常见的PLC编程语言简介

    1．梯形图    梯形图是在传统的电器控制系统电路图的基础上演变而来的，在形式上类似于电器控制电路，由触点、线圈和用方框表示的功能块等组成。    ·触点：代表逻辑输入条件，如外部的开关、按钮和内部条件等。    ·线圈：代表逻辑输出结果，用来控制外部的负载或内部的输出条件。    ·功能块：用来表示计数器、计时器或者数学运算等功能指令。    图3.1所示是一个继电器控制电路图与相应梯形图的比较示例。可以看出，梯形图是用图形符号连接而成，这些符号与继电器控制电路图中的常开接点、常闭接点、并联连接、串联连接、继电器线圈等是相对应的，每一个接点和线圈对应有一个编号。
    图3.1    电器控制电路图与梯形图比较    梯形图具有形象、直观的特点，为广大电气工程技术人员所熟悉，特别适用于开关量逻辑控制，是PLC的主要的编程语言。有时把梯形图也称为电路或程序。    2．语句表    PLC的指令又叫做语句，若干条指令组成的程序叫做语句表程序，每条语句表示给CPU一条指令，规定CPU如何操作。    与图3.1(a)所示电路图相对应的语句表如下所示：
    可以看出，PLC的语句表是与微机的汇编语言中指令相似的助记符表达式，它是由操作码和操作数两部分组成。    ·操作码：用助记符表示，它表明CPU要完成的某种操作功能。    ·操作数：包括为执行某种操作所必须的信息。    PLC语句表类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言通俗易懂，配上带有LED指示器的简易编程器即可使用，因此也是应用很多的一种编程语言。    语句表比较适合于熟悉PLC和逻辑程序设计的经验丰富的程序员，它可以实现某些不能用梯形图或功能块图实现的功能。    3．功能块图    功能块图是一种与逻辑控制电路图结构相类似的图形编程语言，有数字电路基础的编程人员很容易掌握。    与图3.1(a)所示电路图相对应的功能块图如图3.2所示。它用类似“与门”、“或门”的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入输出端的小圆圈表示“非”运算，方框由“导线”连接在一起，信号自左向右流动。    4．顺序功能图    顺序功能图又叫做状态转移图，它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PLC顺序控制程序的一种有力工具。    顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，如图3.3所示，工步、转换条件和动作构成了顺序功能图中的3种主要元素。根据它描述的顺序控制系统的功能，可以很容易地画出对应的梯形图。
    图3.2    功能块图
    图3.3    顺序功能图    顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言，可以供进一步的设计和不同专业的人员之间进行技术交流用。法国的Telemechanique公司研制的Grafcet和德国SIMENS公司的Graph 5就是这种描述控制系统的功能表图。本书将在第5章对功能表图进行更详细的介绍。    综上所述，PLC的编程语言有多种，并且仍在发展。发展的一个趋势是采用多种语言作支持，以便取长补短，实际应用中也常把几种语言结合起来使用。例如，SIMENS公司的STEP 7语言就包括了梯形图、语句表、控制系统流程图等多种编程方法，并能自动进行几种语言的互译。    当前，梯形图和语句表程序仍是PLC的主要编程语言。因此，本章后面在介绍PLC指令系统时，将给出每条基本指令的功能，同时给出指令基本应用中的梯形图与语句表程序例子，以便于读者理解与学习。    梯形图程序中输入信号与输出信号之间的逻辑关系一目了然，易于理解，并与继电器电路图的表达方式相似。因此，在设计以开关量控制为主的控制程序时，建议使用梯形图。由于梯形图一定能也较易于转化为语句表，因此本书的应用实例中大多只给出程序的梯形图，而省略对应的语句表程序。    语句表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，不适于有复杂逻辑关系的开关量控制程序设计。但是，语句表程序可以处理一些梯形图不易处理的问题，并且输入快捷，还可以加上注释。在设计通信、数学运算等高级应用程序时，建议使用语句表编程。