1  引言

        本文基于ge fanuc公司的pac3i PLC對(duì)幾種常用的典型PLC控制程序的梯形圖編程方法進(jìn)行了總結(jié)、歸納啄栓，闡述了各種典型程序的主要特征及運(yùn)用范圍娄帖，意在使GE PLC學(xué)習(xí)者和使用者能較快的掌握其梯形圖編程方法，在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足控制要求的高質(zhì)量的應(yīng)用程序卜判。

        2  梯形圖編程軍規(guī)

        根據(jù)PLC的掃描順序和執(zhí)行順序忿韧，梯形圖語(yǔ)言編程時(shí)有一些具體的語(yǔ)法規(guī)定，編程過(guò)程中應(yīng)必須遵循這些語(yǔ)法規(guī)定落寡，才能保證所編梯形圖程序的正確運(yùn)行[2]成止。

        2.1 順序編程

        梯形圖應(yīng)按照自上而下，從左至右的順序編寫(xiě)痒仆。

        2.2 線(xiàn)圈唯一性

        同一變量的輸出線(xiàn)圈在一個(gè)程序中不能使用兩次揣蒿，不同變量的輸出線(xiàn)圈可以并行輸出。

        2.3 GE線(xiàn)圈可以直接驅(qū)動(dòng)

        與其他PLC不同的是在GE PLC的梯形圖編程中線(xiàn)圈可以直接與左母線(xiàn)直接相連豪服，其功能為上電即導(dǎo)通刨德。

        2.4 構(gòu)造清晰的結(jié)構(gòu)

        串聯(lián)多的支路應(yīng)盡量放在該指令行的頂部，根據(jù)從多到少自上而下排列吁巫；并聯(lián)較多的支路應(yīng)盡量靠近左母線(xiàn)汰日，如圖1所示。

圖1

        2.5 最少化PLC的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)

        可編程邏輯控制器的價(jià)格與I/O點(diǎn)數(shù)有關(guān)龟夜，因此減少I(mǎi)/O點(diǎn)數(shù)是降低硬件費(fèi)用的主要措施[3]挂捅。如果幾個(gè)輸入器件觸點(diǎn)的串并聯(lián)電路總是作為一個(gè)整體出現(xiàn)，可以將他們作為可編程控制器的一個(gè)輸入信號(hào)堂湖，只占可編程控制器的一個(gè)輸入點(diǎn)闲先。

        3  典型控制電路編程案例

        梯形圖的設(shè)計(jì)方式一般有兩種，一是根據(jù)原有的繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖无蜂；二是根據(jù)被控制對(duì)象的工藝過(guò)程和控制要求先設(shè)計(jì)控制方案伺糠，然后再設(shè)計(jì)出梯形圖蒙谓，比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)有時(shí)還要先編制工藝流程圖。

圖2

        3.1 根據(jù)繼電器電路設(shè)計(jì)梯形圖

        用plc改造繼電器控制系統(tǒng)時(shí)训桶，原有的繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用和考驗(yàn)累驮，已經(jīng)被證明能完成系統(tǒng)要求的控制功能，而繼電器電路圖與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處舵揭，因此可以根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖慰照，即將繼電器電路圖“轉(zhuǎn)換”為具有相同功能的PLC的外部硬件接線(xiàn)圖和梯形圖。因此琉朽，根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖是一條捷徑毒租。這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改動(dòng)控制面板，保持了系統(tǒng)原有的外部特性箱叁，操作人員不用改變長(zhǎng)期形成的操作習(xí)慣凳渗，因此常被操作人員采用。

        繼電器電路網(wǎng)是一個(gè)純粹的硬件電路圖裹依。將它改為plc控制時(shí)呢呕，需要用PLC的外部接線(xiàn)網(wǎng)和梯形圖來(lái)等效繼電器電路圖≌兽啵可以把PLC想象成是一個(gè)控制箱框碾，其外部接線(xiàn)圖描述了這個(gè)控制箱的外部接線(xiàn)．梯形圖是這個(gè)控制箱的內(nèi)部“線(xiàn)路圖”，梯形圖中的輸入位和輸出位是這個(gè)控制箱外部世界聯(lián)系的“接口繼電器”．這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來(lái)分析PLC控制系統(tǒng)赫捕。

        3.2 經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)梯形圖

        經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是在一些經(jīng)典控制電路的基礎(chǔ)上馋首，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地對(duì)梯形圖加以修改和完善飘拂，設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)的梯形圖鳞皂。一般需要多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些觸點(diǎn)或中間編程元件情召，最后才能得到一個(gè)滿(mǎn)意結(jié)果愧增。這種方法沒(méi)有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性钥屈，最后的結(jié)果也不是唯一的悟民，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間、設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系篷就，一般用于較簡(jiǎn)單的梯形圖的設(shè)計(jì)射亏。下面給出經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法中一些常用的基本電路程序。

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    (1) 安全的啟保停電路：?jiǎn)⒈Ｍｋ娐肥莗lc控制系統(tǒng)中最常用的控制電路腻脏，梯形圖如圖2所示鸦泳，i1啟動(dòng)按鈕银锻，輸出q1的常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖永品，i2為停止按鈕：

    (2)重要的互鎖電路：在某些控制電路中做鹰，不同設(shè)備間的動(dòng)作或同一設(shè)備的不同狀態(tài)之間是相互排斥的，所以在控制的時(shí)候宜采用互鎖電路鼎姐，如圖3所示钾麸，利用q1和q2的常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)電路的互鎖：

圖3

    (3)自助獲取周期信號(hào)的連續(xù)脈沖電路：i1為脈沖發(fā)生電路開(kāi)關(guān)，當(dāng)i1閉合時(shí)炕桨，q1每隔1秒輸出一個(gè)寬度為掃描周期的脈沖信號(hào)饭尝，如圖4所示：

圖4

    (4)基本時(shí)序控制的延時(shí)斷開(kāi)電路：i1為電路啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，q1在i1啟動(dòng)1秒后斷開(kāi)献宫，如圖5所示：

圖5

    這里介紹的只是幾個(gè)簡(jiǎn)單的基本控制程序坏表，使用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，利用這些基本的程序拭愁，憑借平時(shí)積累的經(jīng)驗(yàn)幢堕，根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)各種控制程序。但是用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)侣娄，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)山乐，沒(méi)有一種通用的容易掌握的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)出的梯形圖往往很難閱讀苇硫，給系統(tǒng)的維修和改進(jìn)帶來(lái)了很大的麻煩插凳。而且這種方法要求設(shè)計(jì)者要有很豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和靈活的設(shè)計(jì)思路，對(duì)于初學(xué)者不易掌握境薪，但是隨著時(shí)間的推移姥胳，設(shè)計(jì)程序的數(shù)量和模式的增加，逐漸的積累好啸，這種方法也是一種快速的設(shè)計(jì)方法沛药。

    3.3 順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖

    順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下甚负，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序柬焕，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序的進(jìn)行操作，如圖6所示梭域。使用順序控制法設(shè)計(jì)時(shí)斑举，首先根據(jù)工藝過(guò)程，畫(huà)出狀態(tài)流程圖病涨，然后根據(jù)狀態(tài)流程圖畫(huà)出梯形圖富玷，利用順序功能圖(sfc)語(yǔ)言或步進(jìn)指令完成編程工作。順序控制設(shè)計(jì)法是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法既穆，很容易被初學(xué)者接受赎懦，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率幻工，程序的調(diào)試励两、修改和閱讀也很方便黎茎。順序控制法就是用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件，讓他們的狀態(tài)按照一定的順序變化当悔，然后用代表各步的編程元件去控制plc的各輸出繼電器傅瞻。

圖6  順序控制設(shè)計(jì)法

    利用順序控制法設(shè)計(jì)梯形圖，只需要對(duì)控制系統(tǒng)的過(guò)程順序了解瓢身，就可以完成程序的設(shè)計(jì)迟摹，所以對(duì)于初學(xué)者就比較容易接受。尤其在具有周期宝辛、連續(xù)的復(fù)雜控制系統(tǒng)中體現(xiàn)出順序控制法的優(yōu)越性跋章。

    除了以上所介紹的幾種梯形圖設(shè)計(jì)方法，還有邏輯代數(shù)法枕泽、功能模塊法等等考皂。在此不再枚舉。

    3.4 GE PLC編程

    (1) 寄存區(qū)的選用曼中。GE PLC常用的寄存區(qū)包括數(shù)字量輸入(i區(qū))遗酷、數(shù)字量輸出(q區(qū))、內(nèi)部寄存區(qū)(m區(qū))肯绅、模擬量輸入(ai區(qū))笛驴、模擬量輸出(aq區(qū))和模擬量寄存區(qū)(r區(qū))，對(duì)于數(shù)字量的邏輯盡量在m區(qū)內(nèi)進(jìn)行芽接，然后轉(zhuǎn)存到目的地址饵逐，對(duì)于模擬量的運(yùn)算盡量在r區(qū)內(nèi)完成，以減少未知邏輯和運(yùn)算錯(cuò)誤彪标。

    (2) 初始化倍权。上電第一個(gè)周期建議用#fst變量對(duì)所有寄存器進(jìn)行初始化，避免PLC上電時(shí)的誤動(dòng)捞烟。

    (3) 模塊的調(diào)用薄声。模塊化的思想方便了程序的嵌套調(diào)用，大大提高了程序的可讀性题画，但是需要注意的是模塊調(diào)用結(jié)束時(shí)模塊內(nèi)變量會(huì)保持最后一次運(yùn)算的狀態(tài)默辨，對(duì)于不希望保持的變量在調(diào)用結(jié)束時(shí)應(yīng)予以置位。

    (4) mov函數(shù)的使用苍息。在梯形圖編程中mov函數(shù)是最常使用的函數(shù)之一缩幸，在GE PLC中使用mov函數(shù)時(shí)應(yīng)盡量避免在一個(gè)寄存器區(qū)多次使用，尤其在ai區(qū)竞思，多次轉(zhuǎn)存可能會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)存失敗表谊。

    4  結(jié)束語(yǔ)

    在設(shè)計(jì)梯形圖的過(guò)程中，必須根據(jù)控制系統(tǒng)不同的控制要求，采用不同的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路爆办，有時(shí)還需要同時(shí)采用兩種或兩種以上的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)程序揩臊。

    對(duì)于任何自動(dòng)控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，都沒(méi)有唯一的模式宦逃，統(tǒng)一的方法葬爽，只要能夠按照系統(tǒng)或設(shè)備的自動(dòng)控制要求鸳岩，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制目的柄哀，無(wú)論采用什么方法、程序的長(zhǎng)短與否听番，每一套控制程序都是一套完美的杰作把丹。

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