如何使用三菱ST语言编写一个完整的项目程序，照着写就能成功

哈喽，大家上午好呀！

今天给大家带来如何使用三菱ST语言编写一个完整的项目程序 。

本文作者：陆冯

【本文如有不足之处，请各位高手指点】

众所周知，目前类似于C语言的ST结构化文本语言，已经成为了目前工控行业PLC编程的主流发展趋势。目前，三菱、西门子、施耐德等各大PLC厂商的编程软件，包括国产PLC所采用的CODESYS软件，这些编程开发平台均支持ST结构化文本语言。例如：西门子的SCL、三菱的ST等等。

当然，各家之间只是叫法不一样，但是本质上都是一样的。各家PLC厂商的ST结构化文本语言和C语言非常类似，并且符合IEC-61131-3国际电工委员会规定的标准，像定时器、计数器这些软元件，都有标准的数据结构和形式。因此，ST结构化文本语言，有着“支持跨平台移植”的独特能力，在它的面前，所有的PLC众生平等，不再有品牌之分，只要写一遍程序，就可以同时下载进入不同厂商生产的PLC，实现同样的功能；另外，ST结构化文本语言，也有着在“复杂数据运算处理”方面的天然优势。

那么，【西门子的SCL语言】或者【三菱的ST语言】好学吗？难吗？好用吗？为了回答这些问题，我特意今天给大家写出这样一篇文章，以FX3U小型PLC控制分拣设备为例，详细阐述三菱ST语言的在项目中的使用方法，并对程序进行详细的解析。

（设备总体视图）

正文开始：

内容目录

一、程序架构

二、详细程序解释

（注意：本文中全部程序是面向智控教育新北校区的物料分拣设备所编写的，不适用于世界上任何其他设备）

首先我们明确一点，我们要做的，是让这个设备安全、正确、高效 地运作起来。这是我们的唯一目的！那么为了这个目的去进行PLC编程调试。一个好的电气工程师编写出来的程序，应当具有：安全性、正确性、高效性、移植性和扩展性。PLC程序其实就是人的意志的延伸，你的思维和意识基本决定了这台设备是个傻瓜，还是聪慧过人，当然，这个世界上不可能有完美的程序.......

一、程序架构

为了我们的设备能够正常运行，我们将程序分为以下几个部分：

IO映射程序：

负责PLC输入输出虚拟地址与实际地址的映射。这样的做法，可有效降低PLC某个触点在损坏后，现场维修人员的工作量；并且，我们在本文第二章中，将详细讲解如何借助IO映射实现暂停和设备定时停机功能。

手动程序：

负责在设备进入手动状态后，对各个执行机构的手动操纵。

自动程序部分又分为6个小部分：

1.复位程序：

负责执行设备的复位，并对设备复位完成情况进行判断。

2.急停程序：

负责执行设备的紧急停止，该程序在被调用后，设备将无条件立即停止运行，所有机构停止运动，并保持当前位置不动，等待用户确认后，按下“复位按钮”进行设备复位。

3.暂停程序：

负责设备的暂时停止，该程序在被调用后，设备将无条件立即停止运行，所有机构停止运动，并保持当前位置不动，等待用户按下“启动按钮”进行重新启动，设备将继续去执行没有完成的任务，接着暂停前的流程继续正常运行。

4.预停程序：

负责执行设备的预先停止，该程序在被调用后，设备将在搬运完一个工件，也就是完成一个周期的顺序动作后立即停止运行，所有机构停止运动，并保持当前位置不动，等待用户确认后，按下“复位按钮”进行设备复位。

5.统计程序：

负责设备的完成工件数量的计数，并将数据存储到对应的数据寄存器中；同时为我们这套系统的1分钟工件完成趋势曲线提供参照数据。

6.顺控程序：

作为承载和配合以上4个子功能程序的主体，它负责对设备各个状态下的机构控制，但是也是最好写、行数最多的程序。

二.详细程序解释

1.实际输入信号X的全局标签建立

在全局标签中，建立类别为“全局标签-变量”，并设置对应的“标签名”，数据类型选择为“Bit”（位数据类型），并指定输入软元件X的编号，GXworks2软件会自动调出对应的X输入软元件地址。

2.实际输出信号Y的全局标签建立

在全局标签中，建立类别为“全局标签-变量”，并设置对应的“标签名”，数据类型选择为“Bit”（位数据类型），并指定输入软元件Y的编号，GXworks2软件会自动调出对应的Y输出软元件地址。

3.IO映射数据的全局标签建立

在全局标签中，建立类别为“全局标签-变量”，并设置对应的“标签名”，数据类型选择为“Bit”（位数据类型），并指定输入软元件M的编号，GXworks2软件会自动调出对应的M辅助继电器的软元件地址。

注意：在ST语言的全局标签建立过程中，可以不指定绝对地址，但是我们为了方便上位机HMI从PLC中读取各个信号的数据，要进行绝对地址指定，否则程序就会多出一个子程序部分，用这个子程序把数据传到绝对地址中，用来对监控信号的抓取操作，这样就不可取了，还不如直接在这里指定。

4.开关量数据（0/1标志位）的全局标签建立

在全局标签中，建立类别为“全局标签-变量”，并设置对应的“标签名”，数据类型选择为“Bit”（位数据类型），并指定输入软元件M的编号，GXworks2软件会自动调出对应的M辅助继电器的软元件地址。

注意：这些“0/1标志位”的建立，是为了ST语言程序在设备动作中，存储设备的动作完成信号、物料判别信号、系统中断信号、下一步动作许可信号等程序数据。

5.数字量数据（“字”数据类型状态存储器）的全局标签建立

在全局标签中，建立类别为“全局标签-变量”，并设置对应的“标签名”，数据类型选择为“Word”（“字”数据类型），并指定输入软元件D的编号，GXworks2软件会自动调出对应的D数据寄存器的软元件地址。

注意：这些“字”数据类型状态存储器的建立，是为了ST语言程序在设备动作中，存储设备的状态信号、完成个数、周期数量统计等程序数据。

6.HMI交互数据的全局标签建立

在全局标签中，建立类别为“全局标签-变量”，并设置对应的“标签名”，数据类型选择为“Bit”（位数据类型），并指定输入软元件M的编号，GXworks2软件会自动调出对应的M辅助继电器的软元件地址。

注意：这些“HMI交互数据”的建立，是为了PLC与上位机HMI之间的信号交互，主要是操作按钮，也是这台设备实现“人机交互”的关键一步。

7.IO映射、设备暂停程序的编写

将实际输入X软元件的状态，通过赋值语句传递到PLC内部我们建立的“I映射数据”；将PLC内部的“O映射数据”通过赋值语句传递到实际输出Y软元件。

注意：我们在“输出映射”程序段中，IF语句的执行条件被设为“暂停标志”的不得电状态，如果我们将“暂停标志”设置为1，设备将不再进行输出信号的数据更新，PLC所有实际输出软元件Y，将保持“暂停标志”为1前的状态，保持当前位置不动，从而实现设备暂停的功能。

PS：当然我们可以使用“级联方式”对时间继电器编程，自由设置一段时间，当时间到了之后，将“暂停标志”设置为1，设备将不再进行输出信号的数据更新，从而实现“设备的定时停机”。当然，这只是IO映射程序的一种特殊用法，希望能帮助到大家。

8.初始化程序的编写

当设备上电时，所有输出全部复位，为设备运行做好准备。

9.手动程序的编写

当设备处于手动状态时，上位机HMI交互数据（也就是触摸屏上的按钮），将分别控制每个执行机构动作，实现对设备的手动操纵。

10.复位程序的编写

当设备处于自动状态，并按下复位按钮时，系统状态将置为2，系统执行复位，在满足所有复位条件（所有机构的复位信号传感器得电）的情况下，将证明系统复位已经完成，系统状态将变为3，设备进入等待启动状态。

11.顺控程序的编写

主要是，一步一步走下去，正确地操作状态的转移和标志位的更新，就可以完成任务了。我们的顺序控制程序，主要分为3个部分，每个部分之间，依靠标志位进行信息的交换，这些交换的数据内容有很多，比如：设备的动作完成信号、物料判别信号、系统中断信号、下一步动作许可信号等。

顺序控制程序，需要把“0/1标志位”和“字”数据类型状态存储器的配合使用，烂熟于心，因为顺控程序承载的是整个程序的主体，其他所有的功能都是在这个主体上建立的，这个程序要是写不好，基本什么都没戏了。

12.急停、预停程序的编写

当接收到“急停”或者“预先停止”信号时，系统将判断在何时，将顺序控制程序的“字”数据类型状态存储器置为“1”，让设备进入停止状态，设备将从顺序控制的自动运行状态中跳出，不再继续向下执行，PLC所有输出软元件保持当前状态不动作，0依旧为0、1依旧为1，所有机构不会再动，由此可以实现设备的安全停止，防止对人员的二次伤害。

13.统计程序的编写

根据程序中抓取到的信号标志位，并配合“字”数据类型状态存储器，实现对物料分拣总数量的统计；通过定时器T20定时，每隔1分钟对“一分钟统计个数产能”清零，为上位机HMI的统计趋势曲线提供数据依据。

到这里，我们的“智控分拣设备ST语言程序”就全部解释完了。

如果大家对三菱ST语言感兴趣，可以来常州智控教育学习，这里有配套完整、功能先进的教学设备，有认真负责、一丝不苟的专业老师，能够帮助您在工控之路上，走得更快、更远！！！

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IEC 61131-3 的修订版。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

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

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