搭建安川 PLC 梯形图的标准化框架,核心是遵循“安全优先、模块化分层、逻辑清晰、易维护” 的原则,我结合安川(MP 系列 /Σ-7/VS mini 等)的编程规范,给你一套可直接套用的通用框架,涵盖从安全逻辑到运动控制的全流程,新手也能快速上手。
一、安川梯形图框架核心原则(先记牢)
分层设计:从上到下分「安全层→初始化层→手动层→自动层→故障层→辅助层」,层与层之间用标志位隔离,避免逻辑冲突;
标志位规范:用专用寄存器区分类型(如 M0~M99 安全、M100~M199 手动、M200~M299 自动、D0~D99 参数、T0~T99 计时);
安全优先:急停、限位、报警等安全逻辑必须在最顶层,且为常闭优先、断电安全;
模块化:复杂功能(如回原点、定位)做成子程序(FB/FC),主程序只调用,减少冗余。
二、标准化框架结构(按扫描顺序)
安川 PLC 执行梯形图是从上到下、从左到右 循环扫描,框架按 “先安全、再初始化、后运行” 排列,以下是详细分层和示例:
1. 第一层:安全逻辑层(最顶部,不可跳过)
核心作用:处理急停、限位、伺服报警等安全信号,一旦触发,立即切断所有输出,保证设备和人员安全。
包含内容:急停信号(常闭)、硬件限位(正负限位)、伺服驱动器 ALM 报警、安全门 / 互锁信号;
关键逻辑:安全信号异常时,置位 “总禁止标志”,切断所有输出和伺服使能;
安川示例(梯形图片段):
ladder
// 安全信号汇总(常闭信号,断开=异常) LD X000 // 急停按钮(常闭,X000=OFF→急停触发) AND X001 // 安全门关闭(常闭,X001=OFF→门打开) AND X002 // 伺服ALM报警(X002=OFF→伺服报警) AND X003 // 正限位(常闭,X003=OFF→撞限位) AND X004 // 负限位(常闭,X004=OFF→撞限位) OUT M000 // M000=1→安全正常;M000=0→安全异常 // 安全异常处理:触发则切断所有输出、伺服使能 LD NOT M000 SET M001 // M001=1→总禁止标志(锁定所有运行) RST Y000 // 切断伺服使能(SON) RST Y001 // 切断输出1 RST Y002 // 切断输出2 // 安全正常时,复位总禁止标志 LD M000 RST M001
2. 第二层:初始化层(安全后执行)
核心作用:上电初始化参数、复位标志位、清除报警,保证设备上电后处于初始状态。
包含内容:上电复位(M8002)、参数初始化、报警复位、原点标志复位;
安川示例:
ladder
// 上电初始化(M8002=1→PLC上电第一个扫描周期) LD M8002 MOV K0 D000 // 定位目标位置初始化=0 MOV K100 D001 // 定位速度初始化=100rpm RST M100 // 手动模式标志复位 RST M200 // 自动模式标志复位 RST M300 // 故障标志复位 RST Y000 // 伺服使能初始断开
3. 第三层:手动控制层(优先级高于自动)
核心作用:处理点动、手动回原点、手动定位等手动操作,需满足 “安全正常 + 手动模式” 才能执行。
关键逻辑:手动 / 自动切换互锁(同一时间只能一种模式)、手动操作需触发按钮才执行;
安川示例(手动回原点 + 点动):
ladder
// 手动/自动切换(X010=1→手动模式,X011=1→自动模式,互锁) LD X010 ANI X011 ANI M001 // 安全正常(总禁止=0) SET M100 // M100=1→手动模式 RST M200 // 自动模式复位 // 手动回原点(X012=1→启动,安全正常+手动模式) LD X012 AND M100 AND M000 OUT Y000 // 伺服使能 SET M101 // 手动回原点标志 CALL FB01 // 调用回原点子程序(安川FB块) // 手动点动正转(X013=1→点动,松开即停) LD X013 AND M100 AND M000 OUT Y003 // 点动正转输出 // 手动点动反转(X014=1→点动) LD X014 AND M100 AND M000 OUT Y004 // 点动反转输出
4. 第四层:自动控制层(手动优先闭锁)
核心作用:处理自动循环、连续定位、流程控制等自动逻辑,需满足 “安全正常 + 自动模式 + 无手动操作”。
关键逻辑:自动启动条件(启动按钮 + 自动模式 + 安全正常)、自动流程按步序执行;
安川示例(自动定位循环):
ladder
// 自动模式激活 LD X011 ANI X010 ANI M001 SET M200 // M200=1→自动模式 RST M100 // 手动模式复位 // 自动启动(X015=1→启动,X016=1→停止) LD X015 OR M201 // 自动运行保持 ANI X016 ANI M001 ANI M300 // 无故障 AND M200 OUT M201 // 自动运行标志 // 自动流程:定位到D000→延时2s→复位 LD M201 CALL FB02 // 调用定位子程序(目标位置D000,速度D001) LD M202 // 定位完成标志(子程序输出) OUT T0 K20 // 延时2s(T0=1→延时到) LD T0 RST M201 // 单次循环完成,复位运行标志 RST T0 // 延时复位
5. 第五层:故障处理层(全局监控)
核心作用:监控设备异常(如超时、定位失败、伺服报警),触发故障标志,停止运行并提示。
包含内容:故障检测、故障锁定、故障复位、报警输出;
安川示例:
ladder
// 定位超时故障(T1=1→超时,定位超过5s未完成) LD M201 // 自动运行中 ANI M202 // 定位未完成 OUT T1 K50 // 延时5s LD T1 SET M300 // M300=1→故障标志 RST M201 // 停止自动运行 OUT Y010 // 故障报警灯 // 伺服报警故障 LD NOT X002 // 伺服ALM报警(X002=OFF) SET M300 RST Y000 // 切断伺服使能 OUT Y010 // 报警灯 // 故障复位(X020=1→复位) LD X020 RST M300 RST Y010 RST T1
6. 第六层:辅助层(最后执行)
核心作用:处理计时、计数、状态显示、通讯等辅助功能,不影响核心逻辑。
包含内容:运行状态指示灯、产量计数、通讯数据交互;
安川示例:
ladder
// 运行状态显示 LD M100 // 手动模式→Y011亮 OUT Y011 LD M201 // 自动运行中→Y012亮 OUT Y012 // 产量计数(自动循环完成一次+1) LD T0 // 自动循环延时到 INC D100 // 产量+1
三、安川专属优化要点(区别于三菱等品牌)
FB/FC 块复用:安川 PLC 支持丰富的运动控制 FB 块(如原点回归 FB、定位 FB、速度控制 FB),优先调用官方 FB,减少自定义逻辑;
轴控制寄存器:安川 MP 系列用「轴参数寄存器(AXISx)」管理伺服轴,需在框架中预留轴参数初始化(如轴使能、单位设置);
中断处理:若需高速响应(如急停、高速计数),在框架中添加中断程序,绑定到专用中断点(如 X000 急停中断);
软元件映射:安川推荐将 I/O 映射到中间寄存器(如 X000→M0,Y000→M10),便于后期修改接线,框架中统一做映射层。
四、框架落地注意事项
软元件规划表:先做软元件分配表(如下),避免混乱:
表格
类型 地址范围 用途 M M0~M99 安全 / 总控标志 M M100~M199 手动模式标志 / 状态 M M200~M299 自动模式标志 / 状态 M M300~M399 故障标志 / 报警 D D0~D99 运动参数(位置 / 速度) D D100~D199 计数 / 计时参数 T T0~T99 流程计时 注释规范:每个梯级、每个软元件都加注释(安川编程软件支持中文注释),比如 “X000:急停按钮(常闭)”;
测试分层:调试时先测试安全层→初始化层→手动层→自动层,每层测试通过再测下一层,避免全量调试难定位问题。
总结
安川梯形图框架核心是“安全层置顶 + 手动 / 自动互锁 + 模块化 FB 调用”,先保证安全,再实现功能;
分层设计(安全→初始化→手动→自动→故障→辅助)是易维护的关键,每层用专属标志位隔离;
优先复用安川官方运动控制 FB 块,减少自定义逻辑,同时做好软元件规划和注释,方便后期调试。

