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時間：2023-03-28作者：潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司瀏覽：50

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PLC梯形圖的設(shè)計方法

可編程控制器是將繼電器控制的概念和設(shè)計思想與計算機技術(shù)及微電子技術(shù)相結(jié)合而形成的 專門從事邏輯控制的微機系統(tǒng)。在PC系統(tǒng)應(yīng)用中，梯形圖的設(shè)計往往是較主要的問題。梯形圖不但沿用和發(fā)展了電氣控制技術(shù)，而且其功能和控制指令已遠遠**過電氣控制范疇。它不僅可實現(xiàn)邏輯運算，還具有算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，是具有工業(yè)控制指令的微機系統(tǒng)。由于梯形圖的設(shè)計是計算機程序設(shè)計與電氣控制設(shè)計思想結(jié)合的產(chǎn)物，因此，在設(shè)計方法上與計算機程序設(shè)計和電氣控制設(shè)計既有著相同點，也有著不同點。本文對開關(guān)量控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計，提出了四種常用方法。

二、替代設(shè)計法

所謂替代設(shè)計法，就是用PC機的程序，替代原有的繼電器邏輯控制電路。它的基本思想是： 將原有電氣控制系統(tǒng)輸入信號及輸出信號做為PC的I/O點，原來由繼電器—接觸器硬件完成的邏輯控制功能由PC機的軟件—梯形圖及程序替代完成。

例如，電動機正反轉(zhuǎn)控制電路，原電氣控制線路圖如圖1所示。由制替代后，其I/O接線 圖和梯形圖分別如圖2、3所示。







圖1繼電器控制線路圖







圖2PC I/O接線圖







圖3PC梯形圖

這種方法，其優(yōu)點是程序設(shè)計方法簡單，有現(xiàn)成的電氣控制線路作依據(jù)，設(shè)計。一般 在舊設(shè)備電氣控制系統(tǒng)改造中，對于不太復(fù)雜的控制系統(tǒng)常采用。

三、邏輯代數(shù)設(shè)計法

由于電氣控制線路與邏輯代數(shù)有一一對應(yīng)的關(guān)系，因此對開關(guān)量的控制過程可用邏輯代數(shù)式 表示、分析和設(shè)計。

基本設(shè)計步驟如下：

1、根據(jù)控制要求列出邏輯代數(shù)表達式。

2、對邏輯代數(shù)式進行化簡。

3、根據(jù)化簡后的邏輯代數(shù)表達式畫梯形圖。

下面舉一簡單例子來具體說明。

某一電動機只有在三個按鈕中任何一個或任何兩個動作時，才能運轉(zhuǎn)，而在其他任何情況下 都不運轉(zhuǎn)，試設(shè)計其梯形圖。

將電動機運行情況由PC輸出點0500來控制，三個按鈕分別對應(yīng)PC輸入地址為A、B、C。根據(jù)題意，三個按鈕中任何一個動作，PC的輸出點0500就有輸出。其邏輯代數(shù)表達式為







當三個按鈕中有任何兩個動作時，輸出點0500的邏輯代數(shù)表達式為







因兩個條件是“或”關(guān)系，所以電動機運行條件應(yīng)該為







簡化該式得







根據(jù)邏輯代數(shù)表達式，畫梯形圖，如圖4所示。







圖4

利用這種方法設(shè)計，較大的特點是可以把很多的邏輯關(guān)系較簡化。

當然出于可靠和安全性角度考慮的冗余設(shè)計是另外一個問題。

四、程序流程圖設(shè)計法

PC采用計算機控制技術(shù)，其程序設(shè)計同樣可遵循軟件工程設(shè)計方法，程序工作過程可用流程 圖表示。由于PC的程序執(zhí)行為循環(huán)掃描工作方式，因而與計算機程序框圖不同點是，PC程序框圖在進行輸出刷新后，再重新開始輸入掃描，循環(huán)執(zhí)行。

下面以全自動洗衣機控制為例，說明這種設(shè)計方法的應(yīng)用。

首先畫出洗衣機工藝流程圖，如圖5所示。







圖5洗衣機工藝流程圖

第二步選擇PC機型，設(shè)置I/O點編號。其I/O點編號分配如下：

I/O點分配計時/計數(shù)器分配

00起動開關(guān) T600正轉(zhuǎn)計時

01停止開關(guān) T601暫停計時

02手動排水開關(guān) T602反轉(zhuǎn)計時

03高水位開關(guān) T603暫停計時

04低水位開關(guān) T604脫水計時

20起動洗衣機 T605報警計時

21進水 C606洗滌次數(shù)

22正轉(zhuǎn)洗滌 C607脫水次數(shù)

23反轉(zhuǎn)洗滌

25排水

26脫水

27停止、報警

第三步，根據(jù)流程圖，設(shè)計梯形圖，如圖6所示







圖6洗衣機梯形圖

五、功能模塊設(shè)計法

根據(jù)模塊化設(shè)計思想，可對系統(tǒng)按控制功能進行模塊劃分，依次對各控制的功能模塊設(shè)計梯 形圖。

例如，在PC電梯控制系統(tǒng)中，對電梯控制按功能可分為：廳門開關(guān)控制模塊，選層控制模塊，電梯運行控制模塊，呼梯顯示控制模塊等。按電梯功能進 行梯形圖設(shè)計，可使電梯相同功能的程序集中在一起，程序結(jié)構(gòu)清晰，便于調(diào)試，還可以根 據(jù)需要靈活增加其他控制功能。

當然，在設(shè)計中要注意模塊之間的互相影響時、時序關(guān)系，以及聯(lián)鎖指令的使用條件。同一 種控制功能可有不同的軟件實現(xiàn)方法，應(yīng)根據(jù)具體情況采用簡單實用的方案，并應(yīng)充分利用 不同機型所提供的編程指令，使程序盡量簡潔。

六、結(jié)束語

本文介紹了PC梯形圖的四種設(shè)計方法，除此之外，還有其他一些方法，如經(jīng)驗法。在系統(tǒng)設(shè) 計中對不同的環(huán)節(jié)，可根據(jù)具體情況，采用不同的設(shè)計方法。通常在全局上采用程序框圖及功能模塊方法設(shè)計;在舊設(shè)備改造中，采用替代法設(shè)計;在局部或具體功能的程序設(shè)計上，采用邏輯代數(shù)法和經(jīng)驗法。

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