1.具有自锁、互锁功能的程序
（1）具有自锁功能的程序
电动机起保停的控制电路是梯形图中的最典型单元。利用自身的常开触点使线圈持续保持通电即ON状态的功能称为自锁。图8-2所示的起动、保持和停止程序（简称“起保停”程序）就是典型的具有自锁功能的梯形图。其中X1为起动信号，X2为停止信号。
图8-1 典型程序的总体结构
图8-2a所示为停止优先程序，即当X1和X2同时接通，则Y1断开。图8-2b所示为起动优先程序，即当X1和X2同时接通，则Y1接通。起保停程序也可以用置位（SET）和复位（RST）指令来实现。在实际应用中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。
（2）具有互锁（联锁）功能的程序
利用两个或多个常闭触点来保证线圈不会同时通电的功能称为“互锁”。图8-3a中，Y000与Y001只要有一个继电器线圈先接通，另一个继电器线圈就不能再接通，从而保证任何时候两者都不能同时起动。这种互锁常用于被控的一组不允许同时动作的对象，如电动机的正反转控制电路。图8-3b所示为另一种联锁控制程序，只有当Y000接通时，Y001才可能接通，只要Y000断开，Y001就不可能接通，即一方的动作是以另一方的动作为前提的。
图8-2 自锁功能的程序与时序图
a）停止优先 b）起动优先
图8-3 互锁（联锁）功能的程序
a）互锁程序 b）联锁程序
2.定时器应用程序
（1）产生脉冲的程序
1）周期可调的脉冲信号发生器。图8-4所示采用定时器T0产生一个周期可调节的连续脉冲。当X0常开触点闭合后，第一次扫描到T0常闭触点时，它是闭合的，于是T0线圈得电，经过1s的延时，T0常闭触点断开。T0常闭触点断开后的下一个扫描周期中，当扫描到T0常闭触点时，因它已断开，使T0线圈失电，T0常闭触点又随之恢复闭合。这样，在下一个扫描周期扫描到T0常闭触点时，又使T0线圈得电，重复以上动作，T0的常开触点
图8-4 周期可调的脉冲信号发生器
a）梯形图 b）时序图
连续闭合、断开，就产生了脉宽为一个扫描周期、脉冲周期为1s的连续脉冲。改变T0的设定值，就可改变脉冲周期。
2）占空比可调的脉冲信号发生器。图8-5所示为采用两个定时器产生连续脉冲信号，脉冲周期为5s，占空比为3∶2（接通时间∶断开时间）。接通时间为3s，由定时器T1设定；断开时间为2s，由定时器T0设定为Y0作为连续脉冲输出端。
图8-5 占空比可调的脉冲信号发生器
a）梯形图 b）时序图
3）顺序脉冲发生器。图8-6a所示为用三个定时器产生一组顺序脉冲的梯形图程序，顺序脉冲波形如图8-6b所示。当X4接通，T40开始延时，同时Y31通电，定时10s时间到，T40常闭触点断开，Y31断电。T40常开触点闭合，T41开始延时，同时Y32通电，当T41定时15s时间到，Y32断电。T41常开触点闭合，T42开始延时，同时Y33通电，当T42定时20s时间到，Y33断电。如果X4仍接通，重新开始产生顺序脉冲，直至X4断开。当X4断开时，所有的定时器全部断电，定时器触点复位，输出Y31、Y32及Y33全部断电。
图8-6 顺序脉冲发生器
a）梯形图 b）时序图
（2）断电延时动作的程序
大多数PLC的定时器均为接通延时定时器，即定时器线圈通电后开始延时，待定时时间到，定时器的常开触点闭合、常闭触点断开。在定时器线圈断电时，定时器的触点立刻复位。
图8-7所示为断电延时程序的梯形图和时序图。当X13接通时，M0线圈接通并自锁，Y3线圈通电，这时T13由于X13常闭触点断开而没有接通定时；当X13断开时，X13的常闭触点恢复闭合，T13线圈得电，开始定时。经过10s延时后，T13常闭触点断开，使M0复位，Y3线圈断电，从而实现从输入信号X13断开，经10s延时后，输出信号Y3才断开的延时功能。
图8-7 断电延时程序
a）梯形图 b）时序图
（3）多个定时器组合的延时程序
一般PLC的一个定时器的延时时间都较短，如FX系列PLC中一个0.1s定时器的定时范围为0.1～3276.7s，如果需要延时时间更长的定时器，可采用多个定时器串级使用来实现长时间延时。定时器串级使用时，其总的定时时间为各定时器定时时间之和。
图8-8所示为定时时间为1h的梯形图及时序图，辅助继电器M1用于定时起停控制，采用两个0.1s定时器T14和T15串级使用。当T14开始定时后，经1800s延时，T14的常开触点闭合，使T15再开始定时，又经1800s的延时，T15的常开触点闭合，Y4线圈接通。从X14接通，到Y4输出，其延时时间为1800s＋1800s＝3600s＝1h。
图8-8 用定时器串级的长延时程序
a）梯形图 b）时序图(www.xing528.com)
3.计数器应用程序
（1）应用计数器的延时程序
只要提供一个时钟脉冲信号作为计数器的计数输入信号，计数器就可以实现定时功能，时钟脉冲信号的周期与计数器的设定值相乘就是定时时间。时钟脉冲信号，可以由PLC内部特殊继电器产生（如FX系列PLC的M8011、M8012、M8013和M8014等），也可以由连续脉冲发生程序产生，还可以由PLC外部时钟电路产生。
图8-9所示为采用计数器实现延时的程序，由M8012产生周期为0.1s的时钟脉冲信号。当起动信号X15闭合时，M2得电并自锁，M8012时钟脉冲加到C0的计数输入端。当C0累计到18000个脉冲时，计数器C0动作，C0常开触点闭合，Y5线圈接通，Y5的触点动作。从X15闭合到Y5动作的延时时间为18000×0.1＝1800s。延时误差和精度主要由时钟脉冲信号的周期决定，要提高定时精度，就必须用周期更短的时钟脉冲作为计数信号。
图8-9 应用一个计数器的延时程序
a）梯形图 b）时序图
延时程序最大延时时间受计数器的最大计数值和时钟脉冲的周期限制，图8-9所示计数器C0的最大计数值为32767，所以最大延时时间为32767×0.1＝3276.7s。要增大延时时间，可以增大时钟脉冲的周期，但这又使定时精度下降。为获得更长时间的延时，同时又能保证定时精度，可采用两级或多级计数器串级计数。图8-10所示为采用两级计数器串级计数延时的一个例子。图中由C0构成一个1800s（30min）的定时器，其常开触点每隔30min闭合一个扫描周期。这是因为C0的复位输入端并联了一个C0常开触点，当C0累计到18000个脉冲时，计数器C0动作，C0常开触点闭合，C0复位，C0计数器动作一个扫描周期后又开始计数，使C0输出一个周期为30min、脉宽为一个扫描周期的时钟脉冲。C0的另一个常开触点作为C1的计数输入，当C0常开触点接通一次，C1输入一个计数脉冲，当C1计数脉冲累计到10个时，计数器C1动作，C1常开触点闭合，使Y5线圈接通，Y5触点动作。从X15闭合，到Y5动作，其延时时间为18000×0.1×10＝18000s（5h）。计数器C0和C1串级后，最大的延时时间可达32767×0.1×32767s＝29824.34h＝1242.68天。
图8-10 应用两个计数器的延时程序
（2）定时器与计数器组合的延时程序
利用定时器与计数器级联组合可以扩大延时时间，如图8-11所示。图中T4形成一个20s的自复位定时器，当X4接通后，T4线圈接通并开始延时，20s后T4常闭触点断开，T4定时器的线圈断开并复位，待下一次扫描时，T4常闭触点才闭合，T4定时器线圈又重新接通并开始延时。所以当X4接通后，T4每过20s其常开触点接通一次，为计数器输入一个脉冲信号，计数器C4计数一次，当C4计数100次时，其常开触点接通Y3线圈。可见从X4接通到Y3动作，延时时间为定时器定时值（20s）和计数器设定值（100）的乘积（2000s）。图中M8002为初始化脉冲，使C4复位。
（3）计数器级联程序
计数器计数值范围的扩展，可以通过多个计数器级联组合的方法来实现。图8-12所示为两个计数器级联组合扩展的程序。X1每通／断一次，C60计数1次，当X1通／断50次时，C60的常开触点接通，C61计数1次，与此同时C60另一对常开触点使C60复位，重新从零开始对X1的通／断进行计数，每当C60计数50次时，C61计数1次，当C61计数到40次时，X1总计通／断50×40＝2000次，C61常开触点闭合，Y31接通。可见本程序计数值为两个计数器计数值的乘积。
图8-11 定时器与计数器组合的延时程序
图8-12 两个计数器级联组合扩展的程序
4.故障检测程序的设计
（1）超时检测
机械设备在各工步的动作所需的时间一般是不变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为参考，在PLC发出输出信号，相应的外部执行机构开始动作时起动一个定时器定时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20％左右。例如，设某执行机构（如电动机）在正常情况下运行50s后，它驱动的部件使限位开关动作，发出动作结束信号。若该执行机构的动作时间超过60s（即对应定时器的设定时间），PLC还没有接收到动作结束信号，定时器延时接通的常开触点发出故障信号，该信号停止正常的循环程序，起动报警和故障显示程序，使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类，及时采取排除故障的措施。图8-13所示为超时故障检测程序。
图8-13 超时故障检测程序
（2）逻辑错误检测
在系统正常运行时，PLC的输入、输出信号和内部的信号（如辅助继电器的状态）相互之间存在着确定的关系，如出现异常的逻辑信号，则说明出现了故障。因此，可以编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态，就应按故障处理。例如，某机械滑台的运动过程中先后有两个限位开关动作，这两个信号不会同时为ON状态，若它们同时为ON，说明至少有一个限位开关被卡死，应停机进行处理。如图8-14所示，第1行为检测滑台原位开关和终点开关失灵造成的逻辑错误，在正常工作时，滑台原位开关和终点开关的常开触点不可能同时闭合，所以一旦M1得电就驱动Y0显示故障并报警。图8-14中第2行为检测滑台过多输出故障状态，第3～5行为检测滑台欠输出故障状态。
5.其他典型应用程序
（1）单脉冲程序
单脉冲程序如图8-15所示，从给定信号（X0）的上升沿开始产生一个脉宽一定的脉冲信号（Y1）。当X0接通时，M2线圈得电并自锁，M2常开触点闭合，使T1开始定时、Y1线圈得电。定时时间2s到，T1常闭触点断开，使Y1线圈断电。无论输入X0接通的时间长短怎样，输出Y1的脉宽都等于T1的定时时间2s。
图8-14 逻辑错误检测程序
图8-15 单脉冲程序
a）梯形图 b）时序图
（2）分频程序
在许多控制场合，需要对信号进行分频。下面以图8-16所示的二分频程序为例来说明PLC是如何来实现分频的。
图8-16a中用了三个辅助继电器M160、M161和M162。图8-16b中，Y30产生的脉冲信号是X1脉冲信号的二分频。当输入X1在t1时刻接通（ON），M160产生脉宽为一个扫描周期的单脉冲，Y30线圈在此之前并未得电，其对应的常开触点处于断开状态，因此执行至第3行程序时，尽管M160得电，但M162仍不得电，M162的常闭触点处于闭合状态。执行至第4行，Y30得电（ON）并自锁。此后，多次循环扫描执行这部分程序，但由于M160仅接通一个扫描周期，M162不可能得电。由于Y30已接通，对应的常开触点闭合，为M162的得电做好了准备。
等到t2时刻，输入X1再次接通（ON），M160上再次产生单脉冲。此时在执行第3行时，M162条件满足得电，M162对应的常闭触点断开。执行第4行程序时，Y30线圈失电（OFF）。之后虽然X1继续存在，由于M160是单脉冲信号，虽多次扫描执行第4行程序，Y30也不可能得电。在t3时刻，X1第三次接通（ON），M160上又产生单脉冲，输出Y30再次接通（ON）。t4时刻，Y30再次失电（OFF），循环往复。这样Y30正好是X1脉冲信号的二分频。由于每当出现X1（控制信号）时就将Y30的状态翻转（ON／OFF／ON／OFF），这种逻辑关系也可用作触发器。
除了以上介绍的几种基本程序外，还有很多这样的程序不再一一列举，它们都是组成较复杂的PLC应用程序的基本环节。
图8-16 二分频程序
a）梯形图 b）时序图
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