PLC 梯形圖編程基本原則
1、無論選用何種 PLC 機(jī)型，所使用的軟元件編號（地址）必須在該機(jī)型的有效范圍
內(nèi)；
2、每一個(gè)輸入或輸出繼電器對外電路僅提供一個(gè)信號接點(diǎn)，以便信號輸入或驅(qū)動外部
負(fù)載。
3、在梯形圖中適當(dāng)?shù)匕才糯?、并?lián)觸點(diǎn)位置可減少程序步數(shù)。
（1）串聯(lián)多的支路盡量放在上部；
（2）并聯(lián)電路塊應(yīng)盡量靠近母線；
（3）重新安排不能編程的橋式電路；
（4）輸出線圈的右側(cè)不能再有觸點(diǎn)；
（5）復(fù)雜電路的處理；
4、采用狀態(tài)流程圖描述控制要求時(shí)必須按有關(guān)規(guī)則使用狀態(tài)元件。
5、所使用的基本指令和功能指令必須在現(xiàn)用 PLC 機(jī)型的有效范圍內(nèi)，否則會出現(xiàn)編
程錯(cuò)誤。
6、梯形圖中串聯(lián)和并聯(lián)的觸點(diǎn)數(shù)是無限的。
7、梯形圖中同一個(gè)編號
的輸出線圈只能有一次輸出，如多次重復(fù)輸出稱為多線圈輸出，
則程序容易產(chǎn)生錯(cuò)誤，應(yīng)盡量避免。
8、對原有成熟的繼電器—接觸器控制電路，在改為 PLC 控制時(shí)，只要把控制電路部
分翻譯成梯形圖程序，而純粹由非繼電器組成的電路。繪梯形圖時(shí)，應(yīng)注意PLC 外部所接
“輸入信號”的觸點(diǎn)狀態(tài)與梯形圖中所采用的內(nèi)部觸點(diǎn)對應(yīng)的關(guān)系。
（1）PLC 梯形圖由一些常開、常閉觸點(diǎn)及線圈組成，兩圖的輸入信號相同，輸出所完
成的控制功能也相同；
（2）梯形圖中使用的各種 PLC 內(nèi)部器件并不是電氣元件，但具有相同的功能；其常
開、常閉觸點(diǎn)是無數(shù)的，但線圈只能使用一次。梯形圖中輸入點(diǎn)和輸出線圈不是物理接點(diǎn)
和線圈，而是輸入、輸出狀態(tài)表中的輸入、
輸出點(diǎn)的狀態(tài)。
（3）電氣控制線路中左右母線為電源線，中間各支路加有電壓；梯形圖的左右母線是
一種界線，并未加電壓。
（4）電氣控制線路中各支路是同時(shí)加上電壓并行工作的，而 PLC 則采用不斷循環(huán)、
順序掃描方式工作。
（5）在設(shè)計(jì)PLC 梯形圖時(shí)，要注意執(zhí)行觸點(diǎn)通斷的實(shí)際情況。
三菱PLC 特殊輔助繼電器
表
三菱PLC 特殊輔助繼電器
地址號 名稱 說明
M8000 運(yùn)行監(jiān)控a 點(diǎn) 當(dāng)PLC 執(zhí)行用戶程序時(shí)，M8000 為ON（高電平），停止執(zhí)行時(shí)為OFF（低電平）；
當(dāng)PLC 執(zhí)行用戶程序時(shí)，M8001 為OFF（低電平），停止執(zhí)行時(shí)為ON（高電平）；
M8001 運(yùn)行監(jiān)控b 點(diǎn)
M8002 初始化脈沖a 接點(diǎn) M8002 僅當(dāng)M8000 由OFF 變?yōu)镺N 時(shí)的一個(gè)掃描周期內(nèi)為ON（高電平）；
M8003 僅當(dāng)M8000 由OFF 變?yōu)镺N 時(shí)的一個(gè)掃描周期內(nèi)為OFF（低電平）；
M8003 初始化脈沖b 接點(diǎn)
M8004 錯(cuò)誤發(fā)生 當(dāng)M8060—M8067 中任意一個(gè)處于ON 時(shí)動作（M8062 除外）
M8005 電池電壓過低 當(dāng)電池電壓異常過低時(shí)動作
M8006 電池電壓過低鎖存 當(dāng)電池電壓異常過低時(shí)鎖存狀態(tài)
M8007 瞬停檢測 即使M8007 動作，若在D8008 時(shí)間范圍內(nèi)則PC 繼續(xù)運(yùn)行
M8008 停電檢測中 當(dāng)M8008 由ON→OFF 時(shí)，M8000 變?yōu)镺FF
M8009 DC24V 失電 當(dāng)擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊出現(xiàn)DC24V 失電時(shí)動作
M8010
M8011 10ms 時(shí)鐘 以10ms 的頻率周期振蕩
M8012 100ms 時(shí)鐘 以100ms 的頻率周期振蕩
M8013 1s 時(shí)鐘 以1s 的頻率周期振蕩
M8014 1m 時(shí)鐘 以1m 的頻率周期振蕩
M8015 時(shí)鐘停止和預(yù)置（實(shí)時(shí)時(shí)鐘用）
M8016 時(shí)間讀取顯示停止（實(shí)時(shí)時(shí)鐘用）
M8017 ±30s 修正（實(shí)時(shí)時(shí)鐘用）
M8018 安裝檢測（實(shí)時(shí)時(shí)鐘用）
M8019 實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）出錯(cuò)（實(shí)時(shí)時(shí)鐘用）
M8020 零 加減運(yùn)算結(jié)果為0 時(shí)
M8021 借位 減法運(yùn)算結(jié)果小于負(fù)的最大值時(shí)
M8022 進(jìn)位 加法運(yùn)算結(jié)果發(fā)生進(jìn)位時(shí)，換位結(jié)果溢出發(fā)生時(shí)
M8023
M8024 BMOV 方向指定
M8025 HSC 模式
M8026 RAMP 模式
M8027 PR 模式
M8028
FX
IS
100ms/10ms 定時(shí)器切換
FX
2N
、FX
2NC
在執(zhí)行FROM/TO 指令過程中中斷允許
M8029 指令執(zhí)行完成 當(dāng)DSW等操作完成時(shí)動作
M8030 電池LED 熄燈指令 驅(qū)動M8030 后，即使電池電壓過低，PC 面板指示燈也不會亮燈
M8031 非保持存儲器全部消除 驅(qū)動此M時(shí)，可以將Y、M、S、T、C 的ON/OFF 影像存儲器和T、C、D 的當(dāng)
前值全部清零，特殊寄存器和文件寄存器不清楚
M8032 保持存儲器全部消除
M8033 存儲器保持停止 當(dāng)控制器RUN→STOP 時(shí)，將影像存儲器和數(shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容保留下來
M8034 所有輸出禁止 將PC 的外部輸出接點(diǎn)全部置于OFF 狀態(tài)
M8035 強(qiáng)制運(yùn)行模式
M8036 強(qiáng)制運(yùn)行模式
M8037 強(qiáng)制運(yùn)行模式
M8038 參數(shù)設(shè)定 通訊參數(shù)設(shè)定標(biāo)志（簡易PC 間鏈接設(shè)定用）
M8039 恒定掃描模式 當(dāng)M8039 變?yōu)镺N 時(shí)，PLC 以D8039 指定的掃描時(shí)間工作
M8040 轉(zhuǎn)移禁止 當(dāng)M8040 驅(qū)動時(shí)禁止?fàn)顟B(tài)之間的轉(zhuǎn)移
M8041 轉(zhuǎn)移開始 自動運(yùn)行時(shí)能夠進(jìn)行初始狀態(tài)開始的轉(zhuǎn)移（RUN→STOP 時(shí)清除）
M8042 起動脈沖 對應(yīng)起動輸入的脈沖輸出
M8043 回歸完成 在原點(diǎn)回歸模式的結(jié)束狀態(tài)時(shí)動作（RUN→STOP 時(shí)清除）
M8044 原點(diǎn)條件 檢測出機(jī)械原點(diǎn)時(shí)動作（RUN→STOP 時(shí)清除）
M8045 所有輸出復(fù)位禁止 在模式切換時(shí)所有輸出復(fù)位禁止
M8046 STL 狀態(tài)動作 M8047動作時(shí)，當(dāng)S0—S899中有任何元件變?yōu)镺N時(shí)動作（在執(zhí)行END 指令是處理）
M8047 STL 監(jiān)控有效 驅(qū)動此M時(shí)，D8040—D8047 有效（在執(zhí)行END 指令是處理）
M8048 信號報(bào)警器動作 M8049動作時(shí)，當(dāng)S900—S999中有任何元件變?yōu)镺N時(shí)動作（在執(zhí)行END指令是處理）
M8049 信號報(bào)警器有效 驅(qū)動此M時(shí)，D8049 的動作有效（在執(zhí)行END 指令是處理）
M8050 輸入中斷I00□禁止
執(zhí)行 EI 指令后，即使中斷許可，但是當(dāng)此 M 動作時(shí)，對應(yīng)的輸入中斷
和定時(shí)中斷將無法單獨(dú)動作。
例如：當(dāng)M8050 處于ON 時(shí)，禁止中斷I00□
M8051 輸入中斷I10□禁止
M8052 輸入中斷I20□禁止
M8053 輸入中斷I30□禁止
M8054 輸入中斷I40□禁止
M8055 輸入中斷I50□禁止
M8056 定時(shí)器中斷I6□□禁止
M8057 定時(shí)器中斷I7□□禁止
M8058 定時(shí)器中斷I8□□禁止
M8059 計(jì)數(shù)器中斷禁止 禁止來自I010—I060 的中斷
6?7?6?7 ?6?7?6?7 ?6?7?6?7
梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法與繼電器電路轉(zhuǎn)換法
一、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本方法
“經(jīng)驗(yàn)法”顧名思義是依據(jù)設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。
經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法類似于通常設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法，即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)
被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地
修改和完善梯形圖。有時(shí)需要多次反復(fù)地調(diào)試和
修改，增加一些觸點(diǎn)或中間編程元件，最后才能得到一個(gè)較為滿意的結(jié)果。
（一）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的前提
1、PLC 的編程，從梯形圖來看，其根本點(diǎn)是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個(gè)輸出的工作
條件，這些條件又總是以機(jī)內(nèi)各種器件的邏輯關(guān)系出現(xiàn)的；
2、梯形圖的基本模式為“起—?！！彪娐?，每個(gè)“起—?！！彪娐芬话阒会槍σ?br>個(gè)輸出，這個(gè)輸出可以是系統(tǒng)的實(shí)際輸出，也可以是中間變量。
3、梯形圖編程中有一些約定成俗的基本環(huán)節(jié)，它們都有一定的功能，可以像積木一樣
在許多地方應(yīng)用。
（二）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的編程步驟
1、在準(zhǔn)確了解控制要求后，合理地為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入輸出口。選擇必要的
機(jī)內(nèi)器件，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器。
2、對于一些控制要求較簡單
的輸出，可直接寫出它們的工作條件，依“起—?！！?br>電路模式完成相關(guān)的梯形圖支路。工作條件稍復(fù)雜的可借助輔助繼電器。
3、對于復(fù)雜的控制要求，為了能用“起—?！！彪娐纺Ｊ嚼L出輸出口的梯形圖，要
正確分析控制要求，并確定組成總的控制要求的關(guān)鍵點(diǎn)。在空間類邏輯為主的控制中為影
響控制狀態(tài)的點(diǎn)。在時(shí)間類邏輯為主的控制中，關(guān)鍵點(diǎn)為控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間。
4、將關(guān)鍵點(diǎn)用梯形圖表達(dá)出來。關(guān)鍵點(diǎn)總是要用機(jī)內(nèi)器件來代表的，在安排機(jī)內(nèi)器件
時(shí)需要考慮并安排好。繪關(guān)鍵點(diǎn)的梯形圖時(shí)，可以使用常見的基本環(huán)節(jié)。
5、在完成關(guān)鍵點(diǎn)梯形圖的基礎(chǔ)上，針對系統(tǒng)最終
的輸出進(jìn)行梯形圖的編繪。使用關(guān)鍵
點(diǎn)綜合出最終輸出的控制要求。
6、審查以上草繪圖紙，在此基礎(chǔ)上，補(bǔ)充遺漏的功能，更正錯(cuò)誤，進(jìn)行最后的完善。
二、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖
可以根據(jù)繼電器電路圖來設(shè)計(jì)梯形圖，即將繼電器電路圖“翻譯”為具有相同功能的
PLC 的外部硬件接線圖和梯形圖，使用這種設(shè)計(jì)方法時(shí)應(yīng)注意梯形圖是PLC 的程序，是一
種軟件，而繼電器是由硬件元件組成的，梯形圖和繼電器電路有著本質(zhì)區(qū)別。將繼電器電
路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的PLC 的外部接線圖和梯形圖的步驟如下：
1、了解和熟悉被控設(shè)備的工藝過程和機(jī)械的動作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握
控制系統(tǒng)的工作原理，這樣才能做到在設(shè)計(jì)和調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)心中有數(shù)。
2、確定PLC 的輸入信號和輸出負(fù)載，畫出PLC 的外部接線圖。
3、確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時(shí)間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器 M
和定時(shí)器T 的元件號。
4、根據(jù)上述對應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖。
三、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的注意事項(xiàng)
1、設(shè)計(jì)梯形圖的基本原則。設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，應(yīng)力求電路結(jié)構(gòu)清晰，易于理解。梯形圖
是一種軟件，是 PLC 程序，編程時(shí)如果多用一些梯形圖中的輔助元件（如 M、T、C）和
觸點(diǎn)，不會增加硬件成本，對系統(tǒng)的運(yùn)行速度幾乎沒有影響，唯一的代價(jià)是輸入程序時(shí)要
花費(fèi)一些時(shí)間。
2、分離交織在一起的電路。
3、中間單元的設(shè)置。在梯形圖中，若多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的復(fù)雜電路的
控制，為了簡化電路，在梯形圖中可以設(shè)置用該電路控制的輔助繼電器。
4、復(fù)雜電路的等效
設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)以線圈為單位，用疊加法考慮繼電器電路圖中每個(gè)線圈分別受到哪些觸
點(diǎn)和電路的控制，然后將控制同一線圈的各條電路并聯(lián)起來，從而畫出等效的梯形圖電路。
5、盡量減少PLC 的輸入信號和輸出信號
PLC 的價(jià)格與I/O 點(diǎn)數(shù)有關(guān)，減少輸入/輸出信號的點(diǎn)數(shù)是降低硬件費(fèi)用的主要措施。
一般只需要同一輸入器件的一個(gè)常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)給PLC 提供輸入信號，在梯形圖中，
可以多次使用同一輸入繼電器的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。
6、軟件互鎖與硬件互鎖
除了在梯形圖中設(shè)置對應(yīng)的軟件互鎖外，還必須在PLC
的輸出回路設(shè)置硬件互鎖。
7、梯形圖電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)
8、熱繼電器觸點(diǎn)的處理
若是手動復(fù)位的熱繼電器的常閉觸點(diǎn)，可以不需要占用PLC 的一個(gè)輸入點(diǎn)，直接與接
觸器的線圈串聯(lián)；若是自動復(fù)位的熱繼電器的常閉觸點(diǎn)，必須占用PLC 的一個(gè)輸入點(diǎn)，通
過梯形圖軟件實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的過載保護(hù)，以防過載保護(hù)后電動機(jī)自動重新運(yùn)轉(zhuǎn)。
步進(jìn)梯形圖指令
指令助記符：STL——步進(jìn)梯形圖開始
RET——步進(jìn)梯形圖結(jié)束
步進(jìn)梯形指令STL 是利用內(nèi)部軟元件狀態(tài) S，在順控程序上進(jìn)行工序步進(jìn)形式控制的
指令，返回RET 表示狀態(tài)S 流程的結(jié)束。
步進(jìn)梯形指令STL/RET——借助狀態(tài)S 編制順序控制程序，典型特征是把順序控制分
為若干步（即若干狀態(tài)），步與步之間獨(dú)立，后續(xù)步呈活動步時(shí)，前級步則為不活動步，
相鄰步之間需要轉(zhuǎn)換條件。
步進(jìn)梯形指令STL 觸點(diǎn)驅(qū)動的電路塊具備三個(gè)功能：（1）對負(fù)載驅(qū)動處理；（2）指定
轉(zhuǎn)換條件；（3）指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)。
步進(jìn)梯形圖編程要點(diǎn)：
1、狀態(tài)號不能重復(fù)使用；
2、若STL 觸點(diǎn)接通，則與其相連的回路動作；若 STL 觸點(diǎn)斷開，則與其相連的回路
不動作（是在一個(gè)掃描周期之后）；
3、在不同的狀態(tài)之間，可以編寫同樣
的輸出軟元件（在普通的梯形圖中或同一狀態(tài)下
不建議對雙重線圈編程）；
4、在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中，會在一個(gè)掃描周期的瞬間兩種同時(shí)接通，因此要求不能同時(shí)接
通
的輸出，在編程時(shí)要設(shè)置互鎖，甚至硬件也要互鎖；
5、定時(shí)器線圈與輸出線圈一樣，也可以在不同狀態(tài)間對同一軟元件編程。但是，在相
鄰狀態(tài)中則不能編程。因?yàn)樵谙噜彔顟B(tài)下編程，工序轉(zhuǎn)移時(shí)定時(shí)器線圈不能斷開，當(dāng)前值
不能復(fù)位。
6、從狀態(tài)內(nèi)的母線一旦寫入LD 或LDI 指令后，對不需要觸點(diǎn)的指令就不能在編程。
7、在狀態(tài)內(nèi)，不能從STL 內(nèi)母線中直接使用MPS/MRD/MPP 指令，需要在LD 或LDI
指令后編制程序。
8、狀態(tài)的轉(zhuǎn)移方法：OUT 指令與SET 指令后的狀態(tài)S 具有同樣的功能，都將自動復(fù)
位轉(zhuǎn)移源（即將原來的活動步對應(yīng)的狀態(tài)寄存器復(fù)位），此外也具有自保持功能。
SET 指令一般用于驅(qū)動元件號比當(dāng)前步的狀態(tài)元件號大的STL 步。
OUT 指令可以用于跳步（步與步不相鄰），跳步分正向跳步、逆向跳步、遠(yuǎn)程跳步。
其中正向跳步是程序步向前，逆向跳步是程序步向后，遠(yuǎn)程跳步就是從順序功能中的一個(gè)
序列跳到另外一個(gè)序列。
9、在中斷程序與子程序內(nèi)，不能使用STL 指令
10、在STL 指令內(nèi)不禁止使用跳轉(zhuǎn)指令，但其動作復(fù)雜，建議不要使用。
PLC 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)
一、PLC 控制系統(tǒng)的分類
PLC 應(yīng)用系統(tǒng)大致可以分為三類：集中式、遠(yuǎn)程式、分布式控制系統(tǒng)。
（一）集中式控制系統(tǒng)
集中式控制系統(tǒng)是用一個(gè)PLC 控制一臺或多個(gè)被控設(shè)備，主要用于輸入、
輸出點(diǎn)數(shù)較少，
各被控設(shè)備所處的位置比較近，且相互間的動作有一定聯(lián)系的場合。其特點(diǎn)是控制結(jié)構(gòu)簡
單。
（二）遠(yuǎn)程式控制系統(tǒng)
遠(yuǎn)程式控制系統(tǒng)是指控制單元遠(yuǎn)離控制現(xiàn)場，PLC通過通信電纜與被控設(shè)備進(jìn)行信息傳遞。
該系統(tǒng)一般用于被控設(shè)備十分分散，或工作環(huán)境比較惡劣的場合。其特點(diǎn)是需要采用遠(yuǎn)程
通信模塊，提高了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。
（三）分布式控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)多用于有多臺被控設(shè)備的大型控制系統(tǒng)，其各被控設(shè)備之間有數(shù)據(jù)信息傳送的場
合。其特點(diǎn)是系統(tǒng)靈活性強(qiáng)、控制范圍大，但需要增加用于通信的硬件和軟件，系統(tǒng)的復(fù)
雜性也更大。
二、PLC 控制系統(tǒng)的開發(fā)方法
（一）控制功能調(diào)查
對被控對象的工藝過程、工作特點(diǎn)、功能和特性進(jìn)行認(rèn)真分析，并通過與有關(guān)工程技
術(shù)人員的共同協(xié)作，明確控制任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，指定出詳實(shí)的工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖，
然后，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境和控制要求確定采用何種控制方式。
（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)及硬件配置系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的要求，明確 PLC 系統(tǒng)所要完成的任務(wù)及所應(yīng)具備的功
能；
2、分析系統(tǒng)功能要求的實(shí)現(xiàn)方法并提出PLC 系統(tǒng)的基本規(guī)模及基本布局；
3、在系統(tǒng)配置的基礎(chǔ)上提出PLC 的機(jī)型及具體配置，含PLC 型號、單元模式、輸入
輸出類型和點(diǎn)數(shù)，及相關(guān)附屬設(shè)備，選型時(shí)要考慮軟件對PLC 的功能及指令的要求。
（三）程序規(guī)劃
程序規(guī)劃的主要內(nèi)容是確定程序的總體結(jié)構(gòu)、各功能塊程序的實(shí)現(xiàn)方式及各程序塊之
間的接口方法。進(jìn)行程序規(guī)劃前可繪出控制系統(tǒng)的工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖以期進(jìn)一步明
確控制要求及選取程序結(jié)構(gòu)。
（四）程序編輯
程序的編輯過程是程序的具體設(shè)計(jì)過程，在確定的程序結(jié)構(gòu)前提下，可使用梯形圖或
指令表完成程序。
（五）系統(tǒng)試運(yùn)行
將設(shè)計(jì)好的程序輸入PLC 后，首先要檢查程序，并改正輸入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，然后，在
開發(fā)室進(jìn)行模擬調(diào)試。實(shí)際的輸入信號可用開關(guān)及按鈕來模擬，各輸出量的狀態(tài)通過PLC
上的發(fā)光二極管或編程器的顯示器顯示，一般不接實(shí)際負(fù)載。
（六）現(xiàn)場調(diào)試與運(yùn)行
完成上述工作后，將 PLC 安裝到控制現(xiàn)場或?qū)⒄{(diào)試好的程序傳送到現(xiàn)場使用的 PLC
存儲器中，連接好PLC 與輸入信號以及驅(qū)動負(fù)載的接線。當(dāng)確認(rèn)連接無誤后，就可以進(jìn)行
現(xiàn)場調(diào)試，并及時(shí)解決調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)的軟件和硬件方面的問題，直到滿足工藝流程和系統(tǒng)控
制要求。并根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果，整理出完整的技術(shù)文件。
三、PLC 配置
（一）PLC 的功能選擇
通?？刂葡到y(tǒng)需要什么功能，就選擇具有什么功能的 PLC，當(dāng)然還要兼顧可持續(xù)性、
經(jīng)濟(jì)性、備件的通用性。對于單機(jī)控制要求簡單僅需開關(guān)量控制的設(shè)備，一般的小型PLC
都可以滿足要求。在功能選擇方面，還要注重特殊功能模塊的使用，提高PLC 的控制功能。
（二）輸入
輸出點(diǎn)數(shù)的確定
根據(jù)控制要求，將各輸入設(shè)備和被控設(shè)備詳細(xì)列表，準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備對 I/O 點(diǎn)
數(shù)的需求量，然后再實(shí)際統(tǒng)計(jì)的I/O 點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上加15％—20％的備用量，以便今后調(diào)整和
擴(kuò)充，同時(shí)要充分利用好輸入輸出擴(kuò)展單元，提供主機(jī)的利用率。
在確定好I/O 點(diǎn)數(shù)后，還要注意它們的性質(zhì)、類型和參數(shù)。例如是開關(guān)量還是模擬量、
是交流量還是直流量，以及電壓大小等級等，同時(shí)還要注意輸出端的負(fù)載特點(diǎn)，以此選擇
和配置相應(yīng)機(jī)型和模塊。
（三）對PLC 響應(yīng)時(shí)間的要求
對于多數(shù)應(yīng)用場合，PLC 的響應(yīng)時(shí)間基本能滿足控制要求，響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)
間、輸出濾波時(shí)間和掃描周期。PLC 的工作方式?jīng)Q定了它不能接收頻率過高或持續(xù)時(shí)間小
于掃描周期的輸入信號，當(dāng)有此類信號輸入時(shí)，需要選用掃描速度高的PLC 或快速響應(yīng)模
塊和中斷輸入模塊。
（四）程序存儲容量的估算
用戶程序所需存儲容量可以預(yù)先估算，對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，用戶程序所需存儲器的
字?jǐn)?shù)等于輸入/輸出信號總數(shù)乘以8；對于有模擬量輸入/輸出的系統(tǒng)，每一路模擬量信號大
約需100 字的存儲容量。
（五）系統(tǒng)可靠性
根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境及工藝要求，應(yīng)采用功能完善可靠性適宜的 PLC，對可靠性要求極高的
系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備份系統(tǒng)。
（六）編程器與外圍設(shè)備
小型控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡易編程器，如果系統(tǒng)較大或多臺PLC 共用，可以
選用功能強(qiáng)、編程方便的圖形編輯器，如果有現(xiàn)成的個(gè)人計(jì)算機(jī)，可選用能在計(jì)算機(jī)上使
用的編程軟件。
四、軟件設(shè)計(jì)
（一）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法
沿用繼電器控制電路的設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)梯形圖。
在基本控制單元和典型控制環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，依靠經(jīng)
驗(yàn)直接設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，不斷地
修改和完善提醒圖，有時(shí)需要多次反復(fù)地調(diào)整和
修改梯形圖，
并通過增加中間編程元件，最后才能達(dá)到一個(gè)較為滿意的結(jié)果。
（二）邏輯設(shè)計(jì)法
邏輯設(shè)計(jì)法是以控制系統(tǒng)中各種物理量的邏輯關(guān)系出發(fā)的設(shè)計(jì)方法。
1、通過工藝過程分析，結(jié)合控制要求，繪制控制系統(tǒng)循環(huán)圖和檢測元件分布圖，取得
電氣執(zhí)行元件功能表。
2、繪制控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。通常它由輸出信號狀態(tài)表、輸入信號狀態(tài)表和中間記憶
狀態(tài)表四部分組成。
3、根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，進(jìn)行控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)。包括寫中間記憶元件的邏輯表達(dá)式和
執(zhí)行元件的表達(dá)式。
4、將邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)化為梯形圖或語句表形式。
5、程序的完善和補(bǔ)充。 手動工作方式的設(shè)計(jì)、手動與自動工作方式的選擇、自動工
作循環(huán)、保護(hù)措施等。
（三）狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)法
狀態(tài)流程圖又叫功能表圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖或狀態(tài)圖。它是完整地描述控制系統(tǒng)的控制過
程、功能和特性的一種圖形，是分析和設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)順序控制程序的一種重要工具。
五、可靠性技術(shù)
（一）工作環(huán)境
1、溫度。PLC 要求環(huán)境溫度在 0~55℃，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周
通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm 以上間隔。開關(guān)柜上、下
部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止陽關(guān)直接照射，若周圍環(huán)境溫度超過55℃，要安裝電風(fēng)扇，強(qiáng)
迫通風(fēng)。
2、濕度。為了保證PLC 的絕緣性能，空氣的相對濕度應(yīng)小于85％（無凝露）。
3、震動。應(yīng)使PLC 遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動源，防止振動頻率為10—55Hz 的頻繁或連續(xù)振動。
當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動時(shí)，必須采取減震措施。
4、空氣。避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵
或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC 安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化
裝置。
5、電源。PLC 供電電源為50Hz、220（1±10％）V 的交流電，對于電源線的干擾，PLC
本身具有足夠的抵制能力。
（二）安裝與布線
1、動力線、控制線以及PLC 的電源線和I/O 線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC 和I/O
之間應(yīng)采用雙絞線連接。
2、PLC 應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動力設(shè)備，不能與高壓
電器安裝在同一開關(guān)柜內(nèi)。
3、PLC 的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號的
傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的0.1 倍。
4、PLC 基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，以防外界信號干
擾。
5、交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動力線，
避免并行。
（三）I/O 端的接線
1、輸入接線
（1）輸入接線一般不要超過30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可
適當(dāng)長些。
（2）輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開。
（3）盡可能采用常開觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，
便于閱讀。
2、輸出連接
（1）輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級
的輸出電壓。但在同一組中輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。
（2）由于 PLC
的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，應(yīng)用熔絲保
護(hù)輸出元件。
（3）采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小，會影響到繼電器的工作壽命，
使用電感性負(fù)載時(shí)選擇繼電器工作壽命要長。
（4）PLC
的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續(xù)流管
保護(hù)，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護(hù)。
（四）外部安全電路
1、急停電路。對于能使用戶造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，除了在控制程序中加以考慮之外，
還應(yīng)設(shè)計(jì)外部緊急停車電路，使得PLC 發(fā)生故障時(shí)能將引起傷害的負(fù)載電源可靠切斷。
2、保護(hù)電路。正反向運(yùn)轉(zhuǎn)等可逆操作的控制系統(tǒng)，要設(shè)置外部電氣互鎖保護(hù)；往復(fù)運(yùn)
行及升降移動的控制系統(tǒng)，要設(shè)置外部限位保護(hù)電路。
3、PLC 有監(jiān)視定時(shí)器等自檢功能，檢測出異常時(shí)，輸出全部關(guān)閉。
4、電源過負(fù)荷的防護(hù)。
5、重大故障的報(bào)警及防護(hù)。
（五）PLC 的接地
PLC 的接地線與機(jī)器的接地端相接，接地線的截面積不小于2mm
2
，接地電阻小于100
Ω ；如果要用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。為了抑制加在電源及輸
入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC 接上專用地線，接地點(diǎn)應(yīng)與動力設(shè)備（如電機(jī)）的接地點(diǎn)
分開。
（六）冗余系統(tǒng)與熱備用系統(tǒng)
1、冗余控制系統(tǒng)。在冗余控制系統(tǒng)中，整個(gè) PLC 控制系統(tǒng)由兩套完全相同的系統(tǒng)組
成。兩塊CPU 模塊使用相同的用戶程序并行工作，其中一塊是主CPU，另一塊是備用CPU；
主CPU 工作，而備用CPU
的輸出是被禁止的。當(dāng)主CPU 發(fā)生故障時(shí)，備用CPU 自動投
入，這一切換過程是由冗余處理單元 RPU 控制的，切換時(shí)間在 1—3 個(gè)掃描周期，I/O 系
統(tǒng)的切換也是由RPU 完成的。
2、熱備用系統(tǒng)。在熱備用系統(tǒng)中，兩臺 CPU 用通訊接口連接在一起，均處于通電狀
態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，由主CPU 通知備用CPU，使備用CPU 投入運(yùn)行。
六、PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)七步驟
（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型
1、分析所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)。PLC 最主要的目的是控制外部系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可能是
單個(gè)機(jī)器、機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過程。
2、判斷所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入
輸出點(diǎn)數(shù)是否符合可編程控制器的點(diǎn)數(shù)要求（選
型要求）。
3、判斷所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的復(fù)雜程度，分析內(nèi)存容量是否足夠。
（二）I/O 賦值（分配輸入輸出）
將所有的輸入信號和輸出控制對象分別列出，按被采用的PLC 型號內(nèi)部邏輯元件編號
范圍，對I/O 端子做出相應(yīng)分配和安排。
1、將所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入信號進(jìn)行賦值，與PLC 的輸入編號相對應(yīng)；
2、將所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)
的輸出信號進(jìn)行賦值，與PLC
的輸出編號相對應(yīng)；
（三）設(shè)計(jì)控制原理圖
1、設(shè)計(jì)出較完整的控制草圖；
2、根據(jù)工藝過程控制要求，畫出控制流程圖，力求表達(dá)清晰、準(zhǔn)確，必要時(shí)可以把控
制系統(tǒng)分解成幾個(gè)相對獨(dú)立部分，盡量簡化，利于編程。
3、編寫控制程序。以梯形圖的形式來描述控制要求，繪制梯形圖要遵循編程原則。編
寫程序清單時(shí)，必須按梯形圖的邏輯行和邏輯元件的編排順序依次進(jìn)行。
4、在達(dá)到控制目的的前提下盡量簡化程序。
（四）程序?qū)懭隤LC
（五）編輯調(diào)試
修改設(shè)計(jì)程序。（1）程序差錯(cuò)（邏輯及語法檢查）；（2）在局部插入 END
分段調(diào)試程序；（3）整體運(yùn)行調(diào)試。
（六）監(jiān)視運(yùn)行情況
（七）運(yùn)行程序
七、
三菱PLC 程序的下載
（一）將CPU 模塊與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接。使用USB 電纜將CPU 模塊連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)
的USB 端口。
（二）接通可編程控制器的電源。將電源模塊、輸入模塊和輸出模塊接通電源。
（三）對GX Developer 和可編程控制器的連接進(jìn)行設(shè)置
1、選擇[Online]（
在線）→[Transfer setup（傳送設(shè)置）]，顯示“Transfer setup（傳送
設(shè)置）”畫面；
2、雙擊“Serial USB（串行USB）”，顯示“PC side I/F Serial setting（個(gè)人計(jì)算機(jī)側(cè)I/F
串行設(shè)置）”畫面；選擇“USB”，并點(diǎn)擊“OK”按鈕；
3、點(diǎn)擊“PLC module（可編程控制器模塊）”，點(diǎn)擊“No specification（無指定）”，
點(diǎn)擊“Connection test（連接測試）” 按鈕，正常連接時(shí)，將會顯示連接完成對話框；
4、點(diǎn)擊“OK”按鈕。
注意：CPU 模塊不能與個(gè)人計(jì)算機(jī)（GX Developer）進(jìn)行通信，或者說通信出錯(cuò)，需要確認(rèn)（1）電纜是否正常；（2）
GX Developer 的傳送指定設(shè)置是否正確；（3）USB 驅(qū)動是否正常安裝。
（四）寫入程序之前，需要對CPU 模塊進(jìn)行格式化，將其設(shè)置為初始化狀態(tài)。
1、選擇[Online（
在線）]→[Format PLC memory（格式化可編程控制器存儲器）]，顯
示“Format PLC memory”畫面；
2、從“Target memory（對象存儲器）”中選擇“Program memory/Device memory（程
序存儲器/軟元件存儲器）”，點(diǎn)擊“Execute（執(zhí)行）” 按鈕；
3、在“MELSOFT series GX Developer”對話框中點(diǎn)擊“Yes”按鈕，再點(diǎn)擊“OK”按
鈕，CPU 模塊的格式化操作結(jié)束；
4、點(diǎn)擊“Close（關(guān)閉）按鈕，關(guān)閉“Format PLC memory”畫面。在CPU 模塊中已
存在有程序和參數(shù)等數(shù)據(jù)的情況下，程序和參數(shù)將被刪除，因此在格式化可編程控制器存
儲器中，應(yīng)該先從可編程控制器CPU 讀取必要數(shù)據(jù)，并保存為工程。
（五）CPU 模塊中程序的寫入
1、選擇[Online]→[Write to PLC（可編程控制器寫入）]，將顯示“Write to PLC”畫面；
2、點(diǎn)擊“Param+Prog（參數(shù)+程序）”，且對“Program（程序）”和“Parameter（參數(shù)）”
進(jìn)行勾選；
3、點(diǎn)擊“Execute（執(zhí)行）”按鈕，可編程控制器的寫入正常完成時(shí)，將顯示“MELSOFT
series GX Developer”對話框，點(diǎn)擊“OK”按鈕，程序?qū)懭虢Y(jié)束。
注意：當(dāng)不能對程序進(jìn)行寫入時(shí)，GX Developer 中是否設(shè)置了寫保護(hù)口令，則需要解除口令。
（六）寫入到PLC—CPU 中的程序執(zhí)行
1、CPU 模塊的復(fù)位
（1）對CPU 模塊進(jìn)行復(fù)位之前對LED 進(jìn)行確認(rèn)。復(fù)位前，MODE 綠燈亮，RUN 為
OFF，ERR 紅燈慢速閃爍。
（2）將CPU 模塊前面的“RESET/STOP/RUN”開關(guān)撥至“RESET”（保持1s 以上），
復(fù)位時(shí)，MODE 綠燈亮，RUN 為OFF，ERR 紅燈快速閃爍。
（3）指示燈閃爍之后，“ERR”LED 燈熄滅，然后放開開關(guān)，復(fù)位結(jié)束，開關(guān)返回至
“STOP”位置，復(fù)位完成。
2、程序的執(zhí)行
（1）將 CPU 模塊前面的“RESET/STOP/RUN”開關(guān)撥至“RUN”，此時(shí)，MODE 和
RUN 綠色指示燈亮。
（2）通過開關(guān)和指示燈對程序動作進(jìn)行確認(rèn)，即實(shí)物操作。也可以通過GX Developer
的監(jiān)視模式下，通過對開關(guān)和指示燈狀態(tài)的確認(rèn)，進(jìn)而對程序動作進(jìn)行確認(rèn)。
（七）通過GX Developer 進(jìn)行動作確認(rèn)
1、將運(yùn)行中的程序顯示畫面設(shè)置為監(jiān)視模式。選擇[Online（
在線）]→[Monitor（監(jiān)
視）]→[Monitor mode（監(jiān)視模式）]（鍵盤F3 快捷鍵），執(zhí)行監(jiān)視，顯示“Monitor status”
畫面。
2、在梯形圖畫面上對位軟元件的ON/OFF 狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，即按下鍵盤“Shift”鍵的同
時(shí)雙擊“位軟元件”，使之變?yōu)?ON，此時(shí)，“位軟元件”顯示藍(lán)色。在按下鍵盤“Shift”
鍵的同時(shí)雙擊“位軟元件”，也可以使之變?yōu)镺FF。
