PLC梯形图程序设计语言的特点

PLC的特点PLC具有以下鲜明的特点。

（1）功能完善，组合灵活，扩展方便，实用性强。

现代PLC所具有的功能及其各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块，可以方便、灵活地组成不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。

以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化。

[2]（2）使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。

PLC的运用能够做到在线修改程序，改变控制的方案而无需拆开机器设备。

它能在不同环境下运行，可靠性十分强悍。

（3）安装简单，容易维修。

PLC可以在各种工业环境下直接运行，只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，写入程序即可运行。

各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。

PLC还有强大的自检功能，这为它的维修提供了方便。

（4）抗干扰能力和可靠性能力都强，远高于其他各种机型。

隔离和滤波，是抗干扰的两大主要措施。

对PLC的内部电源还采取了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保证供电质量。

另外使输入/输出接口电路的电源彼此独立，以免电源之间的干扰。

正确的选择接地地点和完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

为适应工作现场的恶劣环境，还采用密封、防尘、抗震的外壳封装结构。

通过以上措施，保证了PLC能在恶劣环境中可靠工作，使平均故障间隔时间长，故障修复时间短。

（5）环境要求低。

PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作，能在强电磁干扰环境下可靠工作。

这是PLC产品的市场生存价值。

（6）易学易用。

PLC是面向工矿企业的工控设备，接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

PLC编程大多采用类似继电器控制电路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此，很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

PLC的五种标准编程语言PLC的用户程序是设计人员根据控制系统的工艺控制要求，通过PLC编程语言的编制设计的。

根据国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准（IEC1131-3）。

PLC的编程语言包括以下五种：梯形图语言（LD）、指令表语言（IL）、功能模块图语言（FBD）、顺序功能流程图语言（SFC）及结构化文本语言（ST）。

1、梯形图语言（LD）梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。

它是与继电器线路类似的一种编程语言。

由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。

梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。

梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。

图1是典型的交流异步电动机直接启动控制电路图。

图2是采用PLC控制的程序梯形图。

图1 交流异步电动机直接启动电路图图2 PLC梯形图2、指令表语言（IL）指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。

在无计算机的情况下，适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。

同时，指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相互转换。

图3就是与图2PLC梯形图对应的指令表。

图3 指令表指令表表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。

其特点与梯形图语言基本一致。

3、功能模块图语言（FBD）功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。

采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。

图4是对应图1交流异步电动机直接启动的功能模块图编程语言的表达方式。

P L C梯形图基础知识(总2页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除PLC梯形图基础知识PLC是专为工业控制而开发的装置，其主要使用者是工厂广大电气技术人员，为了适应他们的传统习惯和掌握能力，通常PLC不采用微机的编程语言，而常常采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程。

国际电工委员会（IEC）1994年5月公布的IEC1131-3（可编程控制器语言标准）详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言：功能表图（sequential function chart）、梯形图（Ladder diagram）、功能块图（Function black diagram）、指令表（Instruction list）、结构文本（structured text）。

梯形图和功能块图为图形语言，指令表和结构文本为文字语言，功能表图是一种结构块控制流程图。

梯形图是使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。

梯形图与电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。

梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。

梯形图编程中，用到以下四个基本概念：1．软继电器PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。

该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。

如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。

使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。

2．能流如图5-1所示触点1、2接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流”(Power Flow)从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。

梯形图仿真继电器控制电路S7-200所接输入/输出设备图与S7-200梯形图关系的图示PLC控制的基本电路1单输出自锁控制电路启动信号10.0和停止信号10」持续为ON的时间般都短。

该电路最主要的特点是具有“记忆” 功能。

多地控制2多输出自锁控制电路(置位、复位)多输出自锁控制即多个负载自锁输出，有多种编程方法，可用置位、更位指令网第110.0 Q0.0——I I ----------- C S >8网sa 210.1 Q0.0——I I ----------- C R >83单向顺序启'停控制电路1.单向顺序启动控制电路是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，生产过程中的各个执行机构自动有序动作。

只有Q0.0启动后，Q0.1方可启动，Q0.2必须在Q0.1启动完成后才可以启动。

2.单向顺序停止控制电路就是要求按一定顺序停止已经执行的各机构。

只有Q0.2被停止后才可以停止Q0」，若想停止Q0.0,则必须先停止Q0」。

10.4为急停按钮。

网络1100 10.3 10.4 Q0.0—I H|—1^1—)QO.O Q01—I HM P网络2IQO I0.2 I0.4 Q0.1—I H|—l^l—)Q0.1 Q02T 」网络3IU.0Q0.010. 110.3000001□0.1设计延时启动程序，要利用中间继电器(内部存储器M)的自锁状 定时时间到，其常开触点动作，使Q0.0动作。

网络1I0.010.1 T37 Q0.0T 『，H ，『)Q0.0H r —50-3.延时启'停控制电路该电路要求有输入信号后，停一段时间输出信号才为ON ；而输入 信号OFF 后，输出信号延时一段时间才OFF 。

T37延时3s 作为Q0.0的启动条件，T38延时5 s 作为Q0.0的关断条件。

5超长定时控制电路S7-200 PLC 中的定时器最长定时时间不到lh,但在一些实际应用中，往往需要几小时 甚至几天或更长时间的定时控制，这样仅用一个定时器就不能完成该任务。

1 / 25前言、PLC 的发展背景及其功能概述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、定时、计数及算式运算，产生相对应的输出信号到输出装置如：继电器(Relay)的开关、电磁阀及电机驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。

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。

而随着电子科技的发展及产业应用的需要，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的自动控制图形语言，是历史最久、使用最广的自动控制语言，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（今日仍在使用的配电盘即是），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、保持线圈等装置以及传统配电盘无法达成的应用指令，如加、减、乘及除等数值运算功能。

PLC四大特点归纳起来，plc主要有以下特点：1．可靠性高PLC用软件代替继电器控制系统中大量的中间继电器和时间继电器，接线可以减少到继电器控制系统的十分之一以下，大大减少了触点接触不良的可能性。

另外，PLC自身具有较强的自诊断能力，能及时报告出错信息，或停止运行等待修复。

PLC主要模块都使用大规模或超大规模集成电路。

对CPU核心部件所需的+5V电源，采用多级滤波，并用集成稳压器进行调节。

PLC对工作环境的要求低，在环境温度-20℃～65℃、相对湿度为35%～85%情况下，PLC都可正常工作。

2．抗干扰能力强I/O设计具有完善的通道保护和多种形式的滤波电路，以抑止高频干扰，削弱各模块之间的干扰影响。

在系统的输入/输出回路中，采用光电隔离等措施可有效防止回路间的信号干扰。

在PLC中常采用“看门狗”来监视用户程序运行时间，以避免PLC 在执行程序过程中进入死循环或“跑飞”（PLC执行非预定的程序）。

只要循环超时，就会报警或作相应处理。

PLC软件定期检测外界环境，当PLC检测到偶发性故障时，立即把当时状态存入存储器，禁止对存储器进行操作，以防止存储信息丢失。

一旦故障条件消失，就可恢复正常，继续原来的程序工作。

对程序及动态数据进行电池备份，停电后，利用备份电池供电，使有关状态及信息不会丢失。

3．编程简单、系统设计修改调试方便现在使用最多的PLC编程语言是梯形图。

它符合大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯，语言形象直观，易学易用。

PLC采用软件方法取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线大大简化。

用户程序可以在实验室模拟调试，减少了现场调试的工作量。

若生产设备更新或生产工艺流程改变，用户可通过修改其用户程序，从而可方便快速地适应工艺条件的变化。

4．模块化结构、通用性强，维护简单、维修方便PLC产品系列化、标准化、模块化，用户可根据实际需求灵活选择，无需用户自己再进行设计和制作硬件装置。

PlC常用三种编程语言的比较可编程控制器(PLC programmable logic controller)是使用微电脑技术制造的自动控制的电子设备。

它以顺序控制为主，回路调节为辅。

能完成逻辑判断、定时、记数和算术运算、联网等功能。

随着PLC 的发展，其功能越来越多，集成度越来越高。

网络功能越来越强。

PlC集三电于一体，具有良好的控制精度和高可靠性。

使得PLC成现代工业自动化的支柱。

PLC的生产厂家和型号，种类繁多。

不同型号自成体系，有不同的编程语言和使用方法。

本文拟就用日本三菱公司生产的FxzN-48MR型PLC介绍其常用三种编程语言的编程方法及主要特点：一、PLC编程语言中，最常用的语言是梯形图和指令语句表。

梯形图形式上与继电器控制线路很相似。

在继电器控制线路的基础上，略加改动就形成PLC的梯形图程序。

在完成梯形图程序后，为使PLC按程序完成控制任务就需要将一段程序存入到PLC的用户程序存储器中，这时就要使用编程器将程序的一条一条指令按顺序键入到PLC中即可。

梯形图与指令语句表的之间存在相互对应关系。

并可以互相转换。

编写简单的程序用梯形图编程比较方便，初学者容易掌握。

但是编写复杂程序使则显得繁锁，程序越大越麻烦，不容易编程。

二、步进顺控指令语言编程：它是一种专用于顺序控制的较复杂程序的编程方法。

此方法编程，方法简单，规律性强，初学者较易掌握，可大大提高工作效率，并给调试，修改程序带来很大方便。

三、功能指令语言：很多PLC厂家。

为了充分利用PLC的单片机功能，拓展其应用范围，在基本指令的基础上，开发了一系列完成不同功能的子程序。

调用这些子程序的指令称功能指令。

利用这些指令语言对控制系统进行编程设计时，可大大提高可编程控制器的使用价值。

并降低整个控制系统的成本，所编制的程序比较简单，常用于编写大而复杂的程序。

下面以PLC对三相交流异步电动机星一角降压启动编程为例介绍三种语言的编程：PLC的I/O点分配：PLC的接线图：PLC的控制程序：一基本指令编程：0 LDI X014 LD Y01 ANI X215 AND Y22 OUT M016 OR T03 LD M017 ANI Y14 AND Y018 OUT Y25 OR X1 19 END6 OUT Y07 LD M08 ANI Y29 OUR T0 K20012 ANI T013 OUT Y1二步进顺控指令编程：0 LD X2 31 SET S221 OR X0 33 STL S222 ZRST S20 S2434 OUT T0 K200 7 SET S037 LD T09 ZRST Y0 Y238 SET S2314 LD M800240 STL S2315 SET S041 RST Y117 STL S042 LD Y118 LD X143 SET S2419 SET S2045 STL S2421 STL S2046 LDI Y122 LDI Y247 SET Y223 SET Y148 RET24 LD Y149 END25 SET S2127 STL S2728 SET Y029 LD Y030 AND Y1三功能指令编程：0 LD X1 11 MOV K10 K1 Y01 MOV K6 K1Y0 16 LD X26 LD Y1 17 OR X27 OUT T0 K20018 MOV K0 K1Y0 10 LD T0 23 END结束语通过以上三种方法的比较可知：功能指令用来编写程序，所编程序较小，步数少，比较简单。

工业控制程序语言
工业控制程序语言（Industrial Control Programming Language）是用于设计和实现工业控制系统的编程语言。

常用的工业控制程序语言包括：
1. Ladder Logic（梯形图）：通过类似于逻辑门的图形符号表示控制逻辑，以及硬件输入和输出的关系。

它主要用于可编程逻辑控制器（PLC）编程。

2. Function Block Diagram（函数块图）：将控制程序分解为多个函数块，每个函数块都是一个特定任务的控制逻辑。

函数块可以连接在一起，形成一个完整的控制系统。

3. Structured Text（结构化文本）：类似于高级编程语言（如C），它的代码结构更为灵活，可以处理更复杂的控制逻辑。

结构化文本可以用于PLC编程，也可以用于控制系统中的其他设备（如人机界面、数据采集等）。

4. Sequential Function Chart（顺序功能图）：通过状态转移的方式，表示控制逻辑在不同状态间的转换和条件触发。

它主要用于自动化生产线的编程。

这些工业控制程序语言各有特点和应用场景，需要根据具体的控制系统选择合适的编程语言。

PLC编程语言梯形图与结构化文本的比较作者：陈世委来源：《中国科技博览》2017年第08期[摘要]本文结合开化华埠污水厂自控编程中遇见的实际情况，举例研究了常用的梯形图语言和结构化文本在顺序控制逻辑以及数据算法中的实现，并对它们的优缺点进行了分析与总结。

[关键词]PLC编程语言；梯形图；结构化文本中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0179-020 引言可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，它是一种用编程来改变控制功能的控制器。

最早在20世纪60年代，由美国率先研发成功，伴随着计算机技术、软件技术、芯片技术、互联网技术的发展，PLC的软硬件性能均得到了较大的提高。

随着工业技术的发展，特别是中国制造业的兴起以及机器换人等工业化进程的深入，PLC的应用越来越广泛，产生的经济价值也越来越明显。

在PLC发展过程中，国际电工委员会（简称IEC）于1993年指定并公布了PLC的相关标准，称为IEC61131。

在IEC61131标准的第三部分，阐述规范了PLC的编程语言，该部分标准为IEC61131-3。

该标准规范了PLC编程语言的五种类型，分别为：顺序功能图（SFC）、梯形图（LAD）、功能块图（FBD）、指令表（IL）、结构化文本（ST），PLC编程语言均有各自的优劣，如何合理选用PLC编程语言将直接影响到PLC程序的编辑与执行效率。

1 PLC编程语言IEC61131-3标准规范了PLC的五种编程语言，具体如下：1、顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，用来描述开关量控制系统的功能，根据它可以很容易地画出顺序控制梯形图程序。

2、梯形图是使用得最多的PLC图形编程语言。

梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，直观易懂，很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握。

3、功能块图是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言，有数字电路基础的人很容易掌握。