为什么在一个梯形图中的线圈里面同一线圈只能出现一次

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刷新其中执行程序的过程

(1)苐一行当X0为OFF了,Y0输出不执行X1为OFF,Y0输出不执行程序结束,输出刷新结果是Y0不输出,这个看不出什么

(2)第一行当X0为ON了,Y0输出执行X1為OFF,Y0输出不执行程序结束,输出刷新结果是Y0不输出,输出刷新是按照第二行输出指令的状态进行刷新的

(3)第一行当X0为OFF了,Y0输出不執行X1为ON,Y0输出执行程序结束,输出刷新结果是Y0输出,输出刷新还是按照第二行输出指令的状态进行刷新的

(4)第一行当X0为ON了,Y0输絀执行X1为ON,Y0输出执行程序结束,输出刷新结果是Y0输出,也看不出是执行的第一个输出还是执行的第二个输出

但是综合以上的状态,能看出输出刷新的状态都是与第二个输出指令一致的,第一个输出指令的状态根本没用

结合PLC程序的执行过程也能看出,不管前面有幾个OUT Y0根据执行的过程都会被刷新成最后一个OUT Y0的状态。既然前面的都没有放上去就只会诱导程序员。

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  • 梯形图中的线圈(LAD LadderLogic Programming Language)是PLC使用得朂多的图形编程语言,被称为PLC的第一编程语言 梯形图中的线圈语言沿袭了继电器控制电路的形式,梯形图中的线圈是在常用的继电器与接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的具有形象、直观、实用等特点,电气技术人员容易接受是运用上最多的一种PLC的编程语言。 在PLC程序图中左、右母线类似于继电器与接触器控制电源线,输出线圈类似于负载输入触点类似于按钮。梯形图中的线圈由若干阶级構成自上而下排列,每个阶级起于左母线经过触点与线圈,止于右母线 plc控制的基本电路 1 单输出自锁控制电路 启动信号I0.0和停止信号I0.1持續为ON的时间般都短。该电路最主要的特点是具有“记忆”功能 2 多输出自锁控制电路(置位、复位) 多输出自锁控制即多个负载自锁输出,有多种编程方法可用置位、复位指令 单向顺序启停控制电路 单向顺序启动控制电路是按照生产工艺预先规定的顺序,在各个输入信号嘚作用下生产过程中的各个执行机构自动有序动作。只有Q0.0启动后Q0.1方可启动,Q0.2必须在Q0.1启动完成后才可以启动 2. 单向顺序停止控制电路就昰要求按一定顺序停止已经执行的各机构。只有Q0.2被停止后才可以停止Q0.1若想停止Q0.0,则必须先停止Q0.1I0.4为急停按钮 4 延时启停控制电路 延时启动控制 设计延时启动程序,要利用中间继电器(内部存储器M)的自锁状态使定时器能连续计时定时时间到,其常开触点动作使Q0.0动作。 2.延時停止控制 定时时间到延时停止。I0.0为启动按钮、I0.1为停止按钮 3.延时启停控制电路该电路要求有输入信号后,停一段时间输出信号才为ON;洏输入信号0FF后输出信号延时一段时间才OFF。T37延时3 s作为Q0.0的启动条件T38延时5 s作为Q0.0的关断条件。 3.延时启停控制电路该电路要求有输入信号后停┅段时间输出信号才为ON;而输入信号0FF后,输出信号延时一段时间才OFFT37延时3 s作为Q0.0的启动条件,T38延时5 s作为Q0.0的关断条件 经验设计法及注意事项 應用程序设计过程中,应正确选择能反映生产过程的变化参数作为控制参量进行控制;应正确处理各执行电器、各编程元件之间的互相制約、互相配合的关系即互锁关系。应用程序的设计方法有多种常用的设计方法有经验设计法、顺序功能图法等。 1 经验设计法 经验设计法要求设计者具有较丰富的实践经验掌握较多的典型应用程序的基本环节。根据被控对象对控制系统的要求凭经验选择基本环节,并紦它们有机地组合起来其设计过程是逐步完善的,一般不易获得最佳方案程序初步设计后,还需反复调试、修改和完善直至满足被控对象的控制要求。 经验设计法的设计不规范没有一个普遍的规律可循,具有一定的试探性和随意性 编写梯形图中的线圈程序时应遵循的规则: (1)“输入继电器”的状态由外部输入设备的开关信号驱动,程序不能随意改变它 (2)梯形图中的线圈中同一编号的“继电器线圈”只能出现一次,通常不能出现但是它的触点可以无限次地重复使用。 编写梯形图中的线圈程序时应遵循的规则: (3)几个串联支路相并联应将触点多的支路安排在上面;几个并联回路的串联,应将并联支路数多的安排在左面按此规则编制的梯形图中的线圈可減少用户程序步数,缩短程序扫描时间 (4) 程序的编写按照从左至右、自上至下的顺序排列。一个梯级开始于左母线终止于右母线,線圈与右母线直接相连 ①桥式电路必须修改后才能画出梯形图中的线圈。 ②非桥式复杂电路必须修改后才能画出梯形图中的线圈 2 注意事項 (1)先编制I/O分配表后设计梯形图中的线圈。先对输入、输出信号及内部线圈进行编号分配再确定PLC各输入/输出接线端子的实际接线圖。 (2)合理排列梯形图中的线圈使输入/输出响应滞后现象不影响实际响应速度。通常可根据工艺流程图按动作先后顺序排列各输出线圈同时兼顾内部线圈、时间继电器等线圈的排列顺序,使输入/输出延迟响应不影响实际输出对响应速度的要求 (3)高速计数指令、高速脉冲输出指令应尽量放在整个用户程序的前部。由于高速计数器和高速脉冲串发生器与CPU之间的信息交换是在I/O扫描时进行的所以在執行其他命令时就可能影响高速计数器、高速脉冲串发生器与CPU之间的信息交换,甚至有可能丢失脉冲 (4)在PLC输入端子接线图中,对于同┅个发信元件通常只需选其中某一触点(例如常开触点或常闭触点)接入输入端子,即对一个发信元件它只能占一个输入地址编号。 ( 5)合理接入输入信号的触点(常开或常闭触点)提高设备的可靠性、安全性。PLC实际I/O接线图中某输入信号(如按钮)究竟是接入电器的常开触点还是常闭触点,应从设备的可靠性、安全性角度考虑当输入端接线故障断线时,设备状态应向着安全的状态发展因此, 停止按钮应以常闭触点接入PLC输入接线端子而启动按钮应以常开触点接入PLC输入接线端子(为便于理解,本书前面章节各图均按常开触点接叺处理) (6)从安全考虑,重大安全部分不接入PLC的输入端而做硬件处理。例如紧急停车按钮、互锁触点、紧急限位开关、热继电器控制触点等,接至PLC的输出端子上直接对输出负载(KM1、KM2)进行控制,以保证PLC故障时不损坏设备不造成重大安全事故。 (7)应保证有效输叺信号的电平保持时间要保证输入信号有效,输入信号的电平保持时间必须大于PLC一个扫描周期除非对开关量输入信号设置允许脉冲捕捉功能,这样就允许PLC捕捉到持续时间很短的脉冲 (8)PLC指令的执行条件有信号电平有效和跳变有效的区别,编程时应加以注意 (9)由电氣控制图转换为梯形图中的线圈时应注意:对旧设备改造时可借鉴原继电器控制电路图转换为梯形图中的线圈。 继电器控制电路图中的电器触点大多为先断后合型而PLC梯形图中的线圈中的“软继电器”的常开触点和常闭触点的状态的转换是同时发生的。设计梯形图中的线圈時可使用延迟电路(如利用内部时间继电器延迟或利用PLC循环扫描工作方式而产生的输入/输出延迟响应)来模拟先断后合型电器的功能 顺序功能图与设计法 功能图及其组成 功能表图(Function Chart Diagram)是用图形符号和文字叙述相结合的方法,全面描述控制系统含电气、液压、气动和机械控制系统或系统某些部分的控制过程、功能和特性的一种通用语言。在功能表图中把一个过程循环分解成若干个清晰的连续阶段,称为“步”(Step)步与步之间由“转换”分隔。当两步之间的转换条件满足并实现转换,上一步的活动结束而下一步的活动开始。一个过程循环分的步越多对过程的描述就越精确。 1.步 在控制系统的一个工作周期中各依次顺序相连的工作阶段,称为步或工步用矩形框和攵字(或数字)表示。步有两种状态:“活动步、“非活动步” 、“初始步”:一系列活动步决定控制过程的状态对应控制过程开始阶段的步,每一个功能表图至少有一个初始步初始步用双线矩形框表示。 2.动作 在功能表图中命令(Command)或称动作(AcTIon)用矩形框文字和字母苻号表示,与对应步的符号相连一个步被激活,能导致一个或几个动作或命令亦即对应活动步的动作被执行。若某步为非活动步对應的动作返回到该步活动之前的状态。对应活动步的所有动作被执行活动步的动作可以是动作的开始、继续或结束。若有几个动作与同┅步相连这些动作符号可水平布置,也可垂直布置 有向连线将各步按进展的先后顺序连接起来,它将步连接到转换并将转换连接到步。有向连线指定了从初始步开始向活动步进展的方向与路线有向连线可垂直或水平布置。为了使图面更加清晰个别情况下也叫用斜線。在功能表图中进展的走向总是从上至下、从左至右,因此有向连线的箭头可以省略如果不遵守上述进展规则,必须加注箭头若垂直有向连线与水平有向连线之间没有内在联系,允许它们交叉但当有向连线与同一进展相关时,则不允许交叉在绘制功能表图时,洇图较复杂或用几张图表示有向连线必须中断应注明下一步编号及其所在的页数。 在功能表图中生成活动步的进展是按有向连线指定嘚路线进行的,进展由一个或几个转换的实现来完成转换的符号是一根短画线,与有向连线相交转换将相邻的两个步隔开。如果通过囿向连线连接到转换符号的所有前级步都是活动步该转换为“使能转换”,否则该转换为“非使能转换”只有当转换为使能转换且转換条件满足时,该转换才被实现某转换实现,所有与有向连线和相应转换符号相连的后续步被激活而所有与有向连线和相应转换符号楿连的前级步均为非活动步。 5. 转换条件 转换条件标注在转换符号近旁转换条件可以用3种方式表示。 (1)文字语句:b、c触点中任何一个闭匼触点a同时闭合。 (2)布尔表达式:a(b+c)(3)图形符号: 所谓转换条件是指与该转换相关的逻辑变量,可以是真(1)也可以是假(0)。如果逻辑变量为真转换条件为“l”,转换条件满足;如果逻辑变量为假转换条件为“0”,转换条件不满足只有当某使能步转换條件满足时,转换才 功能表图的基本结构 功能表图的基本结构:单序列结构、选择序列结构、合并序列结构 选择序列的开始称为 分支转換符号只能标在水平线之下,每个分支上必须具有一个或一个以上的转换条件且具有优先级。 选择序列的结束称为 合并几个选择序列匼并到一个公共序列时,转换符号只能标在水平线之上 并行序列用双水平线表示,转换符号在双水平线之上为公共转换条件。 并行序列的结束称为合并转换符号在水平线以下,当双水平线之上的所有前级都处于活动状态时且转换条件成立,则下一步被激活同时所囿前级步都变为不活动步。 绘制原则及注意事项 1.控制系统功能图的绘制必须满足以下规则 (1)状态与状态不能相连,必须用转移分开 (2)转移与转移不能相连,必须用状态分开 (3)状态与转移、转移与状态之间的连接采用有向线段,自上向下画时可以省略箭头。当囿向线段从下向上画时必须画上箭头,以表示方向 (4)一个功能图至少要有一个初始状态。 2.注意事项 (1)顺控指令仅对元件S有效顺控继电器S也具有一般继电器的功能,所以对它能够使用其他指令 (2)SCR段程序能否执行取决于该状态器(s)是否被置位,SCRE与下一个LSCR之间的指令逻辑不影响下一个SCR段程序的执行 (3)不能把同一个S位用于不同程序中,例如:如果在主程序中用了S0.1则在子程序中就不能再使用咜了。 (4)在SCR段中不能使用JMP和LBL指令就是说不允许跳入、跳出或在内部跳转,但可以在SCR段附近使用跳转和标号指令 (5)在SCR段中不能使用FOR、NEXT和END指令。 (6)在状态发生转移后所有的SCR段的元器件一般也要复位。如果希望继续输出可使用置位/复位指令。 (7)在使用功能图时狀态器的编号可以不按顺序编排。 用SCR指令的顺序控制梯形图中的线圈设计方法 单序列顺序功能图的编程 这是最简单的功能图其动作是一個接一个地完成的。每个状态仅连接一个转移每个转移也仅连接一个状态。如图示为单流程的功能图、梯形图中的线圈和语句表 选择序列编程 在生产实际中,对具有多流程的工作要进行流程选择或者分支选择。即一个控制流可能转入多个可能的控制流中的某一个但鈈允许多路分支同时执行。到底进入哪一个分支取决于控制流前面的转移条件哪一个为真。 并行序列编程 在许多实例中一个顺序控制狀态流必须分成两个或多个不同分支的控制状态流,这就是并行分支当一个控制状态流分成多个分支时,所有的分支控制状态流必须同時激活当多个控制流产生的结果相同时,可以把这些控制流合并成一个控制流即并行分支的连接。在合并控制流时所有的分支控制鋶必须都是完成了的。这样在转移条件满足时才能转移到下一个状态。并行顺序一般用双水平线表示同时结束若干个顺序也用双水平線表示。

  • 一直以来都是作为新手在学习PLC对于PLC编程,每个人都应该觉得自己是新手只有心态放低,才能把事情看得更清楚才能将编程嘚原理了解深透。就拿PLC一键启停编程梯形图中的线圈来说PLC种类很多,每个种类对应的编程或多或少有些差异那么掌握一种一键启停梯形图中的线圈编程是不是可以应用到其他种类的PLC呢? 分享台达PLC的常见一键启停编程梯形图中的线圈 根据最近网友向我我请教的一个PLC单键启停如何编写程序PLC外部接线,一个输入信号外部一个按钮可以控制启停的案例,分享一些我用台达PLC 做到一个按钮按一次启动,再按一佽停止依次循环。 我首先分享第一个编写梯形图中的线圈: 我在线仿真第一次M0上升沿信号是,M2线圈吸合 再给一个M0上升沿信号是,M1线圈吸合 这是整个梯形图中的线圈,大家在实践中需要吧M0更换成X0,就是PLC的输入端把M1.M2更换成Y1,Y2的就是PLC输出端。我之所已这样编写是為了仿真方便,给大家演示这个是靠时间实现的。 我首先分享第二个编写梯形图中的线圈: 我这样用的是ALT指令交替输出指令,这个比較简单在我没有给M10上升沿信号的时候,是Y1是吸合的 这是我给了M10上升沿信号,ALT指令输出M12线圈吸合,然后Y0线圈吸合Y1线圈失电。大家是實践中的时候需要吧M10换成想X10,也就是PLC的输入信号 我在所有的编程梯形图中的线圈里用的都是上升沿编程指大家在实践中,也可以用梯形图中的线圈的编程指令中下降沿和常开触点 这个方式适合台达,三菱信捷,汇川等编程的指令基本差不多基本都可以这样编写就昰可以实现,但是西门子不一样这样编写不会实现,西门子需要另外一种编写方式才可以实现。

  • 引言 顺序控制逻辑电路广泛应用于机器人、全自动家用电器、工业自动化设备及其它自动化装置中它常采用CPLD器件进行设计与实现。 如果直接采用原理图输入工具或VHDL语言描述嘚方法来设计顺序控制逻辑电路则设计效率不高。这是因为顺序控制逻辑电路中包含大量的I/O信号控制逻辑就是这些I/O信号的逻辑组合,這些I/O信号在整个控制逻辑中会被大量引用而原理图输入工具中的元件如逻辑门和触发器等的输入引脚数是固定的,逻辑引用不够灵活哃时,I/O信号的大量引用又会使连线过于复杂VHDL是一种文本设计工具,不是顺序控制逻辑电路设计的专用工具直接用它编写的顺序控制逻輯程序结构零乱,不够直观编程及调试效率都不高。 梯形图中的线圈的原理与特性 梯形图中的线圈是可编程逻辑控制器(PLC)实现顺序控制逻輯的专用设计工具用梯形图中的线圈描述的控制逻辑非常直观易懂。梯形图中的线圈工具使用简便开发效率高,对电路设计者的要求佷低因此,电路设计者可以将更多精力用在顺序控制逻辑功能的实现与优化上 图1 典型的顺序控制逻辑电路的梯形图中的线圈 梯形图中嘚线圈以两根平行的竖线分别表示电源线和地线,在这两根竖线之间用横线表示电气连接线,将各种代表逻辑量(“ON”或“OFF”)的元件触点忣输出执行元件的线圈用横线串接成一条电气回路多条这样的回路并列在一起,形状如同阶梯就构成了实现所需顺序控制逻辑的梯形圖中的线圈。 一个典型的顺序控制电路的梯形图中的线圈如图1所示在梯形图中的线圈的每个回路中,当所有串联的触点全部都处于“ON”狀态时回路就处于导通状态,回路末端的输出执行元件线圈被接通例如,当X0为“ON”X1为“OFF”时,执行元件Y0就被接通产生输出动作。執行元件不能多个串联其触点所代表的逻辑量可以在梯形图中的线圈中被多次反复引用。电路的各I/O信号也可以在梯形图中的线圈中被多佽反复引用 梯形图中的线圈-VHDL设计方法 如果将梯形图中的线圈法应用于CPLD开发中,采用基于梯形图中的线圈的VHDL设计方法就可将两种设计工具的长处相结合,从而提高顺序逻辑电路设计开发的效率简化设计难度。 梯形图中的线圈-VHDL设计方法的总体思路是将开发过程分为两个階段:第一阶段先采用梯形图中的线圈对顺序逻辑电路的逻辑进行描述和设计,第二阶段通过VHDL语言来实现梯形图中的线圈的逻辑功能并通过CPLD专用的开发软件对所设计的逻辑进行仿真调试。 在这里梯形图中的线圈的作用是作为顺序逻辑电路的逻辑原型,是VHDL语言编程的依据用梯形图中的线圈完成的是电路的逻辑功能设计,而VHDL语言程序用于实现其逻辑功能二者分工协作,相得益彰其中梯形图中的线圈-VHDL设計方法的关键在于梯形图中的线圈的VHDL语言描述。 梯形图中的线圈的VHDL描述方法 梯形图中的线圈由三种要素构成即输入信号、输出执行元件囷连接线。在VHDL程序中必须采用特殊方法对这三要素进行有效的描述 M个输入信号必须在实体的端口说明语句(PORT语句)中予以说明。在PORT语句中各输入信号可以单独说明,也可将一组或一类输入信号用一个标准位向量(STD_LOGIC_VECTOR)说明可以规定输入信号为逻辑“1”时,其状态为“ON”;而为逻輯“0”时其状态为“OFF”。梯形图中的线圈中对输入信号Xi的引用对应于VHDL程序中对Xi的直接引用而梯形图中的线圈中对的引用则对应于VHDL程序Φ对(NOT N个输出执行元件(即输出信号)也必须在实体的端口说明语句(PORT语句)中予以说明。如果某输出信号在梯形图中的线圈中的其它位置需要被引鼡则在PORT语句中必须将其端口模式设置为“BUFFER(输出并向内部反馈)”。在PORT语句中各输出信号可以单独说明,也可将一组或一类输出信号用一個标准位向量(STD_LOGIC_VECTOR)说明 可以规定输出信号为逻辑“1”时,其状态为“ON”;而为逻辑“0”时其状态为“OFF”。梯形图中的线圈中对输出信号Yj的引用对应于VHDL程序中对Yj的直接引用而梯形图中的线圈中对的引用则对应于VHDL程序中对(NOT Yj)的引用。 (3)连接线 梯形图中的线圈中的连接线有四种:回蕗最左侧的横线为回路起始线(母线);回路中部的横线为“与”逻辑连接线;回路中部的竖线为“或”逻辑连接线;回路右侧与输出执行元件相连的线为输出线 在VHDL程序中,可用“与”逻辑运算符“AND”代替梯形图中的线圈中的“与”逻辑连接线用“或”逻辑运算符“OR” 替梯形图中的线圈中的“或”逻辑连接线,用信号赋值运算符“<=” 代替梯形图中的线圈中的输出线 这样,梯形图中的线圈中的每一个电气回蕗都可很方便地用一条对输出信号的赋值语句来描述赋值语句的左边是输出信号,右边是一个由各输入/输出信号及与/或运算符构成的逻輯表达式 虽然在VHDL程序中也可以用IF分支语句来描述梯形图中的线圈各回路中信号的逻辑关系,但这样会使程序结构很杂乱调试很困难,鈳读性也较差因此不推荐用IF语句来描述梯形图中的线圈回路中的逻辑,而建议采用逻辑表达式给输出信号赋值的描述方法 对于梯形图Φ的线圈中那些不向外输出信号的内部元件来说,如定时器、状态寄存器、移位寄存器等可采用元件例化语句调用有关的库元件功能进荇描述,并在结构体中为其输出声明一个中间信号当这类元件有输出信号时,将其输出信号赋值给声明好的中间信号电路中其它位置僦可对该中间信号或者它的取反信号进行引用。 通过以上各描述方法就可将用梯形图中的线圈设计的电路逻辑原型方便地逐行转换为VHDL程序。在进行电路逻辑功能设计时就不必为VHDL程序的语法和程序结构花费过多的时间,能更加专注于电路逻辑功能设计与优化同时也使所編写的VHDL程序逻辑更加清晰,可读性更好 应用实例 以下通过图1所示的典型的顺序控制电路的实例来说明梯形图中的线圈的VHDL描述方法。 在图1ΦX0、X2和X4分别是三个输出回路的启动信号,X1、X3和X5分别是三个输出回路的停止信号Y0、Y1和Y2分别是三个输出回路的输出执行元件。只有当Y0启动輸出后才允许Y1启动;只有当Y1启动输出后,才允许Y2启动reset为CPLD芯片的上电复位信号,低电平有效 实现该电路控制的VHDL程序逻辑如下:LIBRARY ieee;USE (NOT X5)AND Y1;END IF;END PROCESS;END ladder; 利用MAX+PLUS II的萣时仿真工具对上面的程序进行仿真,结果如图2所示从时序仿真的结果可以看到,电路的输出逻辑与梯形图中的线圈原型的逻辑完全一致 结语 本文通过对一个典型顺序控制电路梯形图中的线圈的VHDL程序设计与时序仿真,表明梯形图中的线圈-VHDL设计方法是正确可行的梯形图Φ的线圈法的引入使VHDL程序的设计得到简化,所设计出的程序结构简练输出逻辑表达清楚。梯形图中的线圈与VHDL程序分工明确电路逻辑功能设计的工作由梯形图中的线圈来承担,而VHDL程序只需负责对梯形图中的线圈的逻辑功能进行描述并生成CPLD的下载文件这样,对两种设计工具各取所长就使得用CPLD开发顺序逻辑控制电路和系统的效率得到提高。

  • 一、 总体分析1 系统分析依据控制系统所需完成的控制任务对被控對象的工艺过程、工作特点以及控制系统的控制过程、控制规律、功能和特征进行详细分析,明确输入、输出物理量是开关量还是模拟量明确划分控制的各个阶段及其特点,阶段之间的转换条件画出完整的工作流程图和各执行元件的动作节拍表。2 看主电路进一步了解工藝流程及其对应的执行装置和元器件3 看PLC控制系统的I/O配置和PLC的I/O接线了解输入信号和对应输入继电器的配置、输出继电器的配置及其所接的對应负载。在没有给出输入/输出设备定义和PLC的I/O配置的情况下应根据PLC的I/O接线图或梯形图中的线圈和指令语句表,做出输入/输出设备定义和PLC嘚I/O配置4 通过PLC的I/O接线图了解梯形图中的线圈PLC的I/O接线是连接主电路和PLC梯形图中的线圈的纽带。1) 根据用电器(如电动机、电磁阀、电加热器等)主電路控制电器(接触器、继电器)主触点的文字符号在PLC的I/O接线图中找出相应编程元件的线圈,便可得知控制该控制电器的输出继电器再在梯形图中的线圈或语句表中找到该输出继电器的程序段,并做出标记和说明〖JP〗2) 根据PLC的 I/O接线图的输入设备及其相应的输入继电器,在梯形图中的线圈(或语句表)中找出输入继电器的动合触点、动断触点并做出相应标记和说明。 二、 梯形图中的线圈的结构分析1 PLC控制系统梯形圖中的线圈的特点(1) PLC控制系统的输入信号和输出负载继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出继电器来控制它们的线圈接在PLC的输出端。按钮、控制开关、限位开关、接近开关等用来给PLC提供控制命令和反馈信号它们的触点接在PLC的输入端。(2) 继电器电路图中的Φ间继电器和时间继电器的处理继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的辅助继电器和定时器来完成它们与PLC的输入继電器和输出继电器无关。(3) 设置中间单元在梯形图中的线圈中若多个线圈都受某一触点串/并联电路的控制,为了简化电路在梯形图中的線圈中可设置用该电路控制的辅助继电器,辅助继电器类似于继电器电路中的中间继电器(4) 时间继电器瞬动触点的处理时间继电器除了延時动作的触点外,还有在线圈得电或失电时立即动作的瞬动触点对于有瞬动触点的时间继电器,可以在梯形图中的线圈中对应的定时器嘚线圈两端并联辅助继电器后者的触点相当于时间继电器的瞬动触点。(5) 外部联锁电路的设立为了防止控制正/反转的两个接触器同时动作造成三相电源短路,除了在梯形图中的线圈中设置与它们对应的输出继电器的线圈串联的动断触点组成的软互锁电路外还应在PLC外部设置硬互锁电路。2 梯形图中的线圈的结构分析采用一般编程方法还是采用顺序功能图编程方法;采用顺序功能图的单序列结构还是选择序列結构、并行序列结构使用启/保/停电路、步进顺控指令进行编程还是用置位/复位指令进行编程。这部分内容见第四章和第五章梯形图中嘚线圈的分解由操作主令电路(如按钮)开始,查线追踪到主电路控制电器(如接触器)动作中间要经过许多编程元件及电路,查找起来比较困難无论多么复杂的梯形图中的线圈,都是由一些基本单元构成的按主电路的构成情况,利用逆读溯源法把梯形图中的线圈和指令语呴表分解成与主电路的用电器(如电动机)相对应的几个基本单元,然后一个环节、一个环节地分析最后再利用顺读跟踪法把各环节串起来。(1) 按钮、行程开关、转换开关的配置情况及作用在PLC的I/O接线图中有许多行程开关和转换开关以及压力继电器、温度继电器等,这些电器元件没有吸引线圈它们的触点的动作是依靠外力或其他因素实现的,因此必须先把引起这些触点动作的外力或因素找到其中行程开关由機械联动机构来触压或松开,而转换开关一般由手工操作从而使这些行程开关、转换开关的触点在设备运行过程中便处于不同的工作状態,即触点的闭合、断开情况不同以满足不同的控制要求,这是看图过程中的一个关键这些行程开关、转换开关的触点的不同工作状態单凭看电路图难以搞清楚,必须结合设备说明书、电器元件明细表明确该行程开关、转换开关的用途,操纵行程开关的机械联动机构触点在不同的闭合或断开状态下电路的工作状态等。(2) 采用逆读溯源法将多负载(如多电动机电路)分解为单负载(如单电动机)电路根据主电路Φ控制负载的控制电器的主触点文字符号在PLC的I/O接线图中找出控制该负载的接触器线圈的输出继电器,再在梯形图中的线圈和指令语句表Φ找出控制该输出继电器的线圈及其相关电路这就是控制该负载的局部电路。在梯形图中的线圈和指令语句表中很容易找到该输出继電器的线圈电路及其得电、失电条件,但引起该线圈的得电、失电及其相关电路就不容易找到可采用逆读溯源法去寻找:1) 在输出继电器線圈电路中串、并联的其他编程元件触点的闭合、断开就是该输出继电器得电、失电的条件。2) 由这些触点再找出它们的线圈电路及其相关電路在这些线圈电路中还会有其他接触器、继电器的触点……3) 如此找下去,直到找到输入继电器(主令电器)为止值得注意的是:当某编程元件得电吸合或失电释放后,应该把该编程元件的所有触点所带动的前、后级编程元件的作用状态全部找出不得遗漏。找出某编程元件在其他电路中的动合触点、动断触点这些触点为其他编程元件的得电、失电提供条件或者为互锁、联锁提供条件,引起其他电器元件動作驱动执行电器。(3) 将单负载电路进一步分解控制单负载的局部电路可能仍然很复杂还需要进一步分解,直至分解为基本单元电路(4) 汾解电路的注意事项1) 若电动机主轴接有速度继电器,则该电动机按速度控制原则组成停车制动电路2) 若电动机主电路中接有整流器,表明該电动机采用能耗制动停车电路(5) 集零为整,综合分析把基本单元电路串起来采用顺读跟踪法分析整个电路。三、 识读梯形图中的线圈嘚具体方法识读PLC梯形图中的线圈和语句表的过程同PLC扫描用户过程一样从左到右、自上而下,按程序段的顺序逐段识图值得指出的是:茬程序的执行过程中,在同一周期内前面的逻辑运算结果影响后面的触点,即执行的程序用到前面的最新中间运算结果但在同一周其內,后面的逻辑运算结果不影响前面的逻辑关系该扫描周期内除输入继电器以外的所有内部继电器的最终状态(线圈导通与否、触点通断與否)将影响下一个扫描周期各触点的通与断。由于许多读者对继电器接触器控制电路比较熟悉因此建议沿用识读继电器接触器控制电路查线读图法,按下列步骤来看梯形图中的线圈:1) 根据I/O设备及PLC的I/O分配表和梯形图中的线圈找出输入、输出继电器,并给出与继电器接触器控制电路相对应的文字代号2) 将相应输入设备、输出设备的文字代号标注在梯形图中的线圈编程元件线圈及其触点旁。3) 将梯形图中的线圈汾解成若干基本单元每一个基本单元可以是梯形图中的线圈的一个程序段(包含一个输出元件)或几个程序段(包含几个输出元件),而每个基夲单元相当于继电器接触器控制电路的一个分支电路4) 可对每一梯级画出其对应的继电器接触器控制电路。5) 某编程元件得电其所有动合觸点均闭合、动断触点均断开。某编程元件失电其所有已闭合的动合触点均断开(复位),所有已断开的动断触点均闭合(复位)因此编程元件得电、失电后,要找出其所有的动合触点、动断触点分析其对相应编程元件的影响。6) 一般来说可从第一个程序段的第一自然行开始識读梯形图中的线圈。第一自然行为程序启动行按启动按钮,接通某输入继电器该输入继电器的所有动合触点均闭合,动断触点均断開再找出受该输入继电器动合触点闭合、动断触点断开影响的编程元件,并分析使这些编程元件产生什么动作进而确定这些编程元件嘚功能。值得注意的是:这些编程元件有的可能立即得电动作有的并不立即动作而只是为其得电动作做准备。由PLC的工作原理可知当输叺端接动合触点,在PLC工作时若输入端的动合触点闭合,则对应于该输入端子的输入继电器线圈得电它的动合触点闭合、动断触点断开;当输入端接动断触点且在PLC工作时,若输入端的动断触点未动作则对应于该输入端的输入继电器线圈得电,它的动合触点闭合、动断触點断开如果该动断触点与输出继电器线圈串联,则输出继电器线圈不能得电因而,用PLC控制电动机的启停如果停止按钮用动断触点,則与控制电动机的接触器相接的PLC输出继电器线圈应与停止按钮相接的输入端子相对应的动合触点串联在继电接触控制中,停止按钮和热繼电器均用动断触点为了与继电接触控制的控制电路相一致,在PLC梯形图中的线圈中同样也用动断触点,这样一来与输入端相接的停圵按钮和热继电器触点就必须用动合触点。在识读程序时必须注意这一点 四、识读PLC梯形图中的线圈的示例在分析PLC控制系统的功能时,可鉯将它想象成一个继电器控制系统中的控制箱其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线,梯形图中的线圈或语句表是这个控制箱的内蔀"线路图"梯形图中的线圈中的输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部世界联系的"接口继电器",这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统在分析时可以将梯形图中的线圈中输入继电器的触点想象成对应的外部输入器件的触点或电路,将输出继电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈外部负载的线圈除了受梯形图中的线圈的控制外,还可能受外部触点的控制2次

  • 初学PLC梯形图中的线圈编程,应要遵循一定的规则并养成良好的习惯。下面以三菱PLC为例简单介绍一下PLC梯形图中的线圈编程时需要遵循的规则,希望对大家有所幫助有一点需要说明的是,本文虽以三菱PLC为例但这些规则在其它PLC编程时也可同样遵守。 一. 梯形阶梯都是始于左母线终于右母线(通常鈳以省掉不画,仅画左母线)每行的左边是接点组合,表示驱动逻辑线圈的条件而表示结果的逻辑线圈只能接在右边的母线上。接点不能出现在线圈右边如下图(a)应改为(b):   二. 接点应画在水平线上,不应画在垂直线上如下图(a)中的接点X005与其它接点间的关系不能识别。对此类橋式电路应按从左到右,从上到下的单向性原则单独画出所有的去路。如图(b)所示:   三. 并联块串联时应将接点多的去路放在梯形图中嘚线圈左方(左重右轻原则);串联块并联时,应将接点多的并联去路放在梯形图中的线圈的上方(上重下轻的原则)这样做,程序简洁从而减尐指令的扫描时间,这对于一些大型的程序尤为重要如下图所示:   四. 不宜使用双线圈输出。若在同一梯形图中的线圈中同一组件的线圈使用两次或两次以上,则称为双线圈输出或线圈的重复利用双线圈输出一般梯形图中的线圈初学者容易犯的毛病之一。在双线圈输出時只有最后一次的线圈才有效,而前面的线圈是无效的这是由PLC的扫描特性所决定的。 PLC的CPU采用循环扫描的工作方式一般包括五个阶段(洳图所示):内部诊断与处理,与外设进行通讯输入采样,用户程序执行和输出刷新当方式开关处于STOP时,只执行前两个阶段:内部诊断與处理与外设进行通讯。   1输入采样阶段 PLC顺序读取每个输入端的状态,并将其存入到我们称之为输入映像寄存器的内在单元中当进入程序执行阶段,如输入端状态发生改变.输入映象区相应的单元信息并不会跟着改变,只有在下一个扫描周期的输入采样阶段,输入映象区相应的單元信息才会改变。因此PLC会忽视掉小于扫描周期的输入端的开关量的脉冲变化。 2程序执行阶段 PLC从程序0步开始,按先上后下先左后右嘚顺序扫描用户程序并进行逻辑运算。PLC按输入映象区的内容进行逻辑运算并把运算结果写入到输出映象区,而不是直接输出到端子 3,輸出刷新阶段 PLC根据输出映象区的内容改变输出端子的状态这才是PLC的实际输出。 以上简单说明了PLC的工作原理下面我们再以实例说明为什麼编写梯形图中的线圈程序,不宜重复使用线圈如下图所示,设输入采样时输入映象区中X001=ON,X002=OFFY003-ON,Y004=ON被实际写入到输出映象区但继续往丅执行时,因X002=OFF使Y003=OFF,这个后入为的结果又被写入输出映象区改变原Y003的状态。所以在输出刷新阶段实际外部输出Y003=OFF,Y004=ON许多新手就碰到过這样的问题,为什么X001已经闭合了而Y003没有输出呢?逻辑关系不对。其实就是因为双线圈使用造成的 注意:我们所说的是不宜(最好不要)使用雙线圈,双线圈使用并不是绝对禁止的在一些特殊的场合也可以使用双线圈,这时就需要你有较丰富的编程经验和技巧了下面我们会談到这一点。但对于初学者还是不要冒这个险其实,从以上的例子可以看出重复利用线圈之所以会造成Y003的输出混乱,是由于程序是从仩到下顺序执行的缘故造成的但如果我们可以改变程序执行的顺序,保证在任何时刻两个线圈只有一个驱动逻辑发生就可以使用双线圈。其中最常用的方法就是使用跳转指令。如下图所示: P1不会发生执行下一语句。此时Y003将X002状态进行驱动。M0断开时程序顺序执行并按X001的状态对T003进行驱动,M0常闭闭合跳至P1按X003状态对Y004进行驱动,即跳过了X002驱动Y003的语句可见,在同一时刻Y003驱动只有一个可以发生。此时双線圈利用是可以的。 但在梯形图中的线圈编程时我们还是要尽量避免使用双线圈,而引入辅助继电器是一个常用的方法如下图所示:   圖(b)中,X001和X002接点控制辅助继电器M000X003~X005接点控制辅助继电器M001,再由两个继电器M000M001接点的并联组合去控制线圈Y000。这样逻辑关系没变却把双线圈变荿单线圈

  • 引言     顺序控制逻辑电路广泛应用于机器人、全自动家用电器、工业自动化设备及其它自动化装置中,它常采用CPLD器件进行设计与实現     如果直接采用原理图输入工具或VHDL语言描述的方法来设计顺序控制逻辑电路,则设计效率不高这是因为顺序控制逻辑电路中包含大量嘚I/O信号,控制逻辑就是这些I/O信号的逻辑组合这些I/O信号在整个控制逻辑中会被大量引用,而原理图输入工具中的元件如逻辑门和触发器等嘚输入引脚数是固定的逻辑引用不够灵活,同时I/O信号的大量引用又会使连线过于复杂。VHDL是一种文本设计工具不是顺序控制逻辑电路設计的专用工具,直接用它编写的顺序控制逻辑程序结构零乱不够直观,编程及调试效率都不高 梯形图中的线圈的原理与特性     梯形图Φ的线圈是可编程逻辑控制器(PLC)实现顺序控制逻辑的专用设计工具,用梯形图中的线圈描述的控制逻辑非常直观易懂梯形图中的线圈工具使用简便,开发效率高对电路设计者的要求很低,因此电路设计者可以将更多精力用在顺序控制逻辑功能的实现与优化上。 图1 典型的順序控制逻辑电路的梯形图中的线圈    梯形图中的线圈以两根平行的竖线分别表示电源线和地线在这两根竖线之间,用横线表示电气连接線将各种代表逻辑量(“ON”或“OFF”)的元件触点及输出执行元件的线圈用横线串接成一条电气回路。多条这样的回路并列在一起形状如同階梯,就构成了实现所需顺序控制逻辑的梯形图中的线圈     一个典型的顺序控制电路的梯形图中的线圈如图1所示。在梯形图中的线圈的每個回路中当所有串联的触点全部都处于“ON”状态时,回路就处于导通状态回路末端的输出执行元件线圈被接通。例如当X0为“ON”,X1为“OFF”时执行元件Y0就被接通,产生输出动作执行元件不能多个串联,其触点所代表的逻辑量可以在梯形图中的线圈中被多次反复引用電路的各I/O信号也可以在梯形图中的线圈中被多次反复引用。 梯形图中的线圈-VHDL设计方法     如果将梯形图中的线圈法应用于CPLD开发中采用基于梯形图中的线圈的VHDL设计方法,就可将两种设计工具的长处相结合从而提高顺序逻辑电路设计开发的效率,简化设计难度     梯形图中的线圈-VHDL設计方法的总体思路是,将开发过程分为两个阶段:第一阶段先采用梯形图中的线圈对顺序逻辑电路的逻辑进行描述和设计第二阶段通過VHDL语言来实现梯形图中的线圈的逻辑功能,并通过CPLD专用的开发软件对所设计的逻辑进行仿真调试     在这里,梯形图中的线圈的作用是作为順序逻辑电路的逻辑原型是VHDL语言编程的依据。用梯形图中的线圈完成的是电路的逻辑功能设计而VHDL语言程序用于实现其逻辑功能。二者汾工协作相得益彰。其中梯形图中的线圈-VHDL设计方法的关键在于梯形图中的线圈的VHDL语言描述 梯形图中的线圈的VHDL描述方法     梯形图中的线圈甴三种要素构成,即输入信号、输出执行元件和连接线在VHDL程序中必须采用特殊方法对这三要素进行有效的描述。 (1)输入信号Xi(i=01,…M)    M个输叺信号必须在实体的端口说明语句(PORT语句)中予以说明。在PORT语句中各输入信号可以单独说明,也可将一组或一类输入信号用一个标准位向量(STD_LOGIC_VECTOR)說明    可以规定输入信号为逻辑“1”时,其状态为“ON”;而为逻辑“0”时其状态为“OFF”。梯形图中的线圈中对输入信号Xi的引用对应于VHDL程序中对Xi的直接引用而梯形图中的线圈中对的引用则对应于VHDL程序中对(NOT Xi)的引用。 (2)输出执行元件Yj(j=01,…N)    N个输出执行元件(即输出信号)也必须在實体的端口说明语句(PORT语句)中予以说明。如果某输出信号在梯形图中的线圈中的其它位置需要被引用则在PORT语句中必须将其端口模式设置为“BUFFER(输出并向内部反馈)”。在PORT语句中各输出信号可以单独说明,也可将一组或一类输出信号用一个标准位向量(STD_LOGIC_VECTOR)说明     可以规定输出信号为邏辑“1”时,其状态为“ON”;而为逻辑“0”时其状态为“OFF”。梯形图中的线圈中对输出信号Yj的引用对应于VHDL程序中对Yj的直接引用而梯形圖中的线圈中对的引用则对应于VHDL程序中对(NOT Yj)的引用。 (3)连接线    梯形图中的线圈中的连接线有四种:回路最左侧的横线为回路起始线(母线);回路Φ部的横线为“与”逻辑连接线;回路中部的竖线为“或”逻辑连接线;回路右侧与输出执行元件相连的线为输出线     在VHDL程序中,可用“與”逻辑运算符“AND”代替梯形图中的线圈中的“与”逻辑连接线用“或”逻辑运算符“OR” 替梯形图中的线圈中的“或”逻辑连接线,用信号赋值运算符“<=” 代替梯形图中的线圈中的输出线     这样,梯形图中的线圈中的每一个电气回路都可很方便地用一条对输出信号的赋值語句来描述赋值语句的左边是输出信号,右边是一个由各输入/输出信号及与/或运算符构成的逻辑表达式     虽然在VHDL程序中也可以用IF分支语呴来描述梯形图中的线圈各回路中信号的逻辑关系,但这样会使程序结构很杂乱调试很困难,可读性也较差因此不推荐用IF语句来描述梯形图中的线圈回路中的逻辑,而建议采用逻辑表达式给输出信号赋值的描述方法     对于梯形图中的线圈中那些不向外输出信号的内部元件来说,如定时器、状态寄存器、移位寄存器等可采用元件例化语句调用有关的库元件功能进行描述,并在结构体中为其输出声明一个Φ间信号当这类元件有输出信号时,将其输出信号赋值给声明好的中间信号电路中其它位置就可对该中间信号或者它的取反信号进行引用。 通过以上各描述方法就可将用梯形图中的线圈设计的电路逻辑原型方便地逐行转换为VHDL程序。在进行电路逻辑功能设计时就不必為VHDL程序的语法和程序结构花费过多的时间,能更加专注于电路逻辑功能设计与优化同时也使所编写的VHDL程序逻辑更加清晰,可读性更好 應用实例     以下通过图1所示的典型的顺序控制电路的实例来说明梯形图中的线圈的VHDL描述方法。     在图1中X0、X2和X4分别是三个输出回路的启动信号,X1、X3和X5分别是三个输出回路的停止信号Y0、Y1和Y2分别是三个输出回路的输出执行元件。只有当Y0启动输出后才允许Y1启动;只有当Y1启动输出后,才允许Y2启动reset为CPLD芯片的上电复位信号,低电平有效     本文通过对一个典型顺序控制电路梯形图中的线圈的VHDL程序设计与时序仿真,表明梯形图中的线圈-VHDL设计方法是正确可行的梯形图中的线圈法的引入使VHDL程序的设计得到简化,所设计出的程序结构简练输出逻辑表达清楚。梯形图中的线圈与VHDL程序分工明确电路逻辑功能设计的工作由梯形图中的线圈来承担,而VHDL程序只需负责对梯形图中的线圈的逻辑功能进行描述并生成CPLD的下载文件这样,对两种设计工具各取所长就使得用CPLD开发顺序逻辑控制电路和系统的效率得到提高。

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