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    梯形图、指令表和时序图

继电器控制电路图与plc控制的梯形图的比较
梯形图与继电器控制电路图两者之间存在许多差异：
（1）PLC采用梯形图编程是模拟继电器控制系统的表示方法，因而梯形图内各种元件也沿用了继电器的叫法，称之为“软继电器”，例如X0、X1（输入继电器）、Y0（输出继电器）。梯形图中的“软继电器”不是物理继电器，每个“软继电器”各为存储器中的一位，相应位为“1”态，表示该继电器线圈“得电”，因此称其为“软继电器”。用“软继电器”就可以按继电器控制系统的形式来设计梯形图。
（2）梯形图中流过的“电流”不是物理电流，而是“能量流”，它只能从左到右、自上而下流动。“能量流”不允许倒流。“能量流”到，线圈则接通。“能量流”流向的规定顺应了PLC的扫描是自左向右、自上而下顺序地进行，而继电器控制系统中的电流是不受方向限制的，导线连接到哪里，电流就可流到哪里。
（3）梯形图中的常开、常闭触点不是现场物理开关的触点。它们对应输入、输出映象寄存器或数据寄存器中的相应位的状态，而不是现场物理开关的触点状态。PLC认为常开触点是取位状态操作；常闭触点应理解为位取反操作。因此在梯形图中同一元件的一对常开、常闭触点的切换没有时间的延迟，常开、常闭触点只是互为相反状态。而继电器控制系统大多数的电器是属于先断后合型的电器。
（4）梯形图中的输出线圈不是物理线圈，不能用它直接驱动现场执行机构。输出线圈的状态对应输出映像寄存器相应的状态而不是现场电磁开关的实际状态。
（5）编制程序时，PLC内部继电器的触点原则上可无限次反复使用，因为存储单元中的位状态可取用任意次；继电器控制系统中的继电器触点数是有限的。但是PLC内部的线圈通常只引用一次，因此，应慎重对待重复使用同一地址编号的线圈。下面以三菱FX系列PLC为例，简单介绍一下PLC梯形图编程时需要遵循的规则，希望对大家有所帮助。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(通常可以省掉不画，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。对此类桥式电路，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的上方(上重下轻的原则)。这样做，程序简洁，从而减少指令的扫描时间，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，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初学者容易犯的毛病之一。在双线圈输出时，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(如图所示)：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：内部诊断与处理，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,输入映象区相应的单元信息才会改变。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，先左后右的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，输出刷新阶段

　　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么编写梯形图程序，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=OFF，Y003-ON，Y004=ON被实际写入到输出映象区。但继续往下执行时，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。许多新手就碰到过这样的问题，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)使用双线圈，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。下面我们会谈到这一点。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，是由于程序是从上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：

　　程序分析：M0闭合，程序跳至P0处(不执行X001语句)，M0常闭断开，CJP1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，双线圈利用是可以的。  　　但在梯形图编程时，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：

　　图(b)中，X001和X002接点控制辅助继电器M000，X003~X005接点控制辅助继电器M001，再由两个继电器M000，M001接点的并联组合去控制线圈Y000。这样逻辑关系没变，却把双线圈变成单线圈。