PLC_技术培训班_(第3讲)梯形图指令系统介绍

从零开始学PLC-第三讲指令详解2大家好，我是你们的达达老师，昨天的课程有好多同学说看不懂，实际上没有那么难，来回顾一下昨天讲的内容，第一是编程语言的种类，分为STL、LAD、FBD三种基本的编程语言，LAD是最常用的，STEP7专业版还支持GRAPH、HIGRAPH、CFC等编程语言，对于编程语言只需要知道就可以、第二块主要了讲了数据类型，数据类型主要分为基础数据类型、复杂数据类型和参数数据类型，对于这三种数据类型，同学们知道都包括什么吗，大家回忆一下。

第三块主要讲了指令，首先说道的是标识符，标识符就是编程时使用的名字，输入、输出、定时器等用什么来表示，这些应该都明白了吧，自己在回忆一下昨天讲了哪些指令。

下面开始今天的讲解。

1.置位和复位指令置位（S）和复位（R）指令根据RLO的值来决定操作数的信号状态是否改变，对于置位指令，一旦RLO为“1”，则操作数的状态置“1”，即使RLO又变为“0”，输出仍保持为“1”；若RLO为“0”，则操作数的信号状态保持不变。

对于复位操作，一旦RLO为“1”，则操作数的状态置“0”，即使RLO又变为“0”，输出仍保持为“0”；若RLO为“0”，则操作数的信号状态保持不变。

这一特性又被称为静态的置位和复位，相应地，赋值指令被称为动态赋值。

PS：解释一下RLO, 在西门子S7系列PLC中，RLO= “逻辑运算结果”，在二进制逻辑运算中用作暂时存储位。

RLO即result of logic operation 状态字的第一位称为逻辑运算结果，该位用来存储执行位逻辑指令或比较指令的结果，RLO的状态为“1”，表示有能流流到梯形图中的运算点处，为“0”则表示无能流流到该点处。

置位复位指令下面用一个最常见的传送带运动控制实例来说明一下置位复位指令，相信会有所帮助。

如图所示一个传送带，在传送带的起点有两个按钮：用于起动的S1和用于停止的S2。

在传送带的尾端也有两个按钮，用于启动的S3和用于停止的S4。

学这东东要有可编程控制器和简易编程器才好，若无，一句话，学不会。

因为无法验证对与错。

如何学，我的做法是直奔主题。

做法如下：继电器控制原理图中的元件符号，有常开触点、常闭触点和线圈，为了区别它们，在有关符号边上标注如KM、KA、KT等以示不同的器件，但其触头的数量是受到限制。

而PLC梯形图中，也有常开、常闭触点，在其边上同样可标注X、Y、M、S、T、C以示不同的软器件。

它最大的优点是：同一标记的触点在不同的梯级中，可以反复的出现。

而继电器则无法达到这一目的。

而线圈的使用是相同的，即不同的线圈只能出现一次。

2、编程元件的分类：编程元件分为八大类，X为输入继电器、Y为输出继电器、M为辅助继电器、S为状态继电器、T为定时器、C为计数器、D为数据寄存器和指针（P、I、N）。

关于各类元件的功用，各种版本的PLC书籍均有介绍，故在此不介绍，但一定要清楚各类元件的功能。

编程元件的指令由二部分组成：如LD(功能含意）X000（元件地址），即LD X000，LDI Y000......。

3、熟识PLC基本指令：（1）LD（取）、LDI取反）、OUT（输出）指令；LD（取）、LDI（取反）以电工的说法前者是常开、后者为常闭。

这二条指令最常用于每条电路的第一个触点（即左母线第一个触点），当然它也可能在电路块与其它并联中的第一个触点中出现。

这是一张梯形图（不会运行）。

左边的纵线称为左母线，右母线可以不表示。

该图有三个梯级；第1梯级；左边第一个触点为常开，上标为X000，X表示为输入继电器，其后的000数据，可以这样认为它使用的是输入继电器中的编号为第000的触点（下同）。

其指令的正确表示应为（如右图程序所示）：0、LD X000 （前头的0 即为从第0步开始，指令输入时无须理会，它会自动按顺序显示出）。

第2梯级；左边的第一个触点为常闭触点，上标为T0，T表示定时器（有时间长短不同，应注意），0则表示定时器中的编号为0的触点。

PLC编程语言-梯形图梯形图表达式是在原电气控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的。

它与电气控制原理图相呼应，形象、直观和实用，广大电气技术人员很容易掌握，是PLC的主要编程语言。

下图所示为两种梯形图的比较。

由图可以看出，PLC 梯形图在形式上类似于继电器控制梯形图。

它是用图形符号、、、、等连接而成，这些符号依次为常开触点、常闭触点、并联连接、串联连接、继电器线圈。

梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。

一般每个继电器线圈对应一个逻辑行。

梯形图的最左边是起始母线，每一逻辑行必须从起始母线开始画起，然后是触点的各种连接，最后终了于继电器线圈。

梯形图的最右边是结束母线，有时可以省去不画。

在梯形图中的每个编程元件应按一定的规则加注字母和数字串，不同的编程元件常用不同的字母符号和一定的数字串来表示。

PLC梯形图具有以下特点。

（1）梯形图中的继电器不是物理继电器，每个继电器实际上是映象寄存器中的一位，因此称为“软继电器”。

相应位的状态为1，表示该继电器线圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断开；相应位的状态为 0，表示该继电器线圈失电，其常开触点断开，常闭触点闭合。

梯形图中继电器线圈是广义的，除了输出继电器、辅助继电器线圈外，还包括定时器、计数器、移位寄存器以及各种算术运算等。

（2）每个继电器对应映象寄存器中的一位，其状态可以反复读取，因此可以认为继电器有无限多个常开触点和常闭触点，在程序中可以被反复引用。

（3）梯形图是PLC形象化的编程手段，梯形图两端是没有任何电源可接的。

梯形图中并没有真实的物理电流流动，而仅只是“概念”电流，是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式。

“概念”电流只能从左向右流动。

（4）输入继电器供PLC接收外部输入信号，而不是由内部其他继电器的触点驱动，因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现输入继电器的线圈。

输入继电器的触点表示相应的输入信号。

（5）输出继电器供PLC作输出控制用。

第一章 可编程控制器简介可编程序控制器，英文称Programmable Controller ，简称PC 。

但由于PC 容易和个人计算机（Personal Computer ）混淆，故人们仍习惯地用PLC 作为可编程序控制器的缩写。

它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。

用户在购到所需的PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC 应用于生产实践。

一、PLC 的结构及各部分的作用PLC 的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。

PLC 的硬件系统结构如下图所示：图1-1-1 1、主机主机部分包括中央处理器（CPU ）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。

CPU 是PLC 的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。

PLC 的内部存储器有两类，一类是接触器电磁阀指示灯电源电源限位开关选择开关按钮系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。

可编程控制(PLC)电梯的程序以及梯形图、详细解释PLC的工作原理是通过输入模块将外部信号转换为数字信号，经过CPU处理后输出至输出模块，控制外部设备的运行。

CPU是PLC的核心部件，负责接收输入信号、处理逻辑运算、控制输出信号等。

PLC还具有存储程序和数据的内存模块，以及供电模块等。

4、电梯控制构成电梯控制系统由电气控制部分和机械部分组成。

电气控制部分包括PLC控制器、输入输出模块、按钮、指示灯等，机械部分包括电机、减速器、曳引轮、钢丝绳等。

电梯控制系统通过PLC控制器控制电机的运行，从而实现电梯的上下运动。

5、输入输出（I/O）端口功能分配表输入输出端口功能分配表是指将输入输出端口与具体的功能进行对应，以便于程序的编写和调试。

在本实验中，输入端口包括楼层请求信号和开关门信号，输出端口包括电机运行信号和指示灯信号。

6、程序执行流程图程序执行流程图是指将程序的执行过程以图形化的形式展示出来，便于程序员进行编写和调试。

在本实验中，程序执行流程图包括电梯上行程序和电梯下行程序，分别对应电梯向上和向下运动的控制。

7、梯形图梯形图是PLC程序编写中常用的图形化编程方法，以梯形图的形式展示程序的执行逻辑。

在本实验中，梯形图包括定时器T0、一楼的控制、二楼的控制、三楼的控制、四楼的控制、确定电梯楼层位置、电梯趋势确定等部分。

8、指令表指令表是指PLC程序编写中常用的指令及其功能的对照表，便于程序员进行编写和调试。

在本实验中，指令表包括常用的输入输出指令、比较指令、逻辑指令、数学指令等。

五、问题与解决方案在实验过程中可能会遇到各种问题，如PLC控制器无法正常运行、输入输出信号异常等。

针对这些问题，可以通过检查电路连接、更换设备、重新编写程序等方法进行解决。

六、实验总结与心得体会通过本次实验，我深入了解了PLC的基本原理和应用，掌握了电梯控制系统的设计方法和实现过程。

同时，也发现了实验中存在的问题和不足之处，为今后的研究和工作提供了宝贵的经验。

1具有自锁功能的plc梯形图2具有互锁功能的plc程序梯形图3产生脉冲的程序的PLC程序梯形图（1）周期可调的脉冲信号发生器如图5-6所示采用定时器T0产生一个周期可调节的连续脉冲。

当X0常开触点闭合后，第一次扫描到T0常闭触点时，它是闭合的，于是T0线圈得电，经过1s的延时，T0常闭触点断开。

T0常闭触点断开后的下一个扫描周期中，当扫描到T0常闭触点时，因它已断开，使T0线圈失电，T0常闭触点又随之恢复闭合。

这样，在下一个扫描周期扫描到T0常闭触点时，又使T0线圈得电，重复以上动作，T0的常开触点连续闭合、断开，就产生了脉宽为一个扫描周期、脉冲周期为1s的连续脉冲。

改变T0的设定值，就可改变脉冲周期。

图5-6 周期可调的脉冲信号发生器a）梯形图b）时序图（2）占空比可调的脉冲信号发生器如图5-7所示为采用两个定时器产生连续脉冲信号，脉冲周期为5秒，占空比为3：2（接通时间：断开时间）。

接通时间3s，由定时器T1设定，断开时间为2s，由定时器T0设定，用Y0作为连续脉冲输出端。

图5-7 占空比可调的脉冲信号发生器a）梯形图b）时序图（3）顺序脉冲发生器如图5-8a所示为用三个定时器产生一组顺序脉冲的梯形图程序，顺序脉冲波形如图5-8b所示。

当X4接通，T40开始延时，同时Y31通电，定时l0s时间到，T40常闭触点断开，Y31断电。

T40常开触点闭合，T41开始延时，同时Y32通电，当T41定时15s时间到，Y32断电。

T41常开触点闭合，T42开始延时．同时Y33通电，T42定时20s时间到，Y33断电。

如果X4仍接通，重新开始产生顺序脉冲，直至X4断开。

当X4断开时，所有的定时器全部断电，定时器触点复位，输出Y31、Y32及Y33全部断电。

图5-8 顺序脉冲发生器a）梯形图b）时序图4断电延时动作的PLC程序梯形图大多数PLC的定时器均为接通延时定时器，即定时器线圈通电后开始延时，待定时时间到，定时器的常开触点闭合、常闭触点断开。

PLC梯形图结构和运行原理讲解，适合初学者！1、PLC控制系统梯形图的特点(1)PLC控制系统的输入信号和输出负载继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出继电器来控制，它们的线圈接在PLC的输出端。

按钮、控制开关、限位开关、接近开关等用来给PLC提供控制命令和反馈信号，它们的触点接在PLC的输入端。

(2)继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的处理继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的辅助继电器和定时器来完成，它们与PLC的输入继电器和输出继电器无关。

(3)设置中间单元在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串/并联电路的控制，为了简化电路，在梯形图中可设置用该电路控制的辅助继电器，辅助继电器类似于继电器电路中的中间继电器。

(4)时间继电器瞬动触点的处理时间继电器除了延时动作的触点外，还有在线圈得电或失电时立即动作的瞬动触点。

对于有瞬动触点的时间继电器，可以在梯形图中对应的定时器的线圈两端并联辅助继电器，后者的触点相当于时间继电器的瞬动触点。

(5)外部联锁电路的设立为了防止控制正/反转的两个接触器同时动作，造成三相电源短路，除了在梯形图中设置与它们对应的输出继电器的线圈串联的动断触点组成的软互锁电路外，还应在PLC外部设置硬互锁电路。

2、梯形图的结构分析采用一般编程方法还是采用顺序功能图编程方法；采用顺序功能图的单序列结构还是选择序列结构、并行序列结构，使用启/保/停电路、步进顺控指令进行编程还是用置位/复位指令进行编程。

梯形图的分解由操作主令电路(如按钮)开始，查线追踪到主电路控制电器(如接触器)动作，中间要经过许多编程元件及电路，查找起来比较困难。

无论多么复杂的梯形图，都是由一些基本单元构成的。

按主电路的构成情况，利用逆读溯源法，把梯形图和指令语句表分解成与主电路的用电器(如电动机)相对应的几个基本单元，然后一个环节、一个环节地分析，最后再利用顺读跟踪法把各环节串起来。

PLC程序详解和初学者必须掌握的几个梯形图一、时间继电器：TON 使能＝1计数，计数到设定值时（一直计数到32767），定时器位＝1。

使能＝0复位（定时器位＝0）。

TOF 使能＝1，定时器位＝1，计数器复位（清零）。

使能由1到0负跳变，计数器开始计数，到设定值时（停止计数），定时器位＝0。

如下图：图1：使能＝1时，TOF（T38）的触点动作图图2：使能断开后，计数到设定值后，TOF（T38）的触点动作图（其中T38常开触点是在使能由1到0负跳变后计数器计时到设定值后变为0的）TONR 使能＝1，计数器开始计数，计数到设定值时，计数器位＝1。

使能断开，计数器停止计数，计数器位仍为1，使能位再为1时，计数器在原来的计数基础上计数。

以上三种计数器可以通过复位指令复位。

正交计数器A相超前B相90度，增计数B相超前A相90度，减计数当要改变计数方向时（增计数或减计数），只要A相和B相的接线交换一下就可以了。

二、译码指令和编码指令：译码指令和编码指令执行结果如图所示：DECO是将VW2000的第十位置零（为十进制的1024），ENCO输入IN最低位为1的是第3位，把3写入VB10（二进制11）。

三、填表指令（ATT）S7－200填表指令（ATT）的使能端（EN）必须使用一个上升沿或下降沿指令（即在下图的I0.1后加一个上升沿或下降沿），若单纯使用一个常开触点，就会出现以下错误：这一点在编程手册中也没有说明，需要注意。

其他的表格指令也同样。

四、数据转换指令使用数据转换指令时，一定要注意数据的范围，数据范围大的转换为数据范围小的发注意不要超过范围。

如下图所示为数据的大小及其范围。

（1）BCD码转化为整数（BCD＿I）关于什么是BCD码，请参看《关于BCD码》。

BCD码转化为整数，我是这样理解的：把BCD码的数值看成为十进制数，然后把BCD到整数的转化看成是十进制数到十六进制数的转化。

如下图所示，BCD码为54，转化为整数后为36。

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，简单介绍一下PLC梯形图编程时需要遵循的规则，希望对大家有所帮助。

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)：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：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尤为重要。

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。

1，输入采样阶段PLC顺序读取每个输入端的状态，并将其存入到我们称之为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。