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。

图2 电动机直接起动控制的继电器接触器控制电路

在图2c的外部接线图中，输入端的直流电源E通常是由PLC内部提供的，输出端的交流电源是外接的。“COM”是两边各自的公共端子。

从图2a和图c可以看出，为了使梯形图和继电器接触器控制电路一一对应，PLC输入设备的触点应尽可能地接成常开形式。

此外，热继电器FR的触头只能接成常闭的，通常不作为PLC的输入信号，而将其直接接通断接触器线圈。

PLC的编程语言

逻辑功能图表达方式基本上沿用了数字逻辑电路的“与”、“或”、“非”门电路的逻辑语言来描述，用逻辑框图形式表示。对每一种功能都使用一个运算方块，其运算功能则由方块内外的符号确定，如图3所示。

图3 简单的逻辑图

如，“&”表示逻辑“与”运算；“≥1”表示逻辑“或”运算；“o”（框图右边的小圆圈）表示逻辑“非”。

图3a是一个简单的逻辑功能图。一般与功能块有关的输入信号画在方块的左边，与功能块有关的输出信号画在方块的右边。在左边和右边应分别写上标志符和地址码。图中，X000、X001、M100为输入信号的标志符和地址码；Y030为输出信号的标志符和地址码。功能块表示如下的逻辑关系：

Y030=X000•X001•M100

采用逻辑功能图来描述程序，易于描述较为复杂的控制功能，表达直观，查错容易。因此它是编程中较为常用的一种表达方式。但它必须采用带有显示屏的编程器才能描述，而且连接范围也受到显示屏幅面的限制。

2.梯形图

（1）常用符号

PLC梯形图图形符号借助于继电器接触器的常开触头、常闭触头、按钮、线圈以及它们的串联、并联的术语和符号，两者对照，则直观明了。和电路图一样，在绘制梯形图之前首先熟悉绘制梯形图的有关符号，如表1所示。

表1 梯形图常用符号

对输入信号和被控制对象必须标上相应的标志符和地址码，如图4（与或门）中的X000、X001、X002和Y030。图中所表示的逻辑关系为

Y030=X000•X001+X002

图4 符号在梯形图中

（2）梯形图的绘制

采用触点梯形图来表达程序的方法，看上去与传统的继电器电路图非常类似。因此它比较直观形象，对于那些熟悉继电器电路的设计者来说，易被接受。

另外，为了在编程器的显示屏上直接读出触点梯形图所描述的程序段，构成触点梯形图的图案电流支路都是一行接一行地横着向下排列的。每一条电流支路的触点符号为起点，而最右边的线圈符号为终点，如图5所示。触点梯形图多半适用于简单的连接功能的编程。

图5 多条支路的梯形图

3.语句表

语句表形式是使用助记符来编制PLC程序的语言，表示程序的各种功能。语句表类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言容易得多。每一条指令都包含操作码和操作数两个部分，操作数一般由标志符合地址码组成。下面是一个简单的语句表。

LD X000

AND M100

OR Y030

ANI X002

OUT Y030

语句表中各部分含义如表2所示

表2 语句表

采用这种类似计算机语言的编程方式，可使编程设备简单，逻辑紧凑，而且连接范围也不受限制。上述三种程序的表达方式各有所长，在比较复杂的控制系统中，这三种方式可能会同时使用，但对于简单的控制系统采用一般的可编程序控制器进行人工编程时，大多采用触点梯形图编制程序。当设计好触点梯形图后再根据接口、梯形图写出语句表，最后便可将语句表键入可编程序控制器中进行调试。

PLC的常用指令

表3 常用的基本指令表

PLC的编程方法

以图6所示的交流电动机正反转控制电路为例来介绍用PLC控制的编程方法。

图6 交流电动机的正反转控制电路

1.确定I/O点数及其分配

停止按钮SB1、正传起动按钮SB2、反转起动按钮SB3这3个外部按钮须接在PLC的3个输入端子上，可分别分配为X0、X1、X2来接收输入信号；正转接触器线圈KM1和反转接触器线圈KM2须接在两个输出端子上，可分别分配为Y1和Y2。共需用5个I/O点，如表4所示。

表 4 I/O点数

外部接线如图7所示。按下SB2，电动机正转；按下SB3，电动机则反转。在正转时如要求反转，必须先按下SB1。至于自锁和互锁触点是内部的“软”触点，不占用I/O点。

图7 外部接线

2.编制梯形图和指令语句表

表5 语句表

图8 梯形图

PLC的编程举例

用PLC对喷漆机械手的定位控制

喷漆机械手是采用步进顺序器分步控制的，首先介绍步进顺序控制器。

（1）步进顺序控制器

步进顺序器（SS）能够按顺序逐一启动后续的7个内部继电器线圈（ST），组成一个步进顺序器。当第一个标有（SS）的内部继电器得电后，使随后的7个线圈均处于释放状态。随后当其后一个标有（ST）的内部继电器得电时，这组步进顺序器带的其他继电器均释放，通电顺序必定是由小至大，逐一轮流。因此，步进顺序器是把连续的几个内部继电器组合起来，协调行动，它们在梯形图中的图形符号如表6所示。

表6 步进顺序器图形符号

在EPS软件中并不规定步进顺序器从哪个内部继电器编号开始，也不一定在（SS）线圈后要跟随7个（ST）继电器，但最多是7个。如果需要超过8步时，可以把2个步进顺序器串接起来。

（2）喷漆机械手定位控制电路

若有一个带有红、绿、蓝三种颜色油漆喷枪的机械手在一条有4个工位的通道中移动。机械手能喷出三种颜色，在四工位要喷刷四段颜色，如图9a所示。每个工位的交界处都设置一个位置传感器，此外，在起点及终点也各设一个位置传感器，总共5个位置传感器，其梯形图如图9b所示。

喷漆机械手由X0位置传感器启动控制。红色喷枪由输出点Y2控制，绿色喷枪及蓝色喷枪分别由Y3及Y4控制。R0~R5组成一组步进顺序器。输出点YO控制机械手前进，Y1控制机械手返回。

首先，X0位置传感器发出启动信号，使步进顺序器启动，这时R0内部继电器吸合，其余5个线圈释放。由于R0接通，使R10置位，驱动输出点Y0。于是机械手前进，同时R0触点驱动输出点Y2，使机械手上的红色喷枪工作。当机械手行进到X1处，X1位置传感器发出信号，使X1触点接通，内部继电器R1吸合，同时R0断开。因为R0是步进顺序器的第一个线圈。R1触点驱动输出点Y3，使机械手上的绿色喷枪工作。当机械手继续前进到X2处，X2位置传感器动作，使R2吸合，同时断开R1。与此类同，直至机械手到达终点，R4使R10复位，于是机械手停止前进。当R4接通Y1线圈，机械手便返回起始点。起始点X0的位置传感器X0又发出信号，于是PLC的R0又接通，机械手又开始下一次的喷漆工作。

图9 喷漆机械手的定位控制

PLC基础知识：编程元件及基本指令（1）

在传统继电器控制系统里，对某个实际工作中的目标实现一定的控制，都是用低压电器按一定的逻辑关系连接起来达到控制要求的。也就是说，我们要实现一定的控制要求，都是用一些低压电器组成特定的控制电路来实现的。

比如我们熟悉的电动机全压启动控制，就是使用了接触器、按钮开关、熔断器和热继电器，按逻辑控制要求把他们连接起来实现的。

PLC是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时也要使用到各种编程元件，这些编程元件就相当于继电器控制电路里的各种电器。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。

PLC内部这些存储器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似，也有“线圈”与“触点”，而“触点”使用不受限制。但它们不是“硬”继电器，而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。所以，内部的这些继电器称之为“软继电器”。我们把PLC这些存储单元“软继电器”就叫编程元件。

具体有：1.输入继电器 输入继电器用符号I表示，用于存放CPU在输入扫描阶段采样输入端子的结果。2.输出继电器 输出继电器用符号Q表示。3.中间继电器 中间继电器用符号M表示，它位于PLC存储器的位存储区，与继电器控制系统的中间继电器作用相同，用于存放控制逻辑的中间状态和其他控制信息。4.变量存储器 变量存储器用符号V表示，主要用于存放用户程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以用来保存与工序或任务有关的其他数据。5.特殊标志继电器 特殊标志继电器用符号SM表示。6.定时器 定时器用T表示。定时器是PLC中重要的编程元件，是累计时间增量的内部器件。7.计数器 计数器用C 表示，主要用来累计输入脉冲的次数。PLC编程元件主要是靠指令来调出使用的。

基本指令有：

1.触点线圈指令

1） 触点指令格式及功能

梯形图程序的触点指令有常开和常闭触点两类，类似于传统控制电路里的继电器、接触器的触点。触点可自由的串并联使用，具有与、或、非逻辑功能。触点指令格式与指令功能见图1。

2） 线圈输出指令格式及功能

线圈输出指令与输出端子相对应，驱动线圈的触点电路接通时，线圈流过“能流”（相当于电流），相应端子负载回路接通，负载动作。输出指令应放在梯形图的最右边。指令格式及功能见图2。

在同一程序中，同一编号的线圈一般只能使用一次。如果同一编号线圈在一个程序中使用两次或以上，则称为线圈重复输出，易引起误动作，所以应避免这样的设计。见图3所示。

3） 触点线圈指令应用

程序见图4所示。

网络1中，I0.0为常开触点，I0.0接通为1时，则Q0.0接通，Q0.0为1；I0.0断开即为0时，则Q0.0断开，Q0.0为0.

网络2中，I0.1为常闭触点，此时I0.1接通，Q0.1接通，如果I0.1的常闭触点断开，则Q0.1断开。

4） 两个应用实例

a. 有两个开关控制一盏灯，要求只有两只开关都接通时，灯才亮。试设计程序。

假设两只开关分别接在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5所示。

I0.0、I0.1状态均为1都接通时，Q0.0输出为1，灯亮；当I0.0、I0.1两者有任何一个状态为0即断开时，Q0.0输出为0，灯灭。这个例子为与逻辑控制。

b. 也是两只开关控制一盏灯，要求只要有一只开关闭合，灯就亮，两只开关都断开时灯灭。试设计程序。

假设两只开关分别接在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6所示。

I0.0、I0.1状态任意一个为1即接通时，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。这个例子为或逻辑控制。

（未完待续）

相关问答

热继电器符号是fr还是kr?

热继电器符号是fr。热继电器的工作原理是电流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到一定距离时,就推动连杆动作,使控制电路...

热继电器的字母符号是KH还是FR?

热继电器的字母符号通常是KH,它是“热继电器”这个英文单词(ThermalRelay)的缩写。FR在电气领域中一般指熔断器(Fuse),两者虽然都与电路保护有关,但其功...

热继电器的符号?

热继电器的电气符号一般表示为KH和FR。热继电器工作原理是由流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到一定距离时,就推...

热继电器的符号?

热继电器符号是FR,其工作原理是当通过热继电器电流过大时,其控制机构上的弹簧片因为电流大过额定电流而瞬间发热产生变形,将其主电路断开,以保护工作机构的一...

请问热继电器的电气符号表示有什么区别?-_artemis___的回...

这两个图的接法可以认为是有区别的,区别在于接法不同:第一张图:接的是三相热继电器,U13,V13,W13都接入了热继电器,也就是说三相负载均得到保护;第二...

plc中输出继电器的符号是什么?

PLC的输出包括数字量输出和继电器输出。数字量输出用DO表示。继电器输出用RL表示。这里的RL其实就是Relay(继电器)的缩写。PLC的继电器输出其实就是其内部...

三极热继电器符号带什么字母

三极热继电器的符号通常带有以下字母标识:C:表示控制端(Control),用于接入控制信号。NO:表示常开触点(NormallyOpen),在继电器未通电时触点处于断开...三...

plc中kt是什么意思?

KT是时间继电器的符号。时间继电器是指当加入(或去掉)输入的动作信号后,其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化(或触头动作)的一种继电器。时间继...

(ACE)中为什么找不到接触器和热继电器的符号?_汽配人问答

[最佳回答]我现在用的是2010版,有继电器和热继电器,但是却没有接触器。而且使用的规范是《美国电气工业规范》,很不方便。在这个软件里继电器和接触器不分,不...

热过流继电器符号?

热过流继电器的符号FR热过流继电器的符号FR