梯形图程序的执行过程

梯形图的执行过程根据从上到下、从左到右的顺序进行。

1.梯形图程序的执行过程

梯形图程序采用网络结构。一个梯形图程序的网络以左电源轨线和右电源轨线为界。

梯级是梯形图网络结构的最小单位。一个梯级包含输入指令和输出指令。

输入指令在梯级中执行比较、测试操作，并根据操作结果设置梯级的状态。例如，测试梯级内连接的图形元素状态的结果为1，输入状态就被置1。输入指令通常执行一些逻辑运算操作、数据比较操作等。

输出指令检测输入指令的结果，并执行有关操作和功能，例如，使某线圈励磁等。通常，输入指令与左电源轨线连接，输出指令与右电源轨线连接。

梯形图程序执行时，从最上层梯级开始执行，从左到右确定各图形元素的状态，并确定其右侧连接元素的状态，逐个向右执行，操作执行的结果由执行控制元素输出，直到右电源轨线。然后，进行下一个梯级的执行过程。图3-6显示梯形图程序的执行过程。

图3-6 梯形图程序的执行过程

当梯级中有分支出现时，同样依据从上到下、从左到右的执行顺序分析各图形元素的状态，对垂直连接元素根据上述有关规则确定其右侧连接元素的状态，从而逐个从左向右、从上向下执行求值过程。

2.梯形图程序的执行控制

为了使控制梯形图的执行按非常规的执行过程进行，可采用执行控制的有关图形元素。

（1）跳转和跳转返回

梯形图网络结构中，用跳转和跳转返回等图形符号表示跳转的目标、跳转的返回及跳转的条件等。

图3-7显示跳转指令的执行过程。图中，当跳转条件满足时，程序跳转到LABEL标号的梯级开始执行，直到该部分程序执行到RETURN时，程序返回到原断点后的一个梯级，并继续执行。

图3-7 跳转和跳转返回指令的执行过程

（2）反馈

反馈变量只有在其值能够唯一确定时才是正确的表示。调用函数和功能块时，如果上游函数或功能块输入是其下游函数或功能块的输出，由于在求值过程中，并不知道下游函数或功能块的输出值，因此，图3-8a所示连接是不正确的，图3-8b的连接是正确的。

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图3-8 反馈变量的编程方法

a）不允许的显式编程 b） 允许的隐式编程

在图3-8b中，AND函数的输入信号是OUT1，它在第一次求值执行过程时，采用其初始值，它可以是该输出变量的约定初始值，也可以是该输出变量数据类型的约定初始值，因此，求值过程可以进行。当进行下次求值执行过程时，由于AND函数已有上次的OR函数输出，因此，可使用该输出值作为本次求值的数据。在编程时，应注意反馈变量在初次求值执行过程中是否有值，如果有数值，则该程序是可执行的。反之，如图3-8a所示程序，第一次求值时AND函数没有OUT1的初始值，不能够执行求值过程，因此，这种连接错误。

（3）梯形图程序的执行方式

梯形图程序按该程序先后次序用扫描方式执行。电气逻辑图的各元件是并行执行的。下面是示例。

【例3-4】采用扫描方式执行梯形图程序的示例。

图3-9是一个示例程序，用于说明梯形图程序的扫描执行过程。

图3-9 扫描方式执行梯形图程序的示例

该程序有两个按钮信号SB1和SB2，一个停止按钮SB，一个输出信号灯LAMP，中间变量是L1和L2。程序执行时，按SB1，则L1状态为1，并经自保使其继续保持L1状态为1。它使003梯级的L1的状态为1。

按下SB2，则L2状态变为1，根据程序顺序扫描原则，它先扫描003梯级，因L1已经为1，当L2为1时，使LAMP的状态变为1，并经自保，使LAMP继续保持在1的状态，因此，信号灯LAMP点亮，并保持。

用电气逻辑图表示上述梯形图，如图3-10所示。

图3-10 电气逻辑图

当按下按钮SB1后，K1继电器激励，其触点K1闭合，除自保外，还使第三行触点K1闭合。当按下按钮SB2时，K2继电器激励，其常闭触点先断开，使L1继电器失励，并使常开触点K2闭合，但因K1失励，因此，第三行K1触点已经断开，K3继电器不能被激励，信号灯LAMP也不能点亮。

此外，如果在图3-9所示的梯形图程序中，将001梯级与002梯级的位置上下互换，则按下SB2时，根据程序扫描顺序，将使L2常闭触点状态变为0，最终不能点亮信号灯。示例说明下列两点。

1）电气逻辑图与梯形图的执行顺序不同，电气逻辑图采用并行执行方式，梯形图程序采用顺序扫描方式。

2）梯形图程序采用顺序扫描方式执行程序。程序执行的先后关系到程序的执行结果。示例说明因执行程序顺序不同，一些程序可从能够实现某种逻辑运算变为不能实现。