【導(dǎo)讀】PLC技術(shù)發(fā)展至今，軟硬件都發(fā)生了很大的變化，不僅硬件功能多樣化，軟件也在朝向高級(jí)語(yǔ)言、面向?qū)ο?a target="_blank">編程的方向發(fā)展！其中傳統(tǒng)的梯形圖必會(huì)，結(jié)構(gòu)化編程必學(xué)。下面我們就來詳細(xì)闡述IEC 61131-3規(guī)范的五種編程語(yǔ)言，到底應(yīng)該選哪幾種作為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)？

概述

IEC 61131-3規(guī)范的編程語(yǔ)言是IEC工作組對(duì)世界規(guī)模的PLC廠家的編程語(yǔ)言合理地吸收、學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上構(gòu)成的一套針對(duì)工業(yè)操控體系的世界編程語(yǔ)言規(guī)范，它不光適用于PLC體系，并且還適用于更廣泛的工業(yè)操控范疇，為PLC編程語(yǔ)言的全球規(guī)范化做出了重要的奉獻(xiàn)。

IEC 61131-3規(guī)范的5種圖形和文本語(yǔ)言，即LD、SFC、FBD、STL和IL。由于IL指令表語(yǔ)言類似匯編語(yǔ)言使用的人越來越少，也即將從IEC 61131-3的新版本中被刪除。而面向?qū)ο蟮木幊谭绞揭呀?jīng)引入了IEC61131-3，甚至像C、C++等高級(jí)語(yǔ)言，也實(shí)際變成PLC常用的編程語(yǔ)言。

下圖是2020年美國(guó)的一個(gè)名為automation.com的網(wǎng)站和PLCopen國(guó)際組織聯(lián)合調(diào)查的結(jié)果，也印證了上述的結(jié)論，使用結(jié)構(gòu)化文本編程的人數(shù)已經(jīng)是最多的了。因此建議大家在學(xué)習(xí)PLC編程語(yǔ)言的時(shí)候也要分清主次，高級(jí)編程語(yǔ)言融入到自控系統(tǒng)已經(jīng)很正常。

01 繼電器梯形圖（LD） ? ?

繼電器梯形圖（LadderDiagram）語(yǔ)言是PLC首要選用的編程語(yǔ)言，也是PLC最普遍選用的編程語(yǔ)言。梯形圖編程語(yǔ)言是從繼電器操控體系原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的，與繼電器操控體系梯形圖的根本思想是共同的，只是在運(yùn)用符號(hào)和表達(dá)方式上有必定差異。

梯形圖邏輯編程極受電氣工程技術(shù)人員歡迎，其優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。首先，這種由Bedford公司開發(fā)的梯形圖邏輯編程中相關(guān)的符號(hào)，來源于電氣工程中描述順序操作功能，這使廣大的電氣工程師和電工能以非常容易理解的方式用計(jì)算機(jī)對(duì)PLC編程。PLC的規(guī)劃初衷是為工廠車間電氣技術(shù)人員而運(yùn)用的，為了契合繼電器操控電路的思維習(xí)氣，作為首要在PLC中運(yùn)用的編程語(yǔ)言，梯形圖保留了繼電器電路圖的風(fēng)格和習(xí)氣，成為廣大電氣技術(shù)人員最直觀接受和運(yùn)用的語(yǔ)言。其次，這個(gè)語(yǔ)言是最早利用通用計(jì)算機(jī)作為工具，對(duì)工業(yè)控制器進(jìn)行編程的案例之一。沿用至今，既體現(xiàn)了“工業(yè)軟件以工具軟件為主流”的特點(diǎn)，又歷經(jīng)幾十年電氣工程和工業(yè)自動(dòng)化從業(yè)人員的反復(fù)錘煉，并在所有的工業(yè)場(chǎng)合中廣泛采用。 ?

（1）軟繼電器

PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一稱號(hào)，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔佐繼電器等，可是它們不是實(shí)在的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元假如為“1”狀況，則表明梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀況是該軟繼電器的“1”或“ON”狀況。假如該存儲(chǔ)單元為“0”狀況，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀況與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀況。運(yùn)用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。 ?

（2）能流

有一個(gè)設(shè)想的“概念電流”或“能流”(Power Flow)從左向右活動(dòng)，這一方向與履行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的次序是共同的。能流只能從左向右活動(dòng)。運(yùn)用能流這一概念，能夠協(xié)助咱們更好地了解和剖析梯形圖。 ?
（3）母線

梯形圖兩邊的筆直公共線稱為母線(Bus bar)，。在剖析梯形圖的邏輯聯(lián)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的剖析辦法，能夠幻想左右兩邊母線（左母線和右母線）之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右活動(dòng)。右母線能夠不畫出。 ?

（4）梯形圖的邏輯解算

依據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀況和邏輯聯(lián)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀況，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的次序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，立刻能夠被后邊的邏輯解算所運(yùn)用。邏輯解算是依據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是依據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀況來進(jìn)行的。

? 1、與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性； 2、與原有繼電器邏輯操控技術(shù)相共同，對(duì)電氣技術(shù)人員來說，易于撐握和學(xué)習(xí)； 3、與原有的繼電器邏輯操控技術(shù)的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流（Power Flow）不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因而，運(yùn)用時(shí)，需與原有繼電器邏輯操控技術(shù)的有關(guān)概念差異對(duì)待； 4、與指令表程序規(guī)劃語(yǔ)言有一一對(duì)應(yīng)聯(lián)系，便于彼此的變換和程序的查看。 ?

02 功用塊圖（FBD）

? 功用塊圖（Function Block Diagram）選用相似于數(shù)字邏輯門電路的圖形符號(hào)，邏輯直觀，運(yùn)用方便，它有梯形圖編程中的觸點(diǎn)和線圈等價(jià)的指令，能夠處理規(guī)模廣泛的邏輯問題。

（1）以功用模塊為單位，從操控功用下手，使操控計(jì)劃的剖析和了解變得簡(jiǎn)略； （2）功用模塊是用圖形化的辦法描繪功用，它的直觀性大大方便了規(guī)劃人員的編程和組態(tài)，有較好的易操作性； （3）對(duì)操控規(guī)模較大、操控聯(lián)系較復(fù)雜的體系，因?yàn)椴倏毓τ玫穆?lián)系能夠較清楚地表達(dá)出來，因而，編程和組態(tài)時(shí)刻能夠縮短，調(diào)試時(shí)刻也能削減。

? 03 次序功用圖（SFC）

? 次序功用圖（Sequential Function Chart）亦稱流程圖或狀況搬運(yùn)圖，是一種圖形化的功用性闡明語(yǔ)言，專用于描繪工業(yè)次序操控程序，運(yùn)用它能夠?qū)哂胁l(fā)、挑選等雜亂結(jié)構(gòu)的體系進(jìn)行編程。

（1）以功用為主線，條理清楚，便于對(duì)程序操作的了解和溝通； （2）對(duì)大型的程序，可分工規(guī)劃，選用較為靈活的程序結(jié)構(gòu)，可節(jié)約程序規(guī)劃時(shí)刻和調(diào)試時(shí)刻； （3）常用于體系的規(guī)模較大，程序聯(lián)系較雜亂的場(chǎng)合； （4）只需在活動(dòng)步的命令和操作被履行，對(duì)活動(dòng)步后的變換進(jìn)行掃描，因而，整個(gè)程序的掃描時(shí)刻較其他程序編制的程序掃描時(shí)刻要大大縮短。

? 04 指令表（IL） ? 指令表（Instruction List）編程語(yǔ)言相似于計(jì)算機(jī)中的助記符匯編語(yǔ)言，它是可編程操控器最基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言，所謂指令表編程，是用一個(gè)或幾個(gè)簡(jiǎn)略回憶的字符來代表可編程操控器的某種操作功用。

（1）選用助記符來表明操作功用，具有簡(jiǎn)略回憶，便于撐握的特色；

（2）在編程器的鍵盤上選用助記符表明，具有便于操作的特色，可在無計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合進(jìn)行編程規(guī)劃；

（3）與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)聯(lián)系，其特色與梯形圖語(yǔ)言根本類同。

05 結(jié)構(gòu)化文本（ST）

? 結(jié)構(gòu)化文本（Strutured Text）是一種高檔的文本語(yǔ)言，能夠用來描繪功用，功用塊和程序的行為，還能夠在次序功用流程圖中描繪步、動(dòng)作和改變的行為。對(duì)于結(jié)構(gòu)化文本編程西門子稱之為SCL，其實(shí)是一樣的，只是名字不同而已。結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言表面上與 PASCAL語(yǔ)言很相似，但它是一個(gè)專門為工業(yè)操控運(yùn)用開發(fā)的編程語(yǔ)言，具有很強(qiáng)的編程才能用于對(duì)變量賦值、回調(diào)功用和功用塊、創(chuàng)建表達(dá)式、編寫條件句子和迭代程序等。最近幾年結(jié)構(gòu)化文本編程已經(jīng)越來越盛行，使用ST編程的人數(shù)已經(jīng)超過了使用梯形圖編程的人數(shù)，大量的PLC工程師從中受益。

（1）選用高檔語(yǔ)言進(jìn)行編程，能夠完結(jié)較雜亂的操控運(yùn)算； （2）需要有必定的計(jì)算機(jī)高檔程序規(guī)劃語(yǔ)言的常識(shí)和編程技巧，對(duì)編程人員的技術(shù)要求較高，一般電氣人員無法完結(jié)。 （3）直觀性和易操作性等功用較差； （4）常被用于選用功用模塊等其他語(yǔ)言較難完成的一些操控功用的施行。

注意：不是所有的PLC都支撐一切的編程語(yǔ)言（如功用塊圖、次序功用圖就有許多等級(jí)低PLC不支撐），而大型的PLC操控體系一般都支撐這5種規(guī)范編程語(yǔ)言或相似的編程語(yǔ)言。

編輯：黃飛

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