PLC 编程中的梯形图基础
梯形图逻辑最初是一种书面方法，用于记录制造和过程控制中使用的继电器架的设计和构造。继电器架中的每个设备都由梯形图上的符号表示，并显示这些设备之间的连接。此外，继电器机架外部的其他项目，例如泵、加热器等也将显示在梯形图上。
梯形图逻辑已经发展成为一种编程语言，它通过基于继电器逻辑硬件电路图的图形化图表来表示程序。梯形图逻辑用于开发工业控制应用中使用的可编程逻辑控制器 (PLC) 的软件。该名称基于这样的观察：这种语言中的程序类似于梯子，有两个垂直导轨和它们之间的一系列水平梯级。虽然梯形图曾经是记录可编程控制器程序的唯一可用符号，但如今其他形式已在 IEC 61131-3 中标准化。
梯形图逻辑广泛用于对需要对过程或制造操作进行顺序控制的 PLC 进行编程。梯形图逻辑对于简单但关键的控制系统很有用。随着可编程逻辑控制器变得越来越复杂，它也被用于非常复杂的自动化系统中。通常，梯形逻辑程序与在计算机工作站上运行的 HMI 程序结合使用。
简单梯形图逻辑程序示例
语言本身可以被视为逻辑检查器（触点）和执行器（线圈）之间的一组连接。如果可以通过断言（真或“闭合”）触点在梯级左侧和输出之间追踪路径，则梯级为真且输出线圈存储位为断言或真。如果无法追踪到路径，则输出为假 (0)，并且类似于机电继电器的“线圈”被视为“断电”。
梯形逻辑具有接通或断开电路以控制线圈的触点。每个线圈或触点对应于可编程控制器存储器中单个位的状态。与机电继电器不同，梯形图程序可以多次引用单个位的状态，相当于具有无限多个触点的继电器。
所谓的“触点”可以指通过集成或外部输入模块从物理设备（例如按钮和 限位开关）到可编程控制器的物理（“硬”）输入 ，或者可以代表可能生成的内部存储位的状态程序中的其他地方。
梯形语言的每一级通常在最右侧都有一个线圈。一些制造商可能允许在一个梯级上放置多个输出线圈。
—( )— 常规线圈，每当其梯级闭合时就会通电。
—()— 一个“非”线圈，每当其梯级打开时就会通电。
—[ ]— 常规触点，只要相应的线圈或控制它的输入通电，就会闭合。
—[]— “非”触点，只要相应的线圈或控制它的输入未通电，就会闭合。
“线圈”（梯级的输出）可以代表操作连接到可编程控制器的某些设备的物理输出，或者可以代表在程序的其他地方使用的内部存储位。
逻辑与
------[ ]--------------[ ]----------------( )
钥匙开关 1 钥匙开关 2 门电机
以上实现功能： 门机 = 钥匙开关 1 AND 钥匙开关 2
该电路显示了保安人员可能用来启动银行金库门上的电动机的两个钥匙开关。当两个开关的常开触点闭合时，电流就会流向打开门的电机。
逻辑 AND 与 NOT
------[ ]--------------[]----------------( )
关门障碍门电机
以上实现了功能：门电机=关门AND NOT（障碍）。
该电路显示了一个用于关门的按钮，以及一个用于检测是否有物体阻碍关门的障碍物检测器。当常开按钮触点闭合并且常闭障碍物检测器闭合（未检测到障碍物）时，电流能够流向关闭门的电机。
逻辑或
--+--------[ ]--------+-----------------( )
|外部解锁|开锁
| |
+--------[ ]--------+
内部解锁
以上实现的功能：解锁=内部解锁 OR 外部解锁
该电路显示了可以触发汽车电动门锁的两件事。远程接收器始终通电。 当任一组触点闭合时，锁 电磁阀就会通电。
工业停止/启动
在常见的工业闭锁启动/停止逻辑中，我们有一个“启动”按钮来打开电机接触器，还有一个“停止”按钮来关闭接触器。
当按下“开始”按钮时，通过“停止”按钮常闭触点，输入变为真。当“运行”输入变为真时，与“启动”常开触点并联的密封“运行”常开触点将闭合，保持输入逻辑为真（锁定或密封）。电路被锁定后，可能会按下“停止”按钮，导致其常闭触点打开，从而导致输入错误。然后“运行”常开触点打开，电路逻辑返回到其静态状态。
--+----[ ]--+----[]----( )
|开始 |停止运行
| |
+----[ ]--+
跑步
--------[ ]--------------( )
运行电机
上面实现的功能是： run = ( start OR run ) AND ( NOT stop )
请注意，在计算逻辑 AND 函数（具有更高的运算优先级）之前，使用括号对逻辑 OR 函数进行分组。另请注意使用 NOT 来表示“停止”NC 触点逻辑。
这种锁存器配置是梯形逻辑中的常见用法。在梯形逻辑中，它被称为密封逻辑。理解闩锁的关键是认识到“启动”开关是一个瞬时开关（一旦用户释放按钮，开关就会再次打开）。一旦“运行”电磁阀接合，它就会关闭“运行”常开触点，从而锁定电磁阀。然后打开的“启动”开关不起作用。
出于安全原因，紧急停止和/或停止应与启动开关串联硬连线，并且继电器逻辑应反映这一点。
--[]----[]----+--[ ]--+--------( )
ES 停止 |开始|发动机
| |
+--[ ]--+
跑步
复杂的逻辑
以下是梯形图逻辑程序中两个梯级的示例。在现实世界的应用中，可能有数百或数千个梯级。
通常，复杂的梯形图逻辑是从左到右、从上到下“读取”的。当评估每条线（或梯级）时，梯级的输出线圈可以作为输入馈送到梯形的下一级。在复杂的系统中，梯子上会有许多“梯级”，它们按评估顺序编号。
1. ----[ ]---------+----[ ]-----+----( )
开关|高温|空调
| |
+----[ ]-----+
湿
2. ----[ ]----[]--------------------( )
空调加热冷却
第1行实现功能：A/C = Switch AND (HiTemp OR Humid)
第 2 行实现功能：冷却 = A/C AND（不是加热）
这表示梯级 2 的系统稍微复杂一些。在评估第一条线路后，输出线圈“A/C”被馈送到梯级 2，然后评估梯级 2，并且输出线圈“冷却”可以馈送到输出设备“压缩机”或进入梯子的第 3 级。该系统允许分解和评估非常复杂的逻辑设计。
附加功能
PLC 制造商可以将附加功能作为特殊块添加到梯形逻辑实现中。当特殊块通电时，它会根据预定参数执行代码。这些参数可以显示在特殊块中。
+--------+
-----[ ]--------------------+ A +----
远程解锁+--------+
远程柜台
+--------+
-----[ ]--------------------+ B +----
内部解锁+--------+
室内柜台
+--------+
--------------------+ A + B +------------
|进入C |
+--------+
加法器
在此示例中，系统将计算按下内部和远程解锁按钮的次数。该信息将存储在存储位置 A 和 B 中。存储位置 C 将保存电子解锁门的总次数。
PLC 有多种类型的特殊块。它们包括定时器、算术运算符和比较、表查找、文本处理、PID 控制和过滤功能。更强大的 PLC 可以对一组内部存储器位置进行操作，并对一系列地址执行操作，例如，模拟物理顺序鼓控制器或有限状态机。在某些情况下，用户可以定义自己的特殊块，这些块实际上是子例程或宏。大型特殊块库以及高速执行允许使用 PLC 来实现非常复杂的自动化系统。