在西門子plc梯形圖中，將其觸點和線圈等稱為程序中的編程元件。編程元件也稱為軟元件，是指在plc編程時使用的輸入/輸出端子所對應(yīng)的存儲區(qū)以及內(nèi)部的存儲單元、寄存器等。
根據(jù)編程元件的功能，西門子plc梯形圖中的常用的編程元件主要有輸入繼電器（i）、輸出繼電器（q）、輔助繼電器（m、sm）、定時器（t）、計數(shù)器（c）和一些其他較常見的編程元件等。
1、輸入繼電器（i）的標(biāo)注
西門子plc梯形圖中的輸入繼電器用“字母i+數(shù)字”進(jìn)行標(biāo)識，每個輸入繼電器均與plc的一個輸入端子對應(yīng)，用于接收外部開關(guān)信號。
輸入繼電器由plc端子連接的開關(guān)部件的通斷狀態(tài)（開關(guān)信號）進(jìn)行驅(qū)動，當(dāng)開關(guān)信號閉合時，輸入繼電器得電，其對應(yīng)的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，如圖1所示。
圖1 西門子plc梯形圖中的輸入繼電器
2、輸出繼電器（q）的標(biāo)注
西門子plc梯形圖中的輸出繼電器用“字母q+數(shù)字”進(jìn)行標(biāo)識，每一個輸出繼電器均與plc的一個輸出端子對應(yīng)，用于控制plc外接的負(fù)載。
輸出繼電器可以由plc內(nèi)部輸入繼電器的觸點、其他內(nèi)部繼電器的觸點或輸出繼電器自己的觸點來驅(qū)動，如圖2所示。
圖2 門子plc梯形圖中的輸出繼電器
（3）輔助繼電器（m、sm）的標(biāo)注
在西門子plc梯形圖中，輔助繼電器有兩種，一種為通用輔助繼電器，一種為特殊標(biāo)志位輔助繼電器。
①通用輔助繼電器的標(biāo)注。通用輔助繼電器，又稱為內(nèi)部標(biāo)志位存儲器，如同傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器，用于存放中間操作狀態(tài)，或存儲其他相關(guān)數(shù)字，用“字母m+數(shù)字”進(jìn)行標(biāo)識，如圖3所示。
圖3 西門子plc梯形圖中的通用輔助繼電器
由圖3可以看到，通用輔助繼電器m0.0既不直接接受外部輸入信號，也不直接驅(qū)動外接負(fù)載，它只是作為程序處理的中間環(huán)節(jié)，起到橋梁的作用。
②特殊標(biāo)志位輔助繼電器的標(biāo)注。特殊標(biāo)志位輔助繼電器，用“字母sm+數(shù)字”標(biāo)識，如圖4所示，通常簡稱為特殊標(biāo)志位繼電器，它是為保存plc自身工作狀態(tài)數(shù)據(jù)而建立的一種繼電器，用于為用戶提供一些特殊的控制功能及系統(tǒng)信息，如用于讀取程序中設(shè)備的狀態(tài)和運算結(jié)果，根據(jù)讀取信息實現(xiàn)控制需求等。一般用戶對操作的一些特殊要求也可通過特殊標(biāo)志位輔助繼電器通知cpu系統(tǒng)。
圖4 西門子plc梯形圖中的特殊標(biāo)志位輔助繼電器
4、定時器（t）的標(biāo)注
在西門子plc梯形圖中，定時器是一個非常重要的編程元件，用“字母t+數(shù)字”進(jìn)行標(biāo)識，數(shù)字從0～255，共256個。不同型號的plc，其定時器的類型和具體功能也不相同。在西門子s7-200系列plc中，定時器分為3種類型，即接通延時定時器（ton）、保留性接通延時定時器（tonr）、斷開延時定時器（tof），三種定時器定時時間的計算公式相同，即
t=pt×s
（t為定時時間，pt為預(yù)設(shè)值，s為分辨率等級）
其中，pt預(yù)設(shè)值根據(jù)編程需要輸入設(shè)定值數(shù)值，分辨率等級一般有1ms、10ms、100ms三種，由定時器類型和編號決定，見表1所示。
表1 西門子s7-200定時器號碼對應(yīng)的分辨率等級及最大值等參數(shù)
①接通延時定時器（ton）的標(biāo)注。接通延時定時器是指定時器得電后，延時一段時間（由設(shè)定值決定）后其對應(yīng)的常開或常閉觸點才執(zhí)行閉合或斷開動作；當(dāng)定時器失電后，觸點立即復(fù)位。
接通延時定時器（ton）在plc梯形圖中的表示方法如圖5所示，其中，方框上方的“?”為定時器的編號輸入位置；方框內(nèi)的ton代表該定時器類型（接通延時）；in為起動輸入端；pt為時間預(yù)設(shè)值端（pt外部的“?”為預(yù)設(shè)值的數(shù)值）；s為定時器分辨率，與定時器的編號有關(guān)，可參照表1。
圖5 接通延時定時器（ton）在plc梯形圖中的表示方法
例如，某段plc梯形圖程序中所用定時器編號為t37，預(yù)設(shè)值pt為300，定時分辨率為100ms，如圖6所示。
可以計算出，該定時器的定時時間為300×100ms=30000ms=30s；則在該程序中，當(dāng)輸入繼電器i0.3閉合后，定時器t37得電，延時30s后控制輸出繼電器q0.0的延時閉合的常開觸點t37閉合，使輸出繼電器q0.0線圈得電。
圖6 接通延時定時器（ton）應(yīng)用
②保留性接通延時定時器（tonr）的標(biāo)注。保留性接通延時定時器（tonr）與上述的接通延時定時器（ton）原理基本相同，不同之處在于在計時時間段內(nèi)，未達(dá)到預(yù)設(shè)值前，定時器斷電后，可保持當(dāng)前計時值，當(dāng)定時器得電后，從保留值的基礎(chǔ)上再進(jìn)行計時，可多間隔累加計時，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)值時，其觸點相應(yīng)動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。
保留性接通延時定時器（tonr）在plc梯形圖中的表示方法如圖7所示，其中，方框上方的“?”為定時器的編號輸入位置；方框內(nèi)的tonr代表該定時器類型（接通延時）；in為起動輸入端；pt為時間預(yù)設(shè)值端（pt外部的“?”為預(yù)設(shè)值的數(shù)值）；s為定時器分辨率，與定時器的編號有關(guān)，可參照表。
圖7 保留性接通延時定時器（tonr）在plc梯形圖中的表示方法
③斷開延時定時器（tof）的標(biāo)注。斷開延時定時器（tof）是指定時器得電后，其相應(yīng)常開或常閉觸點立即執(zhí)行閉合或斷開動作；當(dāng)定時器失電后，需延時一段時間（由設(shè)定值決定），其對應(yīng)的常開或常閉觸點才執(zhí)行復(fù)位動作。
斷開延時定時器（tof）在plc梯形圖中的表示方法與上述兩種定時器基本相同，如圖8所示為斷開延時定時器（tof）的典型應(yīng)用。
圖8 斷開延時定時器（tof）的應(yīng)用
由圖8可以看到，該程序中所用定時器編號為t33，預(yù)設(shè)值pt為60，定時分辨率為10ms。
可以計算出，該定時器的定時時間為60×10ms=600ms=0.6s；則該程序中，當(dāng)輸入繼電器i0.3閉合后，定時器t38得電，控制輸出繼電器q0.0的延時斷開的常開觸點t38立即閉合，使輸出繼電器q0.0線圈得電；當(dāng)輸入繼電器i0.3斷開后，定時器t38失電，控制輸出繼電器q0.0的延時斷開的常開觸點t38延時0.6 s后才斷開，輸出繼電器q0.0線圈失電。
5、計數(shù)器（c）的標(biāo)注
在西門子plc梯形圖中，計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和使用與定時器基本相似，也是應(yīng)用廣泛的一種編程元件，用來累計輸入脈沖的次數(shù)，經(jīng)常用來對產(chǎn)品進(jìn)行計數(shù)。用“字母c+數(shù)字”進(jìn)行標(biāo)識，數(shù)字從0～255，共256個。
不同型號的plc，其定時器的類型和具體功能也不相同。在西門子s7-200系列plc中，計數(shù)器分為3種類型，即增計數(shù)器（ctu）、減計數(shù)器（ctd）、增減計數(shù)器（ctud），一般情況下，計數(shù)器與定時器配合使用。
①增計數(shù)器（ctu）的標(biāo)注。增計數(shù)器（ctu）是指在計數(shù)過程中，當(dāng)計數(shù)端輸入一個脈沖式時，當(dāng)前值加1，當(dāng)脈沖數(shù)累加到等于或大于計數(shù)器的預(yù)設(shè)值時，計數(shù)器相應(yīng)觸點動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。
在西門子s7-200系列plc梯形圖中，增計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義如圖9所示，其中方框上方的“?”為增計數(shù)器編號輸入位置，cu為計數(shù)脈沖輸入端，r為復(fù)位信號輸入端（復(fù)位信號為0時，計數(shù)器工作），pv為脈沖設(shè)定值輸入端。
圖9 增計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義
例如，某段plc梯形圖程序中計數(shù)器類型為ctu，增計數(shù)器，編號為c1，預(yù)設(shè)值pv為80，復(fù)位端由輸出繼電器q0.0的常閉觸點控制，如圖10所示。
可以看到，該程序中，初始狀態(tài)下，輸出繼電器q0.0的常閉觸點閉合，即計數(shù)器復(fù)位端為1，計數(shù)器不工作；當(dāng)plc外部輸入開關(guān)信號使輸入繼電器i0.0閉合后，輸出繼電器q0.0線圈得電，其常閉觸點q0.0斷開，計數(shù)器復(fù)位端信號為0，計數(shù)器開始工作；同時輸出繼電器q0.0的常開觸點閉合，定時器t37得電。
圖10 增計數(shù)器（ctu）的應(yīng)用
在定時器t37控制下，其常開觸點t37每6min閉合一次，即每6min向計數(shù)器c1脈沖輸入端輸入一個脈沖信號，計數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值等于80時（歷時時間為8h），計數(shù)器觸點動作，即控制輸出繼電器q0.0的常閉觸點在接通8h后自動斷開。
②減計數(shù)器（ctd）的標(biāo)注。減計數(shù)器（ctd）是指在計數(shù)過程中，將預(yù)設(shè)值裝入計數(shù)器當(dāng)前值寄存器，當(dāng)計數(shù)端輸入一個脈沖式時，當(dāng)前值減1，當(dāng)計數(shù)器的當(dāng)前值等于0時，計數(shù)器相應(yīng)觸點動作（常開觸點閉合、常閉觸點斷開），并停止計數(shù)。
在西門子s7-200系列plc梯形圖中，減計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義如圖11所示，其中方框上方的“?”為減計數(shù)器編號輸入位置，cd為計數(shù)脈沖輸入端，ld為裝載信號輸入端，pv為脈沖設(shè)定值輸入端。
圖11 增計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義
當(dāng)裝載信號輸入端ld信號為1時，其計數(shù)器的設(shè)定值pv被裝入計數(shù)器的當(dāng)前值寄存器，此時當(dāng)前值為pv。只有裝載信號輸入端ld信號為0時，計數(shù)器才可以工作。
例如，某段plc梯形圖程序中計數(shù)器類型為ctd，減計數(shù)器，編號為c1，預(yù)設(shè)值pv為3，如圖12所示。
圖12 減計數(shù)器（ctd）的應(yīng)用
由圖12可以看到，該程序中，由輸入繼電器常開觸點i0.1控制計數(shù)器c1的裝載信號輸入端；輸入繼電器常開觸點i0.0控制計數(shù)器c1的脈沖信號，i0.1閉合，將計數(shù)器的預(yù)設(shè)值3裝載到當(dāng)前值寄存器中，此時計數(shù)器當(dāng)前值為3，當(dāng)i0.0閉合一次，計數(shù)器脈沖信號輸入端輸入一個脈沖，計數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值減為0時，計數(shù)器常開觸點c1閉合，控制輸出繼電器q0.0線圈得電。
③增減計數(shù)器（ctud）的標(biāo)注。增減計數(shù)器（ctud）有兩個脈沖信號輸入端，其在計數(shù)過程中，可進(jìn)行計數(shù)加1，也可進(jìn)行計數(shù)減1。
在西門子s7-200系列plc梯形圖中，增減計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義如圖13所示，其中方框上方的“?”為增減計數(shù)器編號輸入位置，cu為增計數(shù)脈沖輸入端，cd為減計數(shù)脈沖輸入端，r為復(fù)位信號輸入端，pv為脈沖設(shè)定值輸入端。
當(dāng)cu端輸入一個計數(shù)脈沖時，計數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值等于或大于預(yù)設(shè)值時，計數(shù)器由off轉(zhuǎn)換為on，其相應(yīng)觸點動作；當(dāng)cd端輸入一個計數(shù)脈沖時，計數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值小于預(yù)設(shè)值時，計數(shù)器由off轉(zhuǎn)換為on，其相應(yīng)觸點動作。
圖13 增減計數(shù)器的圖形符號及文字標(biāo)識含義
例如，某段plc梯形圖程序中計數(shù)器類型為ctud，增減計數(shù)器，編號為c48，預(yù)設(shè)值pv為4，如圖14所示。
圖14 增減計數(shù)器（ctud）的應(yīng)用
由圖14可以看到，當(dāng)輸入繼電器常開觸點i0.0閉合一次，為計數(shù)器cu輸入一個脈沖，計數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)累加至4時，計數(shù)器c48動作，其常開觸點c48閉合，輸出繼電器q0.0線圈得電；當(dāng)輸入繼電器常開觸點i0.1閉合一次，為計數(shù)器cd輸入一個脈沖，計數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)減至4時，計數(shù)器c48動作，其常開觸點c48閉合，輸出繼電器q0.0線圈得電。
6、其他編程元件（v、l、s、ai、aq、hc、ac）的標(biāo)注
西門子plc梯形圖中，除上述5種常用編程元件外，還包含一些其他基本編程元件。
①變量存儲器（v）的標(biāo)注。變量存儲器用字母v標(biāo)識，用來存儲全局變量，可用于存放程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果等。同一個存儲器可以在任意程序分區(qū)被訪問。
②局部變量存儲器（l）的標(biāo)注。局部變量存儲器用字母l標(biāo)識，用來存儲局部變量，同一個存儲器只和特定的程序相關(guān)聯(lián)。
③順序控制繼電器（s）的標(biāo)注。順序控制繼電器用字母s標(biāo)識，用于在順序控制和步進(jìn)控制中，是一種特殊的繼電器。
④模擬量輸入、輸出映像寄存器（ai、aq）的標(biāo)注。模擬量輸入映像寄存器（ai）用于存儲模擬量輸入信號，并實現(xiàn)模擬量的a/d轉(zhuǎn)換；模擬量輸出映像寄存器（aq）為模擬量輸出信號的存儲區(qū)，用于實現(xiàn)模擬量的d/a轉(zhuǎn)換。
⑤高速計數(shù)器（hc）的標(biāo)注。高速計數(shù)器（hc）與普通計數(shù)器基本相同，其用于累計高速脈沖信號。高速計數(shù)器比較少，在西門子s7-200系列plc中，cpu226中高速計數(shù)器為hc（0～5），共6個。
⑥累加器（ac）的標(biāo)注。累加器（ac）是一種暫存數(shù)據(jù)的寄存器，可用來存放運算數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)或結(jié)果數(shù)據(jù)，也可用于向子程序傳遞或返回參數(shù)等。西門子s7-200系列plc中累加器為ac（0～3），共4個。