梯 形图逻辑基本概念:
接触点,线圈, 定时器和计数器

接 触点 (Contacts)

梯形图逻辑编程法乃是一种仿控制系统常 用的电工电路图演变出来的编程语言。 一个电路控制系统的基 本的目的乃是决定在某种情况下电路的各种负载是否应该被开通或被关闭。 所以如要了解梯形图线路, 应该记住电路的流动概念- 当电流 能流动到一 个负载时它将被开通, 而当 电流不能流动到一个负载时 它将被关断。

梯形图的最基本 元素是个"接触点" (contact) 。接触点只有两种状态: 开路或闭路。开 路时电流将无法流过此接触 点,但是闭路时电流将能通过它流向下一个 元素。 最简单的接 触点是需 要外力(比 如 人的手指)才可以改变状态的开 关。 限位开关则是被安置在移动机械设 备不同位 置的小开关, 当机械设备移动时便会将相应地点的限 位开关设为开路或闭路状态。 

如果接触点被连 接到负载并且接 触是 闭路, 那负载将被启动。 以下简单的例子可以大体说明 基本的梯形图编程:法:

如上图所示, 在左边的垂直线是 "电源" 线, 电流必须流经 "按钮1" 以开动负载 "灯泡" 。 (实际上, 在负载的右端那里应该有一条垂直线以让电流程回返到电源的负端, 但为了 简化线路图起见则被省略了) 。 现在, 如果您不是直接地将电源通过" 按钮1"开关然后接到灯负载 "灯泡" 上, 而是将开关" 按钮1"连接 到PLC's 开关量输入, 并 且将"灯 泡"连接 到PLC's 开关量输出,  然后在PLC内编入上述梯形图程序, 那效果将是完全一样的。 当然如果这只是您想要做的唯一控制那是没有必要使用PLC。 我们接下来将看见PLC 能怎样简化复杂的电路。

注意:  显示在上述图内的接触点 "按钮1" 被称为一个"常开" ( Normally-open N.O.) 接触.

现在, 比如说如果有必要使用3 个开关 一起控制一个灯泡。 如果要点亮灯泡, 那一个总开关"Master" 必须打开, 而两个控制 开关 "controlsw1" 和"controlsw2" 其中一个必须闭路specialfn.htm#2而另一个必须为开路。 (想 象您家里的三向开关您就会有点概念) 。 我们能将所有3 个开关都连到PLC 的3 个开关量输 入, 然后将负载 “lamp” 连接到PLC的一个 开关量输出。 我们能写以下梯形图程序以执行这项操作:

图中的接触点如果有一 "/" 横跨其身那是一种常闭 (N.C.) 接触点. NC 接触点乃是负逻辑, 也就是说, 如果该输入在没有被启动时其接触点是在闭路状态，而当该输入启动时其接触点却反而是开路。

因此在上述梯形 图里, 如"Master" 和 "controlSW1"输入被 启动但"controlSW2输入却没有被启动, 电流 将从电源流过 "Master", "controlSW1"， 及"controlSW2" （既然“ controlSW2” 没有被启动，因此其 N.C. 接触点乃是处于闭路状态） 而启动 “lamp”。 

另一方面, 如果"controlSW1" 没有被启动, 而 "controlSW2" 被启动, “lamp”还是会被启动, 因为 电流能流 通过"Master", 然后通过并联的分支线路, 通过N.C. 的"controlSW1" 和N.O.的"controlSW2" 。 另一方面， 如 "controlSW1" 和 "controlSW2" 同时被启动, 那 “lamp” 则会被关断。

注: 如图所示, 虽然 "controlSW1" 开关只被连接到1个PLC的硬体输入, 但却在梯形图出现了两次。 如果您不用 PLC 而是作实际的电工接线, 那在上述电路的 "controlSW1" 和"controlSW2" 将必须是 多极式和同时拥有常开及常闭的物理接触点。 但如果您使用PLC, 那么这两个开关只须是价廉单一常开接触点的开关连接至PLC 的开关量输入终端便可。 但同名的接触点能在梯形图程序里出现无数次. 这将能大大的简化实际的接线工作。

上述例子虽然简 单, 但它能非常清楚地说明梯形图编程的基本 概念。 在图中, "controlSW1" 和 "controlSW2" 被串联在一起, 而两个接触点必须是同时闭路那结果才会是 "通电"。 因此, 这是逻辑 "和" (AND)  操作。 另一方面, 如果两个接触点是并联在一起， 那只要当中任何一个接触点是处于闭路状态， 其结果便是"通电"。因此并联电路等于是逻辑的“或 ” (OR) 操作。

一旦您掌握了理解梯形图的原则, 一切应该变得更加清楚和简单。 梯形 图编程法可以用来编写相当复杂的控制系统程序。 但是, 在TRiLOGI 我们进一步增添它的功能, 允许梯形程序触发以 TBASIC.语言编写成的用户自定的特殊功 能。

继电器线圈 (Relay Coil)

接触点也可以由 电流控制其开路或闭路状态。 因此, 一个控制系统能用小量的电流去开关能输送大电流的接触点。 这种接触点一般称为继电器 (Relay)。

在传统电磁式继电器, 当电流通过一个导线卷, 它将变成电磁铁而将靠近其磁场的一块软铁片吸附。 移动的铁片将末端的常开接触点置于闭路, 或将常闭接触点置于开路 状态。 当继电器的线圈电流被断开后, 原被吸附的软铁片将由弹簧恢复原位。 这时, 常开接触点便会被置于开路, 而 常闭接触点则会转为闭路状态。

梯形图逻辑编程语 言借用一些那些 原本是用来描述电磁式继电器的术语供自己使用。 您将一个继电器的 "线圈" 连接到梯形图的右边, 有如连接输出点一般 :

在PLC 里 有几百个所谓的 "内部继电器"。 这些"内部继电器" 并没有实际的物理线圈和物理接触点。 然而, 它们的工作效果有如典型的电磁式继电器。 意即它们具有能被电流所启动的 "线圈", 它们也具有无限数目的N.O.和 N.C.接触点。它们的主要作用乃是作为一种记忆体以便记住逻辑运行的真值状态。 

其实对梯形图线路而言, 开关量输出与内部继电器几乎是完全一样的。 唯一不同之处乃是内部继电器并没有与外界连接的物理界面。因此, 如果您要按照内部继电器的逻辑状态而启动一个负载, 那您必须创造一条线路以将该内部继电器的接触点接到一个开关量输出上。 

开 关量输出 (Digital Output)

定 时器 (Timer)

定时器乃是一种特别的继电器, 当它的线圈被触发后, 它的接触点并不会马上启动。 它必须 等 待一个固定的时间延迟 后其接触点才会被启动。所延迟等待的时间是决定于该定时器的预定值" (Set Value or SV) 。  延迟时间一过, 定时器的所有N.O. 接触点将会闭合。 如果定时器的线圈被关断,  该定时器的所有N.O. 接触点将会立刻将被置于开路状态。

但是, 如果定时器的线圈在延迟倒数时间完成前被断开, 那该 定时器将马上被重置, 而且它的接触点将不会改变状态。 如果一个以前被放弃 过的定时器再度被触发后, 其延迟倒数时间将会重新使用该定时器的预定值SV, 而不是 继续从前被放弃的倒数值来开始计时。

计数器 (Counter)

计数器是乃一种特别的继电器。 每个计数器都有一计数预定值 (SV) 。 当计数器的线圈第一次被启动时,  它会将SV-1 (预定值减一) 的数值写入它的当前值记数器 (Present Value or PV) 内。 从这时起, 每当该计数器的线圈被触发一次, 其 PV 值将逆减一 。请注意如果计数器的线圈是长期处于启动状态, 那其 PV 值将保持不变,  也就是说, 计数器只记载其线圈从关断状态转为启动状态的上微分次数。

当计数器的 PV 值倒数至零时, 该计数起的所有N.O. 接触点将会闭合。此后,  不管计数器的线圈是否在启动或关断状态, 这些接触点将会继续保持其逻辑状态。 如要重置这些接触点, 您必须使用一个重置计数器的特殊功能  " [ RSCtr ]."