PLC编程知多少？有人用5种语言来编写一小段代码来比较

图片来源：宏德自动化

作者：Frank Lamb

“

梯形图逻辑通常是PLC使用最多的图形编程语言，但在某些特定的编程应用中其他语言可能更适合。

”

在美国，大多数参与可编程逻辑控制器 （PLC）编程和维护的人员都倾向于认为：梯形图逻辑是PLC唯一的编程语言。这种理念在很大程度上是由PLC的历史、以及美国的工业控制市场是被以梯形图逻辑为主要语言的品牌统治所造成的。

在计算机和便携式计算机广泛应用于PLC编程之前，经常使用手持式编程器将程序输入到 PLC中。在此之前，通常需要绘制用于不同指令的电气图。这就像在PLC出现之前，如何连接原始继电器逻辑一样。在手持设备上，有时会用符号表示不同指令，但是在图形设计的背后，是基于文本的语言。

1994年，国际电工委员会（IEC）制定了一个可用于定义和规范PLC编程系统的标准 IEC 61131-3。除了形式化定义诸如计时器和计数器之类的指令外， 该标准还定义了5种编程语言。

指令表（IL） 是基于文本的语言，梯形图逻辑经常被转换成相同的语言。有些厂商仅将其用作机器代码的过渡，最终会编译成在处理器中执行的语言。另外有一些厂商则使用指令列表作为主要语言，并添加了无法用梯形图逻辑表示的其它指令（例如语句列表）。

图 1 ：指令列表通常用于复杂的数学任务和搜索

梯形图逻辑（LAD） ，是PLC使用得最多的图形编程语言。它是从继电器逻辑电路图演变而来。梯形图逻辑是在常用的继电器与接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，具有形象、直观、实用等特点。

图 2 ：梯形图逻辑是最常用的PLC编程 ， 与继电器电路图最为相似。

功能块图（FBD） 是另一种图形编程语言， 可用于包括PLC和分布式控制系统（DCS）在内的一些控制器。它使用不同类型的块（例如与、或、比较、数学计算、计时器和计数器）， 来描述输入和输出变量之间的功能。输入从 设备或其它模块的输出馈入一个模块 ；输出将数据传送到下一个块或变量。

图 3 ：功能框图非常适合安全电路 / 安全PLC

结构化文本（ST） 是一种类似于计算机语言（例如Pascal）的高级语言。ST语言中的表达式由运算符和操作数组成。操作数可以是常量、变量、函数调用或另一个表达式。表达式的计算通过执行具有不同优先级的运算符完成。有最高优先级的运算符先被执行， 然后依次执行下一个优先级的运算符，直到所有的运算符被处理完。有相同优先级的运算符按从左到右的顺序执行。

图 4 ：结构化文本可以帮助完成复杂的数学任务和搜索。

顺序功能图（SFC） 语言是基于一种被称为Grafcet的古老逻辑语言，该语言基于二进制Petri网络。它可用于编制复杂的顺控程序，又称为状态转移图或功能表图，是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计顺序控制程序的工具。它是一种被称为步的块语言，带有相关逻辑条件切换。语言中的步可以是活动或不活动的，并且逻辑可以并行运行。利用这种先进的编程方法， 初学者也很容易编出复杂的顺控程序，大大提高了工作效率，也为调试、试运行带来许多言传的方便。

图 5 ：顺序功能图对于分段逻辑很有用。

几年前，我突发奇想 ：如果用所有5种语言，来编写一小段代码进行比较，将会非常有趣。逻辑建立自动和手动模式，然后在3秒钟后激活“循环”位。它是通用的，但是基于我使用的PLC平台（图1至图5）。语法和代码显示方式会因软件品牌和平台而异。

指令和注释，通常使用带颜色的编码， 以便于阅读。通常，语言包会额外收费或包含在编程软件的“专业”版本中。

不同语言有不同的用途。梯形图仍然适用于直接的“位操作”逻辑。指令列表和结构化文本通常用于更复杂的数学任务和搜索。功能块图可以很好地用于安全电路/ 安全 PLC。顺序功能图对于分段逻辑很有用。

在下一次编写复杂程序时，请尝试考虑使用某些“其它”类型的 PLC语言，因为这可能会使工作变得更容易。

关键概念：

■ 在美国， 梯形图逻辑是最常用的 PLC编程语言。

■ 指令列表、功能块图、结构化文本和顺序功能图都是有用的编程语言，也可能比梯形图更合适，这都取决于具体的应用程序。

思考一下：

除了梯形图逻辑外， 您还使用过哪种其它编程语言，为什么会使用它？

- END -

本文来自于控制工程中文版（CONTROL ENGINEERING China）2020年01-02月刊《封面》栏目，原标题为：你使用什么语言编程 PLC ？

有人说：SCL将成为PLC的主流编程语言？

现在很多大品牌的中高级 PLC 都支持国际电工委员会 IEC61131 标准中规范的五种编程语言的混合编程，即梯形图（LD）、结构化文本(ST)、流程图（SFC）、指令表（IL）和功能块(FB)。在这五种编程语言中，

此外，由于西门子 S7 系列 PLC 在国内工控领域中使用很广，它的编程软件 Step7 默认情况下只支持梯形图和指令表编程，但通过安装“S7-SCL”软件包和“S7-Graph”软件包可实现结构化文本和流程图编程。

结构化文本是一种类似于计算机高级语言的编程方式，它的语法规范接近计算机中的PASCAL 语言。

所以有人就问：SCL将成为PLC的主流编程语言么？

于是很多电气人发表了自己的看法，一起来看看吧！

bnnyygy 说：

我献丑来一个，半成品，给设备改造的，用的欧姆龙CP1L，ST语言功能块，部分节选。

wenpian 说：

还是梯形图适合逻辑。

ljj977 说：

程序写的不错。tia protal中可以采用SCL与LAD混编的模式。这样的灵活性就更大了。

作为一个有C基础的人来说，用SCL他可能更擅长，入门更快。作为习惯了LAD编程的人员来说，写一般的逻辑关系程序，确实要清晰些。

计算机的普通编程人员将会有一部分人能胜任1200的编程工作，而且他们的转行不会有多大的门坎。可以说，PLC的编程人员来源会更广泛。

fujifa 说：

在JAVA出现之前，C语言的菜鸟们也是认为C语言将一统江湖，在PYTHON出来之前，JAVA的菜鸟们也是这么认为的。菜鸟们总是习惯使用必将，一定等词汇来描述他们认为的事物，为什么老鸟们不这样认为呢？因为老鸟们知道：

1：SCL，也就是ST语言，编译为机器码的执行效率比其他语言效率低。

2：梯形图编程语言也在进步，去看看诸如富士、AB这类在梯形图中使用高级语言编程等增强型梯形图语言的厂家就知道了。

hgxmm123 说：

老外喜欢用SCL语言编程，它功能丰富。国人喜欢用梯形图编程，易于推广。

有些PLC语言不能实现的功能，用SCL就能实现。

twtynijj 说：

最多只能说是备选的语言方法 ，主流怕是很难，可读性并不是很好，推广也难。老外是因为人家母语就是字母组成，对他们来说可读性还是非常强。

现在PLC还是以LAD SFC ST CFC 这一类为代表，也符合IEC标准的。如果哪一家PLC只有一种你说的SCL，怕是干不了几年在中国就只能关门了，这是由市场决定的。

cvlsam 说：

西门子之所以称为SCL而不是ST，是因为其编程语言指令表叫做STL，为了避免混淆，所以叫做SCL，其实就是其他厂家的ST语言。

“还是以 LAD SFC ST CFC 这一类为代表”，看到这句就说明您不太熟悉西门子了啊。

twtynijj 说：

嗯，西门子是不熟悉，刚出社会那会接触过。换工作环境后就没怎么接触。而且也只会用梯形图呀。

pqsh 说：

我觉得，5-10年这些语言都将消失。

人工智能，会听懂人的语言和思想。只要你说清楚，机器就会执行。当然，这样汉语会失去优势，因为汉语逻辑不严谨。

fsjnzhouyan 说：

现在有些智能家居就能接收中文语音控制家电。

vao 说：

梯形图，这种应该是主流趋势，不是你自己擅长什么就一定会主流，工人容易看懂的才好。

gaoyingchun 说：

工控人要失业了

ljj977 说：

在数据的处理方面，SCL还是要比LAD更具有它的它快捷性，计算的功能也是十分强大的。比如一个一维数组，你在使用时，感觉用LAD不难，但一个二维数组、一个多维数组你再使用LAD编程，难度就要大多了。

作为博图软件三大编程语言，SCL就是其中的标配，在原来300/400编程语言中，还没有列入标配行列之中。这也说明了西门子对它的重视，也给大家一个信号。因此了解它、学习它还是有必要的。

SCL是三大语言之一，说它是主流的编程语言不为过吧。

cvlsam 说：

用过AB的梯形图的话，觉得其他语言都可以不要了。

其实三大语言并不包括ST语言。

以前是梯形图，指令表和功能块，现在部分厂商取消了指令表，被SFC替代了。

当然，多学习一点没有错，不过不是以西门子SCL语言为基础，西门子的SCL语言离标准还有点距离，要用也应该从菲尼克斯的学起，人家才是完全符合IEC标准的。

wgefwgef 说：

越是菜鸟，越是水平差，越抵制ST。

逍遥的久鸣 说：

不管白毛黑猫抓到老鼠才是好猫，越简单明了越好，这么多年过去了，梯形图还是那么坚挺！

如果后期维护，现场水平不高，是不是就要失业了？

hnhyczj 说：

高级语言应当是发展的方向。

乌龟船长 说：

老外喜欢用SCL语言编程，它功能丰富。国人喜欢用梯形图编程，易于推广。

fuhuafeng72 说：

SCL确实好，但一些工控不适合。

ljj977 说：

LAD是PLC编程使用最广泛的语言，用户量最多，当然它是老大。但SCL也一定会壮大起来的，因为它有自己优势。这里并不是说LAD不好，但有时候，有些人用SCL去编程反而更方便，特别是熟悉高级语言（如C语言等）的人。这两种语言的使用肯定是因人而异的，喜好不同、知识背景不同，他们的选择就不同。

用LAD语言写的程序，复杂一点的话，一般的电工是看不懂的。说句实在话，LAD语言，当初就是为电工准备的编程语言。那时候只有逻辑控制。电工如果满足了一般的逻辑控制，数据处理程序的编写就成了一句空话，别人用LAD写出来的程序也不见得看得懂。

现在时代不同了，PLC不只是去处理逻辑控制，还多了好多些功能。老早之前，S7-200就明显看到它的结构化编程的思想。300/400，到现在的1200/1500，它们都在朝着更先进的方向发展，LAD的语言更是如此。现在的LAD就是面向开发人员、工程师、技术人员的。再说电工也分好几类吧，一般的电工在工厂里是接触不到编程这一块的。LAD现在也是也是十分强大。

SCL未来将成为主流的语言，并不意味着LAD不是主流语言。大家还是不要误解了我的观点。

SCL能作为标配的编程语言出现在博途中，说明了什么，不正是说明它的存在价值吗。

年轻的朋友们，如果感兴趣，学习一下SCL语言的程序编写，我觉得还是蛮好的。

liuxd6909 说：

但凡是主流都是被大多数人所认同 的，所接受的。

fuhuafeng72 说：

企业有三六九等，很多小作坊，你给他传统的继电器系统原理图都搞不明白，不要说英文类C的程序了。世界就是个矛盾体。

LAD确实是一种不错的编程方式，之于类C，形如安卓之于IOS。

zhanghaiw 说：

做逻辑SCL确实不怎么样，搞搞算法还可以。建议LAD+SCL的组合，感觉非常棒。

965528555 说：

做逻辑也是非常好的，算法更是好用。而且方便转换其他PLC

以上观点都非常棒！至于结论如何，小编自身觉得每个语言都有自己的可取之处，对于大型的主流化编程语言，是作为一个资深的电气人应该了解的内容，时刻把握行业潮流动态，才不会让自己处于被动状态。看了以上内容，你觉得呢？留言哦！

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