梯形图编程中的边沿检测与符号表应用

1.梯形图的组成

开关量逻辑顺序控制是PLC最主要的功能，由于其程序简单、编程容易，为了便于识读、检查和监控，人们普遍采用梯形图编程。梯形图是沿用了继电器的触点、线圈、连线等图形符号的图形编程语言，两者的形式类似，触点、线圈、连线是组成梯形图程序的三要素。

图2.2-3 SFC程序示例

1）触点。采用梯形图编程时，开关量输入/输出、内部继电器等的二进制状态可用触点进行表示。但是，梯形图中的触点本质上是PLC内部存储器二进制数据位的状态，程序中的常开触点表示直接以该二进制位的状态进行逻辑运算；常闭触点表示使用该二进制位的“逻辑非”状态进行运算。因此，它与继电器触点控制电路中的触点的区别在于：第一，触点可以在PLC程序中无限次使用，它不像物理继电器那样受到实际触点数量的限制；第二，触点具有唯一的状态，在任何时刻，常开、常闭触点不可能同时为1。

2）线圈。采用梯形图编程时，逻辑运算结果可用内部继电器、输出继电器等编程元件的线圈表示。但是，梯形图程序中的线圈并非实际的物理继电器，它只是对PLC内部某一存储器的二进制数据位进行的赋值操作，线圈接通是将该二进制数据位置1；线圈断开是将二进制数据位置0。因此，它与继电器控制电路中的线圈的区别在于：第一，如果需要，二进制数据位可在程序中多次赋值，即利用梯形图编程时可使用“重复线圈”；第二，梯形图程序严格按从上至下、从左至右的顺序执行，在同一PLC执行循环内，它不能改变已处理完成的输出状态，故可以设计出许多区别于继电器控制电路的特殊逻辑，如边沿处理等。

3）连线。梯形图程序中的逻辑处理顺序用“连线”表示，但它不像继电器触点控制电路那样存在实际电流，因此，梯形图程序中的每一输出线圈都应有明确的逻辑关系，而不能使用类似继电器接点控制电路中的“桥接”方式，试图通过后面的执行条件来改变前面的线圈输出状态。

2.梯形图基本符号

采用梯形图编程时，逻辑运算式、处理对象、结果输出等均可以用触点、线圈、连线等基本符号表示。在不同PLC上，触点、线圈等逻辑梯形图的符号基本类似，表2.2-1为梯形图编程常用的符号表。

表2.2-1 梯形图编程常用符号表

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①802S/C/D等CNC集成PLC不能使用。

表中的上升/下降沿检测、结果取反、中间结果存储等是SIEMENS等PLC使用的特殊符号，在FANUC系统集成PMC上一般不能使用，说明如下。

1）上升/下降沿检测。上升/下降沿检测指令是对CPU当前运算结果状态变化的检测，如图2.2-4所示，当CPU的运算结果由状态0变为状态1（上升沿检测），或者由状态1变为状态0（下降沿检测），可输出宽度为1个PLC循环周期的脉冲信号。如指令前只有一个触点，其作用就相当于读取该触点的上升或下降沿。

图2.2-4 边沿检测

2）结果取反。该指令的作用是将CPU当前的运算结果寄存器的状态进行“取反”操作。例如，对于图2.2-5所示的梯形图程序，当I0.0和I0.1的状态相同时，执行NOT指令前的CPU运算结果为1；执行NOT指令后，其运算结果存储器的状态将变为1，故M0.1的输出状态为0；反之，如I0.0和I0.1的状态不同，执行NOT指令前的CPU运算结果将为0，故M0.1的输出状态为1。

图2.2-5 结果取反

3）中间结果存储。该指令可将CPU当前的运算结果保存到中间存储单元上，然后继续进行其他运算，但这一指令不能用于802S/C/D等CNC集成PLC。例如，对于图2.2-6所示的程序，当I0.0和I0.1的状态相同时，执行指令后M0.0的状态为1，而M0.1的状态为0；反之，当I0.0和I0.1的状态不同时，M0.0的状态为0，M0.1的状态为1。