CPM2AH系列PLC的梯形图编程方式

    梯形图编程语言习惯上简称梯形图。它沿袭了继电器控制电路的形式，也可以说，梯形图语言是将电气控制系统中常用继电器、接触器逻辑控制符号简化而演变过来的，具有形象、直观、实用、电气技术人员容易接受等特点，是目前用得最多的一种PLC编程语言。图3-1所示为具有正反转控制功能的继电器控制电路图与对应的PLC梯形图程序，它们有着诸多相似之处，例如电路结构形式大致相同，而实现的控制功能则完全相同。

    由图3-1不难看出梯形图是PLC模拟继电接触器控制系统的编程方法。与继电接触器控制电路相似，梯形图也是由触点、线圈或功能方框等元素构成，梯形图中左、右两边的垂直竖线称之为左、右母线（PLC梯形图中的右母线有时也可以省略不画），其功能类同于继电接触器控制系统中的电源线。梯形图中的各类常开、常闭触点及线圈的功能也类似继电接触器控制系统中的实际按钮触点。

    画梯形图时，从左母线线开始，经过触点和线圈（或功能方框），终止于右母线。在梯形图中，可以把左母线理解为提供能量的电源线。触点闭合可以使能量流过，直到下一个元件；触点断开则阻断能量流过。这种能量流称之为“能流”。实际上，梯形图是PLC的CPU仿效继电接触器控制电路图，使来自“母线”的“能流”通过一系列的逻辑控制触点，根据逻辑运算结果决定逻辑输出的逻辑运算过程。

    图3-1    继电接触器控制电路与梯形图控制程序的比较

   (a)继电接触器正反转控制电路；(b)正反转梯形图控制程序

    梯形图中，每个输出元素（线圈或方框）可以构成一个梯级。每个梯形图程序由一个或多个梯级组成。每个梯级由一个或多个支路组成，并由一个输出元件构成，但右边的元件必须是输出元件（输出继电器线圈或时间继电器线圈等）。例如图3-1 (b)中梯形图由两个梯级组成，梯级1、2中各有5个编程元件（0.00、0.03、0.01、10.02触点、10.01线圈；0.00、0.03、0.02、10.01触点、10.02线圈），其中最右边的10.01、10.02分别为输出元件（线圈）。

    梯形图控制程序与继电接触器控制电路虽然有相似之处，但却不是绝对的一一对应关系。由于PLC的结构、工作原理与继电接触器控制电路的不同，因而梯形图控制程序与继电接触器控制电路两者之间又存在着一些差异。

   (1) PLC采用梯形图编程是模拟继电接触器控制系统的表示方法，因而梯形图中各元器件也沿用了继电接触器控制系统中的叫法，称之为“（软）继电器”。但是梯形图中的“软继电器”并非真实的物理继电器，每个“软继电器”各自均为PLC存储器中的一个“位寄存器”，有两种相反状态，相应位的状态为“1”时表示该继电器线圈“得电”，状态为“0”时则表示该继电器线圈“失电”，因此称其为“软继电器”。用“继电器”表示PLC中的元器件就可以按继电接触器控制系统的形式来设计梯形图程序。

   (2)梯形图程序中流过的“电流”也并非真实的物理电流，而是“能流”，它只能按“从左到右”、“从上到下”的规则流动。“能流”不允许倒流。“能流”到达则对应线圈得电接通。其实“能流”只是用户程序运算中满足输出执行条件时的形象表示方式而已。“能流”流向的规则是为了顺应PLC扫描是“从左到右”、“从上到下”的顺序进行而规定的。但是继电接触器控制系统中电流则是真实的物理电流，是可以用电流表测量出来的，其流动方向也是可以根据外加电源的实际情况自由流动。

   (3)梯形图程序中的常开、常闭触点不是实际的物理触点。它们只是反映与现场物理开关的状态相对应的输入、输出映像寄存器或数据寄存器中的相应位的状态，在PLC中认为常开触点是对位寄存器状态进行“读取”操作，而常闭触点则是对位寄存器进行“取反”操作。

   (4)梯形图程序中的线圈不是实际物理线圈，无法用它来直接驱动现场元件的执行机构。输出线圈中的状态会直接传输到输出映像寄存器的相应位中去，然后用该输出映像寄存器位中的状态“1”（高电平）或“0”（低电平）去控制输出电路中相应电路，并经功率放大之后去控制PLC的输出器件（继电器、晶体管或可控硅），进而使其触点通断来控制外部现场元件的执行机构。

   (5)在编制梯形图程序时，PLC内部继电器的触点原则上可以无限次调用，因为存储单元中的位状态可重复读取；而继电接触器控制电路中的继电器触点数是由继电器的结构形式决定，因而也会随着结构形式的确定而固定下来，其数量是有限的。要特别强调的是，在PLC中一般情况下在同一梯形图程序中线圈通常只能调用一次，因此应尽量避免重复使用同一地址编号的线圈（重复线圈会导致输出结果的不确定性）。