梯形图可以用左母线和线圈吗

5．1　梯形图的编程规则

5．1．1　梯形图编程的基本规则

1．梯形图

梯形图是一种从继电器控制电路图演变而来的图形语言，它是借助类似于继电器的常开触点、常闭触点、线圈以及串、并联等逻辑，根据控制要求连接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形。作为一种编程语言，梯形图也有自己的编程语法和规则。

梯形图中常用的图形符号有：常开触点、常闭触点、线圈和盒子或功能块，如图5－1所示。

图5－1　梯形图中常用的图形符号

2．梯形图中的网络和能流

1）网络

在梯形图中，程序被划分成称为网络（network）的若干段。一个网络中只能有一个独立电路，它们是触点和线圈或功能块的有序排列而形成的，这些编程元件组成一个从左母线到右母线之间的完整电路。如果一个网络中有两个及以上的独立电路，在程序编译时会显示“无效网络或网络太复杂无法编译”的提示。

梯形图编辑器可以自动给出网络编号，并允许以网络为单位给梯形图加注释。如果使用语句表（statement list，STL）编程，可以不使用网络，但只有将语句表程序正确地划分为网络，才能将语句表程序转换为梯形图程序。

2）能流

在梯形图中，假设有一个提供能量的左母线。触点闭合可以使能量流过该元件，到达下一个元件，而触点断开则阻止能量流过。任何一个编程元件都有I／O能量流，简称能流。梯形图的每个网络起始于左母线，然后是触点的串、并联，接着是线圈或功能块，最后是右母线（右母线可以省略），如图5－2所示。这相当于把左母线假想为电源的“火线”，而把右母线（虚线所示）假想为电源的“零线”。如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励；如果没有“能流”，则线圈未被激励。例如，触点I0．0和I0．1接通时，有一个假想的“能流”从左母线开始向右流动，经输出线圈Q0．0到达右母线。

图5－2　能流的示意图

梯形图中的编程元件按从左到右、自上而下的顺序排列。能流也按这个顺序从左母线开始，经编程元件，到右母线结束，并且网络中不能有短路、开路和反方向的能流。

能流只是用来形象地描述用户程序中执行线圈或功能块指令的条件，如果需要无条件地执行这些指令，可以在左母线上接SM0．0（该位始终为ON状态）的常开触点来驱动它们。

对于少量的无条件输入指令，如标号指令LBL和顺序控制指令中的SCR等，可将它们直接接在左母线上。

3．梯形图的基本语法

（1）每个编程元件的线圈和它的触点必须用同一编号，每个元件触点的使用次数没有限制，但线圈只能出现一次。

（2）触点可以任意串联或并联，但线圈只能并联而不能串联。

（3）触点应画在水平方向的支路上，不能画在纵向支路上，如图5－3所示。在图5－3（a）所示的梯形图中，有两个方向的能流通过触点I0．2。一条路径是：左母线→I0．0→I0．2→I0．4→Q0．1；另一条路径是：左母线→I0．3→I0．2→I0．1→Q0．1。这不符合能流只能从左向右、自上而下流动的原则，因此，必须将图5－3（a）所示的梯形图改成图5－3（b）所示的梯形图。

图5－3　梯形图的画法

（4）线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过特殊内部标志位存储器SM0．0（该位始终为ON状态）来连接，也不能将触点画在线圈的右边。

（5）避免双线圈输出。在梯形图中，如果同一个线圈使用了两次或多次，称为“双线圈输出”。如图5－4（a）所示的程序，即使编译通过，但程序执行结果也不是编程者所期望的。程序的逻辑关系应该是：网络1中的I0．0和I0．1同时接通时，Q0．1接通；网络6中的I0．2和I0．3同时接通，或者I0．4接通时，Q0．1也接通。但是该程序的执行结果只能满足网络6中的逻辑，即后面线圈的输出有效。

图5－4　双线圈输出及解决方案

由于双线圈输出而导致的逻辑关系错误，可以根据情况采取不同的方法进行修改，常用的方法是，在梯形图中加入中间位存储器M，如将图5－4（a）所示的梯形图改成为图5－4（b）所示的梯形图。

5．1．2　使能输入与使能输出

在梯形图中，用方框表示某些指令，如定时器、计数器或者数学运算等指令。在SIMATIC指令系统中，这些方框称为“盒子”，在IEC 61131—3指令系统中则称为“功能块”。功能块的输入端在左边，输出端在右边，如图5－5所示。图中I0．1的常开触点接通时，能流流到功能块MOV＿B的开关量输入端EN（enable in，使能输入）中，字节传送指令MOV＿B被执行。如果功能块在EN处有能流而且指令执行无错误，则ENO（enable output，使能输出）将能流传递给下一个编程元件，如果指令执行有错误，能流在出现错误的功能块终止。

图5－5　使能输入与使能输出

ENO可以作为下一个功能块的EN输入，当几个功能块串联在一行中时，只有前一个功能块被正确执行，后一个功能块才能被执行。EN和ENO的数据类型均为布尔型。