2.2 梯形圖的設計方法與LAD編輯、編譯

2.2.1 根據(jù)繼電器電路設計梯形圖的方法

繼電器—接觸器控制系統(tǒng)電路與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據(jù)繼電器—接觸器控制電路來設計梯形圖（即LAD）。

1.根據(jù)經驗設計法設計梯形圖

PLC的梯形圖設計經驗法，就是要依靠平時所積累的設計經驗來設計梯形圖。PLC發(fā)展初期就沿用了設計繼電器電路的方法來設計梯形圖，既在已有的典型繼電器電路的基礎上，根據(jù)被控制對象對控制的要求，不斷地修改完善成梯形圖。這種方法沒普遍的規(guī)律可以遵循，一切都要靠設計者的經驗來實現(xiàn)，就是把設計繼電器電路的思維轉化為PLC梯形圖設計思維。它一般用于邏輯關系較簡單的梯形圖設計。

圖2-14 電動機正轉控制電路

經驗設計法是沿用設計繼電器—接觸器控制電路的方法來設計梯形圖，即在一些典型電路的基礎上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的要求，不斷地修改和完善梯形圖。從實踐來看，經驗設計法可用于較簡單的梯形圖設計。

2.電動機正轉控制電路

（1）控制要求 按下啟動按鈕SB1，電動機自鎖正轉；按下停止按鈕SB2，電動機停轉。電動機正轉控制電路如圖2-14所示。

（2）PLC輸入/輸出分配 根據(jù)“經驗設計法”可以進行I/O資源配置，見表2-5。

停止時：按下停止按鈕SB2→停止信號I0.1為“1”→I0.1常閉觸點斷開→線圈“失電”（低電平）→電動機停轉。

表2-5 電動機正轉控制電路的I/O資源配置

PLC外部接線如圖2-15所示。

根據(jù)電動機工作原理，可以進行圖2-16所示的PLC梯形圖編程。啟動時：按下啟動按鈕SB1→啟動信號I0.0為“1”（高電平）→I0.0常開觸點接通；不按停止按鈕SB2→停止信號I0.1為“0”（低電平）→I0.1常閉觸點接通→Q0.0線圈“有電”（高電平）→Q0.0觸點閉合“自鎖”→電動機連續(xù)正轉。如果按下停止按鈕，則Q0.0不能自保而掉電，電動機停止運行。具體的波形如圖2-17所示。

圖2-15 PLC外部接線

圖2-16 PLC梯形圖

圖2-17 波形圖

3.相同點與不同點

相同點：繼電器—接觸器控制系統(tǒng)電路與梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處。如PLC控制元件也稱為繼電器，有線圈—常開觸點—常閉觸點，當某個繼電器線圈有電時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。

不同點：梯形圖是PLC的程序，是一種軟件，繼電器—接觸器控制電路是由硬件元件組成的。

2.2.2 LAD編輯與編譯

1.打開已有項目

對于已經建立的一個文件，如何去打開它呢？用戶可以從STEP 7-Micro/WIN中，使用文件菜單，選擇下列選項之一：

1）打開——允許用戶瀏覽至一個現(xiàn)有項目，并且打開該項目。

2）文件名稱——如果用戶最近在一項目中工作過，該項目在“文件”菜單下列出，可直接選擇，不必使用“打開”對話框。

當然也可以使用Windows Explorer瀏覽至適當?shù)哪夸洠瑹o需將STEP 7-Micro/WIN作為一個單獨的步驟啟動即可打開用戶所在的項目。在STEP 7-Micro/WIN V4.0版中，項目包含在帶有.mwp擴展名的文件中。

2.LAD編輯圖形組件和邏輯網絡

當用戶以LAD（梯形圖）方式寫入程序時，其編輯手段就是使用圖形組件，并將該組件排列成一個邏輯網絡。

常用的圖形組件包括以下三種：

1）觸點代表電源可通過的開關。

電源僅在觸點關閉時通過正常打開的觸點（邏輯值1）；電源僅在觸點打開時通過正常關閉或負值（非）觸點（邏輯值0）。

2）線圈代表由使能位充電的繼電器或輸出。

3）方框代表當使能位到達方框時執(zhí)行的一項功能（例如定時器、計數(shù)器或數(shù)學運算）。

網絡由以上圖形組件組成并代表一個完整的梯形圖線路，電源從左邊的電源桿流過（在LAD編輯器中由窗口左邊的一條垂直線代表）閉合觸點，為線圈或方框充電。如圖2-18所示為其中一個網絡。

圖2-18 網絡

在LAD編輯中，對于組件和網絡都有一定的要求：

（1）放置觸點的規(guī)則 每個網絡必須以一個觸點開始，網絡不能以觸點終止。

（2）放置線圈的規(guī)則 網絡不能以線圈開始；線圈用于終止邏輯網絡。一個網絡可有若干個線圈，只要線圈位于該特定網絡的并行分支上。不能在網絡上串聯(lián)一個以上線圈（即不能在一個網絡的一條水平線上放置多個線圈）。

（3）放置方框的規(guī)則 如果方框有ENO（即允許輸出），使能位擴充至方框外。這意味著用戶可以在方框后放置更多的指令。在網絡的同級線路中，可以串聯(lián)若干個帶ENO的方框。如果方框沒有ENO，則不能在其后放置任何指令。

ENO允許用戶以串聯(lián)（水平方向）方式連接方框，不允許以并聯(lián)（垂直方向）方式連接方框。如果方框在輸入位置有使能位，且方框執(zhí)行無錯誤，則ENO輸出將使能位傳輸至下一個元素。如果方框執(zhí)行過程中檢測到錯誤，則在生成錯誤的方框位置終止使能位。

（4）網絡尺寸限制 用戶可以將程序編輯器窗口視作劃分為單元格的網格（單元格是可放置指令、為參數(shù)指定值或繪制線段的區(qū)域）。在網格中，一個單獨的網絡最多能垂直擴充32個單元格或水平擴充32個單元。用戶可以用鼠標右鍵在程序編輯器中點擊，并選擇“選項”菜單項目，改變網格大小。

3.LAD常見邏輯結構

LAD編輯中常見的邏輯結構如下所示：

（1）自保 圖2-19所示網絡使用一個正常的觸點（“開始”）和一個負（非）觸點（“停止”）。一旦繼電器輸出成功激活，則保持鎖定，直至符合“停止”條件。

（2）中線輸出 如果符合第一個條件，初步輸出（輸出二）在第二個條件評估之前顯示。用戶還可以建立有中線輸出的多個級檔，如圖2-20所示。

圖2-19 自保

圖2-20 中線輸出

（3）串行方框指令 如果第一個方框指令評估成功，電源順網絡流至第二個方框指令。用戶可以在網絡的同一級上將多條ENO指令用串聯(lián)方式級聯(lián)。如果任何指令失敗，剩余的串聯(lián)指令不會執(zhí)行，使能位停止（錯誤不通過該串聯(lián)級聯(lián)），如圖2-21所示。

圖2-21 串行方框指令

（4）并行方框（線圈）輸出 當符合起始條件時，所有的輸出（方框和線圈）均被激活。如果一個輸出未評估成功，電源仍然流至其他輸出，不受失敗指令的影響，如圖2-22所示。

圖2-22 并行方框（線圈）輸出

4.LAD編譯

LAD編輯結束后，就可以選用下列一種方法啟動STEP 7-Micro/WIN項目編譯器：

1）點擊“編譯”按鈕或選擇菜單命令PLC（PLC）→編譯（Compile），編譯當前激活的窗口（程序塊或數(shù)據(jù)塊）。

2）點擊“全部編譯”按鈕或選擇菜單命令PLC（PLC）→全部編譯（Compile All），編譯全部項目組件（程序塊、數(shù)據(jù)塊和系統(tǒng)塊）。

3）用鼠標右鍵點擊指令樹中的某個文件夾，然后由彈出菜單中選擇編譯命令（見圖2-23）。項目、程序塊文件夾、系統(tǒng)塊文件夾及數(shù)據(jù)塊文件夾都有編譯命令。

編譯的流程如圖2-24所示。

圖2-23 編譯命令

圖2-24 編譯的流程圖