PLC编程基本功：梯形图与控制线路（附1164个三菱PLC实用案例）

PLC的软件编程语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，也不同于一般的汇编语言，且要满足易于编写和调试的要求。

早期的PLC仅支持梯形图编程语言和指令表编程语言，现根据国际电工委员会制定了五种能支持PLC编程的语言，分别是：梯形图Delete（LD）、指令表Delete（IL）、功能模块图Delete（FBD）、顺序功能流程图Delete（SFC）、结构化文本Delete（ST）等等，今天给大家分享一些PLC的控制线路和梯形图，这算是比较基础实用的部分，一起来看看吧！

起动、自锁和停止控制的PLC线路与梯形图

起动、自锁和停止控制能使用驱动指令（OUT），也能够使用置位指令（SET、RST）来实现。

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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：

点击起动按钮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。

点击停止按钮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。

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2、采用置位复位指令实现起动、自锁和停止控制

其PLC接线图与上面类似。

线路与梯形图说明：

点击起动按钮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。

点击停止按钮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

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线路与梯形图说明如下：

1)正转联锁控制

点击正转按钮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；Y000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。

2)反转联锁控制

点击反转按钮SB2→梯形图程序中的反转触点X001闭合→线圈Y001得电→Y001自锁触点闭合，Y001联锁触点断开，Y1端子与COM端子间的内部硬触点闭合→Y001自锁触点闭合，使线圈Y001在X001触点断开后继续得电；Y001联锁触点断开，使线圈Y000即使在X000触点闭合（误操作SB1引起）时也无法得电，实现联锁控制；Y1端子与COM端子间的内部硬触点闭合，接触器KM2线圈得电，主电路中的KM2主触点闭合，电动机得电反转。

3)停转控制

点击停止按钮SB3→梯形图程序中的两个停止触点X002均断开→线圈Y000、Y001均失电→接触器KM1、KM2线圈均失电→主电路中的KM1、KM2主触点均断开，电动机失电停转。

多地控制的PLC线路与梯形图

1)单人多地控制

甲地起动控制。在甲地点击起动按钮SB1时→X000常开触点闭合→线圈Y000得电→Y000常开自锁触点闭合，Y0端子内部硬触点闭合→Y000常开自锁触点闭合锁定Y000线圈供电，Y0端子内部硬触点闭合使接触器线圈KM得电→主电路中的KM主触点闭合，电动机得电运转。

甲地停止控制。在甲地点击停止按钮SB2时→X001常闭触点断开→线圈Y000失电→Y000常开自锁触点断开，Y0端子内部硬触点断开→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。

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2)多人多地控制

起动控制。在甲、乙、丙三个地点一起点击按钮SB1、SB3、SB5→线圈Y000得电→Y000常开自锁触点闭合，Y0端子的内部硬触点闭合→Y000线圈供电锁定，接触器线圈KM得电→主电路中的KM主触点闭合，电动机得电运转。

停止控制。在甲、乙、丙三个地点一起点击SB2、SB4、SB6中的某个停止按钮时→线圈Y000失电→Y000常开自锁触点断开，Y0端子内部硬触点断开→Y000常开自锁触点断开使Y000线圈供电切断，Y0端子的内部硬触点断开使接触器线圈KM失电→主电路中的KM主触点断开，电动机失电停转。

定时控制的PLC线路与梯形图

1、延时起动定时运行控制的PLC线路与梯形图

它能实现：按下起动按钮3秒钟后，电动机起动工作，工作5秒钟后自行叫停。

PLC线路与梯形图说明如下：

2、多定时器组合控制的PLC线路与梯形图

它可以实现：点击起动按钮后电动机B马上运行，30秒钟后电动机A开始工作，70秒后电动机B停转，100秒后电动机A停转。

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PLC线路与梯形图说明如下：

定时器与计数器组合延长定时控制的PLC线路与梯形图

三菱FX系列PLC的最长定时时间为3276.7s（约54min），使用定时器和计数器能够拉长定时时间。

PLC线路与梯形图说明如下：

图中的定时器T0定时单位为0.1s（100ms），它与计数器C0搭配用之后，它的定时时间T＝30000×0.1秒×30000＝90000000秒＝25000小时。如果需要重新定时，可以把开关QS2断开，让[2]X000常闭触点闭合，然后“RST C0”指令执行，之后计数器C0进行复位，然后再闭合QS2，就会重新开始250000小时定时。

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多重输出控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明如下：

1)起动控制

2)停止控制

过载报警控制的PLC线路与梯形图

PLC线路与梯形图说明：

1)起动控制

点击起动按钮SB1→[1]X001常开触点闭合→[SET Y001]指令执行→Y001线圈被置位，即Y001线圈得电→Y1端子内部硬触点闭合→接触器KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机得电运转。

2)停止控制

点击停止按钮SB2→[2]X002常开触点闭合→[RST Y001]指令执行→Y001线圈被复位，即Y001线圈失电→Y1端子内部硬触点断开→接触器KM线圈失电→KM主触点断开→电动机失电停转。

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3)过载保护及报警控制

闪烁控制的PLC线路与梯形图

线路与梯形图说明：

把开关QS闭合→X000常开触点闭合→定时器T0开始3s计时→3s后，定时器T0动作，T0常开触点闭合→定时器T1开始3s计时，与此同时Y000得电，Y0端子内部硬触点闭合，灯HL点亮→3s后，定时器T1动作，T1常闭触点断开→定时器T0复位，T0常开触点断开→Y000线圈失电，同时定时器T1复位→Y000线圈失电使灯HL熄灭；定时器T1复位使T1闭合，因为开关QS依旧是闭合状态，所以X000常开触点也是闭合，定时器T0又开始重新3s计时。

之后重复上述过程，灯HL保持3s亮、3s灭的频率闪烁发光。

相关练习

喷泉的PLC控制

系统要求用两个按钮来控制A、B、C三组喷头工作（通过控制三组喷头的电动机来实现），三组喷头排列如图4-32所示。系统控制要求具体如下：

当按下起动按钮后，A组喷头先喷5s后停止，然后B、C组喷头同时喷，5s后，B组喷头停止、C组喷头继续喷5s再停止，而后A、B组喷头喷7s，C组喷头在这7s的前2s内停止，后5s内喷水，接着A、B、C三组喷头同时停止3s，以后重复前述过程。按下停止按钮后，三组喷头同时停止喷水。

最流行的 PLC 编程语言盘点，你使用的是哪一种？

最流行的 PLC 编程语言是什么？

世界各地的工程师都在争论这个问题。普遍认为，PLC 编程最常用的语言是梯形逻辑。这是因为它非常灵活、易于学习，而且使用过相同架构原理图的电工很容易理解它。

然而，在过去十年中，更年轻的劳动力进入了制造业。这些工程师和技术人员主要学习 Java、Python 和 Javascript 等现代语言。这些语言与结构化文本 [ST] 更相似，因此促进了其使用。

考虑相关行业也很重要。化学工艺通常使用管道和仪表图 (P&ID) 进行设计。这些特定示意图可通过使用功能块图 [FBD] 轻松复制。

梯形逻辑 PLC 编程

在可编程逻辑控制器流行之前，大多数制造工厂都采用继电器控制。继电器根据通过设备物理接线实现的简单逻辑来驱动负载。这些设备的接线在电气图纸中指定，这些图纸假定布局类似于梯子。随着最基本的 PLC 被引入该领域，梯形逻辑 PLC 编程旨在模仿基于继电器的电路布局。换句话说，梯形逻辑是最早的PLC 编程语言之一，由于其简单性，至今仍在使用。

‍自诞生以来，梯形逻辑已发生了重大变化。但是，操作的基本原理保持不变。梯形逻辑PLC 编程按顺序评估梯形图的每个梯级，评估条件指令，如果结果评估为“TRUE”，则执行输出指令。

梯形逻辑 PLC 编程的优点

易于实施和故障排除：梯形逻辑是一种可视化语言，可为大多数指令提供状态确认。换句话说，即使对特定流程知之甚少的人也可以轻松浏览程序并了解逻辑。模块化设计：梯形逻辑可通过逻辑的增加或减少轻松修改。每个梯级都是一个单独的条件，可以根据需要删除或添加。弹性和一致性：Ladder Logic 允许用户实现许多功能。但是，该语言高度标准化，无法提供充分的灵活性，因此需要在不同实现之间保持代码的一致性。

梯形逻辑的缺点

学习难度高：Ladder Logic 是一种简单的语言，但对于具有 C、C++、Java 或 Python 背景的人来说，它并不是非常直观。话虽如此，但对于电气工程师和具有汇编编程基础知识的人来说，它可能更容易掌握。部署缓慢：由于梯形逻辑的可视化特性，程序员需要更长的时间来创建他们所设想的逻辑。与其他现代编程语言相比，需要拖放元素，这会减慢开发过程。对于复杂应用来说不够直观：梯形逻辑在顺序布尔任务方面表现优异。然而，当涉及到涉及 PID、流量控制、模拟传感器和反馈回路的现代控制理论时，它并不总是易于实施和解读。

结构化文本 PLC 编程

结构化文本是一种与 C 或汇编语言非常相似的PLC 编程语言。用户输入按顺序执行的代码行，评估特定函数、布尔检查并激活 PLC 的适当输出。结构化文本为具有 C、C++、Java 或 Python 等传统编程语言背景的用户提供了进入 PLC 的简单过渡。此外，它可以在文本处理器中轻松操作，因此无需硬件即可快速实现。

结构化文本 PLC 编程的优点

与其他编程语言一样直观：如上所述，结构化文本对于那些希望从软件工程背景过渡的人来说很容易学习。它具有与 C 或 Java 中相同的结构、编程范例和功能。高复杂度：结构化文本比其他语言具有更大的灵活性，因此掌握该语言的人可以更轻松地实现高级功能。可移植性|：结构化文本在大多数 PLC 系统中都是标准化的，因此很容易在平台之间迁移。您会发现不同平台之间其他语言存在显著差异，但结构化文本可以在硬件和软件平台上实现。

结构化文本的缺点

难以排除故障| 与梯形逻辑编程相比，结构化文本从故障排除的角度来看要复杂得多。没有视觉队列，视觉辅助较少，并且一行上通常有更多代码。不熟悉这种语言的人很难弄清楚流程。易出错| 结构化文本为用户提供了更大的灵活性。然而，这种灵活性是以标准化为代价的。用户必须使用软件工程最佳实践来创建安全后备并捕获软件的任何潜在故障。

功能块图 PLC 编程语言

功能块图 (FBD) 是一种专门为化学过程开发的编程语言。它允许用户创建过程的可视化表示和流程，并在指令之间进行适当的转换。可视化编辑器用户友好、直观，并创建了一种自然的方式来实现特定流程。

我们在 PLC 程序中使用功能块图的最常见应用是建立 PID 控制器。FBD 的可视化功能使 PID 易于在现场实施、可视化、调整和故障排除。

功能块图 PLC 编程的优点

灵活的可视化编辑器：功能块图编程编辑器非常用户友好，并提供了创建任何布局的简单方法。适合复杂的编程结构：在梯形逻辑中，用户必须使用多个梯级才能在单个 FBD 页面上完成可能完成的任务。这些指令可以直接带入实现 PID 循环、运动控制和附加指令 (AOI) 的复杂 PLC 指令中。用户友好：FBD 的可视化编辑器对于大多数用户来说都是自然而然的事情。可以通过拖放方法重新创建流程布局，几乎不需要猜测。

功能块图 PLC 编程的缺点

难以标准化：由于布局的灵活性，标准化用 FBD 编写的程序具有挑战性。每个 PLC 程序员的方法都与其他人不同。落后的人很难理解信息流。‍规模化带来的麻烦：FBD 在流程特定领域的小型实施方面表现出色。然而，随着程序变得复杂，很容易迷失在所有表格中。

顺序功能图 PLC 编程语言

顾名思义，顺序功能图（SFC）在后续流程中非常有用。对于不熟悉此概念的人来说，一个例子是从原材料到成品的化学转化。让我们以一个简单的酿造过程为例。

想象一下一个大型啤酒酿造厂，里面有无数的罐子、阀门、压力传感器、加热元件和包装部分。当操作员开始生产新一批啤酒时，该过程将按照以下步骤进行。请注意，这些步骤已简化。

步骤 1 - 验证系统是否准备就绪。所有适当的成分是否可用？储罐是否空了？阀门是否处于正确状态？如果所有检查的答案均有效，则继续。如果不是，则中止。

步骤 2 - 启动罐体填充程序，可能需要多种成分（水、糖、盐、酵母等）。验证状态并在罐体装满后继续。

步骤 3 - 开始冲泡过程。升高温度并维持一段时间。监测罐压并做出相应反应。如有必要，添加配料。冲泡完成后继续下一步。

步骤 4 - 开始转移到储罐。我们的批次已准备就绪；确认所有适当的阀门都已设置在正确的位置，储罐已空，然后开始转移过程。

步骤 5——将批次转移至装瓶设施。

从上面的示例大纲可以看出，流程步骤按顺序执行，具有定义的启动条件和流程，就像流程在生产设施中运行一样。在梯形逻辑中，此过程可以通过 SQI/SQO 指令实现。但是，更好的方法是利用 SFC。

顺序功能图 PLC 编程的优点

模拟大多数化学工艺的工艺流程 | 配料是一种常见的化学工艺方法，它采用一定数量的原料并将其转化为最终产品。SFC 在这些应用中大放异彩。结合 ST | 大多数 SFC 编辑器允许在特定情况下使用结构化文本来创建高级逻辑流。

顺序功能图的缺点

不适用于大多数应用 | 将顺序功能图应用于非顺序流程是一项挑战。换句话说，它的用例数量有限。‍并行流程难以实施和排除故障 | 您可以通过 SFC 实施无限数量的流程。但是，随着流程路径分成多个流程，实施单独的流程路径以形成稳健的序列变得困难。

指令表 PLC 编程语言

由于指令列表和结构化文本的编辑器相似，因此它们经常被混淆。这两种 PLC 编程语言通常出现在不同的平台上，因为它们的流程相似。

就程序流程而言，每行都指定指令以及执行的条件和结果。在许多方面，指令列表比结构化文本更接近于您实现梯形逻辑程序的方式。但是，这两种语言都能够创建相同的流程。

指令表 PLC 编程的优点

高度标准化：指令列表遵循严格的结构，要求用户明确创建变量、指定条件并列出每条指令。程序实现之间几乎没有差异，因此代码易于理解。以指令为中心：顾名思义，指令比数据流更重要。这种编程风格使程序中数据的处理方式更加清晰。

指令列表的缺点

大多数 PLC 平台上都不可用：如上所述，指令列表不是一种流行的编程方法，因为它们对大多数程序员来说并不自然。它们更接近于人们在汇编语言中看到的内容，而不是市场上任何其他编程语言。

结论

五种最流行的 PLC 编程语言是梯形逻辑、结构化文本、功能块图、顺序流程图和指令列表。这些编程方法在大多数平台上都可用。但是，某些 PLC 会限制用户使用某些语言，除非用户支付额外费用。

你使用的是哪种编程语言呢？评论区留言！

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