或LDI指令的使用次数不 得超过8次，也就是ORB只能连续使用8次以下。 （2）ANB （块与指令） 用于两个或两个以上触点并联连接的电路之间的串联。 ANB指令 的使用说明： ）并联电路块串联连接时，并联电路块的开始均用 LD或LDI指令； 2）多个并联回路块连接按顺序和前面的回路串联时， ANB指令的使用次数没有限制。也可 连续使用ANB，但与ORB —样，使用次数在8次以下。 置位与复位指令（SET/RST） （1） SET （置位指令） 它的作用是使作的目标元件置位并保持。 （2） RST （复位指令） 使作的目标元件复位并保持清零状态。 SET、RST指令的使用如图6所示。当X0常开接通时，Y0变为ON状态并从始至终保持该状态， 即使X0断开Y0的ON状态仍维持不变；只有当 X1的常开闭合时，Y0才变为OFF状态并 保持，即使X1常开断开，Y0也仍为OFF状态。 SET、RST指令的使用说明： 1） SET指令的目标元件为 Y、M、S，RST指令的目标元件为 Y、M、S、T、C、D、V、 Z。RST指令常被用来对 D、Z、V的内容清零，还用来复位积算定时器和计数器。 2） 对于同一目标元件， SET、RST可多次使用，顺序也可随意，但最后 执行者有效。 微分指令（PLS/PLF） （1） PLS （上升沿微分指令） 在输入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲输出。 （2） PLF （下降沿微分指令） 在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出。 利用微分指令检测到信号的边沿，通过置位和复位命令控制 Y0的状态。 PLS、PLF指令的使用说明： 1） PLS、PLF指令的目标元件为 Y和M; 2） 使用PLS时，仅在驱动输入为 ON后的一个扫描周期内目标元件 ON，如图3-21所示， M0仅在X0的常开触点由断到通时的一个扫描周期内为 ON ;使用PLF指令时只是利用输入 信号的下降沿驱动，其它与 PLS相同。 主控指令（MC/MCR ） （1） MC （主控指令） 用于公共串联触点的连接。执行 MC后，左母线移到 MC触点的后 面。 （2） MCR （主控复位指令） 它是MC指令的复位指令，即利用 MCR指令恢复原左母线 的位置。 在编程时常会出现这样的情况，多个线圈同时受一个或一组触点控制， 如果在每个线圈 的控制电路中都串入同样的触点， 将占用很多存储单元，使用主控指令就能解决这一问题。 MC、MCR指令的使用如图8所示，利用 MC N0 M100实现左母线表示嵌套等级，在无嵌套结构中NO的使用次数无限制；利用MCR N0 恢复到原左母线断开则会跳过 MC、MCR之间的指令向下执行。 MC、MCR指令的使用说明： 1） MC、MCR指令的目标元件为 Y和M，但不能用特殊辅助继电器。 MC占3个程序步， MCR占2个程序步； 2） 主控触点在梯形图中与一般触点垂直（如图 3-22中的M100 ）。主控触点是与左母线相连 的常开触点，是控制一组电路的总开关。与主控触点相连的触点必须用 LD或LDI指令。 3） MC指令的输入触点断开时，在 MC和MCR之内的积算定时器、计数器、用复位 /置位 指令驱动的元件保持其之前的状态不变。非积算定时器和计数器，用 OUT指令驱动的元件 将复位，22中当X0断开，Y0和Y1即变为OFF。 4）在一个MC指令区内若再使用 MC指令称为嵌套。嵌套级数最多为8级，编号按NO tN1 tN2 tN3t N4tN5 tN6t N7顺序增大，每级的返回用对应的 MCR指令，从编号大的嵌 套级开始复位。 堆栈指令（MPS/MRD/MPP ） 堆栈指令是FX系列中新增的基本指令，用于多重输出电路，为编程带来便利。在 FX 系列PLC中有11个存储单元，它们专门用来存储程序运算的中间结果，被称为栈存储器。 （1） MPS （进栈指令） 将运算结果送入栈存储器的第一段，同时将先前送入的数据依次 移到栈的下一段。 （2） MRD （读栈指令） 将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据继续 保存在栈存储器的第一段，栈内的数据不发生移动。 （3） MPP （出栈指令） 将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据从栈 中消失，同时将栈中其它数据依次上移。 堆栈指令的使用说明： 1） 堆栈指令没有目标元件； 2） MPS和MPP必须配对使用； 3） 由于栈存储单元只有11个，所以栈的层次最多11层。 逻辑反、空操作与结束指令（INV/NOP/END ） （1） INV （反指令） 执行该指令后将原来的运算结果取反。反指令的使用如图 10所示，如 果X0断开，则Y0为ON，否则Y0为OFF。使用时应注意INV不能象指令表的LD、LDI、 LDP、LDF那样与母线连接，也不能象指令表中的 OR、ORI、ORP、ORF指令那样单独 使用。 （2） NOP （空操作指令） 不执行操作，但占一个程序步。执行 NOP时并不做任何事，有 时可用NOP指令短接某些触点或用 NOP指令将不要的指令覆盖。 当PLC执行了清除用户 存储器操作后，用户存储器的内容全部变为空操作指令。 （3） END （结束指令） 表示程序结束。若程序的最后不写 END指令，则PLC不管实际 用户程序多长，都从用户程序存储器的第一步执行到最后一步；若有 END指令，当扫描到 END时，则结束执行程序，这样做才能够缩短扫描周期。在程序调试时，可在程序中插入若干 END指令，将程序划分若干段，在确定前面程序段无误后，依次删除 END指令，直至调试 结束。 FX系列PLC的步进指令 ?步进指令（STL/RET ） 步进指令是专为顺序控制而设计的指令。 在工业控制领域许多的控制过程都可用顺序控 制的方式来实现，使用步进指令实现顺序控制既方便实现又便于阅读修改。 FX2N中有两条步进指令：STL （步进触点指令）和 RET （步进返回指令）。 STL和RET指令只有与状态器 S配合才能具有步进功能。如 STL S200表示状态常开 触点，称为STL触点，它在梯形图中的符号为 -『I-，它没有常闭触点。我们用每个状态器 S记录一个工步，例 STL S200有效（为ON ）,则进入S200表示的一步（类似于本步的总 开关），开始执行本阶段该做的工作，并判断进入下一步的条件是不是满足。一旦结束本步信 号为ON，则关断S200进入下一步，如 S201步。RET指令是用来复位 STL指令的。执行 RET后将重回母线，退出步进状态。 .状态转移图 一个顺序控制过程可分为若干个阶段， 也称为步或状态，每个状态都有不同的动作。 当 相邻两状态之间的转换条件得到满足时， 就将实现转换，即由上一个状态转换到下一个状态 执行。我们常用状态转移图（功能表图）描述这种顺序控制过程。 ，用状态器S记录每个状态，X为转换条件。如当 X1为ON时，则系统由S20状态转为S21状态。 状态转移图中的每一步包含三个内容： 本步驱动的内容，转移条件及指令的转换目标。 如图 1中S20步驱动Y0,当X1有效为ON时，则系统由S20状态转为S21状态，X1即为转换条 件，转换的目标为 S21步。 ?步进指令的使用说明 STL触点是与左侧母线相连的常开触点，某 STL触点接通，则对应的状态为活动步； 与STL触点相连的触点应用 LD或LDI指令，只有执行完 RET后才返回左侧母线； STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动 Y、M、S、T等元件的线圈； 由于PLC只执行活动步对应的电路块，所以使用 STL指令时允许双线圈输出(顺控程 序在不同的步可多次驱动同一线圈) ； STL触点驱动的电路块中不可以使用 MC和MCR指令，但可以用 CJ指令； 在中断程序和子程序内，不可以使用 STL指令 学习PLC基本梯形图 1。 启动、保持、停止电路 x1 x2 HIT/(yi) I y1 --- 三相异步电机正反转控制电路 x0 x2 x1 y1 -- 1/ 1/ 1/ (y0) 正转 yo x1 x2 xO yO -- 1/ 1/ 1/ (y1) 反转 yi  3?闪烁电路 x0 T1 HI-T/卜(To)k20 I I T0 I--II (T1)k30 I I I(yo) 延时接通/断开电路 x0 I--II (T0)k90 I TOC \o 1-5 \h \z I y1 x0 I--II I/I——(T1)k30 I I t0 t1 ITI I/I (y1) I I I yi I I DF上升沿微分，DFI下降沿微分 概述 DF:当检测到输入触发信号的上升沿时，仅将触点闭合一个扫描周期。 DFI:当检测到输入触发信号的下降沿时，仅将触点闭合一个扫描周期 程序示例 TOC \o 1-5 \h \z X0 ￥0 f 「 () J上升砥橄” XI Y1 —I () 示例说明 在检测到X0的上升沿（OFFON时，丫0仅为ON —个扫描周期 在检测到X1的下降沿（ONOFF时，丫1仅为ON —个扫描周期 描述 当触发信号状态从OFF状态到ON状态变化时，DF指令才执行并且输出仅接 通一个扫描周期。 当触发信号状态从ON状态到OFF状态变化时，DFI指令才执行并且输出仅 接通一个扫描周期。 若执行条件最初即为闭合，则 PLC接通电源，则不会产生输出。 编程时的需要注意的几点 DF和DFI指令的使用次数有限制，CX1-16R使用这两个指令的次数之和最多 为128次。 6。微分指令的应用示例 如果采用微分指令编程，可以使程序调试更简单。 自保持回路应用示例 使用微分指令能保持输入信号。 TOC \o 1-5 \h \z XO MC1 ￥0 ——I I——t 1/1 f ） Y0 7。交替回路应用示例 使用微分指令也可以构成一个交替变化回路， 实现利用同一个输入信号切换进行 X0 M0 T ■ K. K. M MO Y0 Y0 Z ( MO Y0 保持或释放 12

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