在數(shù)字量(或稱開關(guān)量)控制系統(tǒng)中,變量僅有兩種相反的工作狀態(tài),例如高電平和低電平、繼電器線圈的通電和斷電,可以分別用邏輯代數(shù)中的1和0來表示這些狀態(tài),在波形圖中,用高電平表示1狀態(tài),用低電平表示0狀態(tài)。
使用繼電器電路、數(shù)字電路或PLC的梯形圖都可以實現(xiàn)數(shù)字量的邏輯運算。圖1-2的上面是PLC的梯形圖,下面是對應(yīng)的數(shù)字門電路。
圖1-2中的I0.0~I0.4為數(shù)字輸入變量,Q4.0~Q4.2為數(shù)字輸出變量,它們之間的“與”、“或”、“非”邏輯運算關(guān)系如表1-1所示。“與”運算僅在輸入均為1時輸出才為1,“或”運算僅在輸入均為0時輸出才為0。“非”運算的輸出與輸入的狀態(tài)總是相反,非運算又稱為“取反”。
表1-1 邏輯運算關(guān)系表
圖1-2 基本邏輯運算
a)與b)或c)非
用繼電器電路或梯形圖可以實現(xiàn)基本的邏輯運算,觸點的串聯(lián)可以實現(xiàn)“與”運算,觸點的并聯(lián)可以實現(xiàn)“或”運算,用常閉觸點控制線圈可以實現(xiàn)“非”運算。
多個觸點的串、并聯(lián)電路可以實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運算,例如圖1-3中的繼電器電路實現(xiàn)的邏輯運算可以用邏輯代數(shù)表達式表示為
式中的加號表示邏輯或,乘號(·)或星號(*)表示邏輯與,變量上面的橫線表示“非”運算。與普通算術(shù)運算“先乘除后加減”類似,邏輯運算的規(guī)則為先“與”后“或”。為了先作“或”運算(觸點的并聯(lián)),用括號將“或”運算式括起來,括號中的運算優(yōu)先執(zhí)行。