常见电路结构分析四：plc控制系统与其他控制系统的比较

川长思鸟来 2023-02-18 15:20 24阅读 0赞

1.plc控制系统与继电器控制系统的比较

（1）、控制逻辑：硬接线-软接线

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如何读懂plc梯形图：

## **如何看懂plc梯形图** ##

梯形图是PLC使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。梯形图与电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。梯形图编程阅读：从左到右，从上到下。

1．软继电器

PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。

2．能流

触点接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流”从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯形图。

3．母线

梯形图两侧的垂直公共线称为母线。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右流动。右母线可以不画出。

4．梯形图的逻辑解算

根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行的。解算的结果，马上可以被后面的逻辑解算所利用。逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值，而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。

-||-看成开关的常开

-|/|-看成开关的常闭括号里是输出线圈

5.PLC梯形图阅读步骤

第一步：你要明白你的PLC控制的设备，都有那些需要操作控制的动作、运行的状态、保护的动作„

第二步：先从PLC的输入端出发，把输入端各个点的输入开关指令的意义搞明白，哪个是启动，哪个是停止„

第三步：再从PLC的输出端出发，把输出端各个点的输出信号、执行开关电器的意义搞明白，哪个动作启动，哪个动作停止„

第四步：打开梯形图，一个梯级一个梯级的分析输入与输出的逻辑关系，分别控制、执行、完成的操作任务„

第五步：不断重复一、二、三、四步，直到熟悉、吃透整体PLC梯形图的控制逻辑原理以及设备的工作原理„

plc控制系统与其他控制系统的比较优缺点

[https://www.diangon.com/thread-42332-1-1.html][https_www.diangon.com_thread-42332-1-1.html]

[https://www.eduartisan.com/s/news/587][https_www.eduartisan.com_s_news_587]

![plc基础知识符号图解][plc]

**三菱 FX 系列[plc][plc 1]的基本逻辑指令。**  
　　取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）  
　　（1）LD（取指令） 一个常开触点与左母线连接的指令，每一个以常开触点开始的逻辑行都用此指令。  
　　（2）LDI（取反指令） 一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻辑行都用此指令。  
　　（3）LDP（取上升沿指令） 与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位元件的上升沿（由OFF→ON）时接通一个扫描周期。  
　　（4）LDF（取下降沿指令） 与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。  
　　（5）OUT（输出指令） 对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。  
　　取指令与输出指令的使用说明：  
　　1）LD、LDI指令既可用于输入左母线相连的触点，也可与ANB、ORB指令配合实现块逻辑运算；  
　　2）LDP、LDF指令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。  
　　3）LD、LDI、LDP、LDF指令的目标元件为X 、Y 、M 、T、C、S；  
　　4）OUT指令可以连续使用若干次（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在OUT指令之后应设置常数K或数据寄存器。  
　　5）OUT指令目标元件为Y、M、T、C和S，但不能用于X。触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）  
　　（1）AND（与指令） 一个常开触点串联连接指令，完成逻辑“与”运算。  
　　（2）ANI（与反指令） 一个常闭触点串联连接指令，完成逻辑“与非”运算。  
　　（3）ANDP 上升沿检测串联连接指令。  
　　（4）ANDF 下降沿检测串联连接指令。  
　　触点串联指令的使用的使用说明：  
　　1）AND、ANI、ANDP、ANDF都指是单个触点串联连接的指令，串联次数没有限制，可反复使用。  
　　2）AND、ANI、ANDP、ANDF的目标元元件为X、Y、M、T、C和S。  
　　3）OUT M101指令之后通过T1的触点去驱动Y4称为连续输出。  
　　触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF）  
　　（1）OR（或指令） 用于单个常开触点的并联，实现逻辑“或”运算。  
　　（2）ORI（或非指令） 用于单个常闭触点的并联，实现逻辑“或非”运算。  
　　（3）ORP 上升沿检测并联连接指令。  
　　（4）ORF 下降沿检测并联连接指令。  
　　触点并联指令的使用说明：  
　　1）OR、ORI、ORP、ORF指令都是指单个触点的并联，并联触点的左端接到LD、LDI、LDP或LPF处，右端与前一条指令对应触点的右端相连。触点并联指令连续使用的次数不限；  
　　2）OR、ORI、ORP、ORF指令的目标元件为X、Y、M、T、C、S。块操作指令（ORB / ANB）  
　　（1）ORB（块或指令） 用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联。  
　　ORB指令的使用说明：  
　　1）几个串联电路块并联连接时，每个串联电路块开始时应该用LD或LDI指令；  
　　2）有多个电路块并联回路，如对每个电路块使用ORB指令，则并联的电路块数量没有限制；  
　　3）ORB指令也可以连续使用，但这种程序写法不推荐使用，LD或LDI指令的使用次数不得超过8次，也就是ORB只能连续使用8次以下。  
　　（2）ANB（块与指令） 用于两个或两个以上触点并联连接的电路之间的串联。  
　　ANB指令的使用说明：  
　　1）并联电路块串联连接时，并联电路块的开始均用LD或LDI指令；  
　　2）多个并联回路块连接按顺序和前面的回路串联时，ANB指令的使用次数没有限制。也可连续使用ANB，但与ORB一样，使用次数在8次以下。  
　　置位与复位指令（SET/RST）  
　　（1）SET（置位指令） 它的作用是使被操作的目标元件置位并保持。  
　　（2）RST（复位指令） 使被操作的目标元件复位并保持清零状态。SET、RST指令的使用，当X0常开接通时，Y0变为ON状态并一直保持该状态，即使X0断开Y0的ON状态仍维持不变；只有当X1的常开闭合时，Y0才变为OFF状态并保持，即使X1常开断开，Y0也仍为OFF状态。  
　　SET 、RST指令的使用说明：  
　　1）SET指令的目标元件为Y、M、S，RST指令的目标元件为Y、M、S、T、C、D、V 、Z。RST指令常被用来对D、Z、V的内容清零，还用来复位积算定时器和计数器。  
　　2）对于同一目标元件，SET、RST可多次使用，顺序也可随意，但最后执行者有效。微分指令（PLS/PLF）  
　　（1）PLS（上升沿微分指令） 在输入信号上升沿产生一个扫描周期的脉冲输出。  
　　（2）PLF（下降沿微分指令） 在输入信号下降沿产生一个扫描周期的脉冲输出。  
　　利用微分指令检测到信号的边沿，通过置位和复位命令控制Y0的状态。  
　　PLS、PLF指令的使用说明：  
　　1）PLS、PLF指令的目标元件为Y和M；  
　　2）使用PLS时，仅在驱动输入为ON后的一个扫描周期内目标元件ON，M0仅在X0的常开触点由断到通时的一个扫描周期内为ON；使用PLF指令时只是利用输入信号的下降沿驱动，其它与PLS相同。  
　　主控指令（MC/MCR）  
　　（1）MC（主控指令） 用于公共串联触点的连接。执行MC后，左母线移到MC触点的后面。  
　　（2）MCR（主控复位指令） 它是MC指令的复位指令，即利用MCR指令恢复原左母线的位置。  
　　在编程时常会出现这样的情况，多个线圈同时受一个或一组触点控制，如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的触点，将占用很多存储单元，使用主控指令就可以解决这一问题。  
　　MC、MCR指令，利用MC N0 M100实现左母线右移，使Y0、Y1都在X0的控制之下，其中N0表示嵌套等级，在无嵌套结构中N0的使用次数无限制；利用MCR N0恢复到原左母线状态。如果X0断开则会跳过MC、MCR之间的指令向下执行。  
　　MC、MCR指令的使用说明：  
　　1）MC、MCR指令的目标元件为Y和M，但不能用特殊辅助[继电器][Link 1]。MC占3个程序步，MCR占2个程序步；  
　　2）主控触点在梯形图中与一般触点垂直。主控触点是与左母线相连的常开触点，是控制一组电路的总开关。与主控触点相连的触点必须用LD或LDI指令。  
　　3）MC指令的输入触点断开时，在MC和MCR之内的积算定时器、计数器、用复位/置位指令驱动的元件保持其之前的状态不变。非积算定时器和计数器，用OUT指令驱动的元件将复位，22中当X0断开，Y0和Y1即变为OFF。  
　　4）在一个MC指令区内若再使用MC指令称为嵌套。嵌套级数最多为8级，编号按N0→N1→N2→N3→N4→N5→N6→N7顺序增大，每级的返回用对应的MCR指令，从编号大的嵌套级开始复位。堆栈指令（MPS/MRD/MPP）  
　　堆栈指令是FX系列中新增的基本指令，用于多重输出电路，为编程带来便利。在FX系列PLC中有11个存储单元，它们专门用来存储程序运算的中间结果，被称为栈存储器。  
　　（1）MPS（进栈指令） 将运算结果送入栈存储器的第一段，同时将先前送入的数据依次移到栈的下一段。  
　　（2）MRD（读栈指令） 将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据继续保存在栈存储器的第一段，栈内的数据不发生移动。  
　　（3）MPP（出栈指令） 将栈存储器的第一段数据（最后进栈的数据）读出且该数据从栈中消失，同时将栈中其它数据依次上移。  
　　堆栈指令的使用说明：  
　　1）堆栈指令没有目标元件；  
　　2）MPS和MPP必须配对使用；  
　　3）由于栈存储单元只有11个，所以栈的层次最多11层。  
　　逻辑反、空操作与结束指令（INV/NOP/END）  
　　（1）INV（反指令） 执行该指令后将原来的运算结果取反。反指令的使用如图10所示，如果X0断开，则Y0为ON，否则Y0为OFF。使用时应注意INV不能象指令表的LD、LDI、LDP、LDF那样与母线连接，也不能象指令表中的OR、ORI、ORP、ORF指令那样单独使用。  
　　（2）NOP（空操作指令） 不执行操作，但占一个程序步。执行NOP时并不做任何事，有时可用NOP指令短接某些触点或用NOP指令将不要的指令覆盖。当PLC执行了清除用户存储器操作后，用户存储器的内容全部变为空操作指令。  
　　（3）END（结束指令） 表示程序结束。若程序的最后不写END指令，则PLC不管实际用户程序多长，都从用户程序存储器的第一步执行到最后一步；若有END指令，当扫描到END时，则结束执行程序，这样可以缩短扫描周期。在程序调试时，可在程序中插入若干END指令，将程序划分若干段，在确定前面程序段无误后，依次删除END指令，直至调试结束。  
　　**FX系列PLC的步进指令**  
　　1．步进指令（STL/RET）  
　　步进指令是专为顺序控制而设计的指令。在工业控制领域许多的控制过程都可用顺序控制的方式来实现，使用步进指令实现顺序控制既方便实现又便于阅读修改。  
　　FX2N中有两条步进指令：STL（步进触点指令）和RET（步进返回指令）。  
　　STL和RET指令只有与状态器S配合才能具有步进功能。如STL S200表示状态常开触点，称为STL触点，它在梯形图中的符号为-|| ||- ，它没有常闭触点。我们用每个状态器S记录一个工步，例STL S200有效（为ON），则进入S200表示的一步（类似于本步的总开关），开始执行本阶段该做的工作，并判断进入下一步的条件是否满足。一旦结束本步信号为ON，则关断S200进入下一步，如S201步。RET指令是用来复位STL指令的。执行RET后将重回母线，退出步进状态。  
　　2．状态转移图  
　　一个顺序控制过程可分为若干个阶段，也称为步或状态，每个状态都有不同的动作。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就将实现转换，即由上一个状态转换到下一个状态执行。我们常用状态转移图（功能表图）描述这种顺序控制过程。用状态器S记录每个状态，X为转换条件。如当X1为ON时，则系统由S20状态转为S21状态。  
　　状态转移图中的每一步包含三个内容：本步驱动的内容，转移条件及指令的转换目标。  
　　步驱动Y0，当X1有效为ON时，则系统由S20状态转为S21状态，X1即为转换条件，转换的目标为S21步。  
　　3．步进指令的使用说明  
　　1）STL触点是与左侧母线相连的常开触点，某STL触点接通，则对应的状态为活动步；  
　　2）与STL触点相连的触点应用LD或LDI指令，只有执行完RET后才返回左侧母线；3）STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线圈；  
　　4）由于PLC只执行活动步对应的电路块，所以使用STL指令时允许双线圈输出（顺控程序在不同的步可多次驱动同一线圈）；  
　　5） STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，但可以用CJ指令；6）在中断程序和子程序内，不能使用STL指令。

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