1.3 識讀PLC梯形圖和指令語句表的方法和步驟

對于一般的PLC控制系統，都給出PLC控制電路與梯形圖。PLC控制電路包括PLC控制電路主電路與PLC的I/O接線。這就是識讀PLC梯形圖和指令語句表的原始資料。

1. 總體分析

（1）系統分析

依據控制系統所需完成的控制任務，對被控對象的工藝過程、工作特點以及控制系統的控制過程、控制規律、功能和特征進行詳細分析。明確輸入、輸出的物理量是開關量還是模擬量，明確劃分控制的各個階段及其特點，階段之間的轉換條件，畫出完成的工作流程圖和各執行元件的動作節拍表。

（2）看PLC控制電路主電路

通過看PLC控制電路主電路進一步了解工藝流程和對應的執行裝置和元器件。

（3）看PLC控制系統的I/O配置表和PLC的I/O接線圖

通過看PLC控制系統的I/O配置表和PLC的I/O接線圖，了解輸入信號和對應輸入繼電器編號、輸出繼電器的分配及其所接對應的負載。

在沒有給出輸入/輸出設備定義和I/O配置的情況下，應根據PLC的I/O接線圖或梯形圖和指令語句表，定義輸入/輸出設備和配置I/O。

（4）通過PLC的I/O接線圖了解梯形圖和語句表

PLC的I/O接線是連接PLC控制電路主電路和PLC梯形圖的鈕帶。

接觸器—繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執行機構用PLC的輸出繼電器來控制，它們的線圈接在PLC的I/O接線的輸出端。按鈕、控制開關、限位開關、接近開關等用來給PLC提供控制命令和反饋信號，它們的觸點接在PLC的I/O接線的輸入端。

① 根據用電器（如電動機、電磁閥、電加熱器等）主電路控制電器（接觸器、繼電器）主觸點的文字符號，在PLC的I/O接線圖中找出相應控制電器的線圈，并可得知控制該控制電器的輸出繼電器，再在梯形圖或語句表中找到該輸出繼電器的梯級或程序段，并將相應輸出設備的文字代號標注在梯形圖中輸出繼電器的的線圈及其觸點旁。

②根據PLC I/O接線的輸入設備及其相應的輸入繼電器，在梯形圖（或語句表）中找出輸入繼電器的動合觸點、動斷觸點，并將相應輸入設備的文字代號標注在梯形圖中輸入繼電器的觸點旁。值得注意的是，在梯形圖和語句表中，沒有輸入繼電器的線圈。

2. 梯形圖和指令語句表的結構分析

采用一般編程方法還是采用順序功能圖編程方法。采用順序功能圖編程時是單序列結構還是選擇序列結構、并行序列結構，是使用啟保停電路、步進順控指令進行編程還是用置位復位指令進行編程。

另外，還要注意在程序中使用了哪些功能指令，對程序中不熟悉的指令，還要查閱相關資料。

3. 梯形圖和指令語句表的分解

由操作主令電路（如按鈕）開始，查線追蹤到主電路控制電器（如接觸器）動作，中間要經過許多編程元件及其電路，查找起來比較困難。

無論多么復雜的梯形圖和指令語句表，都是由一些基本單元構成的。按主電路的構成情況，利用逆讀溯源法，把梯形圖和指令語句表分解成與主電路的用電器（如電動機）相對應的幾個基本單元，然后利用順讀跟蹤法，一個環節一個環節地分析，再利用順讀跟蹤法把各環節串起來。

將梯形圖分解成若干個基本單元，每一個基本單元可以是梯形圖的一個梯級（包含一個輸出元件）或幾個梯級（包含幾個輸出元件），而每個基本單元相當于繼電器接觸器控制電路的一個分支電路。

（1）按鈕、行程開關、轉換開關的配置情況及其作用

在PLC的I/O接線圖中有許多行程開關和轉換開關，以及壓力繼電器、溫度繼電器等。這些電器元件沒有吸引線圈，它們的觸點的動作是依靠外力或其他因素實現的，因此必須先找到引起這些觸點動作的外力或因素。其中行程開關由機械聯動機構來觸壓或松開，而轉換開關一般由手工操作。這樣，使這些行程開關、轉換開關的觸點，在設備運行過程中便處于不同的工作狀態，即觸點的閉合、斷開情況不同，以滿足不同的控制要求，這是看圖過程中的一個關鍵。

這些行程開關、轉換開關的觸點的不同工作狀態，單憑看電路圖難于搞清楚，必須結合設備說明書、電器元件明細表，明確該行程開關、轉換開關的用途；操縱行程開關的機械聯動機構；觸點在不同的閉合或斷開狀態下，電路的工作狀態等。

（2）采用逆讀溯源法將多負載（如多電動機電路）分解為單負載（如單電動機）電路

根據主電路中控制負載的控制電器的主觸點文字符號，在PLC的I/O接線圖中找出控制該負載的接觸器線圈的輸出繼電器，再在梯形圖和指令語句表中找出控制該輸出繼電器的線圈及其相關電路，這就是控制該負載的局部電路。

在梯形圖和指令語句表中，很容易找到該輸出繼電器的線圈電路及其得電、失電條件，但引起該線圈的得電、失電及其相關電路就不容易找到，可采用逆讀溯源法去尋找。

① 在輸出繼電器線圈電路中串、并聯的其他編程元件觸點，這些觸點的閉合、斷開就是該輸出繼電器得電、失電的條件。

② 由這些觸點再找出它們的線圈電路及其相關電路，在這些線圈電路中還會有其他接觸器、繼電器的觸點。

③ 如此找下去，直到找到輸入繼電器（主令電器）為止。

值得注意的是，當某編程元件得電吸合或失電釋放后，應該把該編程元件的所有觸點所帶動的前后級編程元件的作用狀態全部找出，不得遺漏。

找出某編程元件在其他電路中的動合觸點、動斷觸點，這些觸點為其他編程元件的得電、失電提供條件或者為互鎖、聯鎖提供條件，引起其他電器元件動作，驅動執行電器。

（3）將單負載電路的進一步分解

控制單負載的局部電路可能仍然很復雜，還需要進一步分解，直至分解為基本單元電路。

（4）分解電路的注意事項

① 若電動機主軸連接有速度繼電器，則該電動機按速度控制原則組成停車制動電路。

② 若電動機主電路中接有整流器，表明該電動機采用能耗制動停車電路。

4. 集零為整，綜合分析

把基本單元電路串起來，采用順讀跟蹤法分析整個電路。綜合分析時應注意以下幾個方面。

① 分析PLC梯形圖和語句表的過程同PLC掃描用戶過程一樣，從左到右、自上而下，按梯級或程序段的順序逐級分析。

② 值得指出的是，在程序的執行過程中，在同一周期內，前面的邏輯運算結果影響后面的觸點，即執行的程序用到前面的最新中間運算結果；但在同一周期內，后面的邏輯運算結果不影響前面的邏輯關系。該掃描周期內除輸入繼電器以外的所有內部繼電器的最終狀態（線圈導通與否、觸點通斷與否），將影響下一個掃描周期各觸點的通與斷。

③ 某編程元件得電，其所有動合觸點均閉合、動斷觸點均閉合。某編程元件失電，其所有已閉合的動合觸點均斷開（復位），所有已斷開的動斷觸點均閉合（復位）。因此編程元件得電、失電后，要找出其所有的動合觸點、動斷觸點，分析其對相應編程元件的影響。

④ 按鈕、行程開關、轉換開關閉合后，其相對應的輸入繼電器得電，該輸入繼電器的所有動合觸點均閉合，動斷觸點均斷開。

再找出受該輸入繼電器動合觸點閉合、動斷觸點斷開影響的編程元件，并分析使這些編程元件產生什么動作，進而確定這些編程元件的功能。值得注意的是，這些編程元件有的可能立即得電動作，有的并不立即動作而只是為其得電動作做準備。

在繼電器—接觸器控制電路中，停止按鈕和熱繼電器均用動斷觸點，為了與繼電器—接觸器控制的控制電路相一致，在PLC梯形圖中，同樣也用動斷觸點，這樣一來，與輸入端相接的停止按鈕和熱繼電器觸點就必須用動合觸點。在識讀程序時必須注意這一點。

⑤ 繼電器電路圖中的中間繼電器和時間繼電器的功能用PLC內部的輔助繼電器和定時器來完成，它們與PLC的輸入繼電器和輸出繼電器無關。

⑥ 設置中間單元。在梯形圖中，若多個線圈都受某一觸點串并聯電路的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可設置用該電路控制的輔助繼電器，輔助繼電器類似于繼電器電路中的中間繼電器。

⑦ 時間繼電器瞬動觸點的處理。除了延時動作的觸點外，時間繼電器還有在線圈得電或失電時馬上動作的瞬動觸點。對于有瞬動觸點的時間繼電器，可以在梯形圖中對應的定時器的線圈兩端并聯輔助繼電器，后者的觸點相當于時間繼電器的瞬動觸點。

⑧ 外部聯鎖電路的設立。為了防止控制正反轉的兩個接觸器同時動作，造成三相電源短路，除了在梯形圖中設置與它們對應的輸出繼電器的線圈串聯的動斷觸點組成的軟互鎖電路外，還應在PLC外部設置硬互鎖電路。

5. 識讀PLC梯形圖示例

在分析PLC控制系統的功能時，可以將它想象成一個繼電器控制系統中的控制箱，其外部接線圖描述了這個控制箱的外部接線，梯形圖或語句表是這個控制箱的內部“線路圖”，梯形圖中的輸入繼電器和輸出繼電器是這個控制箱與外部世界聯系的“接口繼電器”，這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來分析PLC控制系統。在分析時可以將梯形圖或語句表中輸入繼電器的觸點想象成對應的外部輸入器件的觸點或電路，將輸出繼電器的線圈想象成對應的外部負載的線圈。外部負載的線圈除了受梯形圖的控制外，還可能受外部觸點的控制。

以3臺電動機的延時順序啟動、分別定時關機或同時關機的順序控制為例進行分析。其梯形圖如圖1-4所示。

1）控制要求

該電路有3臺電動機，每隔10 min啟動一臺，每臺運行8 h后自動關機，運行過程中可隨時使電動機同時停機。

2）編程結構分析

首先在圖1-4中，根據輸入繼電器的標志符I，找出各輸入繼電器相對應的動合觸點與動斷觸點，再根據輸出繼電器的標志符，找出輸出繼電器Q0.1～Q0.3及其相對應的動合觸點與動斷觸點，并標注在圖1-5中。這樣，就可以找出Q0.1～Q0.3的得電、保持與失電條件，如表1-15所示。

由此可見，該電路采用一般編程方法。利用定時器指令T37[2]、T39[5]控制電動機M1→M2→M3 延時啟動；利用定時器指令與計數器指令（T38[2]與C1[3]、T40[5]與C2[6]、T41[8]與C3[9]）配合控制電動機M1、M2 或M3 運動8 h后自動停機。

3）采用逆讀溯源法進行分析

根據表1-15，采用逆讀溯源法進行分析。

（1）M1→M2→M3 的延時啟動

若使電動機M1 啟動←KM1 得電吸合←Q0.1[1]得電←◎I0.0[1]閉合←I0.0得電←啟動按鈕SB1 閉合。這樣，按下啟動按鈕SB1，使Q0.1[3]得電并自鎖→KM1 得電吸合→電動機M1 啟動。

若使電動機M2 啟動←KM2 得電吸合←Q0.2[4]得電←◎T37[4]閉合←T37[2]得電←Q0.1[2]閉合。這樣，Q0.1[1]得電后，使電動機M1 啟動，同時使T37[2]得電，通過T37使Q0.2[4]得電→使電動機M2 啟動，實現M1→M2 延時啟動。

若使電動機M3 啟動←KM3 得電吸合←Q0.3[7]得電←◎T39[7]閉合←T39[5]得電←Q0.2[4]閉合。這樣，Q0.2[4]得電后，使電動機M2 啟動，同時使T39[5]得電，通過T39使Q0.3[7]得電→使電動機M3 啟動，實現M2→M3 延時啟動。

由此可見，按下啟動按鈕SB1，能實現3臺電動機的順序延時啟動。

（2）M1、M2 或M3 運行8 h的自動停機

若使電動機M1 運行8 h后停止運動←KM1 失電釋放←#C1[1]斷開←C1[3]計數80次←◎T38[3]閉合80次←T38[2]自復位定時器，應工作80次←◎Q0.1[2]閉合。這樣，Q0.1[1]得電后，使電動機M1 啟動，同時使T38[2]得電，通過T38使C1[3]計數→C1[3]計數到80次→#C1[1]斷開→Q0.1[1]失電→電動機M1 停轉。

電動機M1、M2 運行8 h后停止運動的工作過程與M1 電動機相同，不再贅述。

4）識讀要點

（1）電動機M1 的控制

① 輸入繼電器I0.0的動合觸點◎I0.0[1]是控制M1 啟動的觸點，輸入繼電器I0.1的動斷觸點#I0.1[1]是控制M1 中途停機的觸點；計數器C1的動斷觸點#C1[1]控制M1運行8 h后自動停機；輸出繼電器Q0.1控制M1 運行并自鎖。

②電動機M1 啟動后，定時器T37、T38開始計時。T38計時時間為600 s（10 min），其動合觸點◎T37[4]用于控制電動機M2 啟動。定時器T38和計數器C1聯用，起定時擴展作用，定時時間為360 s × 80=28800 s=8 h，其動斷觸點#C1[1]控制電動機M1 運行8 h后自動停機。定時器T38是自動復位，計數器C1在Q0.1失電后復位。

（2）電動機M2 的控制

① 由定時器T37的動合觸點◎T37啟動電動機M2（在M1 啟動10 min后M2 啟動），計數器C2的動斷觸點#C2[4]控制電動機M2 運行8 h后自動停機。

② 定時器T40與計數器C2聯用，其動斷觸點#C3[7]控制M3 運行8 h后自動停機。

（3）電動機M3 的控制

① 由定時器T39的動合觸點◎T39[7]啟動電動機M3，計數器C3的動斷觸點#C3[7]控制M3 在8 h后自動停機。

② 定時器T41與計數器C3聯用，其動斷觸點#C3[7]控制M3 運行8 h后自動停機。

5）電路工作過程

（1）順序延時啟動、同時停車的控制過程

順序延時啟動的掃描動作順序如圖1-6所示。

電器元件和編程元件動作順序：

PLC上電后：#Q0.1[3]閉合，計數器C1[3]清零；#Q0.2[6]閉合，計數器C2[6]清零；#Q0.3[9]閉合，計數器C3[9]清零。

電動機同時停機：按下中途停機按鈕SB2→輸入繼電器I0.1得電→# I0.1[1]、# I0.1[4]、# I0.1[7]均斷開→Q0.1、Q0.2、Q0.3失電→KM1、KM2、KM3 失電→電動機M1、M2、M3 停轉。

（2）每臺電動機運行8h后自動停機控制過程

以電動機M1 為例介紹運行8 h后自動停機控制，其掃描動作順序如圖1-7所示。

電器元件和編程元件動作順序：