六个PLC梯形图设计的原则

1）梯形图程序由若干个网路段组成。

梯形图网络段的结构不增加程序长度，软件编译结果可以明确指出错误语句所在的网络段，清晰的网络结构有利于程序的调试，正确的使用网络段，有利于程序的结构化设计，使程序简明易懂。

（2）梯形图程序必须符合顺序执行的原则，即从左到右、从上到下执行。

（3）梯形图每一行都是从左母线开始，线圈接在右边。

触点不能放在线圈的右边，在继电器控制的原理图中，热继电器的接点可以加在线圈的右边，而PLC的梯形图是不允许的。

（4）外部输入／输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的触点可多次重复使用。

（5）线圈不能直接与左母线相连，必须从触点开始，以线圈或指令盒结束。

如果需要，可以通过一个没有使用的内部继电器的动断触点或者特殊内部继电器的动合触点来连接。

（6）同一编号的线圈在一个程序中使用两次称为双线圈输出。

双线圈输出容易引起误操作，应尽量避免线圈重复使用，并且不允许多个线圈串联使用。

（7）梯形图程序触点的并联网络多连在左侧母线，设计串联逻辑关系时，应将单个触点放在右边。

（8）两个或两个以上的线圈可以并联输出。

（9）每一个开关输入对应一个确定的输入点，每一个负载对应一个确定的输出点。

外部按钮（包括启动和停车）一般用动合触点。

（10）输出继电器的使用方法。

输出端不带负载时，控制线圈应使用内部继电器M或其他线圈，不要使用输出继电器Q的线圈。

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PLC梯形图编程基本原则1、无论选用何种PLC机型，所使用的软元件编号（地址）必须在该机型的有效范围内；2、每一个输入或输出继电器对外电路仅提供一个信号接点，以便信号输入或驱动外部负载。

3、在梯形图中适当地安排串、并联触点位置可减少程序步数。

（1）串联多的支路尽量放在上部；（2）并联电路块应尽量靠近母线；（3）重新安排不能编程的桥式电路；（4）输出线圈的右侧不能再有触点；（5）复杂电路的处理；4、采用状态流程图描述控制要求时必须按有关规则使用状态元件。

5、所使用的基本指令和功能指令必须在现用PLC机型的有效范围内，否则会出现编程错误。

6、梯形图中串联和并联的触点数是无限的。

7、梯形图中同一个编号的输出线圈只能有一次输出，如多次重复输出称为多线圈输出，则程序容易产生错误，应尽量避免。

8、对原有成熟的继电器—接触器控制电路，在改为PLC控制时，只要把控制电路部分翻译成梯形图程序，而纯粹由非继电器组成的电路。

绘梯形图时，应注意PLC外部所接“输入信号”的触点状态与梯形图中所采用的内部触点对应的关系。

（1）PLC梯形图由一些常开、常闭触点及线圈组成，两图的输入信号相同，输出所完成的控制功能也相同；（2）梯形图中使用的各种PLC内部器件并不是电气元件，但具有相同的功能；其常开、常闭触点是无数的，但线圈只能使用一次。

梯形图中输入点和输出线圈不是物理接点和线圈，而是输入、输出状态表中的输入、输出点的状态。

（3）电气控制线路中左右母线为电源线，中间各支路加有电压；梯形图的左右母线是一种界线，并未加电压。

（4）电气控制线路中各支路是同时加上电压并行工作的，而PLC则采用不断循环、顺序扫描方式工作。

（5）在设计PLC梯形图时，要注意执行触点通断的实际情况。

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。

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。

PLC编程原则、语言、方法、常用指令及实例PLC的编程原则1.梯形图的每一逻辑行（梯级）均起始于左母线，然后是中间接点，终止于右母线。

各种元件的线圈接于右母线一边；任何触点不能放在线圈的右边与右母线相连；线圈一般也不允许直接与左母线相连。

正确的接线如图1a所示。

2.编制梯形图时，应尽量按“从左到右、自上而下”的执行程序的顺序，并易于编写指令语句表。

图1b所示的是合理的接线方法。

3.在梯形图中应避免将触点画在垂直线上，这种桥式梯形图无法用指令语句编程，应改画成能够编程的形式，如图1c所示。

图1 正确接线示意图4.继电器线圈和触点的使用。

同一编号的继电器线圈在程序中只能使用一次，不得重复使用，否则将引起误操作，但其常开常闭触点可重复多次使用，如图1c中的X1、X2、X3。

由此可以看出，在同一逻辑支路中，串联和并联触点数目是无限的。

5.不允许几条并联支路同时运行。

当PLC处于运行状态时，PLC就开始按照梯形图符号排列的先后顺序（从上到下，从左到右）逐一进行处理，PLC对梯形图是按扫描方式顺序执行，因此不存在几条并列支路同时动作的因素，所以在设计上可减少许多约束关系的联锁电路，从而使程序简单化。

6.计数器、计时器在使用前要赋值。

7.外部输入设备常闭触点的处理。

图2a是电动机直接起动控制的继电器接触器控制电路，其中停止按钮SB1是常闭触头。

如用PLC来控制，则停止按钮SB1和起动按钮SB2是它的输入设备。

在外部接线时，SB1有两种接法。

如图2b所示的接法，SB1仍接成常闭，接在PLC输入继电器的X1端子上，则在编制梯形图时，用的是常开触点X1。

因SB1闭合，对应的输入继电器接通，这时它的常开触点X1是闭合的。

按下SB1，断开输入继电器，它才断开。

如图2c所示的接法，将SB1接成常开形式，则在梯形图中，用的是常闭触点X1。

因SB1断开时对应的输入继电器断开，其常闭触点X1仍然闭合。

当按下SB1时，接通输入继电器，它才断开。

梯形图编程原则
（1）输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可以多次重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。

（2）梯形图每一行都是从左母线开始，线圈终止于右母线。

触点不能放在线圈的右边，如下图所示
正确的电路错误的电路
（3）除步进程序外，任何线圈、定时器、计数器、高级指令等不能直接与左母线相连。

（4）在程序中，不允许同一编号的线圈两次输出（双线圈输出）。

下面的梯形图是不允许的。

（5）不允许出现桥式电路。

（6）程序的编写顺序应按自上而下、从左至右的方式编写。

为了减少程序的执行步数，程序应为左大右小，上大下小。

如：
符合上大下小的电路，共4步
符合左大右小的电路，共4步
（7）输入设备尽可能用常开触点
（8）PLC程序设计常用的经验设计法
在传统继电器－接触器控制图和PLC典型控制电路的基础上，依据积累的经验进行翻译、修改和完善，得到最终的控制程序。

（9）常用的PLC典型控制电路
1、抢答器
2、星三角起动（两种方式）
3、单转回路（两种方式PLC回路未做KR点）
4、正反转回路（两种方式）
5、小车往返控制
6、跳变应用
7、置位复位
8、立即执行指令
9、定时器使用
10、计数器使用
循环计数
11、比较应用
12、加法应用
加、减、乘、除（ADD、SUB、MUL、DIV）应用同加法
13、函数指令平方根
指数
自然对数
数据类型转换
14、应用指令
顺序控制
S7-200
信捷XC。

PLC编程：梯形图程序设计基础梯形图仿真继电器控制电路电动机启、停控制电路电动机启、停控制梯形图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I0.0和停⽌信号I0.1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、复位指令3 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Q0.1，若想停⽌Q0.0，则必须先停⽌Q0.1。

I0.4为急停按钮。

4 延时启\停控制电路1.延时启动控制设计延时启动程序，要利⽤中间继电器（内部存储器M）的⾃锁状态使定时器能连续计时。

定时时间到，其常开触点动作，使Q0.0动作。

2.延时停⽌控制定时时间到，延时停⽌。

I0.0为启动按钮、I0.1为停⽌按钮。

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0FF后，输出信号延时⼀段时间才OFF。

T37延时3 s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1 h，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。

下例表⽰在输⼊信号I0.0有效后，经过10 h 30 min 后将输出Q0．0置位。

T37每分钟产⽣⼀个脉冲，所以是分钟计时器。

C21每⼩时产⽣⼀个脉冲，故C21为⼩时计时器。

当10 h计时到时，C22为ON，这时C23再计时30 min,则总的定时时间为10 h 30 min，Q0.0置位成ON。

PLC初学者梯形图编程原则初学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PL C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。

GE系列PLC梯形图的编程技巧与方法 1 引言本文基于ge fanuc公司的pac3i PLC对几种常用的典型PLC控制程序的梯形图编程方法进行了总结、归纳，阐述了各种典型程序的主要特征及运用范围，意在使GE PLC学习者和使用者能较快的掌握其梯形图编程方法，在短时间内设计出满足控制要求的高质量的应用程序。

2 梯形图编程军规根据PLC的扫描顺序和执行顺序，梯形图语言编程时有一些具体的语法规定，编程过程中应必须遵循这些语法规定，才能保证所编梯形图程序的正确运行[2]。

2.1 顺序编程梯形图应按照自上而下，从左至右的顺序编写。

2.2 线圈唯一性同一变量的输出线圈在一个程序中不能使用两次，不同变量的输出线圈可以并行输出。

2.3 GE线圈可以直接驱动与其他PLC不同的是在GE PLC的梯形图编程中线圈可以直接与左母线直接相连，其功能为上电即导通。

2.4 构造清晰的结构串联多的支路应尽量放在该指令行的顶部，根据从多到少自上而下排列；并联较多的支路应尽量靠近左母线，如图1所示。

图12.5 最少化PLC的输入信号和输出信号可编程逻辑控制器的价格与I/O点数有关，因此减少I/O点数是降低硬件费用的主要措施[3]。

如果几个输入器件触点的串并联电路总是作为一个整体出现，可以将他们作为可编程控制器的一个输入信号，只占可编程控制器的一个输入点。

3 典型控制电路编程案例梯形图的设计方式一般有两种，一是根据原有的继电器电路图来设计梯形图；二是根据被控制对象的工艺过程和控制要求先设计控制方案，然后再设计出梯形图，比较复杂的控制系统有时还要先编制工艺流程图。

图23.1 根据继电器电路设计梯形图用plc改造继电器控制系统时，原有的继电器控制系统经过长期的使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能，而继电器电路图与梯形图在表示方法和分析方法上有很多相似之处，因此可以根据继电器电路图设计梯形图，即将继电器电路图“转换”为具有相同功能的PLC的外部硬件接线图和梯形图。

四川长虹电器股份有限公司工程技术中心管理文件JU××.××.××- ××××PLC梯形图编程规范××××–××–××发布××××–××–××实施四川长虹工程技术中心发布工程技术中心管理文件PLC梯形图编程规范JU××.××.××- ××××拟制：审核：会签：批准PLC梯形图编程规范(初稿)一、总则：本规范书规定了自动化所电气设计师在进行PLC程序编制过程中应当注意和遵守的相关事项，可以引导新进员工快速了解长虹生产线及非标设备的控制系统的编程思路和基本技巧，并加以规范，方便员工之间任务的继承、调配和协助处理。

本规范适用于自动化所所设计的生产线、单机设备的PLC程序设计。

二、PLC程序设计要求：一套完整的PLC程序，并不仅仅是使系统能够运行起来这么简单，它也需要完整的注释、精良的架构、良好的可扩展性、完备的报警保护系统、运行前的模拟系统。

最好的评价标准是实践。

看程序能否达到预期的目的。

但这还不够。

因为能达到目的的程序还有好与不好之分。

到底什么样的程序才算好的程序呢？大体有如下几个方面：1、简短性使PLC程序尽可能简短，也是应追求的目标。

简短的程序可以节省用户存储区；多数情况下也可节省执行时间，提高对输入的响应速度，还可提高程序的可读性。

程序是否简短，一般可用程序所用的指令条数衡量，用的条数少，程序自然就简短。

要想程序简短，从大的方面讲，要优化程序结构，用流程控制指令简化程序，从小的方面讲还要用功能强的指令取代功能单一的指令，以及注意指令的安排顺序等。