梯形圖邏輯基本概念
接觸點(diǎn) (Contacts)
梯形圖邏輯編程法乃是一種仿控制系統(tǒng)常用的電工電路圖演變出來的編程語言。一個(gè)電路控制系統(tǒng)的基本的目的乃是決定在某種情況下電路的各種負(fù)載是否應(yīng)該被開通或被關(guān)閉。 所以如要了解梯形圖線路, 應(yīng)該記住電路的流動(dòng)概念- 當(dāng)電流能流動(dòng)到一個(gè)負(fù)載時(shí)它將被開通, 而當(dāng)電流不能流動(dòng)到一個(gè)負(fù)載時(shí)它將被關(guān)斷。
梯形圖的最基本元素是個(gè)"接觸點(diǎn)" (contact) 。接觸點(diǎn)只有兩種狀態(tài): 開路或閉路。開路時(shí)電流將無法流過此接觸點(diǎn),但是閉路時(shí)電流將能通過它流向下一個(gè)元素。 最簡(jiǎn)單的接觸點(diǎn)是需要外力(比如人的手指)才可以改變狀態(tài)的開關(guān)。限位開關(guān)則是被安置在移動(dòng)機(jī)械設(shè)備不同位置的小開關(guān), 當(dāng)機(jī)械設(shè)備移動(dòng)時(shí)便會(huì)將相應(yīng)地點(diǎn)的限位開關(guān)設(shè)為開路或閉路狀態(tài)。
如果接觸點(diǎn)被連接到負(fù)載并且接觸是閉路, 那負(fù)載將被啟動(dòng)。 以下簡(jiǎn)單的例子可以大體說明基本的梯形圖編程法:
因此在上述梯形圖里, 如"Master" 和 "controlSW1"輸入被 啟動(dòng)但"controlSW2輸入?yún)s沒有被啟動(dòng), 電流將從電源流過 "Master", "controlSW1", 及"controlSW2" (既然“ controlSW2” 沒有被啟動(dòng),因此其 N.C. 接觸點(diǎn)乃是處于閉路狀態(tài)) 而啟動(dòng) “l(fā)amp”。
另一方面, 如果"controlSW1" 沒有被啟動(dòng), 而 "controlSW2" 被啟動(dòng), “l(fā)amp”還是會(huì)被啟動(dòng), 因?yàn)殡娏髂芰魍ㄟ^"Master", 然后通過并聯(lián)的分支線路, 通過N.C. 的"controlSW1" 和N.O.的"controlSW2" 。 另一方面, 如 "controlSW1" 和 "controlSW2" 同時(shí)被啟動(dòng), 那 “l(fā)amp” 則會(huì)被關(guān)斷。
一旦您掌握了理解梯形圖的原則, 一切應(yīng)該變得更加清楚和簡(jiǎn)單。 梯形圖編程法可以用來編寫相當(dāng)復(fù)雜的控制系統(tǒng)程序。 但是, 在TRiLOGI 我們進(jìn)一步增添它的功能, 允許梯形程序觸發(fā)以 TBASIC.語言編寫成的用戶自定的特殊功能。
繼電器線圈 (Relay Coil)
接觸點(diǎn)也可以由電流控制其開路或閉路狀態(tài)。 因此, 一個(gè)控制系統(tǒng)能用小量的電流去開關(guān)能輸送大電流的接觸點(diǎn)。 這種接觸點(diǎn)一般稱為繼電器 (Relay)。
在傳統(tǒng)電磁式繼電器, 當(dāng)電流通過一個(gè)導(dǎo)線卷, 它將變成電磁鐵而將靠近其磁場(chǎng)的一塊軟鐵片吸附。移動(dòng)的鐵片將末端的常開接觸點(diǎn)置于閉路, 或?qū)⒊i]接觸點(diǎn)置于開路 狀態(tài)。 當(dāng)繼電器的線圈電流被斷開后, 原被吸附的軟鐵片將由彈簧恢復(fù)原位。這時(shí), 常開接觸點(diǎn)便會(huì)被置于開路, 而 常閉接觸點(diǎn)則會(huì)轉(zhuǎn)為閉路狀態(tài)。
梯形圖邏輯編程語言借用一些那些 原本是用來描述電磁式繼電器的術(shù)語供自己使用。 您將一個(gè)繼電器的 "線圈" 連接到梯形圖的右邊, 有如連接輸出點(diǎn)一般 :
其實(shí)對(duì)梯形圖線路而言, 開關(guān)量輸出與內(nèi)部繼電器幾乎是完全一樣的。唯一不同之處乃是內(nèi)部繼電器并沒有與外界連接的物理界面。因此, 如果您要按照內(nèi)部繼電器的邏輯狀態(tài)而啟動(dòng)一個(gè)負(fù)載, 那您必須創(chuàng)造一條線路以將該內(nèi)部繼電器的接觸點(diǎn)接到一個(gè)開關(guān)量輸出上。
開關(guān)量輸出 (Digital Output)
PLC 利用其開關(guān)量輸出以驅(qū)動(dòng)外界負(fù)載。梯形圖線路對(duì)待開關(guān)量輸出與對(duì)待內(nèi)部繼電器是完全一樣的。也就是說, 開關(guān)量輸出點(diǎn)也具有無限數(shù)目的N.O.和 N.C.接觸點(diǎn),能被隨意地用在其他"梯級(jí)"上。
定時(shí)器 (Timer)
定時(shí)器乃是一種特別的繼電器, 當(dāng)它的線圈被觸發(fā)后, 它的接觸點(diǎn)并不會(huì)馬上啟動(dòng)。 它必須 等待一個(gè)固定的時(shí)間延遲 后其接觸點(diǎn)才會(huì)被啟動(dòng)。所延遲等待的時(shí)間是決定于該定時(shí)器的預(yù)定值" (Set Value or SV) 。 延遲時(shí)間一過, 定時(shí)器的所有N.O. 接觸點(diǎn)將會(huì)閉合。 如果定時(shí)器的線圈被關(guān)斷, 該定時(shí)器的所有N.O. 接觸點(diǎn)將會(huì)立刻將被置于開路狀態(tài)。
但是, 如果定時(shí)器的線圈在延遲倒數(shù)時(shí)間完成前被斷開, 那該 定時(shí)器將馬上被重置, 而且它的接觸點(diǎn)將不會(huì)改變狀態(tài)。如果一個(gè)以前被放棄過的定時(shí)器再度被觸發(fā)后, 其延遲倒數(shù)時(shí)間將會(huì)重新使用該定時(shí)器的預(yù)定值SV, 而不是 繼續(xù)從前被放棄的倒數(shù)值來開始計(jì)時(shí)。
計(jì)數(shù)器 (co u* nter)
計(jì)數(shù)器是乃一種特別的繼電器。 每個(gè)計(jì)數(shù)器都有一計(jì)數(shù)預(yù)定值 (SV) 。 當(dāng)計(jì)數(shù)器的線圈第一次被啟動(dòng)時(shí), 它會(huì)將SV-1 (預(yù)定值減一) 的數(shù)值寫入它的當(dāng)前值記數(shù)器 (Present Value or PV) 內(nèi)。 從這時(shí)起, 每當(dāng)該計(jì)數(shù)器的線圈被觸發(fā)一次, 其 PV 值將逆減一 。請(qǐng)注意如果計(jì)數(shù)器的線圈是長(zhǎng)期處于啟動(dòng)狀態(tài), 那其 PV 值將保持不變, 也就是說, 計(jì)數(shù)器只記載其線圈從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為啟動(dòng)狀態(tài)的上微分次數(shù)。
當(dāng)計(jì)數(shù)器的 PV 值倒數(shù)至零時(shí), 該計(jì)數(shù)起的所有N.O. 接觸點(diǎn)將會(huì)閉合。此后, 不管計(jì)數(shù)器的線圈是否在啟動(dòng)或關(guān)斷狀態(tài), 這些接觸點(diǎn)將會(huì)繼續(xù)保持其邏輯狀態(tài)。 如要重置這些接觸點(diǎn), 您必須使用一個(gè)重置計(jì)數(shù)器的特殊功能
梯形圖邏輯編程法乃是一種仿控制系統(tǒng)常用的電工電路圖演變出來的編程語言。一個(gè)電路控制系統(tǒng)的基本的目的乃是決定在某種情況下電路的各種負(fù)載是否應(yīng)該被開通或被關(guān)閉。 所以如要了解梯形圖線路, 應(yīng)該記住電路的流動(dòng)概念- 當(dāng)電流能流動(dòng)到一個(gè)負(fù)載時(shí)它將被開通, 而當(dāng)電流不能流動(dòng)到一個(gè)負(fù)載時(shí)它將被關(guān)斷。
梯形圖的最基本元素是個(gè)"接觸點(diǎn)" (contact) 。接觸點(diǎn)只有兩種狀態(tài): 開路或閉路。開路時(shí)電流將無法流過此接觸點(diǎn),但是閉路時(shí)電流將能通過它流向下一個(gè)元素。 最簡(jiǎn)單的接觸點(diǎn)是需要外力(比如人的手指)才可以改變狀態(tài)的開關(guān)。限位開關(guān)則是被安置在移動(dòng)機(jī)械設(shè)備不同位置的小開關(guān), 當(dāng)機(jī)械設(shè)備移動(dòng)時(shí)便會(huì)將相應(yīng)地點(diǎn)的限位開關(guān)設(shè)為開路或閉路狀態(tài)。
如果接觸點(diǎn)被連接到負(fù)載并且接觸是閉路, 那負(fù)載將被啟動(dòng)。 以下簡(jiǎn)單的例子可以大體說明基本的梯形圖編程法:
如上圖所示, 在左邊的垂直線是 "電源" 線, 電流必須流經(jīng) "按鈕1" 以開動(dòng)負(fù)載 "燈泡" 。 (實(shí)際上, 在負(fù)載的右端那里應(yīng)該有一條垂直線以讓電流程回返到電源的負(fù)端, 但為了簡(jiǎn)化線路圖起見則被省略了) 。 現(xiàn)在, 如果您不是直接地將電源通過" 按鈕1"開關(guān)然后接到燈負(fù)載 "燈泡" 上, 而是將開關(guān)" 按鈕1"連接 到PLC's 開關(guān)量輸入, 并且將"燈泡"連接到PLC's 開關(guān)量輸出, 然后在PLC內(nèi)編入上述梯形圖程序, 那效果將是完全一樣的。 當(dāng)然如果這只是您想要做的唯一控制那是沒有必要使用PLC。我們接下來將看見PLC 能怎樣簡(jiǎn)化復(fù)雜的電路。
注意: 顯示在上述圖內(nèi)的接觸點(diǎn) "按鈕1" 被稱為一個(gè)"常開" ( Normally-open N.O.) 接觸.現(xiàn)在, 比如說如果有必要使用3 個(gè)開關(guān)一起控制一個(gè)燈泡。 如果要點(diǎn)亮燈泡, 那一個(gè)總開關(guān)"Master" 必須打開, 而兩個(gè)控制開關(guān) "controlsw1" 和"controlsw2" 其中一個(gè)必須閉路specialfn.htm#2而另一個(gè)必須為開路。 (想象您家里的三向開關(guān)您就會(huì)有點(diǎn)概念) 。 我們能將所有3 個(gè)開關(guān)都連到PLC 的3 個(gè)開關(guān)量輸入, 然后將負(fù)載 “l(fā)amp” 連接到PLC的一個(gè) 開關(guān)量輸出。我們能寫以下梯形圖程序以執(zhí)行這項(xiàng)操作:
圖中的接觸點(diǎn)如果有一 "/" 橫跨其身那是一種常閉 (N.C.) 接觸點(diǎn). NC 接觸點(diǎn)乃是負(fù)邏輯, 也就是說, 如果該輸入在沒有被啟動(dòng)時(shí)其接觸點(diǎn)是在閉路狀態(tài),而當(dāng)該輸入啟動(dòng)時(shí)其接觸點(diǎn)卻反而是開路。
因此在上述梯形圖里, 如"Master" 和 "controlSW1"輸入被 啟動(dòng)但"controlSW2輸入?yún)s沒有被啟動(dòng), 電流將從電源流過 "Master", "controlSW1", 及"controlSW2" (既然“ controlSW2” 沒有被啟動(dòng),因此其 N.C. 接觸點(diǎn)乃是處于閉路狀態(tài)) 而啟動(dòng) “l(fā)amp”。
另一方面, 如果"controlSW1" 沒有被啟動(dòng), 而 "controlSW2" 被啟動(dòng), “l(fā)amp”還是會(huì)被啟動(dòng), 因?yàn)殡娏髂芰魍ㄟ^"Master", 然后通過并聯(lián)的分支線路, 通過N.C. 的"controlSW1" 和N.O.的"controlSW2" 。 另一方面, 如 "controlSW1" 和 "controlSW2" 同時(shí)被啟動(dòng), 那 “l(fā)amp” 則會(huì)被關(guān)斷。
注: 如圖所示, 雖然 "controlSW1" 開關(guān)只被連接到1個(gè)PLC的硬體輸入, 但卻在梯形圖出現(xiàn)了兩次。如果您不用 PLC 而是作實(shí)際的電工接線, 那在上述電路的 "controlSW1" 和"controlSW2" 將必須是多極式和同時(shí)擁有常開及常閉的物理接觸點(diǎn)。但如果您使用PLC, 那么這兩個(gè)開關(guān)只須是價(jià)廉單一常開接觸點(diǎn)的開關(guān)連接至PLC 的開關(guān)量輸入終端便可。但同名的接觸點(diǎn)能在梯形圖程序里出現(xiàn)無數(shù)次. 這將能大大的簡(jiǎn)化實(shí)際的接線工作。上述例子雖然簡(jiǎn)單, 但它能非常清楚地說明梯形圖編程的基本概念。 在圖中, "controlSW1" 和 "controlSW2" 被串聯(lián)在一起, 而兩個(gè)接觸點(diǎn)必須是同時(shí)閉路那結(jié)果才會(huì)是 "通電"。 因此, 這是邏輯 "和" (AND) 操作。 另一方面, 如果兩個(gè)接觸點(diǎn)是并聯(lián)在一起, 那只要當(dāng)中任何一個(gè)接觸點(diǎn)是處于閉路狀態(tài),其結(jié)果便是"通電"。因此并聯(lián)電路等于是邏輯的“或 ” (OR) 操作。
一旦您掌握了理解梯形圖的原則, 一切應(yīng)該變得更加清楚和簡(jiǎn)單。 梯形圖編程法可以用來編寫相當(dāng)復(fù)雜的控制系統(tǒng)程序。 但是, 在TRiLOGI 我們進(jìn)一步增添它的功能, 允許梯形程序觸發(fā)以 TBASIC.語言編寫成的用戶自定的特殊功能。
繼電器線圈 (Relay Coil)
接觸點(diǎn)也可以由電流控制其開路或閉路狀態(tài)。 因此, 一個(gè)控制系統(tǒng)能用小量的電流去開關(guān)能輸送大電流的接觸點(diǎn)。 這種接觸點(diǎn)一般稱為繼電器 (Relay)。
在傳統(tǒng)電磁式繼電器, 當(dāng)電流通過一個(gè)導(dǎo)線卷, 它將變成電磁鐵而將靠近其磁場(chǎng)的一塊軟鐵片吸附。移動(dòng)的鐵片將末端的常開接觸點(diǎn)置于閉路, 或?qū)⒊i]接觸點(diǎn)置于開路 狀態(tài)。 當(dāng)繼電器的線圈電流被斷開后, 原被吸附的軟鐵片將由彈簧恢復(fù)原位。這時(shí), 常開接觸點(diǎn)便會(huì)被置于開路, 而 常閉接觸點(diǎn)則會(huì)轉(zhuǎn)為閉路狀態(tài)。
梯形圖邏輯編程語言借用一些那些 原本是用來描述電磁式繼電器的術(shù)語供自己使用。 您將一個(gè)繼電器的 "線圈" 連接到梯形圖的右邊, 有如連接輸出點(diǎn)一般 :
在PLC 里有幾百個(gè)所謂的 "內(nèi)部繼電器"。這些"內(nèi)部繼電器" 并沒有實(shí)際的物理線圈和物理接觸點(diǎn)。 然而, 它們的工作效果有如典型的電磁式繼電器。 意即它們具有能被電流所啟動(dòng)的 "線圈", 它們也具有無限數(shù)目的N.O.和 N.C.接觸點(diǎn)。它們的主要作用乃是作為一種記憶體以便記住邏輯運(yùn)行的真值狀態(tài)。
其實(shí)對(duì)梯形圖線路而言, 開關(guān)量輸出與內(nèi)部繼電器幾乎是完全一樣的。唯一不同之處乃是內(nèi)部繼電器并沒有與外界連接的物理界面。因此, 如果您要按照內(nèi)部繼電器的邏輯狀態(tài)而啟動(dòng)一個(gè)負(fù)載, 那您必須創(chuàng)造一條線路以將該內(nèi)部繼電器的接觸點(diǎn)接到一個(gè)開關(guān)量輸出上。
開關(guān)量輸出 (Digital Output)
PLC 利用其開關(guān)量輸出以驅(qū)動(dòng)外界負(fù)載。梯形圖線路對(duì)待開關(guān)量輸出與對(duì)待內(nèi)部繼電器是完全一樣的。也就是說, 開關(guān)量輸出點(diǎn)也具有無限數(shù)目的N.O.和 N.C.接觸點(diǎn),能被隨意地用在其他"梯級(jí)"上。
定時(shí)器 (Timer)
定時(shí)器乃是一種特別的繼電器, 當(dāng)它的線圈被觸發(fā)后, 它的接觸點(diǎn)并不會(huì)馬上啟動(dòng)。 它必須 等待一個(gè)固定的時(shí)間延遲 后其接觸點(diǎn)才會(huì)被啟動(dòng)。所延遲等待的時(shí)間是決定于該定時(shí)器的預(yù)定值" (Set Value or SV) 。 延遲時(shí)間一過, 定時(shí)器的所有N.O. 接觸點(diǎn)將會(huì)閉合。 如果定時(shí)器的線圈被關(guān)斷, 該定時(shí)器的所有N.O. 接觸點(diǎn)將會(huì)立刻將被置于開路狀態(tài)。
但是, 如果定時(shí)器的線圈在延遲倒數(shù)時(shí)間完成前被斷開, 那該 定時(shí)器將馬上被重置, 而且它的接觸點(diǎn)將不會(huì)改變狀態(tài)。如果一個(gè)以前被放棄過的定時(shí)器再度被觸發(fā)后, 其延遲倒數(shù)時(shí)間將會(huì)重新使用該定時(shí)器的預(yù)定值SV, 而不是 繼續(xù)從前被放棄的倒數(shù)值來開始計(jì)時(shí)。
計(jì)數(shù)器 (co u* nter)
計(jì)數(shù)器是乃一種特別的繼電器。 每個(gè)計(jì)數(shù)器都有一計(jì)數(shù)預(yù)定值 (SV) 。 當(dāng)計(jì)數(shù)器的線圈第一次被啟動(dòng)時(shí), 它會(huì)將SV-1 (預(yù)定值減一) 的數(shù)值寫入它的當(dāng)前值記數(shù)器 (Present Value or PV) 內(nèi)。 從這時(shí)起, 每當(dāng)該計(jì)數(shù)器的線圈被觸發(fā)一次, 其 PV 值將逆減一 。請(qǐng)注意如果計(jì)數(shù)器的線圈是長(zhǎng)期處于啟動(dòng)狀態(tài), 那其 PV 值將保持不變, 也就是說, 計(jì)數(shù)器只記載其線圈從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為啟動(dòng)狀態(tài)的上微分次數(shù)。
當(dāng)計(jì)數(shù)器的 PV 值倒數(shù)至零時(shí), 該計(jì)數(shù)起的所有N.O. 接觸點(diǎn)將會(huì)閉合。此后, 不管計(jì)數(shù)器的線圈是否在啟動(dòng)或關(guān)斷狀態(tài), 這些接觸點(diǎn)將會(huì)繼續(xù)保持其邏輯狀態(tài)。 如要重置這些接觸點(diǎn), 您必須使用一個(gè)重置計(jì)數(shù)器的特殊功能
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