一、可编程控制器的编程语言

PLC是专用于工业控制的装置，产品的主要使用对象是工厂电气技术人员，为了适合他们的传统习惯和掌握能力，通常PLC采用梯形图语言、助记符语言、逻辑功能图语言和某些高级语言编程。
1、梯形图语言
    梯形图表达式是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电气操作原理图相呼应，它形象、直观和实用，为电气技术人员所熟悉，是PLC的主要编程语言。
    图7-1（a）是继电器控制系统中典型的起动、停止控制电路，也可以理解为电器控制梯形图。图（b）是将图（a）的继电器控制梯形图转化为PLC控制的梯形图，从图（a）和图（b）可以看出如何将继电器控制系统中的电器控制梯形图转变为PLC控制系统的梯形图。由图7-1可以看出两种梯形图基本表示思想是一致的，具体表达方式有一定区别。PLC的梯形图使用的是内部继电器、定时/计数器等，控制功能是由软件实现的；而电器控制系统的继电器梯形图是用电线将控制元件连接起来，是硬连接，控制功能是硬件实现的。可以看出图7-1中两种梯形图的本质区别。
    梯形图由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成，最右边的元素必须是输出元素。简单的编程元素只占用1条支路（例如常开/常闭接点，继电器线圈等），有些编程元素要占用多条支路（例如矩阵功能）。在用梯形图编程时，只有在一个梯级编制完整后才能继续后面的程序编制。PLC的梯形图从上至下按行绘制，两侧的竖线类似电器控制图的电源线，称作母线，每一行从左至右，左侧总是安排输入接点，并且把并联接点多的支路靠近最左端。输入接点不论是外部的按钮、行程开关，还是继电器触点，在图形符号上都只用常开“-||-”和常闭“-||-”，而不计及其物理属性，如图7-13所示，输出线圈用圆形表示，如图7-14所示。
    在梯形图中每个编程元素应按一定的规则加标字母数字串，不同的编程元素常用不同的字母符号和一定的数字串来表示。

 

 

 2、梯形图画法
    由于梯形图编程方法是从继电器控制系统继承而来的，因而它最大限度地保持了继电器系统的特征。
    梯形图中的符号：各种型号的PLC基本指令基本相同或相似，主要有输入、输出指令，定时、计数指令，逻辑运算指令。梯形图中有四类符号。
    （1）触点符号。外部输入元件的触点，如继电器、按钮、行程开关、接近开关等元件的常开触点与常闭触点，及PLC内部继电器、输出继电器、定时器、计数器的常开触点与常闭触点等，都可用图7-3所示的符号表示。通常可用字母或I/O地址标注。一般情况下，用字母表示时，常用触点用字母本身表示，如A表示常开触点；常闭触点则采用“非”表示，例如，用A表示。用数字来表示常开与常闭触点的地址时，则常开与常闭触点的表示方式相同。
    （2）输出符号。所有输出器件的线圈，如辅助继电器的线圈、输出继电器的线圈 及电磁阀的线圈等都可用图7-4所示的符号表示。定时器、计数器也可用类似的符号表示。
    输出符号也可用字母及地址表示。有的PLC中，还有对输出取反指令，这时的输出符号只是在其圆圈上加一斜杠即可。
    （3）数据处理指令符号。PLC之所以不同于继电器控制，除了PLC可编程外，还在于它采用了微处理器的数据指令，从而成为具有很强生命力的控制器。那么，怎样才能使数据处理指令与梯形图结合起来呢？人们常把数据处理指令作为一种特殊的输出器件Ｃ方框或方括号表示，在方框或方括号前有若干个触点构成的逻辑关系，当结果寄存器的内容“1”，则执行此指令。符号如图7-5所示。
    另外，移位寄存器的符号与之稍有不同，但其基本思想类似。具体见移位寄存器指令部分。
    （4）逻辑电源符号。梯形图两边的两根竖线表示假想的逻辑电源。每当一梯级逻辑运算的结果为“1”，则与真正继电器的线圈导通的概念一致，就表示输出线圈得电，如图7-6所示。有的PLC梯形图中省略右边的那一条线。

 

    3、梯形图使用规则
    PLC梯形图使用应符合以下规则：
    （1）每个梯形图是由多个梯级组成，每个线圈可构成一个梯级，每个梯级可由多条支路组成，每个梯级代表一个逻辑方程。
    （2）梯形图中的继电器不是物理继电器，每个继电器和输入触点均为存储器中的一位，相应位为“１”态表示继电器得电或常开触点闭合或常闭触点断开。
    （3）梯形图中流过的电流不是物理电流，而是“概念电流”，是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示,“概念电流”只能从左向右流动。
    （4）梯形图中的继电器触点可在编制用户程序时无限次地引用，既可常开又可常闭。
    （5）梯形图中输入触点和输出线圈不是物理触点和线圈，用户程序的解算是PLC的输入和输出状态表的内容，而不是根据解算时现场的开关状态。
    （6）输出线圈只对应输出状态表的相应位，不能用该编程元素直接驱动现场执行元件，该位的状态必须通过I/O模块上对应的输出晶体管开关、继电器或晶闸管等，才能驱动现场执行元件。
    （7）在输出线圈右侧不能再连触点，触点必须在输出线圈的左侧。
    （8）两个或两个以上线圈可以并联，但不能串联。
    （9）梯形图左端母线不能和输出线圈直接相连，必须通过继电器触点相连。
    （10）程序结尾要有END指令。

4、逻辑运算的梯形图表示
    1、“与”运算。梯形图中的逻辑“与”，用常开触点或常闭触点的串联表示，如图7-7所示。
    2、“或”运算。逻辑“或”，用触点的“并”联接来表示。如图7-8所示。
    3、“非”关系。采用常产触点来表示对该常开触点的逻辑“非”运算，如图7-9所示。有的PLC中还可以对输出求“非”。
    4、编程原则。在画梯形图时要注意，每一条逻辑线都是从左边母线开始画起。在右端画一个圈或功能符号。与电路图不同，梯形图可以不要右边的公共母线。
    对于串联或并联触点的数目是没有限制的，你想画多少就可以画多少，这个特点对于复杂电路很有用。在图7-10的例子中，（a）是一个桥型电路，它不能直接编程，要把它转换为（b）后才可编程。转换的原理如图虚线所示。