PLC编程入门：梯形图
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梯形圖（LAD）是PLC編程的最佳可視化語言，它看起來非常類似于繼電器電路圖，因此如果 你對繼電器控制和電子電路有所了解的話，那么學起來會非常容易！
在這個教程中，我們將學習關于使用梯形圖進行PLC編程的有關知識。現在，讓我們開始吧！
什么是梯形圖
梯形圖是一種PLC編程語言，也被稱為梯形邏輯（Ladder Logic）。之所以稱為梯形圖，是因為 這種程序由一條條水平線構成，看起來很像梯子。
梯形圖是為電氣工程師發明的，它是一種圖形化的編程語言，這意味著編程的過程不是采用 文本，而是組合各種不同的圖形符號，由于目標用戶是電氣工程師，因此采用的符號非常類似于 電路符號，以便于電氣工程師理解。
梯形圖主要用于位邏輯操作，其規范有PLCOpen負責制定，因此梯形圖是標準化的PLC編程語言， 該標準為IEC 61131-3。
如何閱讀梯形圖
梯形圖和電路圖的一個區別在于編制繪制方法不同。梯形圖通常從左到右、從上到下編制， 原因在于：
1.更容易讀圖
我們的眼睛自然地從左向右讀圖，然后繼續到下一行，就像你閱讀的時候一樣。
2.易于在計算機上編制
當在計算機上編制梯形圖時，你可以一次編制一行。當繪制出越來越多的行時，它們將疊加在一起， 看起來就像一個梯子。查看一個行數眾多的梯形圖的最佳方式，就是沿著屏幕上下滾動。
3.執行的順序
最后一個原因在執行的順序，也就是PLC運行梯形圖的先后順序，更確切的說，就是梯形圖中 的指令如何依次執行：PLC總是從梯形圖頂部開始，然后依次向下執行。
梯形圖看起來非常像電路圖。大多數人也是這樣開始學習編制梯形邏輯圖的。 但是還是有一些不同之處，主要的差異在于：
- PLC每次執行梯形圖的一行，然后才繼續下一行
- 電氣系統則是許多回路同時激活
了解了這些關鍵的區別，現在讓我們開始學習梯形邏輯。
梯形圖基礎
創建梯形圖時，你首先看到的就是兩條豎線，就是在這兩條豎線之間進行梯形圖的編制，其中 每一條水平線被稱為一個Rung（橫線）：
梯形邏輯符號就放置在這些水平線上，正如你在上圖中看到的，我在每一個水平線上標記了數字， 以便于理解PLC是如何執行梯形邏輯的。你可能聽說過PLC掃描時間或掃描周期，簡單地說，PLC首先 掃描其輸入，然后執行程序，最后設置輸出。
但是PLC如何執行我們的梯形邏輯？
一次一條水平線。
這可能是梯形邏輯的最重要的一條規則：PLC一次只能執行一條水平線，然后才是下一條。實際上， PLC只能一次執行一個邏輯符號。
編寫梯形邏輯
梯形邏輯中的每個符號都是一個指令，初看起來這相當令人困惑。但是別擔心，我將用簡單的例子 加以解釋。讓我給你一個簡單的實例，在這個例子當中將引入兩個梯形邏輯符號。
那么，這些符號或指令到底是什么？
它們是基本的邏輯指令，讓你可以創建一小段邏輯，也就是你的PLC程序。如果你仔細看下面的 示例，可以看到兩個指令（符號）：
閉路檢查指令
第一個指令被稱為閉路檢查，指令的符號看起來是這樣：
這是一個條件指令，意思是說這個指令用來檢查某個條件是否滿足，例如檢查某個數據位是否 處于ON的狀態。
閉路檢查指令用來檢查某個地址的特定位，在上圖中指的是一個數字輸入的特定位，它也可以是 內存位，甚至是輸出位。
閉路檢查指令也被稱為常開指令，基本上它類似于電路中的常開觸點，因此可以對應于一個點動開關。
需要指出的是，每個閉路檢查指令必須要設置PLC中的一個地址。
輸入和輸出都是PLC中的內存點位。在上面的示例中，閉路判斷指令設置地址I0.0作為條件， 這個地址屬于PLC的第一個輸入。
其工作原理如下：
當PLC掃描周期開始，PLC將首先檢查所有輸入的狀態，然后將輸入狀態（0或1）寫入內存中， 如果輸入是LOW，那么對應的內存位置位0，如果輸入是HIGH，則對應的內存位置為1.
輸出線圈指令
每個指令本身在PLC內存中也有個位置，PLC會將指令的結果存入。要了解PLC使用結果做什么，讓我們 看下一個指令：
輸出線圈指令用來打開或關閉一個數據位。
正如你看到的，該符號位于水平線的右側，意思是（同一水平線上）之前的指令作為該指令的條件。 在我們的示例中，之前的指令就是閉路檢查指令。
讓我們檢查下該指令的最終結果，來了解其工作過程：
在上面的動畫中，你會看到PLC首先掃描所有的輸入，并將輸入狀態存入內存。一個內存 字節是彼此相鄰的8位。
一旦PLC保存了所有輸入的狀態，程序將開始運行。第一個要執行的指令是閉路檢查指令， 該指令的結果與內存位狀態一致 —— 這也是該指令被稱為常開指令的原因 —— 在正常狀態 （內存位為0），觸點將保持常開，結果將為0，但是如果內存位為1，觸點將閉合，結果也 變為1。
最后，讓我們看這條線的輸出：
現在，輸出線圈指令使用了前序指令的結果作為條件。這被稱為RLO（邏輯操作結果）。邏輯操作 結果保存在PLC內存中的特定位置。在西門子S7系列PLC中，這個位置被稱為狀態字。
在PLC術語中，一個WORD是16位，或2個字節。
輸出線圈指令很簡單，它只是將其結果設置為與條件相同的值。
在PLC中所有的數字輸出也映射到內存地址。我們將其稱為輸出位，因此地址Q0對應Q0.0 - Q0.7. 輸出線圈指令的結果將被寫入內存位Q0.0。
當PLC執行完整個程序，它將設置輸出。每個輸出被設置為與輸出內存位一致的狀態。
掃描周期這個概念非常重要，當你在編制梯形邏輯時一定要記住。否則你的程序可能會有 奇怪的行為。我們將在下一個示例中展示這一點，同時引入3個新的梯形邏輯指令。
輸出鎖存
在前面的示例中，我們學會了如何讀取數字輸入的狀態，并將數字輸出設置為同樣的狀態。 需要指出數字輸入是一個暫態按鈕，因為它內部有個彈簧，這意味著按鈕只有在你一直按下 時才會保持激活。
上面的梯形圖可以正常工作，不過你可能注意到，只有輸入激活時輸出才會激活。因此你不 得不用手指一直按住按鈕，才能讓輸出保持激活。但是想一下，如果輸出控制的是一個通風系統 里的風機，那么要求操作員一直按著按鈕就很不合理了。我們需要一個辦法來保持輸出 激活，即使操作員已經釋放了按鈕。
在梯形邏輯中，有兩種辦法實現這一點：
如果你熟悉電路，就會發現這很類似，這杯稱為鎖存（Latching）或者自我保持（self holding）。
這個名稱揭示了其工作原理：線圈簡單的維持自己前一個掃描周期的狀態。讓我們單步分析一下：
當PLC第一次運行這個梯形邏輯程序時（按下按鈕時），輸出將被激活，就像前一個例子一樣。 有趣的事情發生在后續運行邏輯的時候。因為這是一個暫態按鈕，它不會一直激活。依賴于 PLC程序的運行總時長，按鈕可能在第二次、第三次或第四次運行時不再激活。
讓我們進入按鈕釋放之后的第一個掃描周期。
輸出還處于激活狀態，因為上一個掃描周期按鈕被按下。這時PLC將再次讀取輸入并存入對應 的內存位。內存位I0.0”這次將存入“0”。因此I0.0的閉路判斷指令結果為false或“0”。
但是你可以看到，還有另一個并行的閉路判斷指令，不過該指令的條件是輸出內存位，因此 其結果為true或“1”，因為這是輸出還處于激活狀態。只要輸出內存位是“1”，輸出就會激活， 它就像自己的條件一樣。
自保持指令與其他指令并聯的原因在于構造一個OR條件，在這個示例當中，I0.0或Q0.0中 的一個為true都會激活輸出。
開路檢查指令
你剛學習了如何編制一個有用的PLC梯形圖程序。一個激活輸出的按鈕。在我們的示例中，這個 可能是連接到一個風機的觸點，輸出可以自保持。
但是這個程序有個問題，怎么關掉風機？
我們希望能夠再次關掉風機。最簡單的方法是添加一個停機按鈕，該按鈕將連接到PLC的第二 個輸入，因此其內存地址為I0.1。
問題是，我們為停機按鈕使用什么指令？更重要的，我們應當將其放在梯形圖的哪里？
第一個問題的答案是另一個梯形邏輯指令：開路檢查指令，它看起來如下：
這個指令和閉路檢查指令的工作方式恰恰相反，其結果是條件的反轉。這意味著，如果條件 為“0”，那么結果為“1”，反之亦然。
如果你考慮一下，就會發現這恰恰就是我們希望停機按鈕做的事情。要關閉輸出線圈，我們 必須給出條件“0”。
現在是第二個問題，在哪里放置這個指令？
我們需要將其放在自鎖指令之后，或者說，串聯起來。否則當停機按鈕按下時，還是會輸出“1”。
現在，梯形邏輯如下：
你可以看到開路檢查指令將其條件的反轉結果傳遞給輸出線圈。要再次激活輸出，就需要 再次按下啟動按鈕。
在上面的示例中，我使用了一個開路判斷指令作為停機按鈕。這不是好的實踐！
我們最終遵循最佳實踐，修改后的梯形圖如下：
雖然我們修改了指令，梯形圖的運行沒有變化，這是因為我們同樣修改了物理停機按鈕的 工作方式。
原文鏈接：http://blog.hubwiz.com/2018/12/10/plc-programming-ladder-logic/
轉載于:https://my.oschina.net/u/3794778/blog/2986535
總結
以上是生活随笔為你收集整理的PLC编程入门：梯形图的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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