POLITECHNIKA ŚLĄSKA 

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY 

KATEDRA MECHATRONIKI 

 

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego 

Przedmiot: 

Automatyzacja Procesów Technologicznych 

Symbol 

ćwiczenia: 

APT1 

 

Tytuł ćwiczenia: 

Programowanie 

przemysłowego 

sterownika PLC 

w języku schematów 

drabinkowych LD 

SPIS TREŚCI 

 

Spis rysunków 

2 

1. 

Cele ćwiczenia 

3 

2. 

Podstawowe wiadomości 

3 

3. 

Laboratoryjne stanowisko badawcze 

5 

3.1. 

Obiekt badany 

5 

3.2. 

Urządzenia dodatkowe 

6 

3.3. 

Oprogramowanie 

7 

4. 

Program ćwiczenia - wykaz zadań do realizacji 

8 

5. 

Przykład realizacji zadania 

8 

5.1. 

Sterowanie siłownikiem pneumatycznym 

8 

6. 

Raport 

12 

7. 

Pytania 

12 

 

Literatura 

12 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

2 

SPIS RYSUNKÓW 

1. 

Schemat drabinkowy stykowo-przekaźnikowego układu sterowania 

3 

2. 

Symbole  styków  statycznych  zwiernego  (normalnie  otwartego)  i 
rozwiernego (normalnie zamkniętego) stosowane w języku LD 

4 

3. 

Symbole styków impulsowych zwiernych wrażliwego na zbocze opadające 
i wrażliwego na zbocze narastające stosowane w języku LD 

4 

4. 

Symbole  cewek  zwykłej  oraz  cewek  zatrzaskiwanych  ustawiającej  (ang. 
set) i kasującej (ang. reset) w języku LD 

4 

5. 

Przykładowy program (jeden obwód) zapisany w języku LD 

5 

6. 

Kompaktowy sterownik Simatic z serii S7-300 firmy Siemens 

5 

7. 

Interfejs EasyPort D16 

6 

8. 

Symulator wejść/wyjść cyfrowych 

6 

9. 

Układ połączeń stanowiska laboratoryjnego 

7 

10. 

Ekran wyboru modułów oprogramowania EasyVeep 2.18 

7 

11. 

Ekran konfiguracji sprzętowej oprogramowania Step 7 Lite 

8 

12. 

Konfiguracja sprzętowa oprogramowania EasyVeep 

9 

13. 

Wybór wirtualnego procesu – zakładka Modules 

9 

14. 

Przypisanie wejść i wyjść cyfrowych w wybranym procesie 

10 

15. 

Sporządzenie tabeli symboli sterownika PLC 

10 

16. 

Sporządzenie tabeli symboli sterownika PLC 

11 

17. 

Implementacja algorytmu w postaci programu w języku drabinkowym 

11 

18. 

Weryfikacja  poprawności  działania  algorytmu  realizowanego  przez 
sterownik PLC 

12 

 

 

 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

3 

1. CELE ĆWICZENIA 

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z następującymi zagadnieniami: 

  Realizacja algorytmów sterowania w oparciu o język drabinkowy. 

 

2. PODSTAWOWE WIADOMOŚCI 

Język  schematów  drabinkowych  LD  (ang.  Ladder  Diagram)  jest  jednym  z  języków 

programowania  sterowników  PLC  ustanowionych  w  normie  IEC  61131-3.  Jest  to  język 

należący  do  grupy  języków  graficznych,  umożliwiający  tworzenie  programów  z 

wykorzystaniem standardowych symboli graficznych. Symbole te umieszcza się w obwodach 

w  sposób  podobny  do  szczebli  w  schematach  drabinkowych  dla  przekaźnikowych  układów 

sterowania (rys. 1). 

 

Rys. 1. Schemat drabinkowy stykowo-przekaźnikowego układu sterowania. 

Program  w  języku  LD  jest  zorganizowany  w  obwodach,  będących  zbiorami  wzajemnie 

połączonych  elementów  graficznych. Obwody są ograniczone z lewej  i  prawej  strony przez 

szyny prądowe, nie będące częściami obwodu. W języku LD wykonywanie programu polega 

na „przepływie prądu”, podobnie jak w schemacie drabinkowym dla systemu przekaźników 

elektromechanicznych. Przepływ ten odbywa się  od lewej  strony  do prawej  przy spełnieniu 

pewnych  reguł  [1].  Elementy  obwodów  mogą  być  łączone  pionowo  i  poziomo.  Elementy 

łączące  mogą  się  znajdować  w  stanie  1  lub  0.  Połączenia  poziome  w  obwodach, 

reprezentowane  poprzez  linie  poziome,  przekazują  stan  elementu  znajdującego  się 

bezpośrednio  po  stronie  lewej  do  elementu  po  stronie  prawej.  Połączenia  pionowe  z  kolei, 

reprezentowane przez linie pionowe należy interpretować z kolei jako sumę logiczną stanów 

połączeń poziomych znajdujących się po lewej stronie połączenia pionowego. Stan połączenia 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

4 

pionowego  jest  przekazywany  jest  przekazywany  do  wszystkich  połączeń  poziomych 

znajdujących się po prawej stronie. 

Podstawowymi  elementami  obwodów  w  języku  LD  są  styki  i  cewki.  Styk  jest  elementem 

przekazującym  do  połączenia  poziomego  po  prawej  stronie  styku  stan  będący  wynikiem 

mnożenia  dwuwartościowego  AND  stanu  połączenia  po  lewej  stronie  styku  oraz  wartości 

przypisanej stykowi zmiennej dwuwartościowej, która może reprezentować wejście, wyjście 

lub  pamięć.  Styk nie zmienia stanu zmiennej  skojarzonej  z nim. Symbole graficzne styków 

statycznych  (wrażliwe  na  wartość  zmiennej  dwuwartościowej  address)  przedstawiono  na  

rys.  2,  a  styków  impulsowych  (wrażliwe  na  zbocze  zmiennej  dwuwartościowej  address) 

stosowanych w języku LD są przedstawione na rys. 3. 

 

Rys. 2. Symbole styków statycznych zwiernego (normalnie otwartego) i rozwiernego (normalnie 

zamkniętego) stosowane w języku LD. 

 

Rys. 3. Symbole styków impulsowych zwiernych wrażliwego na zbocze opadające i wrażliwego na 

zbocze narastające stosowane w języku LD. 

Cewka przekazuje stan połączeń z lewej strony na prawą bez zmian, powodując jednocześnie, 

że  przypisana  jej  zmienna  dwuwartościowa  przyjmuje  wartość  odpowiednią  do  tego  stanu 

połączeń i do zasady działania określonego typu cewki (zwykła, zatrzaskiwana). 

Cewki  mogą  występować  jako  zwykłe,  które  zapamiętują  aktualny  stan  połączeń,  bądź 

zatrzaskiwane,  które  wykorzystuje  się  do  realizacji  elementów  pamiętających  w  postaci 

przerzutnika  SR  lub  RS.  Symbole  graficzne  takich  cewek  w  języku  LD  przedstawiono  

na rys. 4. 

 

Rys. 4. Symbole cewek zwykłej oraz cewek zatrzaskiwanych ustawiającej (ang. set) i kasującej (ang. 

reset) w języku LD. 

Na  rys.  5  przedstawiono  przykładowy  program  napisany  w  języku  LD  z  wykorzystaniem 

wyżej omówionych symboli. 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

5 

 

Rys. 5. Przykładowy program (jeden obwód) zapisany w języku LD. 

W powyższym przykładzie stan sygnału Q4.0 będzie wysoki, wówczas gdy spełniony będzie 

co najmniej jeden z dwóch warunków: 



 

sygnały I0.0 i I0.1 jednocześnie przyjmują wartość 1 



 

sygnał I0.2 przyjmuje wartość 0 

Powyżej  opisane  instrukcje  i  ich  symbole  graficzne  są  podstawowymi  elementami  języka 

schematów  drabinkowych,  obejmującymi  instrukcje  logiki  bitowej.  Praktyczne 

implementacje  tego  języka  zawierają  dodatkowo  zbiór  innych,  bardziej  rozbudowanych 

instrukcji  obejmujących  m.in.  instrukcje  czasowe,  licznikowe,  operacje  arytmetyczne  na 

liczbach  stałoprzecinkowych  i  zmiennoprzecinkowych,  instrukcje  sterujące  przebiegiem 

programu  i  wiele  innych.  Szczegóły  można  znaleźć  w  dokumentacji  technicznej  danego 

konkretnego sterownika. 

 

3. LABORATORYJNE STANOWISKO BADAWCZE 

3.1. Obiekt badany 

  Kompaktowy sterownik programowalny PLC – Simatic CPU 313C 2DP (rys. 6). 

 

Rys. 6. Kompaktowy sterownik Simatic z serii S7-300 firmy Siemens. 

 

 

 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

6 

3.2. Urządzenia dodatkowe 

  Komputer PC. 

  Interfejs EasyPort D16 (rys. 7). 

 

 

Rys. 7. Interfejs EasyPort D16. 

Interfejs  EasyPort  służy  do  połączenia  rzeczywistego  sterownika  PLC  z  wirtualnym 

procesem  realizowanym  programowo  (z  wykorzystaniem  oprogramowania  EasyVeep)  w 

komputerze.  Komunikacja  z  komputerem  odbywa  się  poprzez  interfejs  szeregowy  RS-

232C. Natomiast komunikacja ze sterownikiem może odbywać się poprzez dwa przyłącza 

dające  dostęp  do  16  wejść  i  16  wyjść  cyfrowych.  Opcjonalnie  do  interfejsu  poprzez 

wejścia/wyjścia cyfrowe można podłączyć symulator wejść/wyjść. 

  Symulator wejść/wyjść cyfrowych IO SIM (rys. 8). 

 

Rys. 8. Symulator wejść/wyjść cyfrowych. 

Symulator  wejść/wyjść  po  dołączeniu  do  jednego  z  portów  wejść/wyjść  cyfrowych 

interfejsu  EasyPort  może  być  wykorzystywany  do  testowania  działania  wybranego 

procesu wirtualnego. 

Układ  połączeń  poszczególnych  urządzeń  tworzących  stanowisko  laboratoryjne  jest 

przedstawiony na rys. 9. 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

7 

 

Rys. 9. Układ połączeń stanowiska laboratoryjnego. 

 

3.3. Oprogramowanie 

  EasyVeep 2.18 (rys. 10). 

 

Rys. 10. Ekran wyboru modułów oprogramowania EasyVeep 2.18. 

  Step 7 Lite (rys. 11). 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

8 

 

Rys. 11. Ekran konfiguracji sprzętowej oprogramowania Step 7 Lite. 

 

4. PROGRAM ĆWICZENIA – WYKAZ ZADAŃ DO REALIZACJI 

  Zapoznanie się z komponentami stanowiska laboratoryjnego. 

  Konfiguracja sprzętowa sterownika PLC. 

  Wybór procesu, dla którego realizowane będzie sterowanie. 

  Opracowanie  algorytmu  oraz  jego  implementacja  w  postaci  języka  drabinkowego  w 

sterowniku PLC. 

  Przetestowanie poprawności działania programu. 

 

5. PRZYKŁAD REALIZACJI ZADANIA 

5.1. Sterowanie siłownikiem pneumatycznym 

Poniżej  przedstawiono  implementację  algorytmu  prostego  sterowania  pneumatycznym 

siłownikiem dwustronnego działania. Wciśnięcie przycisku monostabilnego ma spowodować 

wysunięcie  się  tłoczyska  siłownika  z  położenia  spoczynkowego  do  położenia  określonego 

czujnikiem krańcowym, po czym tłoczysko wraca do położenia spoczynkowego. 

W  pierwszej  kolejności  należy  uruchomić  oprogramowanie  Step7  Lite  i  wykonać 

konfigurację sprzętową dostępnego sterownika (rys. 11). 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

9 

W następnej kolejności należy uruchomić oprogramowanie EasyVeep i dokonać konfiguracji 

sprzętowej w zakładce Settings (rys. 12). 

 

Rys. 12. Konfiguracja sprzętowa oprogramowania EasyVeep. 

W kolejnym kroku należy przejść do zakładki Modules i wybrać wirtualny proces, którym ma 

sterować sterownik PLC (rys. 13). 

 

Rys. 13. Wybór wirtualnego procesu – zakładka Modules. 

W zakładce Modules można znaleźć dokładny opis wybranego procesu wirtualnego. Ponadto 

podana  jest  informacja  ile  wejść  i  wyjść  cyfrowych  jest  wykorzystywanych  oraz  jakie 

urządzenia  są  do  nich  przyłączone.  Przypisanie  wejść  i  wyjść  cyfrowych  do  konkretnych 

urządzeń jest również przedstawione w zakładce Conn (rys. 14). 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

10 

 

Rys. 14. Przypisanie wejść i wyjść cyfrowych w wybranym procesie. 

W  tym  momencie  można  przystąpić  do  sporządzenia  tabeli  symboli  dla  sterownika  PLC  w 

środowisku  Step  7  Lite  (rys.  15).  Tabela  ta  ułatwia  programowanie  sterownika  poprzez 

zastąpienie adresów rzeczywistych wejść i wyjść adresami symbolicznymi. 

 

Rys. 15. Sporządzenie tabeli symboli sterownika PLC. 

W  celu  zasymulowania  wybranego  procesu  należy  przejść  do  zakładki  Display  w 

oprogramowaniu  EasyVeep  (rys.  16).  Stany  wyjść  cyfrowych  można  zmieniać  za  pomocą 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

11 

myszy  klikając  na  przyciski  A0-A15,  a  stany  wejść  i  wyjść  można  obserwować  na 

wirtualnych lampkach. Ponadto można obserwować animację zachowania procesu. 

 

Rys. 16. Sporządzenie tabeli symboli sterownika PLC. 

Mając dokładne rozeznanie jak powinien działać wybrany układ należy opracować algorytm 

sterowania  i  zaimplementować  go  w  języku  drabinkowym  w  oprogramowaniu  

Step7 Lite (rys. 17). 

 

Rys. 17. Implementacja algorytmu w postaci programu w języku drabinkowym. 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

12 

Aby  zweryfikować  poprawność  napisanego  programu  należy  go  załadować  do  sterownika, 

przełączyć  sterownik  w  tryb  RUN,  a  następnie  przełączyć  program  EasyVeep  na  zakładkę 

Emulate  (rys.  18).  Następnie  należy  kliknąć  myszką  wirtualny  przycisk  znajdujący  się  w 

dolnej części ekranu i obserwować poprawność działania układu poprzez obserwację animacji 

oraz stanów wejść i wyjść sterownika PLC. 

 

Rys. 18. Weryfikacja poprawności działania algorytmu realizowanego przez sterownik PLC. 

 

6. RAPORT 

Raport z przeprowadzonego ćwiczenia laboratoryjnego powinien zawierać: 

  Opis wybranego procesu wirtualnego 

  Przebieg ćwiczenia (główne czynności). 

  Listing  (zrzut  ekranowy)  napisanego  programu  sterownika  PLC  wraz  z  dokładnymi 

komentarzami. 

  Podsumowanie i wnioski. 

 

7. PYTANIA 

1.  Jaka jest geneza języka schematów drabinkowych LD ? 

2.  Jakie są podstawowe elementy obwodów w języku LD ? 

 

LITERATURA 

1.  Kasprzyk  J.:  Programowanie  sterowników  przemysłowych.  Wydawnictwa  Naukowo-

Techniczne, Warszawa 2006. 

AUTOMATYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH – instrukcja do 

ćwiczenia laboratoryjnego 

 

 

 

 

Programowanie przemysłowego sterownika PLC w języku schematów drabinkowych LD 

13 

2.  Simatic S7. Programowalny sterownik S7-1200. Podręcznik systemu. 

www.siemens.com

. 

3.  Simatic. TIA Portal STEP 7 Basic V10.5. Getting Started. 

www.siemens.com

 

4.  Simatic. Function Block Diagram (FBD) for S7-300 and S7-400 Programming. Reference 

Manual. 

www.siemens.com

 

5.  Programowanie  przemysłowego  sterownika  PLC  w  języku  funkcjonalnych  schematów 

blokowych  FBD.  Automatyzacja  Procesów  Technologicznych  -  instrukcja  do  ćwiczenia 

laboratoryjnego, Katedra Mechatroniki, 2011 

 

 

Opracowanie: Damian Krawczyk 

Gliwice 2011