哪种语言最适合 PLC 编程？

引言

当您学习 PLC 编程时，您需要了解五种常用的编程语言：梯形图语言（LD）、结构化文本语言（ST）、顺序功能流程图语言（SFC）、功能模块图语言（FBD）和指令表语言（IL）。这些语言都可以用来编写正确的程序代码，以控制机器的运行。

但是，PLC 初学者往往会对使用哪种语言感到困惑。了解这些语言的优缺点可以帮助他们更容易地确定最适合编写 PLC 程序的语言。因此，本文将详细介绍这些语言之间的区别，并帮助您确定最适合您使用的编程语言。

语言优缺点

梯形图语言（LD）：

优点：

易于理解和学习，尤其适用于初学者。

可以直观地表示逻辑关系和控制流程。

缺点：

编写复杂逻辑和大型程序时，梯形图语言显得冗长且难以维护。

不适用于数学计算和高级算法的表示。

结构化文本语言（ST）：

优点：

具有良好的可读性和可维护性。

支持复杂的逻辑和算法计算。

允许使用各种控制结构和函数。

缺点：

语法较为复杂，需要掌握编程基础知识。

顺序功能流程图语言（SFC）：

优点：

可以直观地表示系统的状态和跳转关系。

适合描述并行控制和状态机。

缺点：

对于简单的控制逻辑，SFC 语言相对复杂。

功能模块图语言（FBD）：

优点：

图形化表示逻辑，具有直观性。

可以直接映射到硬件逻辑电路。

缺点：

对于复杂的逻辑，FBD 可能会变得冗长。

指令表语言（IL）：

优点：

支持指针以及间接寻址，对于集中数据处理方面有很大的优势

适用于简单的控制逻辑和小型程序。

系统利用率高，处理时间短。

缺点：

复杂逻辑和大型程序不直观，不便于维护。

缺乏结构化控制语句。

梯形图逻辑（LD）

梯形图逻辑是最基本的 PLC 编程语言类型。它与电气接线控制图相关联，使得编程更加直观。在传统的电气控制接线中，输入操作会根据电气接线控制图来控制输出。

梯形图逻辑图由触点和线圈组成，在梯形图逻辑编程中以相同的方式实现。每个梯级都有一系列的触点和线圈，当梯级通电时，线圈根据其类型运行。

可以根据需要编写任意数量的梯级，代码将按照设计的顺序执行。由于其形状类似于梯子，因此被称为梯形图逻辑。请参阅下面的图例以加深理解，可以看到其操作过程非常简单。

在上图中，继电器逻辑图中与开关设备相关的输入在梯形图中显示为触点。继电器逻辑图中的 M1 输出线圈在梯形图中用输出线圈符号表示。

梯形图中每个触点/线圈符号上方显示的地址号是对逻辑控制器外部输入/输出连接位置的引用。因此，在两个末端电源轨之间，您可以放置所需的元素并在其中写入逻辑。梯级从上到下以循环方式执行。

结构化文本（ST）

结构化文本是一种类似于本地 IT 语言的编程语言。与软件语言编写的代码相似，结构化文本是以作业方式编写的一系列文本。

指令必须以分号结尾。在执行赋值时，单个或多个元素变量的当前值将被替换为表达式的计算结果。

赋值由左侧的变量规范组成，后跟赋值运算符：=，后跟要计算的表达式。两个变量（赋值运算符的左侧和右侧）必须具有相同的数据类型。为了更好地理解，请参考下面的示例。

如您所见，它具有不同类型的操作和条件。在上面的示例中，if-else 语句用于计算表达式。如果条件为真，则输出端分配的变量打开，当条件变为假时，变量将关闭。因此，ST 语言最适合数学计算，因为它看起来清醒且易于理解。

顺序流程图（SFC）

当您需要以重复或顺序的方式编写复杂的程序时，顺序流程图是最先进的工具。顾名思义，SFC（Sequential Function Chart）语言允许您通过流程图编写程序。它以步骤、分支、链接、跳转和过渡等方式工作。

SFC 中的部分是“状态机”，即状态由活动步骤创建，转换通过切换/更改行为传递。步骤和过渡通过方向链接相互链接。

两个步骤永远不能直接链接，必须始终通过过渡分隔。活动信号状态过程沿定向链路发生，并通过切换转换触发。为了更好地理解，请参考下面的图示。

链过程的方向遵循方向链接，从上一步的末尾运行到下一步的顶部。分支从左到右处理。每个步骤都有零个或多个操作。

每个过渡都需要一个过渡条件。链中的最后一个过渡始终连接到链中的第一个步骤以创建闭环。因此，步进链是循环处理的。

功能框图（FBD）

通常用于微处理器的功能块图（FBD）语言在 PLC 编程中也以类似的格式提供。它是相互连接的块图，每个块都有其输入和输出。

使用 FBD 语言进行编程有很多优点。首先，它能够使程序结构更加清晰，易于理解和维护。其次，它能够提高编程效率，因为可以在单个视图中查看整个代码，无需上下滚动。此外，FBD 语言还具有直观的图形界面，使得编程变得更加容易和直观。最后，它还有助于快速排除故障，因为可以更方便地找到和解决问题。

为了帮助您更好地理解，请参考下面的图示。图中展示了使用 FBD 语言编写的 PLC 程序的示例。每个块都有其输入和输出，并通过线连接在一起，形成一个完整的程序。这种结构使得程序易于阅读和理解，同时也有助于快速找到和解决问题。

如您所见，您可以通过线条轻松连接各种类型的函数和块，这显示了逻辑中如何发生流。您只需要分配输入和输出引脚，连接这些引脚之间的线，您的代码就会相应地工作。

指令列表（IL）

用指令列表语言编写的程序由一系列指令组成，这些指令由逻辑控制器按顺序执行。

每条指令由单个程序行表示，由以下组件组成：

行号：表示指令在程序中的位置。当前值：只能在线查看的当前值，表示在执行指令之前存储在特定地址中的值。指令运算符：表示要执行的操作的类型。操作数：表示要参与操作的值或地址。

请参考下面的图以获得更详细的理解。

您可以看到每行仅执行一个操作。与梯形逻辑中使用的触点和线圈不同，您具有相应的负载指令和设置/复位指令。它是梯形图逻辑和结构化文本的混合体。这就是为什么，它也被称为类似于汇编语言。当您在 PLC 中联机时，您可以在此窗口中看到动画值。

总结

当我们看到这五种语言时，我们看到程序员通常使用的最多的是梯形逻辑、结构化文本和功能框图。每种语言都有其优点和缺点。但是，这三个都很容易理解、解释和设计。这有助于程序员正确设计逻辑。

这并不意味着不使用其余两种语言。这取决于程序员的技能，取决于他要实现什么类型的功能。因此，很难评论最好的语言。但是，在这五种语言当中，最常用的还是梯形图逻辑。

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PLC编程应该选择哪种语言？

国际电工委员会 IEC第61131-3节标准规定了5种PLC编程语言

梯形图（LD）

顺序功能图（SFC）

功能块图（FBD）

结构化文本（ST）

指令列表（IL）

让我们向您展示一下这些内容

梯形图最初是从继电器逻辑建模的使用物理设备，例如开关和机械继电器来控制过程。梯形图利用内部逻辑代替所有，除了物理设备需要电信号来激活它们。梯形图以水平梯级的形式构建带有两个代表电气连接的垂直导轨关于继电器逻辑原理图。您可以编程所有必要的输入条件影响输出条件，无论是逻辑还是物理。梯形图语言的主要优点是这些梯级允许它组织和易于遵循。它还允许您记录评论很容易看到它，它非常成功地支持在线编辑。主要缺点是有一些说明那些不可用，这可能会使运动或批处理等编程变得更加困难。

顺序功能图它使用图形类型的编程。如果您对流程图有任何经验，那么这种PLC编程语言对你来说会很熟悉。在顺序功能图中，您使用步骤和过渡来实现最终结果。步骤是您程序中的主要功能。这些步骤包含了操作当你对它们进行编程时会发生这种情况。这个决定可以基于时间，过程的某个阶段，或设备的物理状态。转换是您使用的指令从一步到另一步通过设置真或假的条件来进行另一步。与传统流程图不同，顺序功能图表可以有多个路径。您可以使用分支一次启动多个步骤。顺序功能图的几个优点是：流程可以分为主要步骤这可以使故障排除更快更容易。您可以直接访问逻辑看一块设备出现故障的地方。设计和编写逻辑可以更快由于能够使用重复执行各个逻辑。即使您考虑了顺序功能图的优点，这种PLC编程语言并不总是适合每个应用程序。

功能块图也是一种图形类型的语言。功能块图描述了输入和输出之间的功能通过连接线以块的形式连接。功能块最初是为了创建系统而开发的你可以设置许多常见的，可重复的任务，例如计数器，定时器，PID循环等。您将块编程到工作表上然后PLC不断按数字顺序扫描纸张或者由您在块之间编程的连接确定。使用此PLC编程语言可以使代码混乱因为您可以将功能块放在工作表上的任何位置。这也可能使故障排除更加困难。功能块图适用于运动控制并且对于一些用户来说，视觉方法更容易。功能块图的最大优点是你可以采取多行编程并将其放入一个或多个功能块中。

结构化文本是一种高级语言，类似于Basic，Pascal和“C”。它是一个非常强大的工具，可以执行复杂的任务利用算法和数学函数以及重复性任务。该代码使用以分号分隔的语句然后输入，输出，或变量由这些语句更改。你必须写出每行代码它使用FOR，WHILE，IF，ELSE，ELSEIF和CASE等函数。如果您有使用Basic或C语言的经验，这种PLC编程语言将变得更容易比一些其他语言。结构化文本的一些优点这是非常有组织的，擅长计算大型数学计算。它还可以让您涵盖一些说明在梯形图等其他语言中不可用。缺点是语法很难，使调试变得困难，很难在线编辑。

指令列表也是基于文本的语言。指令列表语言类似于汇编语言。使用此PLC编程语言时，您将使用助记符代码，如LD（加载），AND，OR等。指令列表包含指令每条指令都在一条新线上您可能希望在每行末尾添加注释。该指令列表语言对于应用程序很有价值需要紧凑且时间紧迫的代码。这种PLC编程语言的主要缺点是因为结构可能性很少Goto命令就是其中之一。也可能有很多错误比较难以处理的我之前评论过的许多其他语言。

那么，你决定使用哪种PLC编程语言你认为最受欢迎？

美国的汽车工业领域：倾向于用LD梯形图；欧洲的汽车工业领域：更喜欢用FBD功能模块图计算机科学家：喜欢用ST结构图（类似于高级语言，比如C语言）

而不同的PLC语言有各自的优缺点和适用的领域：

内存管理方面的工作：对于内存的读和写，IL和ST（比LD）更加合适；控制传送带的程序：如果用LD写，很明显会比ST写，逻辑会更清晰；顺序控制系统：用SFC无疑使最好的选择；

根据自己的经验和用户的反馈，梯形图语言是目前最流行的语言。主要原因是梯形图语言自然地遵循了技术进步从物理中继逻辑到数字和逻辑逻辑。这使得工程师和技术工人得以实现跟进并排除故障并进行转换。总之，所有PLC编程语言都有一席之地我今天和你讨论过。

背景，经验和您正在使用的应用程序真正成为您选择的PLC编程语言的关键。

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