PLC五種編程語言

1、PLC的五種標(biāo)準(zhǔn)編程語言 PLC的用戶程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過PLC編程語言的編制設(shè)計(jì)的。根據(jù)國際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語言標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131-3）。PLC的編程語言包括以下五種：梯形圖語言（LD）、指令表語言（IL）、功能模塊圖語言（FBD）、順序功能流程圖語言（SFC）及結(jié)構(gòu)化文本語言（ST）。    1、梯形圖語言（LD）    梯形圖語言是PLC程序設(shè)計(jì)中最常用的編程語言。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用

2、。    梯形圖編程語言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌握。    梯形圖編程語言與原有的繼電器控制的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，應(yīng)用時(shí)，需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對(duì)待。    圖1是典型的交流異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路圖。圖2是采用PLC控制的程序梯形圖。圖1 交流異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)電路圖圖2 PLC梯形圖    2

3、、指令表語言（IL）    指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符編程語言，和匯編語言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。在無計(jì)算機(jī)的情況下，適合采用PLC手持編程器對(duì)用戶程序進(jìn)行編制。同時(shí)，指令表編程語言與梯形圖編程語言圖一一對(duì)應(yīng)，在PLC編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。圖3就是與圖2PLC梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表。圖3 指令表    指令表表編程語言的特點(diǎn)是：采用助記符來表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無計(jì)算機(jī)的場合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。其特點(diǎn)與梯形

4、圖語言基本一致。    3、功能模塊圖語言（FBD）    功能模塊圖語言是與數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語言。采用功能模塊圖的形式來表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。圖4是對(duì)應(yīng)圖1交流異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的功能模塊圖編程語言的表達(dá)方式。圖4 功能模塊圖    功能模塊圖編程語言的特點(diǎn)：功能模塊圖程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)是：以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人員很容易掌握的編程；對(duì)規(guī)

5、模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。    4、 順序功能流程圖語言（SFC）    順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語言。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步的按照順序動(dòng)作。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系

6、較復(fù)雜的場合。圖5是一個(gè)簡單的功能流程編程語言的示意圖。圖5    順序功能流程圖編程語言的特點(diǎn)：以功能為主線，按照功能流程的順序分配，條理清楚，便于對(duì)用戶程序理解；避免梯形圖或其他語言不能順序動(dòng)作的缺陷，同時(shí)也避免了用梯形圖語言對(duì)順序動(dòng)作編程時(shí)，由于機(jī)械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷；用戶程序掃描時(shí)間也大大縮短。    5、結(jié)構(gòu)化文本語言（ST）    結(jié)構(gòu)化文本語言是用結(jié)構(gòu)化的描述文本來描述程序的一種編程語言。它是類似于高級(jí)語言的一種編程語言。在大中型的PLC系統(tǒng)中，常采

7、用結(jié)構(gòu)化文本來描述控制系統(tǒng)中各個(gè)變量的關(guān)系。主要用于其他編程語言較難實(shí)現(xiàn)的用戶程序編制。    結(jié)構(gòu)化文本編程語言采用計(jì)算機(jī)的描述方式來描述系統(tǒng)中各種變量之間的各種運(yùn)算關(guān)系，完成所需的功能或操作。大多數(shù)PLC制造商采用的結(jié)構(gòu)化文本編程語言與BASIC語言、PASCAL語言或C語言等高級(jí)語言相類似，但為了應(yīng)用方便，在語句的表達(dá)方法及語句的種類等方面都進(jìn)行了簡化。    結(jié)構(gòu)化文本編程語言的特點(diǎn)：采用高級(jí)語言進(jìn)行編程，可以完成較復(fù)雜的控制運(yùn)算；需要有一定的計(jì)算機(jī)高級(jí)語言的知識(shí)和編程技巧，對(duì)工程設(shè)計(jì)人員要求較高。直觀性和

8、操作性較差。    不同型號(hào)的PLC編程軟件對(duì)以上五種編程語言的支持種類是不同的，早期的PLC僅僅支持梯形圖編程語言和指令表編程語言。目前的PLC對(duì)梯形圖（LD）、指令表（STL）、功能模塊圖（FBD）編程語言都以支持。比如，SIMATIC STEP7 MicroWIN V3.2。 在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員不但對(duì)PLC的硬件性能了解外，也要了解PLC對(duì)編程語言支持的種類。PLC的功能模塊圖語言(FBD)簡介  發(fā)布日期：2014-07-17  來源：艾特貿(mào)易網(wǎng)  作者：佚名 

9、; 瀏覽次數(shù)：1核心提示： 功能模塊圖語言是與數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語言。采用功能模塊圖的形式來表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。功能模塊圖如圖3-4所示。 圖3-4 功能模塊圖 功能模塊圖語言的特點(diǎn)： 以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)    功能模塊圖語言是與數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語言。采用功能模塊圖的形式來表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。功能模塊圖如圖3-4所示。    

10、圖3-4    功能模塊圖    功能模塊圖語言的特點(diǎn)：    以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人員很容易掌握編程；對(duì)規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。PLC的順序功能流程圖語言(SFC)簡介  發(fā)布日期：2014-07-17  來源：艾特貿(mào)易網(wǎng)  作者：佚名 &

11、#160;瀏覽次數(shù)：0核心提示： 順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語言。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步地按照順序動(dòng)作。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀    順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語言。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步地按照順序動(dòng)作。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。在方框內(nèi)

12、含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場合。圖3-5所示是一個(gè)簡單的順序功能流程圖語言的示意圖。    圖3-5    順序功能流程圖語言的示意圖    順序功能流程圖語言的特點(diǎn)：    以功能為主線，按照功能流程的順序分配，條理清楚，便于對(duì)用戶程序理解；避免梯形圖或其他語言不能順序動(dòng)作的缺陷，同時(shí)也避免了用梯形

13、圖語言對(duì)順序動(dòng)作編程時(shí)，由于機(jī)械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷；用戶程序掃描時(shí)間也大大縮短。    在功能圖中用戶可以根據(jù)順序控制步驟執(zhí)行條件的變化，分析程序的執(zhí)行過程，可清楚地看到在程序執(zhí)行過程中每一步的狀態(tài)，便于程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試。詳解IEC 61131-3=多種PLC語言各種PLC語言簡介對(duì)應(yīng)的多種PLC語言，其就是由相關(guān)國際規(guī)范IEC 61131-3，所定義的。目前常見的是5種：LD=LaDder Logic=梯形圖IL=Instruction List=指令表ST=Structured Text=結(jié)構(gòu)式文本FBD=Function Bl

14、ock Diagram=功能圖SFC=Sequential Function Chart=順序功能流程圖還有一個(gè)不常見的，第6種：CFC= Continuous Function Chart= 連續(xù)功能圖PLC語言發(fā)展歷史IEC61131-3組成部分IEC 61131-3主要分成兩部分：§ 通用元素§ 編程語言如圖：IEC 61131-3 軟件模型IEC 61131-3通用的元素§ Data Types§ POUo Functionso Function Blocks=FBso Programs§ Variables§ Configu

15、ration elements：Resources and Taskso§ SFC=Sequential Function Chart(順序功能流程圖)各種不同PLC語言示例PLC語言：梯形圖（LD）舉例：允許編程人員圖形化的去連接中繼器和線圈。 PLC語言：功能塊圖（FBD）舉例：允許用戶可以快速地實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制和模擬表達(dá)式方面的編程。 PLC語言：指令表（IL）類似于匯編語言Assembly 舉例：PLC語言：結(jié)構(gòu)化文本（ST）§ 類似于C語言或PASCAL語言§ 主要代碼邏輯     o 判斷

16、：條件是否滿足o 賦值：設(shè)置IO點(diǎn)為True還是False 舉例： 下面詳細(xì)解釋ST語言：ST語言支持操作符，控制語言和功能，支持下述方面內(nèi)容：§ 控制語句：例如條件判斷語句，分支語言，循環(huán) IF THEN ELSE END_IF LOOP§ 操作符：*,/,+,-,<,>,=§ 調(diào)用用戶定義的功能模塊FB§ 調(diào)用的函數(shù)：MELSEC函數(shù)，IEC函數(shù)§ 注釋描述 下面詳細(xì)的解釋，對(duì)于三菱MELSEC-Q系列的ST語言的特點(diǎn)：§ 把常用的過程，定義為功能模塊FB->相當(dāng)于高級(jí)語言中的函數(shù)，以及多個(gè)函

17、數(shù)組成了庫，可被重復(fù)利用§ 在線修改：在不停止PLC的CPU的前提下，允許在線修改正在運(yùn)行的程序§ 與其他語言連接互通：比如用LD梯形圖實(shí)現(xiàn)順序控制，然后用ST語言實(shí)現(xiàn)操作控制§ 有大量的可用的功能函數(shù)：MELSEC-Q系列的函數(shù)和IEC函數(shù)，有很多通用的指令，均已在IEC61131-3中定義好了，支持ST語言。 PLC語言：順序功能圖（SFC）舉例：適用于順序的過程或流程。 PLC語言：連續(xù)功能圖（CFC）CFC=Continuous Function ChartCFC就像一種徒手畫出來的FBD的編輯器。不像面向網(wǎng)絡(luò)的FBD，其中FBD是對(duì)于

18、不同的輸入之間的連接點(diǎn)，操作符，輸出都是自動(dòng)設(shè)置的。而CFC則是需要自己手動(dòng)畫的。因此，所有的模塊盒子都可以自由的被替換，因此其無需臨時(shí)變量即可支持反饋循環(huán)（feedback loop）。 不同PLC語言對(duì)比 + 如何選擇合適自己的PLC語言§ Ladder Diagram (LD)=基于US-style of programming, resembling electrical drawing standard§ Instruction List (IL)=基于German Anweisungsliste, AWL§ Structured Text (

19、ST)=類似于PASCAL§ Function Block Diagram (FBD)=類似于電路圖circuit diagram§ Sequential Function Chart (SFC)=基于French Grafcet (IEC 848)，類似于flowchart流程圖由于各種技術(shù)員和工程師的教育水平、擅長的專業(yè)領(lǐng)域不同，所以，需要多種PLC語言之間，可以互通。因?yàn)閷?shí)際情況是，對(duì)于不同的領(lǐng)域內(nèi)的人，其所培訓(xùn)和使用的PLC語言都不同，而導(dǎo)致不同領(lǐng)域之間的人在PLC語言方面，互相很難溝通。§ 美國的汽車工業(yè)領(lǐng)域：傾向于用LD梯形圖；§ 歐洲的汽車工業(yè)領(lǐng)域：更喜歡用FBD功能模塊圖§ 計(jì)算機(jī)科學(xué)家：喜歡用ST結(jié)構(gòu)圖（類似于高級(jí)語言，比如C語言）而不同的PLC語言有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用的領(lǐng)域：§ 內(nèi)存管理方面的工作：對(duì)于內(nèi)存的讀和寫，IL