梯形图的设计方式一般有两种，一是根据被控制对象的工艺过程和控制要求先设计控制方案，然后再设计出梯形图．比较复杂的控制系统有时还要先编制工艺流程图；二是根据原有的继电图来设计梯形图。PLC使用与继电器图极为相似的梯形图语言，根据继电器电路图设计梯形图不失为一条捷径。这是因为原有的继电器控制系统经过长时间的使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能，而继电器电路图又与梯形图有很多相似之处．因此可以将继电器电路图“翻译”成梯形图，即用眦的外部硬件接线图和梯形图取代继电器系统的功能。这种设计方法一般不需要改动控制面板，保持了系统原有的外部特性，操作人员不用改变长期形成的操作习惯。
一、基本方法
继电器电路图是一个纯粹的硬件电路图，将它改为PLC控制时，需要用PLC的外部接线图描述这个控制箱的外部接线。梯形图是这个控制箱的内部“线路图”，梯形图中的输入位和输出位是这个控制箱的外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析电路图的方法来分析PLC控制系统。
将继电器电路图转换成为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的具体步骤如下：
1．了解和熟悉被控制设备的工作原理、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。继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构如果用PLC的输出位来控制，它们的线圈在PLC的输出端。
按钮、操作开关和行程开关、接近开关等提供PLC的数字量输入信号，继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的存储器位和定时器来完成，它们与眦的输入位、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、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．根据上述的对应关系画出的梯形图。
二、数学实例
在确定的教学内容中，设计典型实例，使其渗透基本概念、基本原理和基本方法，这样便能实现教学效率的最高化。下面的几个使用西门子S7-200PLC的实例，是对上述方法的具体说明。
[例1]梯形图程序设计的入门设计
图1所示的例子，通过如下四个问题，使学生加深理解PLC的工作过程以及与继电器控制的根本区别。
1．由于继电器控制与PLC的梯形图程序在结构上的相似性，引出了PLC程序的移植设计法。
2．由于工作方式的不同，当有输入信号时，图l(a)与图1(b)的执行结果不同。
3．根据触点指令与线圈指令（输出指令）的实际意义，说明一个触点可以无限次使用，而同一线圈指令不能在同一程序中出现一次以上。
4．梯形图的结构不一定越简单越好。比较简单的梯形图结构，语句表程序执行时间反而长，因此，不要为了节省触点数目而简化梯形图。
[例2]梯形图程序的语法要点
设计图2所示的例子，阐述梯形图编程的语法规则。使用移植法可直接由继电器控制原电路图2(a)得到移植程序图2(h)，但图2(b)是不合法规则的“准梯图形”，需要将此修改成符合语珐规则的梯形图，即图2(c)。
[例3]梯形图程序的移植设计法
如图3(a)所示三相异步电动机的正反转继电器控制，是学生最熟悉的控制实例。对照图3(a)设计正反转PLC控制的梯形图，我们重点说明以下三个问题。
1．主令触点的选择与I/O分配采用如图3(b)所示的方法1。在继电器控制电路中，启动按钮必须选用常开触点(SB1、SB2)，停止按钮必须选用常闭触点(SB3)。而采用PLC控制时，启动和停止按钮等主令开关的触点既可以选择常开触点，也可以选择常闭触点，如图3(b)所示，启动和停止按钮均选用了常开触点。据此，可画出图3(c)所示的梯形图。
2．PLC只能代替继电器控制电路中二次回路的触点串联部分，即逻辑运算部分，不能代替一次回路，即大功率电路部分。在图3(a)和图3(c)中用点划线表示了这种替代关系。
3．通过图4，阐述外部使用常开或常闭触点与内部使用常开或常闭触点没有一一对应的关系，外部触点的通断状态与内部触点的通断状态也不存在对应关系。这里特别需要对照分析的是：①外部常开触点SB3与内部常闭触点10.3之间通断的关系；②外部常闭触点FR与内部常开触点10.4之间通断的关系。
[例4]定时器指令的缡程实例
在继电器控制系统中，有许多控制是使用时间继电器按照时间原则进行控制的，当’用PLC取代这样的控制系统时．需要使用定时器指令。定时器包含三条指令，对初学者只需掌握与通电延时的时间继电器对应的接通延时定时器指令。设计图5(a)所示控制电路，并将其移植成PLC的梯形图，如图5(b)所示，在该例子中，阐明定时器位的作用及寻址方式后，学生将容易理解定时器指令的使用方法。
虽然PLC程序的设计方法有很多种，采用移植法的教学方法来讲授PLC程序的没计方法是一种较好的选择。要熟练掌握设计方法，毖须经过大量的练习或在实践中不断地摸索。事实证明，根据继电器电路图设计PLC梯形图的方法，在生产实践中是行之有效的。
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