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PLC的编程语言(一):文本化语言

PLC的编程语言(一):文本化语言

点击数:7814 次   录入时间:03-04 11:51:55   整理:http://www.55dianzi.com   PLC入门

IEC61131-3国际标准的编程语言包括图形化编程语言和文本化编程语言。图形化编程语言包括:梯形图(LD-Ladder Diagram)、功能块图(FBD - Function Block Diagram)、顺序功能图(SFC - Sequential Function Chart)。文本化编程语言包括:指令表(IL-Instruction List)和结构化文本 (ST-Strutured Text)。IEC61131-3的编程语言是IEC工作组对世界范围的PLC厂家的编程语言合理地吸收、借鉴的基础上形成的一套针对工业控制系统的国际编程语言标准,它不但适用于PLC系统,而且还适用于更广泛的工业控制领域;IEC61131-3 的编程工具提供对现场总线系统的支持,并对现场总线装置的软件设计产生了很大影响。 字串1

本专题将分两部分介绍IEC61131-3的编程语言,本文是IEC61131-3编程语言的第一部分,重点介绍IEC61131-3的两种文本化编程语言;第二部分重点介绍IEC61131-3的两种三种图形化编程语言,将在下一篇文章作介绍。

字串6

一、结构化文本(ST) 字串5

结构化文本(ST)是一种高级的文本语言,可以用来描述功能,功能块和程序的行为,还可以在顺序功能流程图中描述步、动作和转变的行为。 字串5

结构化文本(ST)语言表面上与PASCAL语言很相似,但它是一个专门为工业控制应用开发的编程语言,具有很强的编程能力用于对变量赋值、回调功能和功能块、创建表达式、编写条件语句和迭代程序等。结构化文本(ST)非常适合应用在有复杂的算术计算的应用中。 字串9

结构化文本(ST)程序格式自由,可以在关键词与标识符之间任何地方插入制表符、换行字符和注释。对于熟悉计算机高级语言开发的人员来说,结构化(ST)语言更是易学易用。此外,结构化文本(ST)语言还易读易理解,特别是用有实际意义的标识符、批注来注释时,更是这样。 字串1

1.1 操作符 字串2

结构化文本(ST)定义了一系列操作符用于实现算术和逻辑运算,如逻辑运算符:AND,&,XOR,OR; 算术运算符:<, >, <=, >=, =, <>, +, -, MOD, / 等,此外,还定义了这些操作符的优先级。如下是操作符预算的两个例子:

字串7

Start := Oilpress AND Stream AND Pump; 字串8

V : = K*(-W*T) 字串7

1.2 赋值语句

字串9

结构化文本(ST)程序既支持很简单的赋值语句,如 X:=Y, 也支持很复杂的数组或结构赋值,如Profile[3]:=10.3+SQRT((Rate+2.0)), Alarm.TimeOn:=RCT1.CDT。 字串1

1.3在程序中调用功能块 字串1

在结构化文本(ST)程序中可以直接调用功能块。功能块在被调用以前,输入参数被分配为缺省值;在调用后,输入参数值保留为最后一次调用的值。功能块调用的格式如下: 字串9

FunctionBlockInstance(

字串8

InputParameter1:=ValueExpression1, 字串7

InputParameter2:=ValueExpression2, …);

字串7

ValueExpression1……ValueExpressionN是符合功能块数据类型输入变量,InputParameter1……InputParameterN功能块的输入参数。FunctionBlockInstance是要调用的功能块。 字串8

1.4结构化文本(ST)程序中的条件语句

字串2

条件语句的功能是,某一条件满足时执行相应的选择语句。结构化文本(ST)有如下的条件语句: 字串6

IF …THEN…ELSE条件语句 字串2

该选择语句依据不同的条件分别执行相应THEN及ELSE语句。该条件语句可以嵌套入另一条件语句中,以实现更复杂的条件语句。条件语句的格式如下: 字串1

IF THEN 字串5

  字串9

ELSE 字串1

< statements2…> 字串7

END_IF; 字串6

“boolean expression”可以是“true”或“false”,根据“true”或“false”的情况,程序执行相应的statements1或statements2语句。 字串7

CASE 条件语句 字串4

该选择语句的执行方向取决于CASE语句的条件, 并有一返回值。实例见最后的应用举例。该条件语句的格式如下: 字串6

CASEOF 字串1

< integer selector value1> : < statements1…> 字串9

< integer selector value2> : < statements2…>

字串3

……

字串9

ELSE 字串5

< statements …> 字串1

END_CASE; 字串3

“integer expression”可以是一个数值,根据数值的不同执行相应的statements1或statements2等语句。 字串5

1.5 结构化文本(ST)程序中的迭代语句 字串8

迭代语句适用于需要一条或多条语句重复执行许多次的情况,迭代语句的执行取决于某一变量或条件的状态。应用迭代语句应避免迭代死循环的情况。 字串8

FOR…DO 字串8

该迭代格式语句允许程序依据某一整型变量迭代。该迭代格式语句格式如下: 字串2

FOR 字串4

TO 字串8

BY DO 字串3

字串4

END_FOR

字串2

“initialize iteraion variable”是迭代开始的计数值,“final value expression” 迭代结束的计数值。迭代从“initialize iteraion variable”开始,每迭代一次,计数值增加“increment expression”,计数值增加到“final value expression”,迭代结束。 字串8

结构化文本(ST)程序中还有其它的迭代语句,如WHILE … DO,REPEAT … UNTIL等,迭代原理与FOR…DO 格式基本相同。此外,结构化文本(ST)的迭代语句中还有EXIT,RETURN两种格式,分别用于程序的返回和退出。

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1.6 编程举例:用结构化文本(ST)程序编功能块 字串2

本程序是一用结构化文本(ST)程序编功能块的例子。该实例描述的是如何用功能块控制箱体中的流体,箱体可以通过阀门被注满和倒空,如图所示,箱体的重量由一个称重单元监视。功能块通过比较两个输入值FullWeight和EmptyWeight以确定箱体是满的还是空的。 字串7

  字串2

800)this.width=800" border=0>
图一 水箱控制及功能块示意图
 

该功能块提供了一个“Command”输入,该输入有四种状态,1.给箱体加水;2. 保持不变;3.起动“Stirrer”;4. 清空箱体。实现该功能块算法的结构化文本(ST)程序如下: 字串2

(*箱体状态*) 字串6

TYPE_T_STATE: (FULL,NOT_FULL,EMPTIED);END_TYPE; 字串8

(*阀门状态*) 字串7

TYPE_T_VALVE: (OPEN,SHUT);END_TYPE; 字串5

FUNCTION_BLOCK TankControl

字串6

VAR_IN (**) 字串5

Command:SINT; 字串6

Weight :REAL;

字串8

FullWeight,EmptyWeight : REAL; 字串2

END_VAR 字串9

VAR_OUT (**) 字串7

FillValve :T_VALVE:=SHUT;

字串9

EmptyValve :T_VALVE:=SHUT; 字串6

StirSpeed :REAL:=0.0; 字串7

END_VAR 字串6

VAR 字串7

State :=T_STATE :=EMPTYIED;

字串2

END_VAR

二、指令表(IL-Instruction List)

IEC61131-3的指令表(IL-Instruction List)语言是一种低级语言,与汇编语言很相似,是在借鉴、吸收世界范围的PLC厂商的指令表语言的基础上形成的一种标准语言,可以用来描述功能,功能块和程序的行为,还可以在顺序功能流程图中描动作和转变的行为。 字串9

指令表语言能用于调用,如有条件和无条件地调用功能块和功能,还能执行赋值以及在区段内执行有条件或无条件的转移。指令表语言不但简单易学,而且非常容易实现,可不通过编译和连编就可以下载到PLC。IEC61131-3的其它语言如功能块图、结构化文本等都可以转换为指令表语言。 字串8

2.1指令表语言结构 字串9

指令表语言是由一系列指令组成的语言。每条指令在新一行开始,指令由操作符和紧随其后的操作数组成,操作数是指在IEC61131-3的“公共元素”中定义的变量和常量。有些操作符可带若干个操作数,这时各个操作数用逗号隔开。指令前可加标号,后面跟冒号,在操作数之后可加注释。 字串4

IL是所谓面向累加器(Accu)的语言,即每条指令使用或改变当前Accu内容。IEC61131-3将这一Accu标记为“结果”。通常,指令总是以操作数LD(“装入Accu命令”)开始。指令表程序如下所示: 字串8

2.2 指令表操作符 字串1

IEC 61131-3指令表包括四类操作符:一般操作符、比较操作符、跳转操作符和调用操作符。 字串8

2.2.1一般操作符符 字串2

指令表一般操作符是指在程序中经常会用到的操作符. 字串3

l 装入指令:LD N等。 字串3

l 逻辑指令:AND N( (与指令)、OR N( (或指令)、XOR N( (异或指令)等。 字串3

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