梯形图（LAD）是 PLC 编程的最佳可视化语言。它的外观很类似于继电器电路图。所以，倘若你对继电器控制以及电子电路有所知晓，那么学习它就会十分容易。

在这个教程里，我们要学习与使用梯形图来进行 PLC 编程相关的知识。现在，我们开始吧！

相关链接：PLC梯形图逻辑实战 | PLC编程学习交流群

什么是梯形图

梯形图是一种 PLC 编程语言，它还被称作梯形逻辑。之所以叫梯形图，是因为这种程序由一条条水平线组成，其样子很像梯子。

梯形图是为电气工程师所发明的。它属于一种图形化的编程语言。这表明编程的过程并非使用文本，而是对各种不同的图形符号进行组合。因为目标用户是电气工程师，所以采用的符号与电路符号极为相似，这样便于电气工程师理解。

梯形图主要用于位逻辑操作。它的规范是由相关方负责制定的。所以，梯形图是一种标准化的 PLC 编程语言，其标准为 IEC -3。

如何阅读梯形图

梯形图和电路图存在一个区别，这个区别在于编制绘制的方法不一样。梯形图一般是从左到右、从上到下进行编制，之所以这样，是因为：

1.更容易读图

我们的眼睛会自然地从左向右去读图，接着会继续移到下一行，这种情况就如同你在阅读时所发生的那样。

2.易于在计算机上编制

在计算机上编制梯形图时，能够一次编制一行。随着绘制出越来越多的行，这些行会叠加在一起，呈现出像梯子一样的样子。查看行数众多的梯形图的最好方式，是沿着屏幕上下进行滚动。

3.执行的顺序

执行的顺序即 PLC 运行梯形图的先后顺序，最后一个原因与之相关。更确切地讲，是梯形图中的指令依次执行的方式：PLC 通常从梯形图的顶部开始，接着依次往下执行。

梯形图与电路图看起来极为相似。大多数人在开始学习编制梯形逻辑图时是这样的。然而，两者还是存在一些不同之处，主要的差异体现在以下几个方面：

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，首先映入眼帘的是两条竖线。在这两条竖线之间进行梯形图的编制。其中，每一条水平线都被称作一个 Rung（横线）。

梯形逻辑符号被放置在这些水平线上，如你在上图所见。我在每一个水平线上都标记了数字，这样便于理解 PLC 执行梯形逻辑的方式。你或许听说过 PLC 扫描时间或扫描周期，简单来讲，PLC 首先会扫描其输入，接着执行程序，最后设置输出。

但是PLC如何执行我们的梯形逻辑？

一次一条水平线。

梯形逻辑有一条很重要的规则：PLC 每次只能执行一条水平线，接着才能执行下一条。实际上，PLC 每次只能执行一个逻辑符号。

编写梯形逻辑

梯形逻辑中的每个符号都代表着一个指令，乍一看这会让人感到相当困惑。不过你不用担心，我会用简单的例子来进行解释。我给你举一个简单的实例，在这个实例中会引入两个梯形逻辑符号。

那么，这些符号或指令到底是什么？

它们属于基本的逻辑指令，能够让你构建出一小段逻辑，也就是你的 PLC 程序。倘若你仔细查看下面的示例，就可以发现两个指令（符号）：

闭路检查指令

第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，其意思是用于检查某一条件是否得以满足，比如检查某一数据位是否处于 ON 的状态。

闭路检查指令的作用是检查某个地址的特定位。在上述图中，所指的是一个数字输入的特定位。同时，它还可以是内存位，甚至是输出位。

闭路检查指令被称作常开指令。它在本质上与电路中的常开触点相似。所以，它能够对应于一个点动开关。

需要指出的是，每个闭路检查指令都需要在 PLC 中设置一个地址。

输入是 PLC 中的内存点位，输出也是 PLC 中的内存点位。在上述示例里，闭路判断指令将地址 I0.0 设定为条件，此地址属于 PLC 的第一个输入。

其工作原理如下：

PLC 扫描周期开始时，PLC 首先会检查所有输入的状态。接着，它会把输入状态（0 或 1）写入内存中。如果输入是 LOW，那么对应的内存位置就会被置为 0；如果输入是 HIGH，对应的内存位置就会被置为 1。

输出线圈指令

每个指令在 PLC 内存中都有其自身的位置，PLC 会把指令的结果存储进去。若要知晓 PLC 使用结果去做什么，那就让我们来看下一个指令吧。

输出线圈指令用来打开或关闭一个数据位。

你可以看到，这个符号处在水平线的右侧，其含义是（在同一水平线上）之前的指令会成为该指令的条件。在我们所举的例子里，之前的指令是闭路检查指令。

让我们检查下该指令的最终结果，来了解其工作过程：

PLC 进行扫描操作，从输入开始。接着进行 I0 字节的程序执行，其中包含 I0.0 这个元素，然后得出 Xic 结果。

在上述动画里，你能看到 PLC 首先对所有输入进行扫描，接着把输入状态存储到内存中。其中，一个内存字节由彼此相邻的 8 位构成。

PLC 保存所有输入状态后，程序开始运行。第一个要执行的指令是闭路检查指令，此指令的结果与内存位状态相同。这就是该指令被称作常开指令的缘由。在正常状态下（内存位为 0），触点保持常开，结果为 0；而如果内存位为 1，触点将闭合，结果也变为 1。

最后，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，输出线圈指令是以使用前序指令的结果作为条件的。这被称作 RLO（逻辑操作结果）。该逻辑操作结果被保存在 PLC 内存里的特定位置。在西门子 S7 系列 PLC 中，此位置被称作状态字。

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。

PLC 中的所有数字输出都映射到内存地址。我们把这些数字输出称为输出位。所以地址 Q0 对应着 Q0.0 到 Q0.7。输出线圈指令的结果会被写入内存位 Q0.0。

PLC 执行完整个程序后，它会设置输出。每个输出都会被设置成与输出内存位相同的状态。

扫描周期这一概念很重要。在编制梯形逻辑时，你一定要记住它。不然，你的程序可能会出现奇怪的行为。我们会在下一个示例中展示这一情况，并且会引入 3 个新的梯形逻辑指令。

输出锁存

在前面的示例里，我们学会了怎样读取数字输入的状态，并且能把数字输出设置为相同的状态。要明确的是，数字输入是一个暂态按钮，因为其内部有个弹簧，这就表明只有在一直按下按钮时，它才会保持激活状态。

上面的梯形图能够正常工作。然而，你或许会注意到，只有在输入被激活时，输出才会被激活。所以，你必须一直用手指按住按钮，这样输出才能保持激活状态。但是试想一下，如果输出控制的是通风系统中的风机，那么要求操作员一直按着按钮就显得很不合理了。我们需要找到一种办法，以便在操作员已经松开按钮的情况下，仍然能够保持输出激活。

在梯形逻辑中，有两种办法实现这一点：

如果你熟悉电路，就会发现这与某种情况很类似。这杯被称为锁存，也被称为自我保持。

这个名称把它的工作原理给揭示出来了，即线圈会维持自己在前一个扫描周期所具有的状态。接下来我们进行单步分析：

当 PLC 首次运行这个梯形逻辑程序（即按下按钮时），输出会被激活，情况如同前一个例子。在后续运行逻辑时，有趣的事情发生了。由于这是一个暂态按钮，它不会一直处于激活状态。依据 PLC 程序的运行总时长，按钮有可能在第二次、第三次或第四次运行时不再处于激活状态。

让我们进入按钮释放之后的第一个扫描周期。

输出处于激活状态，是因为上一个扫描周期按下了按钮。此时 PLC 会再次读取输入并将其存入对应的内存位。内存位 I0.0 这次会存入“0”。所以 I0.0 的闭路判断指令结果为“0”。

你可以看到，存在另一个并行的闭路判断指令。此指令的条件是输出内存位，所以其结果为 true 或“1”。这是因为输出仍处于激活状态。只要输出内存位是“1”，输出就会被激活，就如同它自己的条件一样。

自保持指令与其他指令并联的原因是要构造一个 OR 条件。在这个示例里，I0.0 或者 Q0.0 只要有一个为 true，就会激活输出。

开路检查指令

你刚学会了怎样编制一个有用的 PLC 梯形图程序。有一个能激活输出的按钮。在我们的示例里，这个按钮可能是与一个风机相连的触点，并且输出能够自保持。

但是这个程序有个问题，怎么关掉风机？

我们期望能够再次使风机停止运转。其中一种较为简单的方式是添加一个停机按钮，这个按钮会与 PLC 的第二个输入相连接，并且它的内存地址是 I0.1。

问题是，我们应该使用何种指令来设置停机按钮？更为重要的是，我们应当把它放置在梯形图的哪个位置？

第一个问题的答案是开路检查指令，这是另一个梯形逻辑指令，它的样子如下：

这个指令的工作方式与闭路检查指令不同，它导致了条件的反转。也就是说，当条件是“0”时，结果就会是“1”；而当条件是“1”时，结果就会是“0”。

你思考一下就会明白，这正是我们期望停机按钮去做的事情。若要关闭输出线圈，就必须给出“0”这个条件。

现在是第二个问题，在哪里放置这个指令？

如果不这样做，当停机按钮被按下时，依然会输出“1”。

现在，梯形逻辑如下：

你能够看到开路检查指令把它条件的反转结果传递给了输出线圈。若要让输出再次被激活，就必须再次按下启动按钮。

在上述示例里，我运用了一个开路判断指令当作停机按钮。这并非是良好的实践！

我们最终遵循最佳实践，修改后的梯形图如下：

我们修改了指令，然而梯形图的运行并未发生变化。这是由于我们也对物理停机按钮的工作方式进行了修改。

原文： for