PLC梯形图编程的4大基本概念，你了解多少？

梯形图是使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。梯形图与电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。

梯形图编程中，用到以下四个基本概念：

1、软继电器

PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为"1"状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈"通电"，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的"1"或"ON"状态。如果该存储单元为"0"状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为"0"或"OFF"状态。使用中也常将这些"软继电器"称为编程元件。

2、能流

左右母线是一个直流电源的正负极，左母线是接正极，右母线接负极，电流沿着梯形图，从左母线流到有母线，形成一条回路，这里所谓的"电流"就是"能流"。这是一种虚拟的电流，只在程序中让初学者容易理解而发明出来的。现实中并不存在 只是一个概念而已。

如图1所示触点1、2接通时，有一个假想的"概念电流"或"能流"(Power Flow)从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯形图。图5-1a中可能有两个方向的能流流过触点5（经过触点1、5、4或经过触点3、5、2），这不符合能流只能从左向右流动的原则，因此应改为如图5-1b所示的梯形图。

a）错误的梯形图 b）正确的梯形图

3、母线

梯形图两侧的垂直公共线称为母线(Bus bar)，。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有"能流"从左向右流动。右母线可以不画出。

4、梯形图的逻辑解算

根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行的。解算的结果，马上可以被后面的逻辑解算所利用。逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值，而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。

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PLC梯形图编程很low？我劝你一定要看看这篇

在咱们工控论坛上，潜藏着众多技术资深大咖，讨论起技术来，可从来都没废话。

对于PLC梯形图编程，论坛网友lvpretend有话要说：

论坛上对于编程语言梯形图与结构化文本的争论从来没有停过，有些技术人员认为梯形图是比较LOW的语言，文本才是高大上和未来的发展方向。为此，我要发表一点个人看法。

我系统地学习编程语言的时间顺序是MCS51汇编、X86汇编、C/C++、梯形图（学梯形图之前对继电控制就已经非常熟悉了）。由于MCS51汇编学得不错，这导致我很喜欢用置位和复位指令。汇编、C都干过项目，以前还经常用C来解决问题（Borland C时代），太长时间不用，现在也生疏了。

要理解PLC梯形图就必须知道PLC的由来。我搬运汇总了一些外网资料，错的地方请大家指出，我英文很渣，不足的地方还请大家进行补充。

在没有PLC的时代控制柜是这样的。这个是老式电梯的控制柜，其实不算复杂。

想起刚参加工作时，厂里有条80年代国产全自动化生产线，做工非常好。压力温度50点左右，电机30台左右，主控柜（4门）加操作台足有8米的宽度，远程控制柜宽1.5米，柜前柜后双面安装，指针温度压力表，全继电控制。据说A3图纸有一本字典的厚度（我没看到过）。我参加了生产线改造，主控柜控制线就拆了3大箩筐。这要排查故障，想想头皮都发麻！看看典型的继电原理图，我把它旋转了90度。

是不是和梯形图一样一样的？

1968年美国通用汽车液压部门搞了个“Standard Machine Controller”（标准机器控制器项目），目的就是改变故障率居高不下的继电控制系统。好几家公司参与，1969年最后搞出来拿去测试的只有三家：

DEC：Digital Equipment Corporation（数字设备公司），提供型号PDP-14。编程设备是PDP-8计算机，实际上PDP-14是PDP-8的工业接口。这家公司巨牛。下图是PDP-8。

我没有找到PDP-14的照片，上图是PDP-14的一个主要部件。

3-I：Information Instruments Inc.（信息仪器公司），提供型号PDQ-II。这家公司在这个项目后很快就被AB收购了。所以罗克韦尔也说PLC是他们发明的，这也是没什么问题。

DEC和3-I是计算机公司，与通用汽车液压部门很早就有合作，标准机器控制器项目之前就已经把计算机用于通用生产线监控了。

Bedford Associates：提供型号084，其实是他们公司第84个项目。他们是工程公司，其实在1967年就开始着手这方面的工作了，后来成立了设备制造公司就是大名鼎鼎的 莫迪康MODICON(Modular Digital Contraller模块化数字控制器)。

脑洞大开，有没有！

DEC和3-I提供的控制器更像是计算机，（DEC也有基本的梯形指令），但编程很麻烦，需要返厂。而Bedford必定是搞工程的，他们很懂继电控制，所以084从一开始就以继电控制原理来开发，梯形图就是它的编程语言，通过插入编程单元就可以编程。

1年后，084赢了。

当然那个年代还不能输入图形，而是手工解析梯形图，所以梯形图对于084来说就是“继电控制描述语言”。用今天的话来说，梯形图就是工控行业的HDL硬件描述语言！而其它厂家发现梯形图逻辑清晰，本就熟悉继电线路的电气人员特别容易掌握，所以纷纷都开始支持梯形图编程。其实。同时代还有其它厂家也搞出了基本相同的控制器，制造继电器的厂商Struthers-Dumm的VIP-521，搞液压的Vickers的PC-1000。但是由于MODICON设备可靠，梯形图太方便，所以一举成名。1976年AB公司申请了PLC的专利名称（

PLC是AB公司1976年的专利名称，不是莫迪康的），后来PLC就成了设备名称了，就好像吉普车对于JEEP公司。

可以说，没有梯形图就没有PLC 。回到现在，梯形图编程过失了吗？当然没有！对于处理逻辑量，还有什么能比图形化的梯形图更易于理解的呢？40年前没有，现在也没有？图形编程最大的优势是传递的信息量大，人识别图形的能力远胜于识别文字，而梯形图能二值化图形元素，避免了人识别图形时的模糊性。说白了，就是简单！ 梯形图更与时俱进，现在的被控对象已经远非40年前简单的开关量，梯形图也在发展。比如，梯形图最受病垢的数学计算，现在不是也有厂商开始支持梯形图直接数学表达式输入了吗？我想，硬件描述简单、与时俱进，这才是梯形图长盛不衰的核心原因。梯形图相对于文本有什么不能做的吗？我认为没有什么是文本做得了而梯形图做不了的！你把文本加个框就是梯形图。学文本编程吗？当然需要！要不然那么多不懂继电控制从软件转工控的人编写的程序我们如何看懂呢？还有触摸屏、机器人、运动控制等非PLC设备，我们如何玩得溜呢！大家也可以了解下，可视化编程语言（VPL）和低代码开发平台（LCDP）的概念和发展，对理解编程语言发展有一定帮助。

分割线

此贴子一发，也引起论坛网友的大量关注和讨论：

1056128144 ： 梯形图最令我讨厌是整屏显示不了几行。注释能有在每行后面的吗？显示屏基本都是二十几吋了。

gk_0 ： 我就是喜欢梯形图，逻辑性强，除了数学运算的不太直观以外，好像没有啥缺点么

bnnyygy ： 大小不是关键，分辨率才是关键。普通笔记本1366*768，现在新笔记本一般1920*1080,或者更好点的是2K分辨率。

蜀中之首： 在80年前后（记不太清具体哪年），无线电杂志出过连载，关于可变逻辑控制电路，矩阵二极管，利用其特性用短线组成控制逻辑，减少继电器配线达到修改控制工艺。

记得最早也叫PC，为了与电脑区别就用了PLC，可变程序逻辑控制器。梯形图的出现就为了接地气，普通电气工人也看得懂，恐怕还要保留很久。

lvpretend： 好像Struthers-Dumm走的是二极管矩阵的路子。原来PLC被AB申请了专利，估计其它厂家只能称为PC，后来专利到期了PLC就成了通用名称。

cvlsam ： 您说少了，从第一台PLC开始就有梯形图了。

pqsh ： 我不支持文本编程，始终认为文本编程是个中间过程，只是由于编程环境平台能力不够的原因。人们应该直接表达诉求，而不是通过代码。同样的，在网站制作方面，大咖们是十分鄙视fp、dw的。而我觉得不可想象。一个丰富的网页，竟然是代码敲的，这得多么变态啊？当然，在实现复杂功能时，表达更准确时，确实需要文本(文字)。但是，触摸屏、机器人、运动控制、将来也应该发展到不需要或者少需要文本。至少，触摸屏和工控上位，是避免用文本(脚本)的。

微鑫科技 ： 真正的高级控制器是无法用梯形图去编程的。例如：机器人、视觉识别系统，一些对实时性高、精度高、高速运行、高运算量的设备等，是PLC无法的胜任的。只是说PLC的编程思想比较适合电工，简单而已。真要说运行效率，还没有单片机高；同样的PLC，一个采用梯形图编程，一个采用C语言编程，我想C语言的执行速度要高于梯形图的，但是编程时间上来说，梯形图要大大缩短周期，并且后期容易维护，想增加个功能什么的，修改起来简单，这个就是梯形图的优点，再一个就是高级语言对于电工来说是个头疼的事，不如梯形图好学。

lvpretend ： 恰恰相反，梯形图的执行效率比文本高。早期的梯形图与指令表（汇编）是对应关系，即使到现在梯形图仍然比文本有更高的效率，原因就是因为梯形图是硬件描述语言，PLC的处理器设计会专门针对梯形图做优化。而梯形图借PLC的众多受众和图形化的特点也向非PLC控制器扩展(大名鼎鼎的树莓派都支持梯形图编程了），大有成为一种通用语言的态势。文本作为当下编程语言拥有最大的用户群，向PLC扩展也不会停下脚步，随着小型PLC处理器处理能力的增长，肯定很快也会普及文本编程。

dffeifei110 ： 逻辑控制用梯形图方便，我选择梯形图，文本语言用于数据交换更好用，各有千秋吧，当然也与个人习惯有关。

MIC小赖 ： IEC61131-3定义了常用的5种编程语言就说明其各有好处，而且对我来说，固守一个东西本身就是作死。但是也不可能完全放弃一个东西，除非是真正意义上技术的淘汰。

乌龟船长 ： 梯形图还是很有市场的，大众、通用的标准程序大部分仍然用梯形图，当然也有SCL等等其他语言。

chengzheng ： 信息量太大了。搞了这么多年，还是第一次看到。

A.M ： 梯形图对于维护来说可真是噩梦…整屏显示不了多少，上下反反复复看逻辑…梯形图是给电工看的，有了这个电工随时可以转行编程。但是用梯形图编上万点的项目想也不敢想…肯定会累死。

人类群星闪耀时 ： 好像最早兴起的商业化PLC是AB的PLC-2/3那一批，不过国内我还没见过，只见过PLC-5，AB的营销路子有问题。

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