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2）经验设计法考虑不周、设计麻烦、设计周期长；梯形图的可读性差、系统维护困难。

4.1.2　继电器控制电路移植法

PLC是一种代替继电器系统的智能型工业控制设备，因而在PLC的应用中引入了许多继电器系统的概念，如编程元件中的输入继电器、输出继电器、辅助继电器等，还有线圈、常开、常闭触点等，即PLC是由继电器控制电路平稳过渡而来的。

1.继电器控制电路图与PLC梯形图语言的比较

PLC编程中使用的梯形图语言与继电器控制电路图相类似，两者图形符号的比较继电器控制电路移植法设计梯形图的步骤

继电器控制电路移植法设计梯形图的步骤如下所述。

1）了解和熟悉被控设备的工作原理、工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。

2）确定PLC的输入信号和输出负载。如果用PLC的输出位来控制继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构，它们的线圈在PLC的输出端。在PLC的数字量输入信号继电器电路图中，按钮、操作开关和行程开关、接近开关等提供中间继电器和时间继电器的功能，它们用PLC内部的存储器位和定时器来完成，与PLC的输入位、输出位无关。

3）选择PLC的型号，根据系统所需要的功能和规模选择CPU模块、电源模块和数字量输入和输出模块，对硬件进行组态，确定输入/输出模块在机架中的安装位置和它们的起始地址。

4）确定PLC各数字量输入信号与输出负载对应的输入位和输出位的地址，画出PLC的外部接线图。各输入和输出在梯形图中的地址取决于它们的模块的起始地址和模块中的接线端子号。

5）确定与继电器电路图中的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的存储器和定时器、计数器的地址。

6）根据上述对应关系画出梯形图。

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3.注意事项

（1）应遵守梯形图语言中的语法规定

由于工作原理不同，梯形图不能照搬继电器电路中的某些处理方法。例如，在继电器电路中，触点可以放在线圈的两侧，但是在梯形图中，线圈必须放在电路的右边。

（2）适当地分离继电器电路图中的某些电路

设计继电器电路图的一个基本原则是尽量减少图中使用的触点的个数，因为这意味着成本的节约，但是这往往会使某些线圈的控制电路交织在一起。在设计梯形图时首要的问题是设计的思路要清楚，设计出的梯形图容易阅读和理解，并不是特别在意是否多用几个触点，因为这不会增加硬件的成本，只是在输入程序时需要多花一点时间。

（3）尽量减少PLC的输入和输出点数

PLC的价格与I/O点数有关，因此输入/输出信号的点数是降低硬件费用的主要措施。

在PLC的外部输入电路中，各输入端可以接常开点或是常闭点，也可以接触点组成的串并联电路。PLC不能识别外部电路的结构和触点类型，只能识别外部电路的通断。

（4）时间继电器的处理控制异步电动机正反转的交流接触器如果同时动作，将会造成三相电源短路。为了防止出现这样的事故，应在PLC外部设置硬件互锁电路。

（7）外部负载的额定电压

PLC双向晶闸管输出模块一般只能驱动额定电压AC 220 V的负载，如果系统原顺转移是一种条件，当此条件成立，称为转移使能。当前转移如果能使“步”发生转移，则称为触发。一个转移能够触发必须满足：步为活动步及转移使能。转移条件是指使系统从一个步向另一个步转移的必要条件，通常用文字、逻辑语言及符号来表示。

3.功能图的构成规则

控制系统功能图的绘制必须满足以下规则。

1）步与步不能相连，必须用转移分开。

2）转移与转移不能相连，必须用步分开。

3）步与转移、转移与步间的连接采用有向线段。从上向下画时，可以省略箭头；当有向线段从下往上画时，必须画上箭头，以表示方向。

4）一个功能图至少要有一个初始步。

这里以某冲压机控制为例来说明顺序功能图的使用。冲压机的初始位置是冲头抬起，处于高位；当操作者按启动按钮时，冲头向工件冲击；当冲头到低位置时，触动低位行程开关，然后冲头抬起，回到高位，触动高位行程开关，停止运行序控制指令（简称顺控指令）是PLC生产厂家为用户提供的可使功能图编程简单化和规范化的指令。顺序控制指令可将顺序功能图转换成梯形图程序，顺序功能图是设计梯形图程序的基础。

4.3.1　顺序功能图

顺序功能图（Se Function Chart,SFC）又称为功能流程图或功能图，它是描述控制系统的控制过程功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。

顺序功能图主要由步、转移、动作及有向线段等元素组成。如果适当运用组成元素，就可得到控制系统的静态表示方法，再根据转移出发规则模拟系统的运行，就可以得到控制系统的动态过程。来的交流接触器的线圈电压为380 V，应换成220 V的线圈，或是设置外部中间继电器。

4.1.3　顺序控制设计法

顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，使生产过程中各个执行机构自动而有序地工作。顺序控制设计方法是一种先进的程序设计方法，很容易被初学者接受。这种程序设计方法主要是根据控制系统的顺序功能图（也叫状态转移图）设计梯形图的。

当使用顺序控制设计法时，首先要根据系统的工艺过程画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图，即顺序控制指令的编程方法。

通过对这3种程序设计方法的讲述可以看出编制梯形图的这几种方法各有特点，如下所述。

1）采用经验法设计梯形图是直接用输入信号控制输出信号，

除了有延时动作的触点外，时间继电器还有在线圈通电瞬间接通的瞬动触点。在梯形图中，可以在定时器的线圈两端并联储器位的线圈，它的触点相当于定时器的瞬动触点。

（5）设置中间单元

在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制。为了简化电路，在梯形图中可以设置中间单元，即用该电路来控制某存储位，在各线圈的控制电路中使用其常开触点。这种中间元件类似于继电器电路中的中间继电器。

（6）设立外部互锁电路

1）梯形图语言和继电器电路图语言采用的图形符号是类似的。

2）这两种图表达的控制思想的方式是一样的，都是用图形符号及符号间的连接关系表达控制系统中事物间的相互关系。

3）这两种图的结构形式是类似的，都是由一些并列的分支构成，分支的末尾都是作为输出的线圈，线圈的前边则是表示线圈工作条件的触点。

4）这两种图的分析方法是近似的。在继电器电路中，继电器是否工作以有无电流流到继电器的线圈进行判断，电流规定从电源的正极流出而流入电源的负极。在梯形图中编程元件是否工作取决于是否有“假想电流”流过，与继电器电路中的电流有类似的功效，“假想电流”规定从梯形图的左母线流向梯形图的右母线。从这里可以看出PLC的编程是从继电器控制电路图移植而来的。能够满足要求后，再增加其他功能。在使用输入条件时，注意输入条件是电平、脉冲还是边沿。一定要将梯形图分解成小功能块图调试完毕后，再调试全部功能。

2.常用的单元电路

经验设计法比较注重成熟的单元电路的功能和使用，常用的电路介绍如下。

（1）启-保-停电路

启-保-停电路是组成梯形图的基本的支路单元，包含一个梯形图支路的全部要素。启-保-停电路的梯形

当几个串联支路并联时，支路的起点以LD（LDN）开始，支路终点用OLD指令；若需将多个支路并联，从第二条支路开始，在每一条支路后面加OLD指令，用这种方法编程，对并联的支路个数没有限制。

当几个并联支路串联时，其支路的起点以LD（LDN）开始，支路终点用ALD指令；若需将多个支路串联，从第二条支路开始，在每一条支路后面加ALD指令，用这种方法编程，对串联的支路个数没有限制。

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