西門子PLC梯形圖的編程方法主要應(yīng)用于使用西門子PLC系統(tǒng)產(chǎn)品的電氣控制環(huán)境,。電氣技術(shù)人員如果要在短時間內(nèi)掌握西門子PLC梯形圖的編程方法，要首先了解西門子PLC梯形圖的編程規(guī)則,，知曉西門子PLC梯形圖的編程原則,，編寫方法及注意編寫注意事項。然后在此基礎(chǔ)上,，結(jié)合實際的西門子PLC梯形圖編程實例,，體會西門子PLC梯形圖的編程特色，必定會在西門子PLC梯形圖的編程方面有所領(lǐng)略,。

本文會為大家介紹一些西門子PLC梯形圖的編程規(guī)則,，篇幅較長，大家做好準(zhǔn)備開始學(xué)習(xí)了嗎,？

西門子PLC梯形圖主要由母線、觸點,、線圈或用方框表示的指令框等構(gòu)成的,，如圖3-1所示。

圖3-1  西門子PLC梯形圖

（1）母線

在西門子PLC梯形圖中,，左右兩側(cè)的母線分別稱為左母線和右母線,，是每條程序的起始點和終止點，也就是說梯形圖中的每一條程序都是始于左母線,，終于右母線的,。

一般情況下，西門子PLC梯形圖編程時,，習(xí)慣性的只畫出左母線,，省略右側(cè)母線，但其所表達梯形圖程序中的能流仍是由左母線經(jīng)程序中觸點I0.1,、I0.2,、線圈Q0.0等至右母線中的過程，如圖3-2所示,。

圖3-2  西門子PLC梯形圖編程中的母線

（2）觸點

在西門子PLC梯形圖中,，觸點可分為常開觸點和常閉觸點，其中常開觸點符號為“-| |-”,，常閉觸點符號為“-|/|-”,，可使用字母I、Q,、M、T,、C進行標(biāo)識,，且這些標(biāo)識一般寫在其相應(yīng)圖形符號的正上方，如圖3-3所示。

圖3-3  西門子PLC梯形圖中的觸點

（3）線圈

西門子PLC梯形圖中的線圈符號為“-( )-”,，可使用字母Q,、M、SM等進行標(biāo)識,，且字母一般標(biāo)識在括號上部中間的位置,，如圖3-4所示。

圖3-4  西門子PLC梯形圖線圈

在西門子PLC梯形圖中,，將其觸點和線圈等稱為程序中的編程元件。編程元件也稱為軟元件,，是指在PLC編程時使用的輸入/輸出端子所對應(yīng)的存儲區(qū)以及內(nèi)部的存儲單元,、寄存器等。

根據(jù)編程元件的功能,，西門子PLC梯形圖中的常用的編程元件主要有輸入繼電器（I）,、輸出繼電器（Q）、輔助繼電器（M,、SM）,、定時器（T）、計數(shù)器（C）和一些其他較常見的編程元件等,。

（1）輸入繼電器（I）的標(biāo)注

西門子PLC梯形圖中的輸入繼電器用“字母I+數(shù)字”進行標(biāo)識,，每個輸入繼電器均與PLC的一個輸入端子對應(yīng)，用于接收外部開關(guān)信號,。

輸入繼電器由PLC端子連接的開關(guān)部件的通斷狀態(tài)（開關(guān)信號）進行驅(qū)動,，當(dāng)開關(guān)信號閉合時，輸入繼電器得電,，其對應(yīng)的常開觸點閉合,，常閉觸點斷開，如圖3-7所示,。

圖3-7  西門子PLC梯形圖中的輸入繼電器

（2）輸出繼電器（Q）的標(biāo)注

西門子PLC梯形圖中的輸出繼電器用“字母Q+數(shù)字”進行標(biāo)識,，每一個輸出繼電器均與PLC的一個輸出端子對應(yīng)，用于控制PLC外接的負載,。

輸出繼電器可以由PLC內(nèi)部輸入繼電器的觸點,、其他內(nèi)部繼電器的觸點或輸出繼電器自己的觸點來驅(qū)動，如圖3-8所示,。

圖3-8  西門子PLC梯形圖中的輸出繼電器

（3）輔助繼電器（M,、SM）的標(biāo)注

在西門子PLC梯形圖中，輔助繼電器有兩種,，一種為通用輔助繼電器,，一種為特殊標(biāo)志位輔助繼電器,。

①通用輔助繼電器的標(biāo)注。通用輔助繼電器,，又稱為內(nèi)部標(biāo)志位存儲器,，如同傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器，用于存放中間操作狀態(tài),，或存儲其他相關(guān)數(shù)字,，用“字母M+數(shù)字”進行標(biāo)識，如圖3-9所示,。

圖3-9  西門子PLC梯形圖中的通用輔助繼電器

由圖3-9可以看到,，通用輔助繼電器M0.0既不直接接受外部輸入信號，也不直接驅(qū)動外接負載,，它只是作為程序處理的中間環(huán)節(jié),，起到橋梁的作用。

②特殊標(biāo)志位輔助繼電器的標(biāo)注,。特殊標(biāo)志位輔助繼電器,，用“字母SM+數(shù)字”標(biāo)識，如圖3-10所示,，通常簡稱為特殊標(biāo)志位繼電器,，它是為保存PLC自身工作狀態(tài)數(shù)據(jù)而建立的一種繼電器，用于為用戶提供一些特殊的控制功能及系統(tǒng)信息,，如用于讀取程序中設(shè)備的狀態(tài)和運算結(jié)果,，根據(jù)讀取信息實現(xiàn)控制需求等。一般用戶對操作的一些特殊要求也可通過特殊標(biāo)志位輔助繼電器通知CPU系統(tǒng),。

圖3-10  西門子PLC梯形圖中的特殊標(biāo)志位輔助繼電器

（4）定時器（T）的標(biāo)注

在西門子PLC梯形圖中,，定時器是一個非常重要的編程元件，用“字母T+數(shù)字”進行標(biāo)識,，數(shù)字從0～255,，共256個。不同型號的PLC,，其定時器的類型和具體功能也不相同,。在西門子S7-200系列PLC中，定時器分為3種類型,，即接通延時定時器（TON）,、保留性接通延時定時器（TONR）、斷開延時定時器（TOF）,，三種定時器定時時間的計算公式相同,，即

T=PT×S

（T為定時時間，PT為預(yù)設(shè)值,，S為分辨率等級）

其中,，PT預(yù)設(shè)值根據(jù)編程需要輸入設(shè)定值數(shù)值,，分辨率等級一般有1ms,、10ms,、100ms三種，由定時器類型和編號決定,，見表3-3所示,。

表3-3  西門子S7-200定時器號碼對應(yīng)的分辨率等級及最大值等參數(shù)

①接通延時定時器（TON）的標(biāo)注。接通延時定時器是指定時器得電后,，延時一段時間（由設(shè)定值決定）后其對應(yīng)的常開或常閉觸點才執(zhí)行閉合或斷開動作,；當(dāng)定時器失電后，觸點立即復(fù)位,。

接通延時定時器（TON）在PLC梯形圖中的表示方法如圖3-11所示,，其中，方框上方的“???”為定時器的編號輸入位置,；方框內(nèi)的TON代表該定時器類型（接通延時）,；IN為起動輸入端；PT為時間預(yù)設(shè)值端（PT外部的“???”為預(yù)設(shè)值的數(shù)值）,；S為定時器分辨率,，與定時器的編號有關(guān)，可參照表3-3,。

圖3-11  接通延時定時器（TON）在PLC梯形圖中的表示方法

例如,，某段PLC梯形圖程序中所用定時器編號為T37，預(yù)設(shè)值PT為300,，定時分辨率為100ms,，如圖3-12所示。

可以計算出,，該定時器的定時時間為300×100ms=30000ms=30s,；則在該程序中，當(dāng)輸入繼電器I0.3閉合后,，定時器T37得電,，延時30s后控制輸出繼電器Q0.0的延時閉合的常開觸點T37閉合，使輸出繼電器Q0.0線圈得電,。

圖3-12  接通延時定時器（TON）應(yīng)用

②保留性接通延時定時器（TONR）的標(biāo)注,。保留性接通延時定時器（TONR）與上述的接通延時定時器（TON）原理基本相同，不同之處在于在計時時間段內(nèi),，未達到預(yù)設(shè)值前,，定時器斷電后，可保持當(dāng)前計時值,，當(dāng)定時器得電后,，從保留值的基礎(chǔ)上再進行計時,，可多間隔累加計時，當(dāng)?shù)竭_預(yù)設(shè)值時,，其觸點相應(yīng)動作（常開觸點閉合,，常閉觸點斷開）。

保留性接通延時定時器（TONR）在PLC梯形圖中的表示方法如圖3-13所示,，其中,，方框上方的“???”為定時器的編號輸入位置；方框內(nèi)的TONR代表該定時器類型（接通延時）,；IN為起動輸入端,；PT為時間預(yù)設(shè)值端（PT外部的“???”為預(yù)設(shè)值的數(shù)值）；S為定時器分辨率,，與定時器的編號有關(guān),，可參照表3-3。

圖3-13  保留性接通延時定時器（TONR）在PLC梯形圖中的表示方法

③斷開延時定時器（TOF）的標(biāo)注,。斷開延時定時器（TOF）是指定時器得電后,，其相應(yīng)常開或常閉觸點立即執(zhí)行閉合或斷開動作；當(dāng)定時器失電后,，需延時一段時間（由設(shè)定值決定）,，其對應(yīng)的常開或常閉觸點才執(zhí)行復(fù)位動作。

斷開延時定時器（TOF）在PLC梯形圖中的表示方法與上述兩種定時器基本相同,，如圖3-14所示為斷開延時定時器（TOF）的典型應(yīng)用,。

圖3-14  斷開延時定時器（TOF）的應(yīng)用

由圖3-14可以看到，該程序中所用定時器編號為T33,，預(yù)設(shè)值PT為60,，定時分辨率為10ms。

可以計算出,，該定時器的定時時間為60×10ms=600ms=0.6s,；則該程序中，當(dāng)輸入繼電器I0.3閉合后,，定時器T38得電,，控制輸出繼電器Q0.0的延時斷開的常開觸點T38立即閉合，使輸出繼電器Q0.0線圈得電,；當(dāng)輸入繼電器I0.3斷開后,，定時器T38失電，控制輸出繼電器Q0.0的延時斷開的常開觸點T38延時0.6 s后才斷開,，輸出繼電器Q0.0線圈失電,。

（5）計數(shù)器（C）的標(biāo)注

在西門子PLC梯形圖中，計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和使用與定時器基本相似，也是應(yīng)用廣泛的一種編程元件,，用來累計輸入脈沖的次數(shù),，經(jīng)常用來對產(chǎn)品進行計數(shù)。用“字母C+數(shù)字”進行標(biāo)識,，數(shù)字從0～255,，共256個。

不同型號的PLC,，其定時器的類型和具體功能也不相同,。在西門子S7-200系列PLC中,，計數(shù)器分為3種類型,，即增計數(shù)器（CTU）、減計數(shù)器（CTD）,、增減計數(shù)器（CTUD）,，一般情況下，計數(shù)器與定時器配合使用,。

①增計數(shù)器（CTU）的標(biāo)注,。增計數(shù)器（CTU）是指在計數(shù)過程中，當(dāng)計數(shù)端輸入一個脈沖式時,，當(dāng)前值加1,，當(dāng)脈沖數(shù)累加到等于或大于計數(shù)器的預(yù)設(shè)值時，計數(shù)器相應(yīng)觸點動作（常開觸點閉合,，常閉觸點斷開）,。

在西門子S7-200系列PLC梯形圖中，增計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義如圖3-17所示,，其中方框上方的“???”為增計數(shù)器編號輸入位置,，CU為計數(shù)脈沖輸入端，R為復(fù)位信號輸入端（復(fù)位信號為0時,，計數(shù)器工作）,，PV為脈沖設(shè)定值輸入端。

圖3-17  增計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義

例如,，某段PLC梯形圖程序中計數(shù)器類型為CTU,，增計數(shù)器，編號為C1,，預(yù)設(shè)值PV為80,，復(fù)位端由輸出繼電器Q0.0的常閉觸點控制，如圖3-18所示,。

可以看到,，該程序中，初始狀態(tài)下,，輸出繼電器Q0.0的常閉觸點閉合,，即計數(shù)器復(fù)位端為1,，計數(shù)器不工作；當(dāng)PLC外部輸入開關(guān)信號使輸入繼電器I0.0閉合后,，輸出繼電器Q0.0線圈得電,，其常閉觸點Q0.0斷開，計數(shù)器復(fù)位端信號為0,，計數(shù)器開始工作,；同時輸出繼電器Q0.0的常開觸點閉合，定時器T37得電,。

圖3-18  增計數(shù)器（CTU）的應(yīng)用

在定時器T37控制下,，其常開觸點T37每6min閉合一次，即每6min向計數(shù)器C1脈沖輸入端輸入一個脈沖信號,，計數(shù)器當(dāng)前值加1,，當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值等于80時（歷時時間為8h），計數(shù)器觸點動作,，即控制輸出繼電器Q0.0的常閉觸點在接通8h后自動斷開,。

②減計數(shù)器（CTD）的標(biāo)注。減計數(shù)器（CTD）是指在計數(shù)過程中,，將預(yù)設(shè)值裝入計數(shù)器當(dāng)前值寄存器,，當(dāng)計數(shù)端輸入一個脈沖式時，當(dāng)前值減1,，當(dāng)計數(shù)器的當(dāng)前值等于0時,，計數(shù)器相應(yīng)觸點動作（常開觸點閉合、常閉觸點斷開）,，并停止計數(shù),。

在西門子S7-200系列PLC梯形圖中，減計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義如圖3-19所示,，其中方框上方的“???”為減計數(shù)器編號輸入位置,，CD為計數(shù)脈沖輸入端，LD為裝載信號輸入端,，PV為脈沖設(shè)定值輸入端,。

圖3-19  增計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義

當(dāng)裝載信號輸入端LD信號為1時，其計數(shù)器的設(shè)定值PV被裝入計數(shù)器的當(dāng)前值寄存器,，此時當(dāng)前值為PV,。只有裝載信號輸入端LD信號為0時，計數(shù)器才可以工作,。

例如,，某段PLC梯形圖程序中計數(shù)器類型為CTD，減計數(shù)器，編號為C1,，預(yù)設(shè)值PV為3,，如圖3-20所示。

圖3-20  減計數(shù)器（CTD）的應(yīng)用

由圖3-20可以看到,，該程序中,，由輸入繼電器常開觸點I0.1控制計數(shù)器C1的裝載信號輸入端；輸入繼電器常開觸點I0.0控制計數(shù)器C1的脈沖信號,，I0.1閉合,，將計數(shù)器的預(yù)設(shè)值3裝載到當(dāng)前值寄存器中，此時計數(shù)器當(dāng)前值為3,，當(dāng)I0.0閉合一次,，計數(shù)器脈沖信號輸入端輸入一個脈沖，計數(shù)器當(dāng)前值減1,，當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值減為0時,，計數(shù)器常開觸點C1閉合，控制輸出繼電器Q0.0線圈得電,。

③增減計數(shù)器（CTUD）的標(biāo)注。增減計數(shù)器（CTUD）有兩個脈沖信號輸入端,，其在計數(shù)過程中,，可進行計數(shù)加1，也可進行計數(shù)減1,。

在西門子S7-200系列PLC梯形圖中,，增減計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義如圖3-21所示，其中方框上方的“???”為增減計數(shù)器編號輸入位置,，CU為增計數(shù)脈沖輸入端,，CD為減計數(shù)脈沖輸入端，R為復(fù)位信號輸入端,，PV為脈沖設(shè)定值輸入端,。

當(dāng)CU端輸入一個計數(shù)脈沖時，計數(shù)器當(dāng)前值加1,，當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值等于或大于預(yù)設(shè)值時,，計數(shù)器由OFF轉(zhuǎn)換為ON，其相應(yīng)觸點動作,；當(dāng)CD端輸入一個計數(shù)脈沖時,，計數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值小于預(yù)設(shè)值時,，計數(shù)器由OFF轉(zhuǎn)換為ON,，其相應(yīng)觸點動作。

圖3-21  增減計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義

例如，某段PLC梯形圖程序中計數(shù)器類型為CTUD,，增減計數(shù)器,，編號為C48，預(yù)設(shè)值PV為4,，如圖3-22所示,。

圖3-22  增減計數(shù)器（CTUD）的應(yīng)用

由圖3-22可以看到，當(dāng)輸入繼電器常開觸點I0.0閉合一次,，為計數(shù)器CU輸入一個脈沖,，計數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)累加至4時,，計數(shù)器C48動作,，其常開觸點C48閉合，輸出繼電器Q0.0線圈得電,；當(dāng)輸入繼電器常開觸點I0.1閉合一次,，為計數(shù)器CD輸入一個脈沖，計數(shù)器當(dāng)前值減1,，當(dāng)減至4時,，計數(shù)器C48動作，其常開觸點C48閉合,，輸出繼電器Q0.0線圈得電,。

（6）其他編程元件（V、L,、S,、AI、AQ,、HC,、AC）的標(biāo)注

西門子PLC梯形圖中，除上述5種常用編程元件外,，還包含一些其他基本編程元件,。

①變量存儲器（V）的標(biāo)注。變量存儲器用字母V標(biāo)識,，用來存儲全局變量,，可用于存放程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果等。同一個存儲器可以在任意程序分區(qū)被訪問,。

②局部變量存儲器（L）的標(biāo)注,。局部變量存儲器用字母L標(biāo)識，用來存儲局部變量,，同一個存儲器只和特定的程序相關(guān)聯(lián),。

③順序控制繼電器（S）的標(biāo)注,。順序控制繼電器用字母S標(biāo)識，用于在順序控制和步進控制中,，是一種特殊的繼電器,。

④模擬量輸入、輸出映像寄存器（AI,、AQ）的標(biāo)注,。模擬量輸入映像寄存器（AI）用于存儲模擬量輸入信號，并實現(xiàn)模擬量的A/D轉(zhuǎn)換,；模擬量輸出映像寄存器（AQ）為模擬量輸出信號的存儲區(qū),，用于實現(xiàn)模擬量的D/A轉(zhuǎn)換。

⑤高速計數(shù)器（HC）的標(biāo)注,。高速計數(shù)器（HC）與普通計數(shù)器基本相同,，其用于累計高速脈沖信號。高速計數(shù)器比較少,，在西門子S7-200系列PLC中,，CPU226中高速計數(shù)器為HC（0～5），共6個,。

⑥累加器（AC）的標(biāo)注,。累加器（AC）是一種暫存數(shù)據(jù)的寄存器，可用來存放運算數(shù)據(jù),、中間數(shù)據(jù)或結(jié)果數(shù)據(jù),，也可用于向子程序傳遞或返回參數(shù)等,。西門子S7-200系列PLC中累加器為AC（0～3），共4個,。

西門子PLC梯形圖在編寫格式上有嚴格的要求，使用西門子PLC梯形圖編程的技術(shù)人員要對西門子PLC梯形圖中各元素的編程格式,、編寫順序以及梯形圖梯次的編排等有所了解,，采用正確規(guī)范的程序編寫格式，方可確保西門子PLC梯形圖編程的正確有效,。

（1）西門子PLC梯形圖中觸點的編寫要求

在西門子PLC梯形圖中,，觸點的編寫方法、排列順序?qū)Τ绦驁?zhí)行可能會帶來很大的影響,，有時甚至?xí)钩绦驘o法運行,，因此需要采取正確方法的進行編寫。

觸點應(yīng)畫在梯形圖的水平線上,，所有觸點均位于線圈符號的左側(cè),，且應(yīng)根據(jù)控制要求遵循自左至右,、自上而下的原則，如圖3-23所示,。

圖3-23  西門子PLC梯形圖中觸點的編寫原則

（2）西門子PLC梯形圖中線圈的編寫要求

西門子PLC梯形中,，線圈僅能畫在同一行所有觸點的最右邊，而且,，由于線圈輸出作為邏輯結(jié)果必有條件,，體現(xiàn)在梯形圖中時，線圈與左母線之間必須有觸點,，如圖3-26所示,。

圖3-26  西門子PLC梯形圖中線圈的編寫原則

（3）西門子PLC梯形圖中母線分支的優(yōu)化規(guī)則

在進行編程時，常遇到并聯(lián)輸出的支路,，即一個條件下可同時實現(xiàn)兩條或多條線路輸出,。西門子PLC梯形圖一般用堆棧指令操作實現(xiàn)并聯(lián)輸出的功能，但由于通過堆棧操作會增加程序存儲器容量等缺點,，一般不編寫并聯(lián)輸出支路，而是將每個支路都作為一條單獨的輸出進行編寫,，如圖3-28所示,。

圖3-28  西門子PLC梯形圖中并聯(lián)輸出支路的編寫原則

（4）西門子PLC梯形圖一些特殊編程元件的使用規(guī)則

在西門子PLC梯形圖中一些特殊編程元件需要成對出現(xiàn),，即需要配合使用才能實現(xiàn)正確編程,。

例如，西門子PLC梯形圖中的置位和復(fù)位操作,，一般這兩個操作均是由指令實現(xiàn)的,，其在西門子PLC梯形圖中一般寫在線圈符號內(nèi)部,，如圖3-29所示,。

圖3-29  西門子PLC梯形圖中的置位和復(fù)位