3. 梯形图编程基础与位逻辑指令

梯形图（LAD）是S7-1200最常用的编程语言，它的外形来源于继电器控制电路：左右两条竖线代表能流母线，触点、线圈等元件像梯子的横档一样连接在母线之间。理解梯形图的关键，是把它当作“能流路径”来看——能流从左母线出发，经过一系列条件判断，最终决定右侧线圈是否得电。本节围绕常开触点、常闭触点、线圈、置位/复位指令展开，并以电机启停控制为完整示例，走通从编程到仿真的全过程。

一、位逻辑指令的基本元件

常开触点（--| |--）：对应布尔变量为1时导通，为0时断开。它相当于一个“按下才通”的按钮，或一个“满足条件才通”的判断点。在S7-1200中，常开触点直接引用变量地址，如 I0.0、M0.0、Q0.0。

常闭触点（--|/|--）：对应布尔变量为0时导通，为1时断开。它常用于停止按钮、过载保护、限位开关等“正常状态下应保持接通”的场合。注意：常闭触点的“闭合”是逻辑意义上的导通，与物理按钮的常闭触点不是同一概念，编程时以变量值为准。

线圈（--( )--）：能流到达时，线圈对应的变量被置1；能流断开时，变量被置0。线圈是“跟随型”输出，其状态完全由前面的逻辑结果决定，每一扫描周期都会刷新。

置位/复位线圈（--(S)-- / --(R)--）：置位线圈在能流到达时将变量置1并保持，即使能流消失也不改变；复位线圈在能流到达时将变量清0并保持。它们用于需要“记忆”状态的场合，如启停控制中的运行标志。

二、电机启停控制的逻辑设计

电机启停是最经典的位逻辑应用。控制要求：按下启动按钮SB1，电机运行；按下停止按钮SB2，电机停止；电机过载时（热继电器FR动作）自动停止。I/O分配如下：

这里有一个关键点：停止按钮和热继电器在硬件上使用常闭触点，因此正常状态下输入为1，动作时为0。在梯形图中，它们应当用常开触点来引用，因为“正常为1”正好满足常开触点的导通条件。如果误用常闭触点，逻辑会反相，导致电机无法启动或无法停止。这是初学者最容易出错的地方。

启停控制的核心是“自锁”：启动按钮是瞬动信号，松开就消失，必须用运行输出自身的常开触点并联在启动按钮两端，形成保持回路。停止和过载条件则串联在回路中，任一断开都能切断能流。

三、两种实现方式的对比

上面的梯形图给出了两种等效实现。Network 1 用“自锁+线圈”方式：启动按钮与Q0.0自锁触点并联，再串联停止和过载条件，最后接Q0.0线圈。Network 2 用“置位/复位”方式：启动按钮驱动 Q0.0 的S线圈，停止按钮驱动R线圈。两者都能实现启停，但行为有细微差别：

• 自锁方式：每个扫描周期都重新计算Q0.0。如果停止条件在运行中短暂断开又恢复，电机会立即重新启动，存在安全隐患。
• 置位/复位方式：S和R是保持型，停止后必须再次按启动才能运行，不会因停止信号恢复而自动重启，安全性更好。

实际工程中，对于电机这类需要明确“启动—保持—停止”状态的负载，推荐使用置位/复位方式，或在自锁回路中增加启动沿检测。S7-1200的置位/复位指令在梯形图中分别显示为方框内的S和R，操作数可以是Q、M等位地址。

四、在TIA Portal中编写与仿真

打开TIA Portal，新建项目并添加CPU 1214C DC/DC/DC。在“PLC变量”表中定义I0.0、I0.1、I0.2、Q0.0四个变量，注意I0.1和I0.2的注释写明“常闭，正常为1”。进入OB1，从右侧指令树拖入常开触点、常闭触点、线圈、置位/复位线圈，按上图连接。

编写时注意：触点之间的连接线要真正连到母线或前一元件，不能悬空；并联支路要从同一节点分叉、汇合到同一节点。TIA Portal会自动检查语法，悬空或短接的节点会显示绿色或红色标记。

仿真步骤：点击“开始仿真”按钮，将程序下载到仿真PLC。在仿真界面中，将I0.1和I0.2强制为1（模拟停止按钮未按下、热继电器正常），然后点动I0.0为1再松开，观察Q0.0是否变为1并保持。接着将I0.1置0，Q0.0应立即变为0。再将I0.1恢复为1，Q0.0应保持0，必须再次触发I0.0才能重新启动——这正是置位/复位方式的安全特性。

五、常见错误与排查

初学者在启停控制中常犯三类错误。第一，停止按钮用常闭触点编程：由于硬件I0.1正常为1，常闭触点在变量为1时断开，导致能流永远无法到达线圈，电机无法启动。正确做法是用常开触点引用I0.1。第二，自锁触点误用输入地址：把Q0.0写成I0.0，结果松开启动按钮后回路断开，电机只能点动。第三，置位和复位操作数不一致：S操作Q0.0而R操作Q0.1，导致停止无效。排查时可用监控表同时监视I0.0、I0.1、I0.2、Q0.0四个变量，按动作顺序逐项核对。