典型梯形图程序演示

时间：2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：PLC程序中状态固定为0及1的内部继电器和输出线圈等可通过图2.2-7所示的梯形图程序段生成。图2.2-9 启动优先保持程序3.边沿信号生成部分PLC没有专门的上升/下降沿检测指令，可以使用图2.2-10所示的简单程序生成上升沿脉冲。二分频控制梯形图程序有以下多种实现形式。以上程序只需要使用2个内部继电器和3个程序段，实现了二分频功能，程序较图2.2-11简单。

典型梯形图程序演示

尽管PLC的控制要求多种多样，但大多数动作都可以通过基本逻辑功能的组合实现，因此，熟练掌握基本梯形图程序的编写方法，是提高编程效率与程序可靠性的有效措施。以下是PLC常用的梯形图程序，可供编程参考。

1.1和0的信号生成

在进行PLC程序设计时，经常需要使用状态固定为0或1的信号，以便对无需逻辑运算处理的诸如电源指示灯、实际不使用的输出等进行直接赋值。

PLC程序中状态固定为0及1的内部继电器和输出线圈等可通过图2.2-7所示的梯形图程序段生成。

图2.2-6 中间结果存储

图2.2-7 恒0和恒1信号的生成

在图2.2-7a上，输出M0.0为信号M0.2和的“与”运算的结果，状态恒为0；图2.2-7b中，M0.1为信号M0.2和的“或”运算的结果，状态恒为1。

2.状态保持程序

线圈的状态保持功能可通过梯形图程序的自锁电路、置位/复位指令、RS触发器等方式实现，它有断开优先和启动优先两种控制方式，两者在启动、断开信号同时生效时，其输出状态将有所不同。

断开优先的梯形图程序如图2.2-8所示，图中的I0.1为启动信号，I0.2为断开信号。

图2.2-8 断开优先保持程序

图2.2-8所示的程序中，如断开信号I0.2为0，3种程序均可通过启动信号I0.1=1，使得输出Q0.1=1并保持。但是，如果断开信号I0.2为1，则不论启动信号I0.1=1或0，Q0.1总是输出0，故称断开优先或复位优先。

启动优先的梯形图程序如图2.2-9所示，当断开信号I0.2为0时，3种程序也均可通过启动信号I0.1=1，使得输出Q0.1=1并保持；如果I0.2为1，则可使得Q0.1=0。但是，如果启动信号I0.1=1，则不论断开信号I0.2=1或0，Q0.1总是输出1，故称启动优先或置位优先。

图2.2-9 启动优先保持程序

3.边沿信号生成

部分PLC没有专门的上升/下降沿检测指令，可以使用图2.2-10所示的简单程序生成上升沿脉冲。如果将程序中的I0.1改为，则可生成下降沿脉冲。

图2.2-10a所示的程序中，在I0.1由0变为1的首次执行循环中，处理指令第1行时，由于M0.1的状态仍为上次循环的执行结果0，故M0.0=I0.1&的结果为1。

图2.2-10 边沿信号生成程序

当PLC处理到指令第2行时，由于本次输入采样的I0.1状态为1，M0.1的结果将为1，但是，它不能改变已经处理完成的第1行指令的M0.0结果，故M0.0在第1次循环的输出为1。执行完第1次循环后，由于M0.1已为1，故在后续循环中，M0.0=I0.1&将一直保持0。因此，利用上述梯形图，可以在I0.1为1的瞬间，在M0.0上得到一个宽度为1个PLC循环时间的上升沿脉冲信号。

4.二分频程序

在PLC控制系统中，经常有利用一个按钮的反复操作，交替控制执行元件通/断的情况，称为交替通断程序。这一程序如用于脉冲控制，其输出脉冲频率将为输入的1/2，故又称“二分频”控制。二分频控制梯形图程序有以下多种实现形式。

图2.2-11所示的梯形图程序由前述的边沿信号生成（Network1、Network2）、状态保持（Network5）以及启动、停止信号生成（Network3、Network4）3部分组成。边沿信号生成、状态保持功能程序的原理与前述相同。

图2.2-11 二分频控制程序1

当每次操作按钮I0.1时，在M0.0上得到I0.1的上升沿脉冲。如果Q0.1的当前状态为0，这一上升沿将通过Network3，产生状态保持程序的启动信号M0.2=1；如果Q0.1的当前状态为1，则将产生状态保持程序的停止信号M0.3=1。在状态保持程序上，如果Q0.1的当前状态为0，则可通过M0.2=1、将Q0.1的执行结果重新置为1；如果Q0.1的当前状态为1，则可通过M0.3=1，将Q0.1的执行结果重新置为0。由于信号M0.0只保持1个PLC循环，第2次执行循环时，M0.0已经为0，因此，Q0.1的状态变化不会引起M0.2、M0.3、Q0.1状态的循环变化。

以上程序动作清晰、理解容易，但需要占用4个内部继电器M0.0～M0.3和5个程序段，为此，实际程序中常采用图2.2-12所示的形式。

图2.2-12 二分频控制程序2

图2.2-12所示的程序可通过I0.1的边沿信号M0.0和Q0.1当前状态（上一循环的执行结果），直接控制Q0.1的状态翻转。

例如，当I0.1出现上升沿（M0.0=1）时，如Q0.1的当前状态为0，则M0.0&=1，Q0.1将输出1；而在执行第2次循环时，虽M0.0恢复为0，但因Q0.1的当前状态为1，故&Q0.1=1，Q0.1可保持1。如I0.1出现上升沿（M0.0=1）时，Q0.1的当前状态为1，则M0.0&及&Q0.1同时为0，故Q0.1将输出0；而在执行第2次循环时，虽M0.0恢复为0，但因Q0.1的当前状态为0，故M0.0&及&Q0.1仍然为0，Q0.1可保持0。

以上程序只需要使用2个内部继电器（M0.0/M0.1）和3个程序段，实现了二分频功能，程序较图2.2-11简单。

最简单的二分频梯形图程序如图2.2-13所示。这一程序只占用1个内部继电器和2个程序段，程序简洁、概念清晰，并充分利用了PLC的执行特点，因此是工程设计人员最常用的典型程序。

假设起始状态为Q0.1、M0.1均为0，操作按钮I0.1时，程序的处理时序如图2.2-13b所示，说明如下。

1）第1次按下按钮时，I0.1=1，Q0.1、M0.1的起始状态为0，故有I0.1&=1、&Q0.1=0，

因此，Q0.1=I0.1&+&Q0.1的输出将为状态1；

而&Q0.1=0、I0.1&M0.1=0，

故M0.1=&Q0.1+I0.1&M0.1的输出将为状态0。

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图2.2-13 二分频控制程序3

2）第1次松开按钮时，I0.1=0，当前状态为Q0.1=1、M0.1=0，故有I0.1&=0、1&Q0.1=1，

因此，Q0.1=I0.1&+&Q0.1的输出将保持为状态1；

而&Q0.1=1、I0.1&M0.1=0，

故M0.1=&Q0.1+I0.1&M0.1的输出将为状态1。

3）第2次按下按钮时，I0.1=1，当前状态为Q0.1=1、M0.1=1，故有

I0.1&M0.1=0、I0.1&Q0.1=0，

因此，Q0.1=I0.1&+&Q0.1的输出将为状态0；

而&Q0.1=0、I0.1&M0.1=1，

故M0.1=&Q0.1+I0.1&M0.1的输出将为状态1。

4）第2次松开按钮时，I0.1=0，当前状态为Q0.1=0、M0.1=1，故有

I0.1&=0、&Q0.1=0，

因此，Q0.1=I0.1&+1&Q0.1的输出将保持为0；

而&Q0.1=0、I0.1&M0.1=0，

故M0.1=&Q0.1+I0.1&M0.1的输出将为状态0。

程序将重新回到起始状态。因此，操作按钮I0.1，同样可在Q0.1上得到通/断交替的输出信号。

如果使用置/复位和边沿检测指令，二分频控制还可通过图2.2-14所示的梯形图实现。假设起始状态为Q0.1、M0.1均为0，操作按钮I0.1时，程序的处理过程如下。

1）第1次按下按钮时，I0.1=1，Q0.1、M0.1的起始状态为0，故有I0.1&=1，其上升沿将使得Q0.1置位为1；在I0.1保持1的期间，复位控制条件I0.1&M0.1始终为0，故Q0.1输出1。

当按钮松开时，由于Network2的执行先于Network3，因此，复位控制条件I0.1&M0.1仍保持为0，输出Q0.1保持1。当执行Network3后，M0.1输出为1。

2）第2次按下按钮时，初始状态为Q0.1=1、M0.1=1。在PLC执行第1次循环时，Network1的置位控制条件I0.1&=0，Q0.1置位禁止；执行Network2时，复位控制条件I0.1&M0.1成为1，为生成复位下降沿做好了准备；执行Network3时，M0.1成为0。因此，Q0.1输出保持1。当PLC执行第2次循环时，Network1的置位控制条件I0.1&=1，其上升沿将使Q0.1置位。但是，执行Network2时，由于复位控制条件I0.1&M0.1成为0，其下降沿可立即将Q0.1复位，故Q0.1的最终输出为0。执行Net-work3时，M0.1保持为0。