階梯圖(梯形圖,Ladder Diagram)是 PLC 最普及的程式語言,而它受歡迎的原因很直接:長得跟電工看了幾十年的繼電器控制回路幾乎一樣。會看工業配線圖的人,學階梯圖只是換個螢幕。這篇用一個實際範例——馬達自保持迴路——把階梯圖怎麼看、怎麼寫講清楚。
階梯圖怎麼看:兩條母線、一階一階的邏輯
畫面左右兩側各有一條垂直線,想像成電源的正負極;中間一橫列一橫列的邏輯稱為 rung(梯級)。每一階從左讀到右:左邊是條件(接點),右邊是結果(線圈);條件成立,電流就像從左母線流到右母線,線圈勵磁。PLC 執行時由上而下、逐階掃描,掃完一輪更新輸出再重頭——這個「掃描週期」的觀念很重要,它解釋了為什麼同一個輸出寫兩次只有最後一次算數。
五個基本元件
常開接點(-| |-):訊號來了才導通;常閉接點(-|/|-):平常導通,訊號來了斷開;輸出線圈(-( )-):這一階的結果;定時器(TON 等):條件成立後計時,時間到接點動作;計數器(CTU 等):數腳位觸發次數。五個元件組合起來,就能覆蓋現場八成的順序控制需求;其餘的比較、演算指令,碰到再查就好。
實例:馬達自保持迴路
需求:按下起動鈕馬達運轉,放開也繼續轉,按停止鈕才停。這是所有 PLC 課程的第一個範例,因為它同時用到三個關鍵觀念。
- 起動鈕 X0 用常開接點,停止鈕 X1 用常閉接點,串聯後接輸出線圈 Y0。
- 在 X0 下方並聯一個 Y0 的常開接點——這就是「自保持」:Y0 勵磁後由自己的接點續電,手放開 X0 也不會斷。
- 按停止鈕時 X1 常閉接點斷開,整階斷電,Y0 消磁、自保持解除。
看懂這三步,你就懂了接點串並聯、輸出回饋與優先斷電邏輯。下一步加入互鎖(兩台馬達不得同時運轉:彼此的常閉接點串入對方迴路)與定時器(按鈕後延遲三秒再啟動),就能組出大部分單機控制。
怎麼練習:免費軟體就夠
三菱 GX Works、台達 ISPSoft、永宏 WinProladder 都有模擬器,不接實機就能跑邏輯。建議從自保持迴路開始,自己加互鎖、加計數,每加一個功能都用模擬器驗證。進階之後再看其他四種 IEC 語言的分工(見從梯形圖到結構化文字),以及PLC 基礎知識與編程與操作步驟。
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