PLC的編程語(yǔ)言的基本指令系統與編程方法

　　一、 基本指令系統特點(diǎn)

　　PLC的編程語(yǔ)言與一般計算機語(yǔ)言相比，具有明顯的特點(diǎn)，它既不同于高級語(yǔ)言，也不同與一般的匯編語(yǔ)言，它既要滿(mǎn)足易于編寫(xiě)，又要滿(mǎn)足易于調試的要求。目前，還沒(méi)有一種對各廠(chǎng)家產(chǎn)品都能兼容的編程語(yǔ)言。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語(yǔ)言，OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語(yǔ)言。但不管什么型號的 PLC，其編程語(yǔ)言都具有以下特點(diǎn)：

　　1、圖形式指令結構：程序由圖形方式表達，指令由不同的圖形符號組成，易于理解和記憶。系統的軟件開(kāi)發(fā)者已把工業(yè)控制中所需的獨立運算功能編制成象征性圖形，用戶(hù)根據自己的需要把這些圖形進(jìn)行組合，并填入適當的參數。在邏輯運算部分，幾乎所有的廠(chǎng)家都采用類(lèi)似于繼電器控制電路的梯形圖，很容易接受。如西門(mén)子公司還采用控制系統流程圖來(lái)表示，它沿用二進(jìn)制邏輯元件圖形符號來(lái)表達控制關(guān)系，很直觀(guān)易懂。較復雜的算術(shù)運算、定時(shí)計數等，一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示，雖然象征性不如邏輯運算部分，也受用戶(hù)歡迎

　　2、明確的變量常數：圖形符相當于操作碼，規定了運算功能，操作數由用戶(hù)填人，如：K400，T120等。PLC中的變量和常數以及其取值范圍有明確規定，由

　　產(chǎn)品型號決定，可查閱產(chǎn)品目錄手冊。

　　3、簡(jiǎn)化的程序結構：PLC的程序結構通常很簡(jiǎn)單，典型的為塊式結構，不同塊完成不同的功能，使程序的調試者對整個(gè)程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。

　　4、簡(jiǎn)化應用軟件生成過(guò)程：使用匯編語(yǔ)言和高級語(yǔ)言編寫(xiě)程序，要完成編輯、編譯和連接三個(gè)過(guò)程，而使用編程語(yǔ)言，只需要編輯一個(gè)過(guò)程，其余由系統軟件自動(dòng)完成，整個(gè)編輯過(guò)程都在人機對話(huà)下進(jìn)行的，不要求用戶(hù)有高深的軟件設計能力。

　　5、強化調試手段：無(wú)論是匯編程序，還是高級語(yǔ)言程序調試，都是令編輯人員頭疼的事，而PLC的程序調試提供了完備的條件，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內部編輯、調試、監控等，并在軟件支持下，診斷和調試操作都很簡(jiǎn)單。

　　總之，PLC的編程語(yǔ)言是面向用戶(hù)的，對使用者不要求具備高深的知識、不需要長(cháng)時(shí)間的專(zhuān)門(mén)訓練。

　　二、編程語(yǔ)言的形式

　　本教材采用最常用的兩種編程語(yǔ)言，一是梯形圖，二是助記符語(yǔ)言表。采用梯形圖編程，因為它直觀(guān)易懂，但需要一臺個(gè)人計算機及相應的編程軟件；采用助記符形式便于實(shí)驗，因為它只需要一臺簡(jiǎn)易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計算機來(lái)編程。

　　雖然一些高檔的PLC還具有與計算機兼容的C語(yǔ)言、BASIC語(yǔ)言、專(zhuān)用的高級語(yǔ)言（如西門(mén)子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP），還有用布爾邏輯語(yǔ)言、通用計算機兼容的匯編語(yǔ)言等。不管怎么樣，各廠(chǎng)家的編程語(yǔ)言都只能適用于本廠(chǎng)的產(chǎn)品。

　　編程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎樣去做的代碼或符號。從本質(zhì)上講，指令只是一些二進(jìn)制代碼，這點(diǎn)PLC與普通的計算機是完全相同的。同時(shí)PLC也有編譯系統，它可以把一些文字符號或圖形符號編譯成機器碼，所以用戶(hù)看到的PLC指令一般不是機器碼而是文字代碼，或圖形符號。常用的助記符語(yǔ)句用英文文字（可用多國文字）的縮寫(xiě)及數字代表各相應指令。常用的圖形符號即梯形圖，它類(lèi)似于電氣原理圖是符號，易為電氣工作人員所接受。

　　指令系統：一個(gè)PLC所具有的指令的全體稱(chēng)為該PLC的指令系統。它包含著(zhù)指令的多少，各指令都能干什么事，代表著(zhù)PLC的功能和性能。一般講，功能強、性能好的PLC，其指令系統必然豐富，所能干的事也就多。我們在編程之前必須弄清PLC的指令系統

　　程序：PLC指令的有序集合，PLC運行它，可進(jìn)行相應的工作，當然，這里的程序是指PLC的用戶(hù)程序。用戶(hù)程序一般由用戶(hù)設計，PLC的廠(chǎng)家或代銷(xiāo)商不提供。用語(yǔ)句表達的程序不大直觀(guān)，可讀性差，特別是較復雜的程序，更難讀，所以多數程序用梯形圖表達。

　　梯形圖：梯形圖是通過(guò)連線(xiàn)把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線(xiàn)有兩種：一為母線(xiàn)，另一為內部橫豎線(xiàn)。內部橫豎線(xiàn)把一個(gè)個(gè)梯形圖符號指令連成一個(gè)指令組，這個(gè)指令組一般總是從裝載（LD）指令開(kāi)始，必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類(lèi)指令，實(shí)現輸出控制，或為數據控制、流程控制、通訊處理、監控工作等指令，以進(jìn)行相應的工作。母線(xiàn)是用來(lái)連接指令組的。下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例：

　　它有兩組，第一組用以實(shí)現啟動(dòng)、停止控制。第二組僅一個(gè)END指令，用以 結束程序。

　　梯形圖與助記符的對應關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴格的對應關(guān)系，而梯形圖的連線(xiàn)又可把指令的順序予以體現。一般講，其順序為：先輸入，后輸出（含其他處理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序為：

　　地址 指令 變量

　　0000 LD X000

　　0001 OR X010

　　0002 AND NOT X001

　　0003 OUT Y000

　　0004 END

　　反之根據助記符，也可畫(huà)出與其對應的梯形圖。

　　梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對應關(guān)系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對應于繼電器的線(xiàn)圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對應于接點(diǎn)，互鎖指令（IL、ILC）可看成總開(kāi)關(guān)，等等。這樣，原有的繼電控制邏輯，經(jīng)轉換即可變成梯形圖，再進(jìn)一步轉換，即可變成語(yǔ)句表程序。

　　有了這個(gè)對應關(guān)系，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對傳統繼電控制技術(shù)的繼承。