PLC 梯形图(Ladder Diagram)详解:原理、结构与实际应用

一、什么是 PLC 梯形图(Ladder Diagram)

梯形图(Ladder Diagram,简称 LD) 是 PLC 编程中最常用、最直观的一种编程语言,外形类似于继电器控制回路,因此也被称为继电器逻辑图

它的设计初衷非常明确:
👉 让传统电工也能快速理解和使用 PLC

在工业自动化现场,梯形图因其可读性强、逻辑清晰、维护方便,被广泛应用于:

  • 电机启停控制
  • 泵、风机、阀门联锁
  • 生产线顺序控制
  • 报警与保护逻辑
  • 自动 / 手动切换系统

二、梯形图的基本结构

https://ladderlogicworld.com/wp-content/uploads/2021/02/5-Ladder-Logic-Basics_1-Parts-of-a-Ladder-Logic-Diagram1.png

1️⃣ 左右母线(电源轨)

  • 左母线:逻辑起点(相当于 L 线)
  • 右母线:逻辑终点(相当于 N 线)
  • 程序从左到右、从上到下扫描执行

2️⃣ 梯级(Rung)

每一横行称为一个梯级,通常表示一条完整的控制逻辑:

条件满足 → 执行动作

3️⃣ 常用元件符号

符号名称说明
常开触点
/
( )线圈输出、标志位
SET / R置位 / 复位状态保持
TON / TOF定时器延时控制

三、梯形图的执行逻辑(非常重要)

https://www.researchgate.net/publication/29613218/figure/fig2/AS%3A667788679073793%401536224636187/PLC-PROGRAM-EXECUTION-CYCLE.png

PLC 采用循环扫描机制

  1. 读取输入状态
  2. 执行梯形图逻辑
  3. 刷新输出状态
  4. 进入下一次扫描

📌 关键理解点

梯形图不是“并行执行”,而是高速循环顺序扫描

这也是为什么:

  • 状态保持
  • 中间继电器
  • 置位 / 复位

四、梯形图 vs 其他 PLC 编程语言

在实际工程项目中,PLC梯形图因逻辑清晰、易维护,依然是最常用的 PLC 编程语言。掌握 PLC梯形图的编程方法,可以大幅提高电机控制与设备调试效率。在 PLC 中如此重要。

语言特点适合场景
梯形图(LD)直观、易维护现场控制、初学
功能块(FBD)模块化过程控制
结构化文本(ST)类似高级语言算法、数据处理
指令表(IL)底层早期 PLC

📌 在工程现场

80% 的控制逻辑,仍然首选梯形图

五、不同品牌 PLC 中的梯形图

虽然不同品牌软件界面不同,但梯形图思想完全一致

  • 西门子:TIA Portal(LAD)
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  • 三菱:GX Works2 / GX Works3https://cdn.prod.website-files.com/63dea6cb95e58cb38bb98cbd/6415d9f550709280bc8f9f97_630523c8a883f969494a9672_RvfKsy_CpcyNJVnPRb_c3uGn6GXPUiGqsy_oTdetSGa75Z_opw_g29EqFSzmfbKb2ldmnJTIuwimKJf2vXUpcqk51L5zbwkXrgmwKZmEOoy6jPecSwDcSPzqW5LFWi7saq9jcZSVXc-nNR3hY8IB6Q.jpeg
  • 欧姆龙:CX-Programmer / Sysmac Studio
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六、工程经验:写好梯形图的 5 个建议

1️⃣ 一条梯级只做一件事
2️⃣ 重要信号加注释(现场救命)
3️⃣ 合理使用中间继电器
4️⃣ 公共条件前置,提高可读性
5️⃣ 报警、保护逻辑优先级最高

七、结语

梯形图不是“低级语言”,
而是最贴近工业现场的控制语言

无论你是:

  • PLC 初学者
  • 自动化工程师
  • 做项目、做毕设、做副业

梯形图,永远是你绕不开的核心技能。

📌 如果你需要:

  • PLC 梯形图项目代做
  • 电机 / 水泵 / 生产线控制程序
  • 学生毕设、课程设计
  • Siemens / Mitsubishi / Omron 项目支持

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