PLC的编程语言和编程方法

一、PLC的编程语言

二、PLC的编程方法

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来源于《全彩图解PLC与变频技术》，主编：韩雪涛， 副主编：吴英 韩广兴

版权归原作者所有，如有侵权，请联系删除

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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。

我国在1995年11月发布了GB/T 15969-1/2/3/4标准，与IEC 61131-1/2/3/4等同。该标准推荐了6种编程语言，除了指令表及结构化文本（ST）为文字语言，还有梯形图、功能块图（FBD）、连续功能图（CFC）及顺序功能图（SFC）等图形语言。

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

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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：

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。

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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。

-------End-------

来源：机械工业出版社E视界，节选自《PLC实用编程指南 第3版》

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