PLC梯形圖程式設計規範，工程師都需要！

作者：由同步藍發表于體育時間：2020-12-27

PLC梯形圖程式設計的四個基本概念

1 軟繼電器

PLC梯形圖中的某些程式設計元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內部輔助繼電器等，但是它們不是真實的物理繼電器，而是一些儲存單元（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC儲存器中映像暫存器的一個儲存單元相對應。該儲存單元如果為“1”狀態，則表示梯形圖中對應軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點接通，常閉觸點斷開，稱這種狀態是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態。如果該儲存單元為“0”狀態，對應軟繼電器的線圈和觸點的狀態與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為程式設計元件。

2 能流

有一個假想的“概念電流”或“能流”（PowerFlow）從左向右流動，這一方向與執行使用者程式時的邏輯運算的順序是一致的。能流只能從左向右流動。利用能流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯形圖。

3 母線

梯形圖兩側的垂直公共線稱為母線（Busbar），。在分析梯形圖的邏輯關係時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側母線（左母線和右母線）之間有一個左正右負的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動。右母線可以不畫出。

4 梯形圖的邏輯解算

根據梯形圖中各觸點的狀態和邏輯關係，求出與圖中各線圈對應的程式設計元件的狀態，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行的。解算的結果，馬上可以被後面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據輸入映像暫存器中的值，而不是根據解算瞬時外部輸入觸點的狀態來進行的。

PLC梯形圖程式設計的基本規則

由於梯形圖是一種程式表示的形式，並非由硬體構成的控制電路，因此在畫梯形圖時，應注意和普通控制電路的不同之處，plc程式設計時應該遵循以下基本原則：

（1）外部輸入/輸出繼電器、內部繼電器、定時器、計數器等軟器件的邏輯觸點可以多次重複使用，無需用複雜的程式結構來減少觸點的使用次數。

（2）梯形圖的每一行都是從左母線開始，線圈接在最右邊。觸點不能放線上圈的右邊，而在繼電接觸器控制電路中，觸點可以加線上圈的右邊，這在PLC的梯形圖中是不允許的。如圖1（a）表示。從圖中不難看出程式設計者的意圖是，當觸點0。00、0。01、0。02都閉合時，線圈10。00被驅動得電。但在梯形圖中由於觸點不能與右母線相連，因此將圖1（a）轉換成圖1（b）所示格式，既滿足了程式的上述功能，又符合梯形圖的程式設計規則。

圖1線圈未與右母線（或觸點與右母線）相連情況的轉換

（a）不符合程式設計規格的梯形圖；（b）符合程式設計規格的梯形圖

（3）線圈不能直接與左母線相連。由圖2（a）不難看出程式設計者的意圖是，使程式一執行10。00、10。01線圈即被驅動。要達到這樣的目的，可以使用一個程式中未被呼叫的內部繼電器（如200。00）的常閉觸點或者特殊繼電器253。15（常通繼電器）的常開觸點來驅動它們，既滿足了程式設計者的功能要求，又不違背梯形圖程式設計規則，如圖2（b）所示。

（4）同一編號的線圈在同一個主程式中連續使用兩次稱為同名雙線圈輸出。同名雙線圈輸出容易引起輸出結果的不確定，編制程式時應儘量避免同名雙線圈輸出的情況，如何避免同名雙線圈輸出可以參考圖3所示的方案。

圖2線圈直接與左母線相連情況的轉換

（a）不符合程式設計規格的梯形圖；（b）符合程式設計規格的梯形圖

圖3同名雙線圈輸出及其解決方案

（a）原梯形圖；（b）執行效果；

在梯形圖程式中一般應儘量避免同名雙線圈輸出，因為這樣會造成輸出結果的不確定，如圖（a）所示為同名雙線圈輸出梯形圖。在程式設計語法上，該梯形圖並不違反規定，但在實際執行過程中，其結果有時會和程式設計者的期望大相徑庭。不難看出（a）圖中程式設計者的意圖是，當支路1中的觸點0。00、0。01都閉合時、或支路2中的觸點0。02、0。03都閉合時、或兩條支路中的所有觸點都閉合時，線圈10。00都能被驅動。但在實際執行中，當觸點支路1中的觸點0。00、0。01閉合，而支路2中的觸點0。02、0。03斷開時，線圈10。00並不得電，結果如圖（b）所示。這是因為PLC採用迴圈掃描的處理方式。在輸入取樣後，中央處理器對梯形圖自上而下進行運算。在運算第一階電路時，線圈10。00是被驅動得電的，但運算到第二階電路時，線圈10。00因觸點0。02、0。03斷開而不被驅動。在I/O重新整理時，以最後的運算結果為準進行輸出，因而此時的線圈10。00是失電狀態的。

（5）梯形圖程式必須符合順序執行的原則，即從左到右，從上到下地順序執行，如不符合順序執行原則的梯形圖程式是無法輸入程式設計軟體的。如圖4（a）所示的橋式結構的梯形圖，不難看出程式設計者的意圖是，當支路l的所有觸點均閉合、或支路2的所有觸點均閉合、或支路3的所有觸點均閉合、或支路4的所有觸點均閉合時，線圈10。00被驅動得電。但此類梯形圖由於不符合程式設計規則而無法輸入程式設計軟體或手持程式設計器，應將圖4（a）轉換成圖4（b）所示，才能利用程式設計軟體或手持程式設計器寫入PLC儲存器中。