梯形图编程语言的逻辑关系和符号

数字逻辑与继电逻辑可以用梯形图逻辑表示。梯形图逻辑用梯形图（Ladder Diagram）程序设计语言描述。梯形图是可编程序控制器常用的一种编程语言，它采用软逻辑符号，亦称编程软元件，以梯级（行）为单位，用图形化方式表示控制逻辑关系和控制程序。

梯形图程序由若干个梯级组成，每个梯级表示一个数字逻辑关系，根据变量间的逻辑状态来描述事件发生的条件和结果。梯形图的执行通过梯级的执行完成。梯级由一系列用触点指令表示的条件及在梯级终端表示逻辑运算结果的线圈组成。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在右边。梯形图的图形符号就是用于表示事件状态和逻辑运算的符号。图形符号集包括各类触点、线圈、功能块和连线等。符号包括继电器类、定时器和计数器类、算术运算类、数据比较类、数据传送、浮点运算、数制转换和程序控制类等，以及功能块及自定义功能块。

梯形图程序中的左、右两侧的两条垂直线称为控制母线，左控制母线为梯形图中的能流（Power Flow）始端，能流从左向右沿着水平梯级通过各个触点、功能块和线圈等，终止于右控制母线。这里的能流不是实际意义的电流，线圈也不是物理意义上的线圈，每一个线圈只代表一个实际设备的状态或逻辑运算结果，每个触点代表一个布尔变量的状态。梯形图程序中的输入继电器、输出继电器、内部继电器、时间继电器及功能指令，是对应于存储区中的一个存储“位”、“字节”或“字”，而不是物理意义上的器件。

梯形图绘制的一般原则是，触点要画在水平线上，不能画在垂直线上，梯级终止于线圈。一个梯形图程序由多个梯级组成，每个输出线圈组成一个梯级。只有一个梯级绘制完毕才能继续下一个梯级的绘制。按照顺序自上而下、从左控制母线到右控制母线依次排列；串联触点多的电路安排在上面；并联触点多的电路安排在靠近左控制母线，输出线圈安排在最右面，右控制母线可以省略不画。图4-1是基本的继电逻辑图符号和梯形图符号的对照。

由图4-5可见，最基本的梯形图符号有常开触点“┥┝”、常闭触点“┥/┝”、线圈“（ ）”等。这些梯形图图形符号就是可编程序控制器的编程软元件，每种编程元件与I/O接口或逻辑信号对应。在可编程序控制器的输出映像寄存器中的输出数据（状态），统一被认为是“线圈”状态。另外，梯形图程序与继电逻辑控制线路图很相似，基本设计思想也是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别，具有逻辑性强、直观易懂等特点。几种常见的梯形图图形符号如下：

常开触点 ┤├

常闭触点 ┤/├

上升沿触点 │P│

下降沿触点 │N│

普通线圈 —（ ） 将当前值直接输出到线圈

取反线圈 —（/） 将当前值取反后输出到线圈

置位线圈 —（S） 若当前值为1就置线圈位为1，为0则保持

复位线圈 —（R） 若当前值为1就置线圈值为0，为0则保持

保持线圈 —（M） 具有掉电保护的普通线圈

保持置位线圈 —（SM） 具有掉电保护的置位线圈

保持复位线圈 —（RM） 具有掉电保护的复位线圈(www.xing528.com)

上升沿触发线圈 —（P） 检测到上升沿时线圈置为1

下降沿触发线圈 —（N） 检测到下降沿时线圈置为1

其他 〔〕 运算处理功能框

图4-5 继电逻辑图符号和梯形图符号的对照

不同品牌可编程序控制器采用的梯形图符号略有不同，只要熟悉了一种，其他的也很容易辨认。如有用圆形或椭圆形的图形符号表示线圈和功能框的；常闭触点用“”符号表示等。

图4-6是用梯形图符号表达的“与”、“或”、“非”逻辑关系。

通常，梯形图语言与指令表语言配合使用。指令表语言是用助记符来表示操作功能、描述程序的一种程序设计语言，也称为助记符语言或语句表语言。指令表语言类似于汇编语言，可以用来描述函数、功能块和程序，还可以在顺序功能表图中描述动作和转换的状态。

指令表语言的基本元素是指令，指令由操作码和操作数组成，操作数是已声明的变量和常量，也称为地址。有些操作符可带若干个操作数，这时各个操作数用逗号隔开。操作码用助记符表示，如LD、AND、OR、NOT等。每条指令都有它特定的功能，不同品牌可编程序控制器的指令助记符表示方式是不同的，如有的用助记符LD表示常开触点与左母线的连接指令，表示连接在梯级左母线的第一个元件。而有的则用助记符STR（START）表示，它在英语中表示开始。一般地，助记符多用英语单词字头或缩写表示，所以很容易辨认。指令表的每条指令占一行，与梯形图语言的一个梯级类似，每条指令的格式如下，

指令：指令码（助记符） 操作数 （注释）

一条指令即一个操作指令。操作数表示该操作的地址。操作数与可编程序控制器的I/O模块有关，操作数的参数主要是I/O模块所在机架号、槽号及该信号在模板上的位（置）号。

采用助记符语言编程具有容易记忆、便于操作的特点，多数助记符与梯形图有一一对应关系，但对较复杂的控制系统，描述不够清晰。

图4-6 梯形图“与”、“或”、“非”逻辑关系