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技術(shù)頻道

什么是梯形圖?梯形圖編程的基本概念

PLC是專(zhuān)為工業(yè)控制而開(kāi)發(fā)的裝置,其主要使用者是工廠(chǎng)廣大電氣技術(shù)人員,為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力,通常PLC不采用微機(jī)的編程語(yǔ)言,而常常采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC19945月公布的IEC1131-3可編程控制器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn))詳細(xì)地說(shuō)明了句法、語(yǔ)義和下述5種編程語(yǔ)言:功能表圖(sequential function chart)、梯形圖(Ladder diagram)、功能塊圖(Function black diagram)、指令表(Instruction list)、結(jié)構(gòu)文本(structured text)。梯形圖和功能塊圖為圖形語(yǔ)言,指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語(yǔ)言,功能表圖是一種結(jié)構(gòu)塊控制流程圖。

梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言,被稱(chēng)為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似,具有直觀(guān)易懂的優(yōu)點(diǎn),很容易被工廠(chǎng)電氣人員掌握,特別適用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱(chēng)為電路或程序,梯形圖的設(shè)計(jì)稱(chēng)為編程。

梯形圖編程中,用到以下四個(gè)基本概念:

1.軟繼電器

PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱(chēng),如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等,但是它們不是真實(shí)的物理繼電器,而是一些存儲(chǔ)單元(軟繼電器),每一軟繼電器與PLC存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元如果為“1”狀態(tài),則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線(xiàn)圈“通電”,其常開(kāi)觸點(diǎn)接通,常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),稱(chēng)這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài),對(duì)應(yīng)軟繼電器的線(xiàn)圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反,稱(chēng)該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱(chēng)為編程元件。

2.能流

如圖5-1所示觸點(diǎn)12接通時(shí),有一個(gè)假想的“概念電流”或“能流”(Power Flow)從左向右流動(dòng),這一方向與執(zhí)行用戶(hù)程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序是一致的。能流只能從左向右流動(dòng)。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。圖5-1a中可能有兩個(gè)方向的能流流過(guò)觸點(diǎn)5(經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)154或經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)352),這不符合能流只能從左向右流動(dòng)的原則,因此應(yīng)改為如圖5-1b所示的梯形圖。

5-1 梯形圖

a)錯(cuò)誤的梯形圖 b)正確的梯形圖

3.母線(xiàn)

梯形圖兩側(cè)的垂直公共線(xiàn)稱(chēng)為母線(xiàn)(Bus bar),。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí),為了借用繼電器電路圖的分析方法,可以想象左右兩側(cè)母線(xiàn)(左母線(xiàn)和右母線(xiàn))之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓,母線(xiàn)之間有“能流”從左向右流動(dòng)。右母線(xiàn)可以不畫(huà)出。

4.梯形圖的邏輯解算

根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系,求出與圖中各線(xiàn)圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài),稱(chēng)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(jìn)行的。解算的結(jié)果,馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值,而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。

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