PLC编程入门，先来认识6种编程语言
传统的PLC编程语言只有两种，指令表（IL）及梯形图（LD），有的称梯形逻辑图（LLD）。而今为便于各类型的工程技术人员都能使用PLC，PLC厂商都增加了它的编程语言。国际电工组织也制定与几次修订了PLC编程语言国际标准。并在1993年做了全面修订后称之为
目前，IEC 61131-3编程语言不仅用于PLC，而且还用于集散型控制系统、工业控制计算机、数控系统和远程终端单元。
由于这个标准的建立是在PLC已广泛使用之后，加上它不是强制性标准，所以，有些老的PLC厂商还是在原来语言的基础上做了扩展，并没有完全采用这个标准。再就是，即使语言相同，但细节还是有不少差异。
倒是国产PLC，如和利时公司的LM、LK系列机，是在有了标准之后才开发的，能全面采用这个标准。再就是ABB公司的PLC也使用标准规定的6中语言编程。
下面就给大家简要介绍一番：
指令表（IL）
指令表语言是PLC编程最基本的语言。但是，用它编的程序，可读性较差，目前已不常用。故不在此做介绍。
结构化文本语言（ST）
ST语言与BASIC语言、PASCAL语言或C语言等类似。它没有单一的指令，只有由一组指令构成的含义完整的各种语句。具体语句有赋值语句、条件语句、选择语句、循环语句及其他语句（EXIT语句、RETURN语句、功能块调用语句等）。
不同品牌PLC的ST语言所提供的函数、运算符可能略有不同。
ST语言功能比图形语言强，但不如图形语言直观，目前用的还不大普及。如欧姆龙PLC只是在自编功能块的程序中才可使用它。
同样为ST语言，各PLC厂商的细节不完全一样。
梯形图（LD）
梯形图来源于美国，是一种基于梯级的图形符号布尔语言。
梯形图语言与电气原理图相对应，与原有继电器逻辑控制技术相一致。与原有的继电器逻辑控制技术不同的是，梯形图中的功率流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器。
梯形图的左母线好像电气原理图的电源线一样，一般不直接与输出类指令（相当于电气原理图的负载）相连，中间总要有能建立逻辑条件的一些指令（相当于电气原理图的控制元件）。但有的PLC也允许这么做。
用梯形图符号编的PLC程序，很像电气原理图。如上图所示。图b为施耐德公司Naza PLC用的梯形图。
下图所示为与IL语言程序对应的梯形图程序
关于梯形图的文章有很多，在此不再赘述，本公众号以前也发过几篇文章，大家可以去看一看：
关于PLC梯形图，你想知道都在这里！
想短时间内掌握西门子PLC梯形图的编程方法就一定要看这篇文章！
学PLC必看：看懂电动机控制系统中PLC梯形图和语句表
PLC常用的基本控制电路及梯形图
功能块图（FBD）
FBD语言（一种对应于逻辑电路的图形语言），与电子线路图中的信号流图非常相似。FBD广泛地用于过程控制。
FBD语言是以功能模块为单位，描述控制功能。特别是控制规模较大、控制关系较复杂的系统，用它表达将更为方便。
目前，PLC厂商推出一些高功能及高性能的硬件模块的同时，多提供与其有关的功能块图程序，这为用户使用这些硬件及进行编程提供了很大方便。
FBD语言占用内存较大，执行时间较长，因此，这种语言多只在大、中型可编程序控制器和集散控制系统的编程和组态中采用。
连续功能图（CFC）
CFC与FBD类似，也是按需要选用种种功能块。所不同的是，它更灵活，块的位置可任意摆放，特别有信号反馈时，画起来更方便。
为了块的执行有明确的顺序，它的每个块的右上角都标有序号。但在实际表达时，这个标号也可选择不显示。
FBD及CFC语言在DCS系统编程中用得较多。此外，由于这两种语言差别不大，有时，仅使用FBD语言。因而，有的也把IEC 61131-3自动化编程语言说成5种。
顺序功能图（SFC）
SFC语言以描述控制程序的顺序为特征，以图形方式，简单、清楚地描述系统的所有现象，并能对系统中存有的像死锁、不安全等反常现象进行分析和建模，并可在此基础上编程。所以，得到了广泛的应用。
其实，SFC语言仅仅是一种组织程序的图形化方式。其实际使用要与其它语言配合，否则无法实现其功能。所以，严格地讲，它不能算是完整的编程语言。
1.组成
步（Step）
用方框表示，分有初始步、活动步、不活动（休止）步三种。一个步是否为活动步，即是否处于激活状态，则取决于上一步及与其相应的转移。
动作（Action）
动作是步的组成部分，一个步含有一个或多个动作，用一个附加在步上的矩形框来表示。每一动作中的程序代码都可以用IEC的任一语言如ST、FBD、LD或IL来编写。每一动作还有一个修饰词（Qualifier），用来确定步激活时其动作什么时候执行或终止。
有向连线
从上到下、从左到右的步间连线。也可用加箭头做非上下、左右的步间连线。
转移
在有向连线上的垂直短线。与转移相关的逻辑条件，用文字、布尔代数表达式、图形符号标注在转移短线旁。
2.SFC转移规则
步的转移指的是有向连线相连的前后步激活状态的转换。
步间转移的规则是：
①步间的转移逻辑条件为真；
②被转移步的前一步是活动的。
不满足此两条件，将不转移。
为了启动顺序功能流程图程序的执行，总是要指定一个初始步，其标志为S0，是程序运行开始时被激活的那个步。有个这个初始步，则随着相应转移逻辑条件满足，流程图中步的激活状态将逐步转换，直至最后一步被激活，或根据有向线指定路线不停地循环转换。
3.SFC主要形式
根据结构的不同，可分为以下几种形式：单序列控制、并行序列控制、分支结构序列、转移序列等。
下图所示为一段SFC语言编写的程序。
同样称SFC语言，但有的是合乎标准的，如欧姆龙CJ2所用的，其Action有以上修饰词。有的没有，使用时要看具体软件的说明。
本文选自《PLC实用编程指南 第3版》
编后语
PLC编程到底是啥？看电气大神讲PLC，膜拜！真是一针见血
PLC常见的用途是替代电气控制中的继电器逻辑控制电路。例如电机控制、变电站市电进线互投和自备发电机起停控制、过程控制DCS操控系统和楼宇消防系统控制等等。一般的城市居民小区高层建筑的水压控制，就是采取PLC配套变频器执行水泵操控的。
PLC更重要的用途是构建数据交换系统，它把现场总线变换为工业以太网，实现现场设备与后台的数据交换，以及接收和执行遥控命令等等。
在工业、民居、国防、交通（地铁、港口、民航）、银行和移动的数据中心中都大量使用PLC，由此可见PLC的用途之广。
PLC的硬件系统简介
图1：ABB的AC500系列PLC
图1的左侧是通信接口模块，它能实现PLC的通信数据和网络数据交换。向右显示了"AC 500"的是PLC的主体，即CPU模块。再往右是开关量输入/输出模块以及模拟量输入输出模块。
由此我们看到，PLC类似于一个单片机系统。事实上，PLC就是单片机智能化系统，但它的可靠性和稳定性非常高，远远超过了一般的单片机。
在工业环境下的电磁骚扰强烈，所以PLC必须要满足国家标准对电磁骚扰的要求。有关电磁骚扰的国家标准如下：
图2：国家标准中对工业条件下电磁骚扰的测量方法和要求
PLC抵御电磁骚扰的硬件措施包括电源隔离、开关量输入接口采取光电隔离、模拟量也采取光电隔离等措施。输出接口的电磁骚扰会弱一些，但也需要采取一定的措施，包括OC门和继电器接口等等。
为了提高PLC的可靠性，在重要场合还采取主PLC与从PLC冗余配套工作的措施，见下图：
图3：PLC的冗余措施
我们原来在变电站电力监控系统中用工业控制计算机作为中间层面的数据处理中心，但工业控制计算机存在电源故障、硬盘故障，抗电磁骚扰能力弱，后来就淘汰了，转而使用PLC作为数据处理中心。下图是《低压成套开关设备的原理及其控制技术》中的插图：
图4：图中的CCU就是PLC构建的通信管理中心
在图4中，既有利用PLC执行低压进线、母联和自备发电机间的备自投系统，也有执行数据交换的PLC系统。
PLC的软件系统
学过初级编程知识的人都知道循环语句。一旦程序进入死循环，程序事实上就是死机了。对于PLC来说也是如此。一旦PLC进入死循环，它的接口会复位，被控制量会发生严重问题。因此，PLC的程序语句是一条条顺序执行的，一直运行到最后一条再返回，不会出现死循环。即便是转移指令，只要转移条件满足就转移，否则跳过转移程序段继续执行。
这就是PLC软件系统的可靠性很高的原因之一。
我们看下图：
图5：PLC的模块化编程语言
图5摘自北京地铁工程的PLC程序局部。
PLC程序格式有两种，其一是梯形图格式，其二是模块化编程语言格式。对于较复杂的PLC程序，一般都采用模块化编程语言来编写。不管是梯形图也好，是模块化编程语言也好，它们都必须符合国际电工委员会IEC61131-3标准的要求。
下图是用于控制电机实现星三角转换的程序：
图6：电动机星三角转换的PLC程序局部
图6中的STEP2和STEP3就是转移程序端。如果不符合条件，程序会跳过转移程序段执行。
最有意思的是PLC的PID程序模块，很有使用价值。
给大家的建议
学习PLC技术，刚开始大都以梯形图为主。实际上，PLC刚开始学习时无非就是控制十字路口红绿灯等等，真正的PLC技术绝不仅仅在于此，只要做过一个工程，对PLC的认知就会大幅提升。
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