第三课：PLC核心编程语言——梯形图、功能块图、结构化文本入门

好，咱们直接进入正题。PLC 编程，说白了就是让机器听懂你的话。但机器听不懂人话，它只认逻辑。所以我们需要一种“中间语言”。

IEC 61131-3 标准定义了五种编程语言。但说实话，真正天天用的，就三种：梯形图（LD）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）。

我个人习惯是：简单逻辑用梯形图，复杂控制用功能块图，数学运算和数据处理用结构化文本。今天我就带你把这三样东西摸透。

一、梯形图（LD）—— 电工的“电路图”

梯形图，长得就像继电器电路。左边一根竖线是火线，右边一根竖线是零线。中间那些触点、线圈，就是你的逻辑。

为什么它最流行？因为电工师傅一看就懂。我在项目现场遇到过好几次，电工拿着图纸跟我对信号，我说“这是常开触点”，他立马就明白了。

基本元素：

• 常开触点（-||-）：信号为 1 时闭合，电流通过。
• 常闭触点（-|/|-）：信号为 0 时闭合，电流通过。
• 线圈（-( )-）：电流流到线圈，输出置 1。
• 输出（-( )-）：控制电机、阀门等。

举个例子，一个简单的“启动-保持-停止”电路：

|  启动按钮  停止按钮  接触器线圈 |
|----||--------|/|--------( )----|
|    |                    |       |
|    |  接触器自保触点    |       |
|    |----||-------------|       |

嗯，这里要注意：启动按钮按一下，线圈得电。同时自保触点闭合，把启动按钮旁路掉。这样即使松开启动按钮，线圈依然保持。停止按钮一按，常闭断开，线圈失电。

避坑指南： 我曾经在调试一条包装线时，发现电机启动后无法自保。查了半天，原来是自保触点写成了常闭。你想想看，常闭触点一开始就通着，线圈一得电它反而断开了，这不就自锁了吗？所以，自保触点一定要用常开。

二、功能块图（FBD）—— 画“逻辑框图”

功能块图，说白了就是把你的控制逻辑画成一个个“盒子”。每个盒子代表一个功能，比如“与门”、“或门”、“定时器”、“计数器”。

我建议你把它想象成搭积木。输入信号从左边进盒子，经过处理，从右边输出。盒子之间用线连起来，就形成了完整的控制逻辑。

常用功能块：

功能块	符号	说明
与门	&	所有输入为 1，输出才为 1
或门	>=1	任一输入为 1，输出为 1
非门	1	输入取反
RS触发器	SR	置位/复位，有记忆功能
TON定时器	TON	延时接通

举个例子，一个“延时启动”功能：

|  启动信号  |   TON   |  输出 |
|----||------|IN   Q|----( )----|
|            |PT    ET|         |
|            |  #5s   |         |

启动信号一给，定时器开始计时。5 秒后，Q 输出为 1，输出线圈得电。这就是延时启动。

个人经验： 我在做一条自动化产线时，需要判断“两个传感器同时检测到工件”才启动机械手。用梯形图写要好几行，用功能块图，一个“与门”就搞定了。你想想看，是不是很直观？

三、结构化文本（ST）—— 像写 C 语言一样写 PLC

结构化文本，说白了就是高级语言。它用 IF、CASE、FOR 这些语句，处理复杂逻辑和数学运算。

为什么需要它？因为梯形图和功能块图处理不了“PID 运算”、“数组排序”、“字符串处理”这些事。这时候，ST 就派上用场了。

基本语法：

• 赋值： 变量名 := 表达式;
• IF 语句： IF 条件 THEN ... ELSE ... END_IF;
• CASE 语句： CASE 变量 OF ... ELSE ... END_CASE;
• FOR 循环： FOR i:=1 TO 10 DO ... END_FOR;

举个例子，一个简单的“温度控制”逻辑：

IF 温度 > 100 THEN
    加热器 := FALSE;  // 停止加热
    报警灯 := TRUE;   // 报警
ELSIF 温度 < 80 THEN
    加热器 := TRUE;   // 开始加热
    报警灯 := FALSE;
ELSE
    加热器 := 加热器;  // 保持原状态
    报警灯 := FALSE;
END_IF;

这段代码的意思是：温度超过 100 度，停止加热并报警；低于 80 度，开始加热；在 80-100 之间，保持现状。

避坑指南： 我曾经在写一个 PID 程序时，忘记给变量赋初值。结果一运行，输出直接飞了。后来我养成了习惯：所有变量在程序开头都赋一个初始值。比如 温度 := 0.0;，这样就不会出问题。

四、三种语言怎么选？

我个人的经验是：

• 梯形图： 适合开关量控制、简单逻辑、现场调试。电工师傅看得懂，维护方便。
• 功能块图： 适合流程控制、状态机、模拟量处理。逻辑清晰，容易复用。
• 结构化文本： 适合复杂算法、数据处理、通信协议。效率高，功能强。

你想想看，一个项目里，这三种语言可以混用。比如主程序用梯形图，调用一个功能块图写的“状态机”，再调用一个 ST 写的“PID 运算”。这就是 IEC 61131-3 标准的魅力。

好了，这一课就到这里。下一课，我会带你实际动手，用这三种语言写一个“电机正反转控制”程序。到时候你就知道，它们到底怎么配合了。