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时间：2023-06-20

作者：浔之漫智控技术(上海)有限公司

PLC编程入门之梯形图

梯形图(LAD)是PLC编程的佳可视化语言，它看起来非常类似于继电器电路图，因此如果你对继电器控制和电子电路有所了解的话，那么学起来会非常容易!

在这个教程中，我们将学习关于使用梯形图进行PLC编程的有关知识。现在，让我们开始吧!

什么是梯形图？

梯形图是一种PLC编程语言，也被称为梯形逻辑(Ladder Logic)。之所以称为梯形图，是因为这种程序由一条条水平线构成，看起来很像梯子。

梯形图是为电气工程师发明的，它是一种图形化的编程语言，这意味着编程的过程不是采用文本，而是组合各种不同的图形符号，由于目标用户是电气工程师，因此采用的符号非常类似于电路符号，以便于电气工程师理解。

梯形图主要用于位逻辑操作，其规范有PLCOpen负责制定，因此梯形图是标准化的PLC编程语言，该标准为IEC 61131-3。

如何阅读梯形图？

梯形图和电路图的一个区别在于编制绘制方法不同。梯形图通常从左到右、从上到下编制，原因在于：

1.容易读图

我们的眼睛自然地从左向右读图，然后继续到下一行，就像你阅读的时候一样。

2.易于在计算机上编制

当在计算机上编制梯形图时，你可以一次编制一行。当绘制出越来越多的行时，它们将叠加在一起，看起来就像一个梯子。查看一个行数众多的梯形图的佳方式，就是沿着屏幕上下滚动。

3.执行的顺序

后一个原因在执行的顺序，也就是PLC运行梯形图的先后顺序，确切的说，就是梯形图中的指令如何依次执行：PLC总是从梯形图**部开始，然后依次向下执行。

梯形图看起来非常像电路图。大多数人也是这样开始学习编制梯形逻辑图的。但是还是有一些不同之处，主要的差异在于：

PLC每次执行梯形图的一行，然后才继续下一行

电气系统则是许多回路同时

了解了这些关键的区别，现在让我们开始学习梯形逻辑。

梯形图基础

创建梯形图时，你首先看到的就是两条竖线，就是在这两条竖线之间进行梯形图的编制，其中每一条水平线被称为一个Rung(横线)：

梯形逻辑符号就放置在这些水平线上，正如你在上图中看到的，我在每一个水平线上标记了数字，以便于理解PLC是如何执行梯形逻辑的。你可能听说过PLC扫描时间或扫描周期，简单地说，PLC首先扫描其输入，然后执行程序，后设置输出。

但是PLC如何执行我们的梯形逻辑?

一次一条水平线。

这可能是梯形逻辑的重要的一条规则：PLC一次只能执行一条水平线，然后才是下一条。实际上， PLC只能一次执行一个逻辑符号。

编写梯形逻辑

梯形逻辑中的每个符号都是一个指令，初看起来这相当令人困惑。但是别担心，我将用简单的例子加以解释。让我给你一个简单的实例，在这个例子当中将引入两个梯形逻辑符号。

那么，这些符号或指令到底是什么?

它们是基本的逻辑指令，让你可以创建一小段逻辑，也就是你的PLC程序。如果你仔细看下面的示例，可以看到两个指令(符号)：

闭路检查指令

一个指令被称为闭路检查，指令的符号看起来是这样：

这是一个条件指令，意思是说这个指令用来检查某个条件是否满足，例如检查某个数据位是否处于ON的状态。

闭路检查指令用来某个地址的特，在上图中指的是一个数字输入的特定位，它也可以是内存位，甚至是输出位。

闭路检查指令也被称为常开指令，基本上它类似于电路中的常开触点，因此可以对应于一个点动开关。

需要指出的是，每个闭路检查指令必须要设置PLC中的一个地址。

输入和输出都是PLC中的内存点位。在上面的示例中，闭路判断指令设置地址I0.0作为条件，这个地址属于PLC的一个输入。

其工作原理如下：

当PLC扫描周期开始，PLC将首先检查所有输入的状态，然后将输入状态(0或1)写入内存中，如果输入是LOW，那么对应的内存位置位0，如果输入是HIGH，则对应的内存位置为1.

输出线圈指令

每个指令本身在PLC内存中也有个位置，PLC会将指令的结果存入。要了解PLC使用结果做什么，让我们看下一个指令：

输出线圈指令用来打开或关闭一个数据位。

正如你看到的，该符号位于水平线的右侧，意思是(同一水平线上)之前的指令作为该指令的条件。在我们的示例中，之前的指令就是闭路检查指令。

让我们检查下该指令的终结果，来了解其工作过程：

PLC 扫描 | 输入 -> I0 字节

程序执行 | I0.0 -> Xic结果

在上面的动画中，你会看到PLC首先扫描所有的输入，并将输入状态存入内存。一个内存字节是彼此相邻的8位。

一旦PLC保存了所有输入的状态，程序将开始运行。一个要执行的指令是闭路检查指令，该指令的结果与内存位状态一致 —— 这也是该指令被称为常开指令的原因 —— 在正常状态 (内存位为0)，触点将保持常开，结果将为0，但是如果内存位为1，触点将闭合，结果也变为1。

后，让我们看这条线的输出：

XiC结果 -> 输出线圈

输出线圈 -> 输出字节

现在，输出线圈指令使用了前序指令的结果作为条件。这被称为RLO(逻辑操作结果)。逻辑操作结果保存在PLC内存中的特定位置。在西门子S7系列PLC中，这个位置被称为状态字。

在PLC术语中，一个WORD是16位，或2个字节。

输出线圈指令很简单，它只是将其结果设置为与条件相同的值。

在PLC中所有的数字输出也映射到内存。我们将其称为输出位，因此Q0对应Q0.0 - Q0.7. 输出线圈指令的将被写入内存位Q0.0。

当PLC执行完整个程序，它将设置输出。每个输出被设置为与输出内存位一致的状态。

扫描周期这个概念非常重要，当你在编制梯形逻辑时一定要记住。否则你的程序可能会有奇怪的行为。我们将在下一个示例中展示这一点，同时引入3个新的梯形逻辑指令。

输出锁存

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