PLC梯形图中时间电路

PLC梯形图基本原理前言、PLC的发展背景及其功能概述PLC，(ProgrammableLogicController)，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“SequenceController”，1978NEMA(NationalElectricalManufactureAociation)美国国家电气协会正式命名为ProgrammableLogicController，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(LadderDiagram)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(DigitalInput)、AI(AnalogInput)、PI(PuleInput)及NI(NumericalInput)，DO(DigitalOutput)、AO(AnalogOutput)、PO(PuleOutput)及NO(NumericalOutput)，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编程实例1 可编程控制器逻辑指令应用实例-初级程序1.1 延时断开电路控制要求：（1）输入满足（ON），则输出接通（ON）；（2）当输入条件不满足（输入=OFF），则输出延时一定时间后才断开。

图1.1 延时断开电路梯形图图1.2 延时断开电路时序图图1.3 延时断开电路监控界面图1.1和图1.2所示是输出延时断开的梯形图和时序图。

在梯形图中用到一个PLC内部定时器，编号为T37，定时值5s。

该定时器的工作条件是输出=ON，并且输入=OFF。

定时器工作5s后，定时器触点闭合，使输出断开。

图1.2中，输入=ON时，输出=ON，并且输出的触点自锁保持。

直到T37定时时间5s到，输出才断开，监控系统如图1.3所示。

程序为“延时断开电路.zap14”。

1.2 脉冲信号发生器脉冲信号是PLC中经常使用的控制信号，其实现方法主要有以下两种。

1.2.1 定时器法可以使用STEP7（TIA Portal）的IEC定时器来通过简单的编程产生一个脉冲发生器。

图1.4展示的是如何利用两个“TON”（接通延时定时器）来实现在输出端输出周期性脉冲信号的。

图1.4 两个接通延时定时器实现周期性脉冲信号梯形图“接通延时定时器”指令将使得输出端 Q 延迟一段时间接通，该时间通过 PT 来定义。

实现脉冲发生功能的描述如下：（1）“输入变量”.输入用于激活此脉冲发生器。

（2）“中间变量”.中间2的初始值为“False”，因此，下面一条接通延迟定时器T38“TON”开始计时。

（3）当接通延时时间到达的时候，标志 “中间变量”.中间1将被置位并且“输出变量”.输出获得 “True”信号。

（4）“中间变量”.中间1的“True”信号将触发上面一条T37的“TON”指令开始计时。

（5）当第二次接通延时时间到达的时候，标志“中间变量”.中间2被置位。

（6）“中间变量”.中间2 的 “True”信号将断开下面一条T38 “TON”指令的计时条件并中断该定时器，同时使“中间变量”.中间1被复位。

实验一梯形图实现逻辑与、或、非、定时计数等功能一、实验目的：1) 认识PLC，了解PLC系统结构，熟悉PLC组成及各部分的作用，掌握PLC的工作原理，明确PLC输入/输出的意义。

2) 了解PLC应用软件的编制方法。

3) 熟悉PLC基本指令，了解PLC功能指令。

4) 掌握PLC基本电路的程序构成以及简单设计方法。

5) 熟悉PLC基本指令梯形图或语句表程序的编辑方法。

二、实验设备：1) PLC主机2) 微型计算机（带编程电缆及编程软件）3) 输入/输出实验板4) 电工工具及导线若干三、实验内容：1) 保持电路如图1-1所示，将输入信号加以保持记忆。

当X000接通一下，辅助继电器M500接通并保持，Y000有输出。

停电后再通电，Y000仍有输出，只有X001接通，其常闭触点断开，才能使M500自保持清除，使Y000无输出。

按照保持电路的要求，编制PLC控制程序。

按照要求连接PLC主机和输入/输出实验板，运行PLC控制程序，模拟保持电路输入信号，观察输出结果。

2) 延时断开电路如图1-2所示，输入X000＝ON时，Y000=ON，并且输出Y000的触点自锁保持接通，输入X000＝OFF后，启动内部定时器T0，定时5s后，定时器触点闭合，输出Y000断开。

LD X000OR M500ANI X001OUT M500LD M500OUT Y000ENDa) 梯形图b) 指令表图1-1 保持电路LD X000OR Y000ANI T0OUT Y000LD Y000ANI X000OUT T0K50ENDa) 时序图b) 梯形图c) 指令表图1-2 延时断开电路按照延时断开电路的要求，编制PLC控制程序。

按照要求连接PLC 主机和输入/输出实验板，运行PLC控制程序，模拟延时断开电路输入信号，观察输出结果。

3) 分频电路图1-3所示为一个二分频电路。

待分频的脉冲信号加在输入X000上，在第一个脉冲信号到来时，M100产生一个扫描周期的单脉冲，使M100常开触点闭合一个扫描周期。

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。

时钟系统设计一、设计背景近年来，随着电子产品的发展，人们对数字时钟的要求越来越高，本文针对人们的这一需求，设计了一种有PLC控制的智能化数字时钟，功能强大，界面友好，更好的满足了人们对它的智能化要求。

随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。

多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，有电子闹钟、数字闹钟等等。

在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的，人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉。

但是却很少知道其他类型的内部结构以及工作原理。

由PLC 的CPU模块作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号进行计时实现计时功能，将其时间数据经PLC的外部接口输出，利用显示器显示出来。

通过开关可以进行定时、校时功能。

输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管显示技术。

时钟系统是一种用数字电路技术实现年、月、日、周、时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

此时钟系统是基于PLC技术的应运而设计的，该系统包括了硬件电路部分和程序实现部分。

二、设计目的及要求巩固《PLC技术》课程学过的知识，加强理论与实践的联系。

以西门子S7-300系列PLC 为例，通过本课程设计，达到了解硬件设备，熟悉PLC系统设计流程，灵活运用基本指令和高级指令的目的。

时钟系统包含年、月、日、周、时、分、秒的显示和设置。

为简化程序，不需要判断闰年，即大月为31天，普通小月为30天，2月为28天。

系统分两种模式，由一个选择开关进行切换。

1、运行模式初始运行，或上电时，系统默认为运行模式，系统按照一个默认初值运行时钟。

2、修改模式选择开关打到修改模式，系统时钟停止运行，进入修改状态。

修改值由两个拨码开关输入，可单独对年～分进行修改并确定。

修改完毕，打到运行模式，系统按照修改的时钟进行运行。

系统设计部分要求：两种模式由信号灯进行区别：绿灯亮表示系统处于运行模式；红灯闪烁，闪烁频率为0.5s 表示系统处于修改模式。

PLC的编程及应用一、PLC编程特点梯形图是PLC中最常用的方法，它源于传统的继电器电路图，但发展到今天两者之间已经有了极大的差别。

PLC的梯形图有一条左母线，相当于继电器电路的电源正极，还有一条右母线，相当于电源负极。

1．程序执行顺序比较2．PLC程序的扫描执行结果3．PLC软件特性PLC在梯形图里可以无数次地使用其触点，既可以是常闭也可以是常开。

二、PLC编程的基本规则一）PLC编程应遵循以下基本规则：1．输入/输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等软元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，线圈止于右母线。

触点不能直接接右母线；线圈不能直接接左母线。

3．在程序编写中一般不允许双重线圈输出，步进顺序控制除外。

4．可编程序控制器程序编写中所有的继电器的编号，都应在所选PLC软元件列表范围内。

5．梯形图中不存在输入继电器的线圈。

二）合理设计梯形图1．程序的编写应按照自上而下、从左到右的方式编写。

为了减少程序的执行步数，程序应“左大右小、上大下小“，尽量不出现电路块在左边或下边的情况。

2．依照扫描的原则，程序处理时尽可能让同时动作的线圈在同一个扫描周期内。

三、典型控制程序1．自保持程序自保持电路也称自锁电路。

常用于无机械锁定开关的启动停止控制中。

如用无机械锁定功能的按钮控制电动机的启动和停止；并且分为启动优先和断开优先两种。

2．互锁程序互锁电路用于不允许同时动作的两个或多个继电器的控制，如电动机的正反转控制。

3．时间电路程序时间电路程序主要用于延时、定时和脉冲控制。

时间控制电路，既可以用以用定时器实现也可以用标准时钟脉冲实现。

在FX1S系列有64个定时器和四种标准时钟脉冲（1min、1S、100ms、10ms）可用于时间控制，编程时使用方便。

1）接通延时2）限时控制程序3）断开延时和长延时1）计数器配合计时4．分频电路程序5．振荡电路程序6．时钟电路程序四、编程实例一）电动机正反转控制1．分析工艺过程4．程序编写5．调试。

PLC梯形图电路分析法假如把plc的梯形图理解为电路，若按输入与输出的关系分，则有组合电路与时序电路两种，若按输入的确定性状况分，有确定电路与随机电路两种。

1、组合电路凡是输出仅与输入的当前状况有关，而与输入的历史状况无关的梯形图，称为组合电路。

其特点是：1)无反馈，或不用锁存（或置位）及计数指令。

2)输出的状态仅由输入元件状态的组合直接反映，其结果是唯一的。

3)电路状态转换，可以一次实现，没有中间状态的过渡。

4)所需输入元件多，但电路简洁牢靠。

2、时序电路凡是输出不仅与输入的当前状况有关，而且还与输入的历史状况有关的梯形图，称为时序电路。

最简洁的时序电路，就是带有自锁环节的起停电路。

时序电路的特点是：1)反馈：其输出线圈不仅受输入信号掌握，还直接或间接受自身接点的掌握，或是用了计数或锁存（或置位）指令，能记住输入信号已经作用过的状况。

2)多解：同样的输入现况，可以有多种输出。

其间的不同，是由输入的历史状况区分的。

电路的历史状况可用计数器、锁存器（或置位）记录，也可用通过自身接点的反馈去做相应的记录。

3)挨次：时序电路的多解的实际取值是由其工作挨次确定的。

而工作挨次又是一个节拍、一个节拍绽开的。

所谓节拍是指两次输入的时间间隔。

对PLC而言，输入仅看成是外端的，内部器件间的相互作用或自作用（反馈），可不必与继电器电路一样，也看成输入。

它是挨次执行指令实现掌握的，不存在继电器电路那样的竞争问题，故不必把节拍分得很细。

节拍也可用输出变化划分，即把它定义为两次输出变化间的时间间隔。

分析时序电路一般要一个节拍、一个节拍地分析，设计时序电路，也要一个节拍、一个节拍地考虑。

时序电路由于记忆的原因，所需的输入元件少些。

这对于一些难以使用较多的输入信号的场合，是一个很大的便利。

但时序电路相对也比组合电路简单些。

讨论时序，总是假设：①同一时间仅存在一个输入。

②两次输入的间隔足以使PLC执行完全部指令。

多数的PLC梯形图是时序电路，而且这两条假设，也总是能被满意的。

目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1。

2可编程控制器的特点 (1)1.3 PLC的应用领域 (1)1.4 PLC的设计步骤 (2)1。

4。

1 硬件设计 (2)1.4.2软件设计 (2)第二章作息时间控制系统的方案论证 (2)2。

1 方案论证 (2)2.2 控制要求 (3)第三章作息时间PLC控制系统设计 (4)3.1 输入输出点分配 (4)3。

2 控制系统的硬件设计 (5)3。

3 控制系统的程序设计 (5)3.3。

1 秒脉冲程序的设计 (5)3.3.2 分显示程序的设计 (5)3。

3.3 时显示程序的设计 (6)3。

3.4 星期显示程序的设计 (7)3。

3。

5 数字显示原理 (7)3。

3.6广播、灯、打铃程序设计 (9)3.4 作息时间PLC控制器总梯形图 (10)第四章参考文献 (11)4。

1 参考文献 (11)第五章附录 (11)附图（1）作息时间PLC控制器接线图 ............................. 错误!未定义书签。

附图（2）作息时间PLC控制器总梯形图 (11)第一章绪论1。

1引言本文介绍一种用PLC控制的作息时间控制系统，详细地阐述了系统组成、系统硬件接线和系统软件设计，并详细介绍了系统工作原理。

该系统具有外设电路配置简单、扩展方便、操作容易、可靠性高、实用性强等特点，集电铃、路灯、宿舍灯、教室灯、音乐广播自动控制于一体，并具有周末与假期控制功能，实现了作息时间无人控制的自动化、科学化管理与操作。

作息时间控制；PLC;软件设计1。

2 可编程控制器的特点20世纪60年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点,人们研制出了一种先进的自动控制设备-——PLC，由于PLC具有优良的技术性能，因此它一问世就很快得到了推广应用。

现在PLC作为用于工业生产过程控制的专用计算机，与商家、家用的微机不同，由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和工作运行的连续性,使其在设计上有许多特点.（1）可靠性高,抗干扰能力强；（2）接口模块功能强、品种多；（3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；（4）编程方法简单、直观；（5）系统的设计/安装、调试工作量少;（6）维修工作量小、维护方便;（7）体积小、耗能低、重量轻.1。

PLC梯形图和继电器电路的区别是什么
PLC是可编程控制器，在自动化领域中应用非常广泛，越来越多的维修人员和电工也在积极的学习编程方法以及维护维修方法，那么PLC到底和普通电路有什么区别？
相同之处
梯形图和普通电路有相同的编写思路，在连接硬元器件的时候，拿到控制要求，第一想法就是分析控制原理，画出电路图，并且注意自锁电路以及互锁等等，而在编写PLC梯形图时思路也是一直，就像起保停等等，所以梯形图就是普通电路图的发展。

不同之处
1、元器件的数量
如果想要连接一个循环电路，那么就需要两个时间继电器，更多的循环电路呢？然而一个PLC就可以把所有的时间继电器代替掉，像FX3U中只是100ms等级的时间继电器（T0-T199）就是200个点，还有个中的辅助继电器，大大减少了电路组装的占用空间。

2、电路构成
如果没有较大负载，使用PLC实现一个控制要求所需要的元器件是非常少的，只需要几个控制按钮、一台PLC、负载端就可以实现了，但是普通电路不同，普通电路就需要各种各样的继电器元器件，比如时间继电器、交流接触器等等。

3、维修难度
无论是梯形图还是运行过程中检测到的数值，PLC都可以实时的进行检测反馈，并在程序中可以观察到运行情况，如果出现动作故障也可以进行梳理排查，但是普通电路如果出现动作故障，维修起来就非常的麻烦，除了翻出电气原理图还需要一根根排查连接线。

4、通讯
PLC可以与上位机触摸屏、变频器等等进行通讯，可以达到查看数据，联动控制的要求，但是普通电路却不能达到这样的要求，所以自动化水平偏低。

总结
PLC梯形图与电路图有相似之处，但是相比之下PLC电路更容易理解，也能够代表目前自动化行业的基础水平。

【PLC基本功】控制线路与梯形图起动、自锁和停止控制的PLC线路与梯形图起动、自锁和停止控制可采用驱动指令（OUT），也可以采用置位指令（SET、RS T）来实现。

1.采用线圈驱动指令实现起动、自锁和停止控制线路与梯形图说明如下：当按下起动按钮SB1时，PLC内部梯形图程序中的起动触点X000闭合，输出线圈Y000得电，输出端子Y0内部硬触点闭合，Y0端子与COM端子之间内部接通，接触器线圈KM得电，主电路中的KM主触点闭合，电动机得电起动。

当按下停止按钮SB2时，PLC内部梯形图程序中的停止触点X001断开，输出线圈Y000失电，Y0、COM端子之间的内部硬触点断开，接触器线圈KM失电，主电路中的KM主触点断开，电动机失电停转。

2.采用置位复位指令实现起动、自锁和停止控制其PLC接线图与上面是一样的。

线路与梯形图说明如下：当按下起动按钮SB1时，梯形图中的起动触点X000闭合，[SET Y000]指令执行，指令执行结果将输出继电器线圈Y000置1，相当于线圈Y000得电，使Y0、COM端子之间的内部硬触点接通，接触器线圈KM得电，主电路中的KM主触点闭合，电动机得电起动。

当按下停止按钮SB2时，梯形图程序中的停止触点X001闭合，[RST Y000]指令被执行，指令执行结果将输出线圈Y000复位，相当于线圈Y000失电，Y0、COM端子之间的内部硬触点断开，接触器线圈KM失电，主电路中的KM主触点断开，电动机失电停转。

正、反转联锁控制的PLC线路与梯形图线路与梯形图说明如下：1)正转联锁控制。

按下正转按钮SB1→梯形图程序中的正转触点X000闭合→线圈Y000得电→Y000自锁触点闭合，Y000联锁触点断开，Y0端子与COM端子间的内部硬触点闭合→Y000自锁触点闭合，使线圈Y000在X000触点断开后仍可得电；Y 000联锁触点断开，使线圈Y001即使在X001触点闭合（误操作SB2引起）时也无法得电，实现联锁控制；Y0端子与COM端子间的内部硬触点闭合，接触器KM1线圈得电，主电路中的KM1主触点闭合，电动机得电正转。

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（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。

在定时器线圈断电时，定时器的触点立刻复位。

如图5-9所示为断开延时程序的梯形图和动作时序图。