PLC 怎样编程？PLC编程实例

上一讲我们学习了PLC常用编程元件及一些基本指令，这一讲我们学习PLC的编程方法。主要用一些实际的电路来进行转换，在转换的过程中，逐步了解PLC的编程技巧和方法。

先看我们都比较熟悉的照明电路怎样用PLC来实现的。在照明电路里，因为用电器的状态只有两种，通电灯亮，断电灯灭。所以我们使用的控制器件很简单，就用一个开关就可实现这两种状态的转变。

1）在照明电路里，一般常见的就是一个开关控制一盏灯，其原理图见图1所示。

图一

这里要说明一下，控制照明电路的开关和我们电动机控制电路里的按钮开关是有差异的，按钮开关也是控制着两个状态相互转换，但它没有自锁性，就是给它一个外力按下按钮，开关改变状态。以常开触点为例，触点闭合，线路导通，外力一消失，改变后的状态不能保持，又恢复到断开状态，这就是没有自锁性。

我们把这种没有自锁性的开关称为SB类的开关。控制照明电路的开关，不管是单联开关或双联开关，它们都是有自锁性的。也就是说给开关一个外力即拨动一下开关，开关改变状态，比如闭合吧，外力取消，改变后的闭合状态一直保持不变，这就能实现长时间通电。若要改变这时的导通状态就必须再给它一个外力，即再次拨动一下开关，原来的闭合状态才能改变成断开状态即切断了电路。这就是开关的自锁性，我们把这类具有自锁性的开关称为SA类的开关。在PLC外接输入控制开关时，大多数都是用的按钮开关，需要说明的是PLC这两种开关都可以使用。

照明电路一个开关控制一盏灯，PLC编程是怎样的，其梯形图见图2所示。

图二

说明：PLC输入端子I0.0接单联开关，输出端子Q0.0接灯泡。I0.0闭合，此线路导通，Q0.0=1有输出，灯亮。I0.0断开，此线路不通，Q0.0=0没有输出，灯灭。（这里的输入接的是带自锁的单联开关，若是用按钮开关，就不能实现长时间导通了，因为按钮开关不能自锁，又没有其它互锁的条件。按钮开关只是按下线路导通灯亮，手一松开关断开，灯灭。后面的例子没有特别说明所用开关都属SA类的开关。）

2）用两只开关控制一盏灯，要求只有两只开关都接通时，灯才亮。其电路图见图3。

图三

PLC控制：用两只单联开关分别接在I0.0、I0.1的输入端子上，灯接在Q0.0输出端子上，设计的程序见图4所示。

图四

说明：I0.0、I0.1状态均为1即为接通时，Q0.0输出为1，灯亮；当I0.0、I0.1任何一个状态为0即断开时，Q0.0输出为0，灯灭。从分析可以看出，此电路是与逻辑关系。

3）再用两只开关控制一盏灯，要求只要有一只开关闭合，灯就亮；两只开关都断开灯灭。其电路图见图5。

图五

PLC控制：两只单联开关分别接在I0.0、I0.1的输入端子上，灯接在Q0.0输出端子上，设计程序见图6所示。

图六

说明：I0.0、I0.1状态任意一个为1即为接通时，Q0.0输出为1，灯亮；当I0.0、I0.1状态均为0即断开时，Q0.0输出为0，灯灭。从分析可以看出，此电路是或逻辑关系。

4）在照明电路里，还有一种控制电路比较特别，也是用两只开关控制一盏灯，但要求任何一个开关都可以随时控制灯的接通和熄灭，也就是所谓的“二控一电路”。

这个电路的作用是能实现异地控制，就是在甲地和乙地都可以实现灯的点亮和熄灭。其电路图见图7。

图七

这个电路主要应用在楼梯照明当中，也可应用于卧室照明。这种二控一电路应用很广，大家可自己思考还可以用到什么地方。（但楼梯口的路灯使用的不多了，很多地方都有声光控路灯了）。

这种电路的控制原理是用两个双联开关来进行控制的，双联开关里面共有一个动触点，两个静触点。一个动触点可以控制两个静触点的通断。接线时把这两个开关的两个静触点相连，其中一个开关的动触点接电源，另一个开关的动触点就接灯头即可。

这种电路若用PLC来控制的话，编程还是比前面的一些电路稍难一些，根本上还是要注意输入开关选择什么样的开关。本人试了很多方案，用不带自锁按钮开关是不容易实现控制要求的，还是要用带自锁的转换开关。其梯形图见图8。

图八

PLC控制：两只单联开关分别接在I0.0、I0.1的输入端子上，灯接在Q0.0输出端子上。程序说明：在常态下，即I0.0、I0.1都为0，Q0.0输出为0，没有输出灯不亮。先看ab支路，I0.0状态为1即为接通时，其常开触点闭合，与之相串联I0.1是常闭触点，两者都闭合为1，Q0.0输出为1。cb支路，I0.0常开触点闭合而常闭触点就断开，与之相串联的是I0.1的常开触点，两个触点都处于断开状态即此路不通，两条支路是或逻辑关系，故整个电路有输出灯亮。

再看ab支路，若I0.0输入断开，其常开触点断开，而cb支路I0.0常闭触点虽说闭合了，但I0.1常开触点是断开的，这条线路还是不通，两条线路都不通，即Q0.0输出为0，灯灭，说明I0.0这个开关可以自由控制灯亮灯灭。

第二个开关控制过程与第一个开关相同，还是先看ab支路，I0.1端子开关按下，其触点改变状态，I0.1常闭触点断开，前面串联的是I0.0的常开触点，两个触点都处于断开状态，这条支路不通。cb支路，I0.0是常闭触点，I0.1常开触点闭合，两个触点都处于导通状态。Ab、cb两支路为或逻辑关系，故整条电路导通，Q0.0输出为1，灯亮。若I0.1端子开关断开，I0.1没有输入即为0，其触点又回到常态之下，故O0.0输出为0，灯灭。由此说明两个开关都能自由控制灯的点亮与熄灭，达到了控制要求。

用PLC二分频电路也很容易实现多个开关控制一盏灯。（后面讲解）

这一讲只介绍了简单的照明电路的PLC控制编程方法。有一点要注意，照明电路是不需要用PLC来进行控制的，经济上不合算，以照明电路为例是希望对大家的学习有一点启发与帮助。下一讲重点介绍电动机控制电路的PLC编程方法。谢谢！

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讲真，这么全的PLC输入输出各种回路接线，第一次见

一、输入回路接线

输入电路是PLC接收信号的端口(对模拟量来说一般为0-40MA直流电流或0-10V直流电压信号),输入接线是指外部输入器件(任何无源的触点和集电极开路的NPN三极管)接通输入回路闭合,同时输入指示的发光二极管亮。常用外部输入器件有按钮，接近开关，转换开关，拨码器，各种感应器等，是对系统发出各种控制信号的主令电器。

（一）PLC输入模块与主令电器电器类设备的连接

图中松下PLC为直流汇点式输入，即所以输入点共用一个公共端COM，同时COM端内带有DC24V电源，在编写程序时注意外部设备使用的是常闭还是常开触点

输入端的电气原理图中停止按钮SB0用常闭触点，串在控制线中，用于停机控制。启动按钮SB1用常开触点。在设计的两个梯形图完成的控制功能相同，但停机信号X0使用的触点类型不同，那么连接在端点的外部停机按钮触点类型也就不同

I/O分配SB0-X0，SB1-X1，输出K0-Y0。当外部使用长闭触点，不操作该按钮，输出Y0正常接通，在PLC控制系统中，外部开关无论是启动还是停止一般都选用常开型。

（二）接近开关与PLC输入模块的连接

在PLC控制系统设计中接线的工作比重叫小，但它是编程设计的基础。要保证接线工作正确性，需PLC的输入输出电路有一个清楚的了解。

1.PLC直流输入电路：分有源型（共阳极）输入电路，漏型（共阴极）输入电路。所以漏型输入电路PLC的COM端是外接直流电源的正极，如西门子S7-400PLC直流输入模块的COM端必须接外部电源的正极。所以西门子PLC输入信号为低压信号,如果外部信号为高压信号应该通过中间继电器转换。

2.PLC交流输入电路电压一般为AC120V或AC230V，经过电阻的限流和电容的隔离在经过整流变成直流三个环节，所以输入信号延迟时间比直流电路长，但是输入端是高电压，输入信号的可靠信高，一般用于环境恶劣，对响应要求不高的场合。

（三）开关量信号与PLC输入模块的连接

对于不同的PLC输入电路应正确选择传感器（NPN或PNP）的输入方式，NPN型传感器动作时，OUT端为0V，（NPN型输出端OUT应和PLC的输入端漏型相连）输出低电平信号。PNP型传感器动作时，OUT端为+V，输出高电平信号。

（四）PLC输入回路接线的优化

1、减少输入点数，分组输入

如图上系统分自动和手动两种工作方式，Q1-Q8为手动方式用到的 输入信号，S1-S8为自动方式用到的输入信号。S1和Q1共用输入点X0，PLC运行时只会用到其中一组信号，所以可以共用PLC的输入点。（图中二极管是用来防止寄生回路，避免错误输入信号的产生。

2、输入设备的多功能化:在PLC系统中可以借助PLC逻辑功能来实现一个设备在不同条件下产生不同作用的信号。

3、不同形式的直流输入信号与PLC连接

直流有源输入输入信号一般都是24V，这类信号与其他无源开关量信号混合接入PLC输入点时电压的0V点一定要接。上图输入点I0.0，I0.1连接光电编码器，接近开关的输出OUT信号，它们的驱动电源由PLC自身的24V电压提供

不同电压直流信号与PLC输入模块输入点的连接，注意信号电位差的参考点必须相同。即它们的0V信号必须连接在一起。

4、对与用长线引入PLC的开关量信号可以用小行继电器来转接输入信号，避免外部的强电感应的干扰。

二、输出回路接线

由于PLC输出元件被封装在线路板上并连接至输出端子板上，若将输出元件短路将烧毁印制电路板，所以应用熔断器保护输出元件。开关量输出模块有继电器，晶体管，晶闸管输出。输出端接线分公共输出和独立输出。直流输出的续流管保护，交流输出阻容吸收电路，晶体管，晶闸管输出的旁路电阻保护，以及外部紧急停车电路。

（一）PLC输出有三种，这三种输出回路的配线应注意

1、继电器输出配线：通用于交直流电路,不同公共点可以带不同交直流电压负载。负载容量以负载性质区分,阻抗负载2A/1点,8A/4点COM ,感抗负载容量80VA,灯泡负载100W。可知继电器型输出的PLC可通过相对大的电流，但输出触点响应的时间相对较慢。

2、晶体管输出：通用于直流电路,电压范围DC5-30V，阻抗负载0.5A/1点,0.8A/4点COM ,感抗负载容量12W/DC24,灯泡负载1.5W/DC24。可知晶体管型输出的PLC输出触点响应时间快，但个通过的电流小。

3、晶闸管输出：适应高频动作，但只能带DC5-30V，负载最大电流电流为0.5A，灯泡负载30W。

4、在输出回路必须设置适当熔断器作为保护。DC直流感抗负载要并联二极管以延长触点寿命，二极管规格为耐压时负载电压5-10倍，电路大于负载电流。

5、氖灯或小电流负载需要并联浪涌吸收器。

6、马达正反转电路，除PLC内部程序要设计互锁，输出外部配线也必须互锁配线。

（二）COM 点的选择

因为PLC内部没有熔断器，需在COM点处加一个熔断器。当负载种类多且电流大可采用一个COM点带1-2个输出点的PLC产品，当负载数量多且种类少可采用一个COM点带4-8个输出点的PLC产品。

（三）PLC与感性设备的连接

当PLC输入输出端接有感性负载元件时，直流输出的续流管保护（直流电路两端并联续流二极管），交流输出阻容吸收电路。

对与大容量负载电路，须在继电器主触头两端连接RC阻容吸收电路

（四）PLC与七段LED显示器的连接

上图两只CD4513的数据输入端A-D共用PLC四个输出端Y0-Y3，A为最底D为最高，LE 为寄存输入端，当LE 为高电平时，输入数据将存在芯片内的寄存器中，并将其译码后显示出来。如PLC使用继电器输出模块时，与CD4513相连的输出各端在接一个下拉电阻，避免输出继电器断开的时候CD4513输入端悬空。

七段数码管有共阴极(公共极接地)和共阳极(公共极接+5V)两种,是电气仪表常用的数显器件。

（五）PLC控制系统输出回路接线的优化

1、减少输出点的措施

① 巨阵输出：要使某个设备（负载）接通工作，只要控制相对应的输出继电器接通即可，采用巨阵输出必须将同一时间段接通的负载安排在同一列。

②分组输出：PLC每个输出点可以控制两个不同时工作的负载，当两组负载不会同时工作事，可以通过外部转换开关SA进行切换。

③ 并联输出：两个通段完全相同的负载可并联后共用PLC的一个输出点。

④ 提高PLC输出可靠性措施：PLC输出模块的继电器触点容量一般为2A，如果输出点的负载功率太大，可以采用输出继电器带动一个中间继电器，在由中间继电器驱动负载。

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