4、PLC基础编程：位逻辑指令、定时器与计数器、数据块(DB)的创建与使用
4.1 位逻辑指令——PLC的“开关”世界
说实话，PLC编程里最基础也最常用的，就是位逻辑指令。你想想看，工业现场那么多传感器、按钮、继电器，归根结底不就是“通”和“断”两种状态吗？位逻辑指令就是处理这些开关信号的。
我个人习惯把位逻辑指令分成三类：
- 触点指令：常开触点（--| |--）和常闭触点（--|/|--）。常开就是“按下才通”，常闭就是“不按就通”。
- 线圈指令：输出线圈（--( )--）和取反线圈（--(/)--）。线圈得电，输出就为1。
- 中间指令：置位（S）、复位（R）、取反（NOT）。这些指令能让你的逻辑更灵活。
我在项目中遇到过一个问题：一个电机启动按钮，按下去电机转了，但手一松就停了。后来发现是没用自锁电路。其实很简单，把启动按钮的常开触点和电机运行输出线圈的常开触点并联起来，就实现了“自锁”。
核心逻辑：位逻辑指令的本质就是布尔代数。与、或、非、异或，这些你高中就学过的东西，在PLC里就是常开串联、常开并联、常闭取反。
我的小技巧：写梯形图时，尽量把常开触点放在左边，线圈放在右边。这样读起来顺，也符合电流从左到右的习惯。
4.2 定时器——让PLC学会“等待”
定时器这东西，说白了就是个“延时开关”。你告诉它“等5秒再动作”，它就老老实实等5秒。
西门子S7-1200/1500里常用的定时器有四种：
| 定时器类型 | 功能描述 | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| TON（接通延时） | 输入为1后，延时一段时间输出才变1 | 电机启动后延时5秒打开冷却阀 |
| TOF（断开延时） | 输入从1变0后，延时一段时间输出才变0 | 传送带停止后延时3秒关闭润滑泵 |
| TP（脉冲定时） | 输入为1时，输出产生一个固定宽度的脉冲 | 按钮按下后产生2秒的报警信号 |
| TONR（累计接通延时） | 多次接通的时间累加，达到设定值才动作 | 记录设备累计运行时间 |
嗯，这里要注意：定时器的精度取决于PLC的循环扫描周期。一般S7-1200的定时精度在1ms左右，够用了。但如果你需要微秒级的延时，那得用硬件定时器或者中断。
避坑指南：我曾经在一个项目中，用TON定时器做电机启动延时，结果发现定时器一直不动作。查了半天，原来是定时器的使能端（IN）接的是个脉冲信号，还没等定时器开始计时，信号就没了。记住：TON的IN端必须保持为1，定时器才会持续计时。
4.3 计数器——数数这件事，PLC比人靠谱
计数器，顾名思义就是用来计数的。工业现场里，数产品数量、数脉冲个数、数转数，都靠它。
常用的计数器类型：
- CTU（加计数器）：每来一个脉冲，计数值加1。达到设定值（PV）后，输出变1。
- CTD（减计数器）：每来一个脉冲，计数值减1。减到0时，输出变1。
- CTUD（加减计数器）：既能加也能减，适合做位置控制。
我举个例子：一个包装线上，每通过一个产品，传感器就发一个脉冲。用CTU计数器，设定PV=100，当第100个产品通过时，计数器输出为1，触发“装箱完成”信号。
关键点：计数器复位（R）和加载（LD）是两个重要功能。复位是把当前值清零，加载是把设定值PV写入当前值。别搞混了。
4.4 数据块(DB)——PLC的“记事本”
数据块（Data Block，简称DB），说白了就是PLC里的一块存储区域。你可以把它想象成一个Excel表格，里面可以存各种类型的数据：整数、浮点数、布尔量、字符串，甚至结构体。
创建DB的步骤很简单：
- 在TIA Portal的项目树里，找到“程序块” -> “添加新块”
- 选择“数据块(DB)”，给它起个名字，比如“MotorData”
- 在DB里定义变量：变量名、数据类型、初始值
举个例子，一个电机控制的数据块：
// 电机控制数据块 MotorData
// 变量名 数据类型 初始值 注释
StartButton Bool FALSE 启动按钮
StopButton Bool FALSE 停止按钮
MotorRun Bool FALSE 电机运行状态
SpeedSet Real 50.0 速度设定值 (Hz)
SpeedActual Real 0.0 速度实际值 (Hz)
RunTime Time T#0s 累计运行时间
FaultCode Int 0 故障代码我个人习惯把DB分成两类：
- 全局DB：所有程序块都能访问，适合存共享数据，比如生产配方、系统参数。
- 背景DB：跟某个功能块（FB）绑定，只在该FB内部使用，适合存局部变量。
我的经验：刚开始做项目时，我喜欢把所有变量都塞到一个大DB里。后来发现维护起来太痛苦了。现在我习惯按功能模块拆分DB，比如“MotorDB”、“ValveDB”、“AlarmDB”。这样找变量快，也方便别人接手。
4.5 知识体系总览
下面这张图，是我自己总结的本章知识体系。你看一眼，心里就有谱了。
你看，这四个模块其实是环环相扣的。位逻辑指令是基础，定时器和计数器是功能扩展，数据块则是把这些数据组织起来的容器。你想想看，没有数据块，你那些定时器的设定值、计数器的当前值往哪存？
再啰嗦一句：数据块里的变量，访问时要带路径。比如“MotorData.SpeedSet”，别直接写“SpeedSet”。不然PLC会报错，说找不到这个变量。我刚开始学的时候，这个坑踩了不下三次。
好了，这一章的内容就到这。位逻辑、定时器、计数器、数据块，这四个东西你搞明白了，PLC编程的基础就算打牢了。后面再学什么模拟量处理、通信、PID，都是在这个基础上往上搭。