梯形图程序设计的技巧

（6）优化梯形图
3 经验法
• 经验法是用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的开 关量控制系统的梯形图
• 1．基本方法
• 经验法是在一些典型电路的基础上，根据控制系统的具 体要求，经过多次反复地调试、修改和完善，最后才能得 到一个较为满意的结果。
• 2．设计步骤
• （1）在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的信 号分配I/O接口，并画出I/O分配图。
（X1+Y1/Y2）·X0·X2·T1·Y3·Y4 ·Y5 • Y3=（T1+Y3）·X0·X2·T2·Y1·Y2·Y4 ·Y5 • Y4/Y5=（T2+Y4/Y5）·X0·X2·Y1·Y2·Y3
（5）画出梯形图
根据上述逻辑函数表达式以及逻辑函数表达 式与梯形图的对应关系，画出如图所示的 梯形图。
在一起。在写指令时，要使用进栈（MPS）和出栈(MPP)指令，且分析这样的电路比较麻烦，所以，可以将各线圈 的控制电路分离开来设计，这样处理可能会多用一些触点。 • （4）常闭触点提供的输入信号的处理 • 设计输入电路时，应尽量采用常开触点，以便梯形图中对应触点的常开/常闭类型与继电器电路图中的相同。如果只 能使用常闭触点，则梯形图中对应触点的常开/常闭类型应与继电器电路图中的相反。 • （5）梯形图电路的优化 • 为了减少指令表的指令条数，在串联电路中，单个触点应放在电路块的右边，在并联电路中，单个触点应放在电路 块的下面。 • （6）时间继电器瞬动触点的处理 • 时间继电器除了有延时动作的触点外，还有在线圈通电或断电时马上动作的瞬动触点。对于有瞬动触点的时间继电 器，可以在梯形图中对应的定时器线圈两端并联辅助继电器的线圈，用辅助继电器的触点来代替时间继电器的瞬动 触点。 • （7）断电延时的时间继电器的处理 • FX2NPLC没有断电延时功能的定时器，但是，可以用通电延时的定时器来实现断电延时功能。 • （8）外部联锁电路的设立 • 图中的KM1与KM2的线圈不能同时通电，在梯形图的线圈前串联相应的常闭触点组成互锁电路外，还在PLC外部设 置硬件互锁电路。 • （9）热继电器过载信号的处理 • 用梯形图实现过载保护。如果属于手动复位型热继电器，则其常闭触点可以接在PLC输出电路中与控制电动机的交 流接触器的线圈串联。 • （10）尽量减少PLC的输入和输出信号 • PLC的价格与I/O点数有关，减少I/O信号的点数是降低硬件费用的主要措施。 • （11）外部负载的额定电压 • PLC的继电器输出模块和双向晶闸管输出模块，一般只能驱动额定电压AC 220V的负载，如果系统原来的交流接触 器的线圈电压为380V时，应将线圈换成220V的，或在PLC外部设置中间继电器。
（3）画出PLC的外部接线图
三相异步电动机Y/Δ起动
• （1）分析动作原理 • （2）确定输入/输出信号
对应关系：
SB→X0停止，SB1→X1起动，FR（常开）→X2热保护；
KM→Y0主接触器、KMY→Y1起动接触器、KMΔ→Y2运行接触器；KT→T0定时器。
。（3）画出PLC的外部接线图
• （4）画对应的梯形图 （5）画优化梯形图
• （6）优化梯形图。
3．逻辑法的应用
• （1）明确控制任务和控制内容 • （2）确定PLC的软元件，画出PLC的外部接线图 • （3）列出真值表 • （4）列出逻辑函数表达式 • 逻辑函数表达式： • T0（M0）=（X1·Y2+M0）·X0·X2（因T0没有瞬时触点，
故用辅助继电器M0来代替） • Y1=（X1+Y1）·X0·X2 ·Y2·T0 • Y0=（Y1+Y0） ·X0·X2 • Y2=（T0+Y2）·X0·X2 ·Y1
2．设计的步骤
• （1）通过分析控制要求，明确控制任务和控制内容； • （2）确定PLC的软元件（输入信号、输出信号、辅助继
电器M和定时器T），画出PLC的外部接线图； • （3）将控制任务、要求转换为逻辑函数（线圈）和逻辑
变量（触点），分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表； • （4）写出逻辑函数表达式； • （5）根据逻辑函数表达式画出梯形图；
• 用经验法设计梯形图时，没有一套固定的方 法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随 意性。修改某一局部电路时，可能对系统的 其他部分产生意想不到的影响，另外，用经 验法设计出的梯形图往往很难阅读给系统的 维修和改进带来了很大的困难。因此，对于 复杂的控制系统，特别是复杂的顺序控制系 统，一般采用步进顺控的编程方法。
• （4）确定了关键点后，用起保停电路的编程方法 或基本电路的梯形图，画出各输出信号的梯形图。
• （5）在完成关键点梯形图的基础上，针对系统的 控制要求，画出其他输出信号的梯形图。
• （6）在此基础上，审查以上梯形图，更正错误， 补充遗漏的功能，进行最后的优化。
3．经验法的应用
• 用经验法设计三相异步电动机正反转控制梯形图
• （6）根据梯形图写出其对应的指令表程序。
3．转换法的应用
• 三相异步电动机正反转控制的继电器电路图 （1）分析动作原理 （2）确定输入/输出信号 其输入信号有SB、SB1、SB2、FR； 输出信号有KM1、KM2。 其对应关系为：SB（常开触点）用PLC中的输入X0
来代替，SB1用PLC中的输入X1来代替，SB2用 PLC中的输入X2来代替，FR（常开触点）用PLC 中的输入X3来代替。 KM1用PLC中的输出Y1来代替，KM2用PLC中的输 出Y2来代替。
梯形图程序设计的技巧
1)转换法 2)逻辑法 3)经验法
1 转换法(继电器电路移植法)
• 转换法就是将继电器电路图转换成与原有 功能相同的PLC内部的梯形图
• 1．基本方法 • 根据继电器电路图来设计PLC的梯形图
时，关键是要抓住它们的一一对应关系， 即控制功能的对应、逻辑功能的对应以及 继电器硬件元件和PLC软件元件的对应。
用经验法设计三相异步电动机的循 环正反转控制的梯形图
（1）根据以上控制要求可知： 输入信号：SB（X0），SB1（X1），FR（X2）。 输出信号：KM1（Y1），KM2（Y2）。T0（正转3S）、
T1（停2S）、T2（反转3S）、T3（停2S）。C1（循环5个周期）
（2）根据以上控制要求可知：该控制是一个 时间顺序控制，所以，控制的时间可用累 积计定时的方法，而循环控制可用振荡电 路来实现，
2．转换设计的步骤
• （1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况
• （2）确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC的外部接线图。
•
继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出
继电器来替代，它们的硬件线圈接在PLC的输出端。
• 按钮开关、限位开关、接近开关、控制开关等用PLC的输入继电器替 代，相应的触点接在PLC的输入端，为PLC提供控制过程所需的外部 输入信号。
设计注意事项
• （1）应遵守梯形图语言中的语法规定 • 在梯形图中，线圈和输出类指令（如RST、SET和应用指令等）必须放在梯形图的最右边。 • （2）设置中间单元 • 在梯形图中，若多个线圈都受某一触点（或触点的串并联电路）的控制，为了简化电路，在梯形图中可设置用该触
点（或电路）控制的辅助继电器或用主控指令 • （3）分离交织在一起的的电路 • 在继电器电路中，为了减少使用的器件和少用触点，从而节省硬件成本，各个线圈的控制电路往往互相关联，交织
（5）画出梯形图
• 根据上述逻辑函数表达式以及逻辑函数表达 式与梯形图的对应关系，图所示的梯形图。
• 电动机Y/△降压起动梯形图
（6）优化梯形图
根据上图所示的梯形图，可以采用辅助继电器和主控指令 进行优化，如图所示。 • 电动机Y/△降压起动优化梯形图
逻辑法设计三速电动机起动和自动加速
（1）明确控制任务和控制内容
X1
2 逻辑法
• 逻辑法就是应用逻辑代数以逻辑组合的方法和形式设计程 序。逻辑法的理论基础是逻辑函数，逻辑函数就是逻辑运 算与、或、非的逻辑组合。
• 1．基本方法 • 逻辑函数表达式： • 逻辑“与”M0=X1·X2 • 逻辑“或”M0＝X1+X2 • 逻辑“非”M0＝X3 • “与”运算式M0＝X1·X2…Xn • 或/与”运算式M0＝（X1+M0）·X2·X3 • 与/或”运算式M0＝（X1·X2）+（X3·X4）
• （2）对于一些控制要求比较简单的输出信号，可直接写 出它们的控制条件，依起保停电路的编程方法完成相应输 出信号的编程；对于控制条件较复百度文库的输出信号，可借助 辅助继电器来编程。
• （3）对于较复杂的控制，要正确分析控制要求， 确定各输出信号的关键控制点。在以空间位置为 主的控制中，关键点为引起输出信号状态改变的 位置点；在以时间为主的控制中，关键点为引起 输出信号状态改变的时间点。
（2）确定PLC的软元件，画出PLC的外部接线图
输入信号：起动按钮SB1（X1），停止按钮SB（X0），热 继电器常开触点FR（X2）。
输出信号：低速KM1、KM2（Y1、Y2），中速KM3（Y3）， 高速KM4、KM5（Y4、Y5）。
定时器（T1、T2）
（4）列出逻辑函数表达式
• 列出逻辑函数表达式 • T1/T2（M0）=（X1+M0）·X1·X2 （因为T没有瞬时触点，用辅助M0来代替） • Y1/Y2=
•
三速电动机起动和自动加速的控制内容为：先起动电
动机低速运行，使KM1、KM2闭合；低速运行T1（3S）
后，电动机中速运行，此时断开KM1、KM2，使KM3闭合；
中速运行T2（3S）后，使电动机高速运行，断开KM3，闭
合KM4、KM5；5个接触器在三段速度运行过程中要求软
互锁；如有故障或热继电器动作可随时停机。
• （1）根据以上控制要求，可画出其I/O分配图，
• （2）根据以上控制要求可知：正转接触器KM1得 电的条件为按下正转按钮SB1，正转接触器KM1 失电的条件为按下停止按钮SB或热继电器动作； 反转接触器KM2得电的条件为按下反转按钮SB2， 反转接触器KM2失电的条件为按下停止按钮SB或 热继电器动作。因此，可用两个起保停电路叠加， 在此基础上再在线圈前增加对方的常闭触点作电 气软互锁，见如图所示。
• （3）确定PLC梯形图中的辅助继电器（M）和定时器（T）的元件号。
• （4）根据上述对应关系画出PLC的梯形图。
•
第（2）步和第（3）步建立了继电器电路图中的硬件元件和梯
形图中的软元件之间的对应关系，将继电器电路图转换成对应的梯形
图。
• （5）根据被控设备的工艺过程和机械的动作情况以及梯形图编程的 基本规则，优化梯形图，使梯形图既符合控制要求，又具有合理性、 条理性和可靠性。