PLC編程語(yǔ)言的設計與應用
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在PLC中有多種程序設計語(yǔ)言,如梯形圖語(yǔ)言、布爾助記符語(yǔ)言、功能表圖語(yǔ)言、功能模塊圖語(yǔ)言及結構化語(yǔ)句描述語(yǔ)言等。梯形圖語(yǔ)言和布爾助記符語(yǔ)言是基本程序設計語(yǔ)言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數簡(jiǎn)單的控制功能，例如，代替繼電器、計數器、計時(shí)器完成順序控制和邏輯控制等。通過(guò)擴展或增強指令集，它們也能執行其它的基本操作。功能表圖語(yǔ)言和語(yǔ)句描述語(yǔ)言是高級的程序設計語(yǔ)言，它可根據需要去執行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數據的操縱，報表的報印和其他基本程序設計語(yǔ)言無(wú)法完成的功能。功能模塊圖語(yǔ)言采用功能模塊圖的形式，通過(guò)軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在PLC中得到了廣泛的應用，在集散控制系統的編程和組態(tài)時(shí)也常常被采用。由于它具有連接方便、操作簡(jiǎn)單、易于掌握等特點(diǎn)，為廣大工程設計和應用人員所喜愛(ài)。
2 常用的程序設計語(yǔ)言分類(lèi)
根據PLC應用范圍，程序設計語(yǔ)言可以組合使用，常用的程序設計語(yǔ)言有以下幾種:
(1) 梯形圖(Ladder Diagram)程序設計語(yǔ)言
梯形圖程序設計語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號來(lái)描述程序的一種程序設計語(yǔ)言。采用梯形圖程序設計語(yǔ)言，這種程序設計語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結果，每個(gè)梯級是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結果表示在右面。
梯形圖程序設計語(yǔ)言是最常用的一種程序設計語(yǔ)言，它來(lái)源于繼電器邏輯控制系統的描述。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉。因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛的應用。
梯形圖程序設計語(yǔ)言的特點(diǎn)是:
·與電氣操作原理圖相對應，具有直觀(guān)性和對應性;
·與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，易于撐握和學(xué)習;
·與原有的繼電器邏輯控制技術(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，內部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此應用時(shí)需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區別對待;
·與布爾助記符程序設計語(yǔ)言有一一對應關(guān)系，便于相互轉換和程序檢查。
(2) 布爾助記符(Boolean Mnemonic)程序設計語(yǔ)言
布爾助記符程序設計語(yǔ)言是用布爾助記符來(lái)描述程序的一種程序設計語(yǔ)言。布爾助記符程序設計語(yǔ)言與計算機中的匯編語(yǔ)言非常相似，采用布爾助記符來(lái)表示操作功能。
布爾助記符程序設計語(yǔ)言具有下列特點(diǎn):
·采用助記符來(lái)表示操作功能，具有容易記憶，便于撐握的特點(diǎn);
·在編程器的鍵盤(pán)上采用助記符表示控制工程網(wǎng)版權所有，具有便于操作的特點(diǎn)，可在無(wú)計算機的場(chǎng)合進(jìn)行編程設計;
·與梯形圖有一一對應關(guān)系,其特點(diǎn)與梯形圖語(yǔ)言基本類(lèi)同。
(3) 功能表圖(Sepuential Function Chart)程序設計語(yǔ)言
功能表圖程序設計語(yǔ)言是用功能表圖來(lái)描述程序的一種程序設計語(yǔ)言。它是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種程序設計語(yǔ)言。采用功能表圖的描述，控制系統被分為若干個(gè)子系統，從功能入手，使系統的操作具有明確的含義，便于設計人員和操作人員設計思想的溝通，便于程序的分工設計和檢查調試。功能表圖程序設計語(yǔ)言的特點(diǎn)是:
·以功能為主線(xiàn)，條理清楚，便于對程序操作的理解和溝通;
·對大型的程序www.cechina.cn，可分工設計，采用較為靈活的程序結構，可節省程序設計、調試時(shí)間;
·常用于系統規模校大、程序關(guān)系較復雜的場(chǎng)合;
·只有在活動(dòng)步的命令和操作被執行，對活動(dòng)步后的轉換進(jìn)行掃描，因此整個(gè)程序的掃描時(shí)間較其他程序編制的程序掃描時(shí)間要短得多。
功能表圖來(lái)源于佩特利(Petri)網(wǎng)，由于它具有圖形表達方式，能比較簡(jiǎn)單清楚地描述并發(fā)系統和復雜系統的所有現象，并能對系統中存在的象死鎖、不安全等反?，F象進(jìn)行分析和建模，在模型的基礎上可以直接編程，因此得到了廣泛的應用。近幾年推出的可編程控制器和小型集散控制系統中也已提供了采用功能表圖描述語(yǔ)言進(jìn)行編程的軟件。
(4) 功能模塊圖(Function Block)程序設計語(yǔ)言
功能模塊圖程序設計語(yǔ)言是采用功能模塊來(lái)表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。它有若干個(gè)輸入端和輸出端www.cechina.cn，通過(guò)軟連接的方式，分別連接到所需的其它端子，完成所需的控制運算或控制功能。功能模塊可
以分為不同的類(lèi)型，在同一種類(lèi)型中，也可能因功能參數的不同而使功能或應用范圍有所差別，例如，輸入端的數量、輸入信號的類(lèi)型等的不同使它的使用范圍不同。由于采用軟連接的方式進(jìn)行功能模塊之間及功能模塊與外部端子的連接，因此控制方案的更改、信號連接的替換等操作可以很方便實(shí)現。功能模塊圖程序設計語(yǔ)言的特點(diǎn)是:
·以功能模塊為單位，從控制功能入手，使控制方案的分析和理解變得容易;
·功能模塊是用圖形化的方法描述功能，它的直觀(guān)性大大方便了設計人員的編程和組態(tài)，有較好的易操作性;
·對控制規模較大、控制關(guān)系較復錄的系統，由于控制功能的關(guān)系可以較清楚地表達出來(lái)，因此，編程和組態(tài)時(shí)間可以縮短，調試時(shí)間也能減少;
·由于每種功能模塊需要占用一定的程序內存，對功能模塊的執行需要一定的執行時(shí)間，因此，這種設計語(yǔ)言在大中型PLC和集散控制系統的編程和組態(tài)中才被采用。
(5) 結構化語(yǔ)句(Structured Text)描述程序設計語(yǔ)言
結構化語(yǔ)句描述程序設計語(yǔ)言是用結構化的描述語(yǔ)句來(lái)描述程序的一種程序設計語(yǔ)言。它是一種類(lèi)似于高級語(yǔ)言的程序設計語(yǔ)言。在大中型的可編程序控制器系統中，常采用結構化語(yǔ)句描述程序設計語(yǔ)言來(lái)描述控制系統中各個(gè)變量的關(guān)系。它也被用于集散控制系統的編程和組態(tài)。
結構化語(yǔ)句描述程序設計語(yǔ)言采用計算機的描述語(yǔ)句來(lái)描述系統中各種變量之間的運算關(guān)系，完成所需的功能或操作。大多數制造廠(chǎng)商采用的語(yǔ)句描述程序設計語(yǔ)言與BASIC語(yǔ)言、PASCAL語(yǔ)言或C語(yǔ)言等高級語(yǔ)言相類(lèi)似，但為了應用方便，在語(yǔ)句的表達方法及語(yǔ)句的種類(lèi)等方面都進(jìn)行了簡(jiǎn)化。
結構化程序設計語(yǔ)言具有下列特點(diǎn):
·采用高級語(yǔ)言進(jìn)行編程，可以完成較復雜的控制運算;
·需要有一定的計算機高級程序設計語(yǔ)言的知識和編程技巧，對編程人員的技能要求較高，普通電氣人員難以完成。
·直觀(guān)性和易操作性等較差;
·常被用于采用功能模塊等其他語(yǔ)言較難實(shí)現的一些控制功能的實(shí)施。
部分PLC的制造廠(chǎng)商為用戶(hù)提供了簡(jiǎn)單的結構化程序設計語(yǔ)言，它與助記符程序設計語(yǔ)言相似，對程序的步數有一定的限制。同時(shí)，提供了與PLC間的接口或通信連接程序的編制方式，為用戶(hù)的應用程序提供了擴展余地。
3 PLC程序設計語(yǔ)言應用實(shí)例
溫度控制是許多機器的重要的構成部分。它的功能是將溫度控制在所需要的溫度范圍內，然后進(jìn)行工件的加工與處理。PID控制系統是得到廣泛應用的控制方法之一，下面較為詳盡地介紹了PID溫度控制的PLC程序設計實(shí)例。
(1) 系統組成
本套系統采用Omron的PLC與其溫控單元以及Pro-face的觸摸屏所組成。系統包括CQM1H-51、擴展單元TC-101、GP577R以及探溫器、加熱/制冷單元。
(2) 觸摸屏參數設置
設002代表現在的溫度CONTROL ENGINEERING China版權所有，而102表示輸出的溫度。如按下開(kāi)始設置就可設置參數。需要設置的參數有6個(gè)，分別是比例帶、積分時(shí)間、微分時(shí)間、滯后值、控制周期、偏移量。它們在PLC的地址與一些開(kāi)關(guān)的地址如下:
比例帶 : DM51 積分時(shí)間 : DM52
微分時(shí)間 : DM53 滯后值 : DM54
控制周期 : DM55 偏移量 : DM56
數據刷新 : 22905
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