常見的PLC編程語言介紹

常見的PLC編程語言介紹目錄contentsPLC編程語言概述梯形圖（LD）指令表（IL）順序功能圖（SFC）結(jié)構(gòu)化文本（ST）各類型PLC編程語言比較與選擇PLC編程語言概述CATALOGUE01PLC定義可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，簡稱PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。PLC作用PLC及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC定義及作用03便于維護(hù)和升級采用標(biāo)準(zhǔn)化的編程語言，可以方便地對PLC程序進(jìn)行維護(hù)、修改和升級。01實(shí)現(xiàn)控制邏輯PLC編程語言是實(shí)現(xiàn)控制邏輯的基礎(chǔ)，通過編程語言可以將控制需求轉(zhuǎn)化為機(jī)器可執(zhí)行的代碼。02提高系統(tǒng)靈活性使用編程語言可以根據(jù)實(shí)際需求對PLC進(jìn)行定制，提高系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。編程語言在PLC中重要性功能模塊圖（FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD）：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。對于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人員很容易掌握。功能模塊圖編程語言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入信號，右側(cè)為輸出信號，輸入信號在被送入方框前可以先與其他信號接點(diǎn)或接點(diǎn)組進(jìn)行邏輯運(yùn)算。梯形圖（LadderDiagram，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，由于直觀易懂，電氣設(shè)計(jì)人員熟悉，所以使用非常廣泛。指令表（InstructionList，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手持編程器對用戶程序進(jìn)行編制。常見PLC編程語言類型梯形圖（LD）CATALOGUE02梯形圖（LadderDiagram，簡稱LD）是一種圖形化編程語言，用于描述控制邏輯。它采用類似于電路圖的表示方法，易于理解和使用。梯形圖主要由觸點(diǎn)、線圈和指令框等元素組成，通過連接這些元素實(shí)現(xiàn)控制邏輯。梯形圖基本概念梯形圖組成梯形圖定義

梯形圖符號與元素觸點(diǎn)符號觸點(diǎn)用于表示輸入條件，分為常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。常開觸點(diǎn)在條件滿足時(shí)閉合，常閉觸點(diǎn)在條件滿足時(shí)斷開。線圈符號線圈用于表示輸出結(jié)果，當(dāng)線圈得電時(shí)，對應(yīng)的輸出設(shè)備動(dòng)作。指令框指令框用于執(zhí)行特定的功能或操作，如計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、比較等。實(shí)例一簡單的啟動(dòng)/停止控制邏輯。使用常開觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)設(shè)備的啟動(dòng)和停止控制。當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，觸點(diǎn)閉合，線圈得電，設(shè)備啟動(dòng)；當(dāng)停止按鈕按下時(shí)，觸點(diǎn)斷開，線圈失電，設(shè)備停止。實(shí)例二帶自鎖功能的啟動(dòng)/停止控制邏輯。在簡單啟動(dòng)/停止控制邏輯的基礎(chǔ)上，增加自鎖功能。當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，觸點(diǎn)閉合，線圈得電并自鎖；當(dāng)停止按鈕按下時(shí)，觸點(diǎn)斷開，線圈失電并解除自鎖。實(shí)例三復(fù)雜的順序控制邏輯。使用多個(gè)觸點(diǎn)和線圈以及指令框?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的順序控制邏輯。例如，通過計(jì)時(shí)器指令框?qū)崿F(xiàn)延時(shí)啟動(dòng)或延時(shí)停止功能；通過比較指令框?qū)崿F(xiàn)條件判斷功能等。梯形圖編程實(shí)例指令表（IL）CATALOGUE03指令表（InstructionList，簡稱IL）是一種低級語言，用于編寫PLC程序。它采用類似于匯編語言的助記符來表示各種操作和功能。指令表語言具有結(jié)構(gòu)緊湊、執(zhí)行效率高的特點(diǎn)，適合對PLC硬件資源有深入了解的程序員使用。指令表基本概念01操作碼表示要執(zhí)行的操作類型，如邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。操作?shù)指定參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)或地址，可以是常數(shù)、變量或寄存器。指令按照特定的語法規(guī)則進(jìn)行排列和組合，形成完整的程序邏輯。指令表程序由一系列指令組成，每條指令包含一個(gè)操作碼和一個(gè)或多個(gè)操作數(shù)。020304指令表語法規(guī)則指令表編程實(shí)例以下是一個(gè)簡單的指令表編程實(shí)例，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)輸入信號的邏輯與運(yùn)算```scssANDI0.1;與輸入信號I0.1進(jìn)行邏輯與運(yùn)算LDI0.0;加載輸入信號I0.0到累加器指令表編程實(shí)例OUTQ0.0;將結(jié)果輸出到輸出信號Q0.0指令表編程實(shí)例```在這個(gè)例子中，`LD`、`AND`和`OUT`是指令表中的操作碼，分別表示加載、邏輯與和輸出操作。`I0.0`、`I0.1`和`Q0.0`是操作數(shù)，分別表示輸入信號和輸出信號的地址。指令表編程實(shí)例順序功能圖（SFC）CATALOGUE0403SFC適用于表示順序控制、條件控制和循環(huán)控制等邏輯。01順序功能圖（SequentialFunctionChart，SFC）是一種描述控制系統(tǒng)功能和行為的圖形化編程語言。02SFC以功能塊和連接線的形式表示控制邏輯，易于理解和維護(hù)。順序功能圖基本概念01步驟（Step）：表示一個(gè)特定的控制狀態(tài)或操作，用矩形表示。02轉(zhuǎn)換條件（Transition）：表示從一個(gè)步驟轉(zhuǎn)移到另一個(gè)步驟的條件，用箭頭表示。03動(dòng)作（Action）：在步驟中執(zhí)行的操作或命令，用平行四邊形表示。04分支（Branch）和合并（Merge）：表示控制邏輯的分支和合并，用菱形表示。順序功能圖組成元素交通信號燈控制。使用SFC可以清晰地表示交通信號燈的紅、黃、綠三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作。實(shí)例一電梯控制。SFC可以描述電梯的上升、下降、停止等狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以及門的開關(guān)等動(dòng)作。實(shí)例二生產(chǎn)線自動(dòng)化控制。SFC適用于描述生產(chǎn)線中各設(shè)備的啟動(dòng)、停止、故障等狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以及相應(yīng)的動(dòng)作。實(shí)例三順序功能圖編程實(shí)例結(jié)構(gòu)化文本（ST）CATALOGUE05123結(jié)構(gòu)化文本（ST）是一種高級編程語言，用于編寫可執(zhí)行的PLC程序。高級編程語言ST語言采用文本形式進(jìn)行編程，類似于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)編程語言，如C、C等。文本化編程ST語言強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)化編程思想，通過順序、選擇、循環(huán)等控制結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)程序邏輯。結(jié)構(gòu)化編程結(jié)構(gòu)化文本基本概念ST語言支持各種數(shù)據(jù)類型，如整型、浮點(diǎn)型、布爾型等，并允許定義變量來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。變量和數(shù)據(jù)類型ST語言提供豐富的控制結(jié)構(gòu)，如if-else語句、for循環(huán)、while循環(huán)等，用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序邏輯?？刂平Y(jié)構(gòu)ST語言支持定義函數(shù)和過程，實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用和模塊化編程。函數(shù)和過程針對PLC的特點(diǎn)，ST語言還提供了一些特殊指令，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、中斷處理等。特殊指令結(jié)構(gòu)化文本語法規(guī)則使用ST語言編寫順序控制程序，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行。順序控制程序數(shù)據(jù)處理程序通信程序故障診斷程序利用ST語言的數(shù)據(jù)處理能力，對PLC采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析和處理。通過ST語言編寫通信程序，實(shí)現(xiàn)PLC與其他設(shè)備或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作。利用ST語言的靈活性和強(qiáng)大功能，編寫故障診斷程序，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并處理異常情況。結(jié)構(gòu)化文本編程實(shí)例各類型PLC編程語言比較與選擇CATALOGUE06梯形圖（LadderDiagram，LD）直觀易懂，類似于電路圖。適用于簡單的邏輯控制。不同類型PLC編程語言特點(diǎn)比較不同類型PLC編程語言特點(diǎn)比較010203文本形式的編程語言，類似于匯編語言。適用于復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯控制。指令表（InstructionList，IL）010203功能塊圖（FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD）以功能塊為單位，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。適用于模塊化編程和高級控制策略。不同類型PLC編程語言特點(diǎn)比較123結(jié)構(gòu)化文本（StructuredText，ST）高級編程語言，類似于C語言或Pascal。適用于復(fù)雜的算法和數(shù)據(jù)處理。不同類型PLC編程語言特點(diǎn)比較01順序功能圖（SequentialFunctionChart，SFC）02描述順序控制過程的圖形化編程語言。03適用于復(fù)雜的順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。不同類型PLC編程語言特點(diǎn)比較根據(jù)項(xiàng)目的復(fù)雜程度、控制需求以及開發(fā)周期等因素，選擇適合的編程語言。根據(jù)項(xiàng)目需求選擇根據(jù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的技能水平和經(jīng)驗(yàn)，選擇熟悉的編程語言，以提高開發(fā)效率?？紤]開發(fā)團(tuán)隊(duì)技能不同的PLC廠商和型號可能支持不同的編程語言，需要根據(jù)實(shí)際硬件情況進(jìn)行選擇?？紤]硬件支持選擇易于理解和維護(hù)的編程語言，以便后期對項(xiàng)目進(jìn)行修改和擴(kuò)展?？紤]可維護(hù)性和擴(kuò)展性如何選擇合適的PLC編程語言隨著IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的推廣，PLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。標(biāo)準(zhǔn)化PLC編程語言將更加注重與上位機(jī)軟件、人機(jī)界面等系統(tǒng)的集成。集成化未來發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)智能化：借助人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)