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1、PLC的编程语言所谓程序编制，就是用户根据控制对象的要求，利用 PLC厂家提供的程序编制语言，将一个控制要求描述出来的过程。PLC最常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，且两者常常联合使用。1）梯形图（语言）梯形图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图形语言。它是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符号，根据控制要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形，直观易懂。梯形图中常用INCLUDEPICTURE http:/ PLC实现三相鼠笼电动机起/停控制的两种编程语言的表示方法：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 13 页 -PL
2、C编程语言的设计与应用 1 引言在 PLCPLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 13 页 -的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。中有多种程序设计语言,如梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言，它通常由一
3、系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器继电器是我们生活中常用的一种控制设备，通俗的意义上来说就是开关，在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说，由于为某一个用途设计使用的电子电路，最终或多或少都需要和某一些机械设备相交互，所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。计数器计数器是一种具有多种测量功能、多种用途的电子计数器。它可以测量频率、周期、时间间隔、频率比、累加计数、计时等；配上相应的插件，还可以测量相位、电压等。一般我们把凡具有测频和测周两种以上功能的计数器都归类为通用计数器。
4、、计时器完成顺序控制和逻辑控制等。通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言，它可根据需要去执行更有效的操作，例如，模拟量的控制，数据的操纵，报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。功能模块图语言采用功能模块图的形式，通过软连接的方式完成所要求的控制功能，它不仅在 PLC中得到了广泛的应用，在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用。由于它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点，为广大工程设计和应用人员所喜爱。2 常用的程序设计语言分类根据 PLC应用范围，程序设计语言可以组合使用，常用的程序设计语言有以下几种:(1)梯形图(Ladd
5、er Diagram)程序设计语言梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言，这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果，每个梯级是一个因果关系。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在右面。梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言，它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉。因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到欢迎，并得到广泛的应用。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 13 页 -梯形图程序设计语言的特点是:与电气操作原理图
6、相对应，具有直观性和对应性;与原有继电器逻辑控制技术相一致，易于撑握和学习;与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是:梯形图中的能流(FLow)不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此应用时需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待;与布尔助记符程序设计语言有一一对应关系，便于相互转换和程序检查。(2)布尔助记符(Boolean Mnemonic)程序设计语言布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。布尔助记符程序设计语言与计算机中的汇编语言非常相似，采用布尔助记符来表示操作功能。布尔助记符程序设计语言具有下列特点:采用助记符来表示操作功能，具有容易记
7、忆，便于撑握的特点;在 编程器编程器是 PLC的最重要外围设备，当然有些编程器也可用于对其他芯片编程。编程器一方面能够进行编程，另一方面还能对PLC的工作状态进行监控，如今的编程器通常都兼具在线编程和离线编程两种方式。的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程设计;与梯形图有一一对应关系,其特点与梯形图语言基本类同。(3)功能表图(Sepuential Function Chart)程序设计语言功能表图程序设计语言是用功能表图来描述程序的一种程序设计语言。它是近年来发展起来的一种程序设计语言。采用功能表图的描述，控制系统被分为若干个子系统，从功能入手，使系统的操作具
8、有明确的含义，便于设计人员和操作人员设计思想的沟通，便于程序的分工设计和检查调试。功能表图程序设计语言的特点是:以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟通;对大型的程序，可分工设计，采用较为灵活的程序结构，可节省程序设计、调试时间;常用于系统规模校大、程序关系较复杂的场合;只有在活动步的命令和操作被执行，对活动步后的转换进行扫描，因此整个程序的扫描时间较其他程序编制的程序扫描时间要短得多。功能表图来源于佩特利(Petri)网，由于它具有图形表达方式，能比较简单清楚地描述名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 13 页 -并发系统和复杂系统的所有现象，并能对系统中存
9、在的象死锁、不安全等反常现象进行分析和建模，在模型的基础上可以直接编程，因此得到了广泛的应用。近几年推出的可和小型集散控制系统中也已提供了采用功能表图描述语言进行编程的软件。(4)功能模块图(Function Block)程序设计语言功能模块图程序设计语言是采用功能模块来表示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。它有若干个输入端和输出端，通过软连接的方式，分别连接到所需的其它端子端子通常指由铜材等冲制而成的连接器接触件。端子是连接电气线路的常用元件，主要在器件与组件、组件与机柜、系统与子系统之间起电连接和信号传递的作用，并且尽量保持系统与系统之间不发生信号失真和能量损失的变化。，完成所
10、需的控制运算或控制功能。功能模块可以分为不同的类型，在同一种类型中，也可能因功能参数的不同而使功能或应用范围有所差别，例如，输入端的数量、输入信号的类型等的不同使它的使用范围不同。由于采用软连接的方式进行功能模块之间及功能模块与外部端子的连接，因此控制方案的更改、信号连接的替换等操作可以很方便实现。功能模块图程序设计语言的特点是:以功能模块为单位，从控制功能入手，使控制方案的分析和理解变得容易;功能模块是用图形化的方法描述功能，它的直观性大大方便了设计人员的编程和组态，有较好的易操作性;对控制规模较大、控制关系较复录的系统，由于控制功能的关系可以较清楚地表达出来，因此，编程和组态时间可以缩短，
11、调试时间也能减少;由于每种功能模块需要占用一定的程序内存内存的正式叫法是内存储器，以此来与外存储器区分开。物理上它安装在计算机内部，通常安装在主板上，所以称为内存。它的作用是供暂时存储处理器需要处理的数据或处理后的结果，可见内存是计算机处理器的工作空间。它是处理器运行的程序和数据必须驻留于其中的一个临时存储区域，是计算机十分重要的部件。，对功能模块的执行需要一定的执行时间，因此，这种设计语言在大中型PLC和集散控制系统的编程和组态中才被采用。(5)结构化语句(Structured Text)描述程序设计语言结构化语句描述程序设计语言是用结构化的描述语句来描述程序的一种程序设计语言。名师资料总结
12、-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 13 页 -它是一种类似于高级语言的程序设计语言。在大中型的可编程序控制器程序控制器是计算机上的部件之一，负责将操作控制信号变成指令放到存储器里，并且在机器运行时能够读出指令形成控制信号分给各部分执行。系统中，常采用结构化语句描述程序设计语言来描述控制系统中各个变量的关系。它也被用于集散控制系统的编程和组态。结构化语句描述程序设计语言采用计算机的描述语句来描述系统中各种变量之间的运算关系，完成所需的功能或操作。大多数制造厂商采用的语句描述程序设计语言与BASIC语言、PASCAL 语言或 C语言等高级语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法
13、及语句的种类等方面都进行了简化。结构化程序设计语言具有下列特点:采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算;需要有一定的计算机高级程序设计语言的知识和编程技巧，对编程人员的技能要求较高，普通电气人员难以完成。直观性和易操作性等较差;常被用于采用功能模块等其他语言较难实现的一些控制功能的实施。部分 PLC的制造厂商为用户提供了简单的结构化程序设计语言，它与助记符程序设计语言相似，对程序的步数有一定的限制。同时，提供了与 PLC间的或通信连接程序的编制方式，为用户的应用程序提供了扩展余地。3 PLC 程序设计语言应用实例温度控制是许多机器的重要的构成部分。它的功能是将温度控制在所需要的温度范围
14、内，然后进行工件的加工与处理。PID 控制系统是得到广泛应用的控制方法之一，下面较为详尽地介绍了PID 温度控制的PLC程序设计实例。(1)系统组成本套系统采用的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏触控屏（Touch panel）又称为触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。所组成。系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第
15、 6 页，共 13 页 -(2)触摸屏参数设置设002代表现在的温度，而102表示输出的温度。如按下开始设置就可设置参数。需要设置的参数有 6个，分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。它们在 PLC的地址与一些 开关开关是最常见的电子元件，功能就是电路的接通和断开。接通则电流可以通过，反之电流无法通过。在各种电子设备、家用电器中都可以见到开关。的地址如下:比例带 :DM51 积分时间 :DM52 微分时间 :DM53 滞后值 :控制周期 :DM55 偏移量 :DM56 数据刷新 :22905(3)PLC 程序002:PID 的输入字102:PID 的输出字NETWORK=
16、Action Check /常规检查STATEMENTLIST LD 253.13 /常 ON OUT TR0 CMP 002#/确定温控单元是否完成初始化AND NOT 255.06 /等于OUT 041.15 /初始化完成LD TR0 AND 041.15 OUT TR1 AND NOT 040.10/不在参数设置状态MOV DM0050 102 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 13 页 -/将设置温度DM50 传送给 PID 输出字LD TR1 MOV 002 DM0057/将002传送到 DM57 NETWORK Name=Setting Start /设
17、置开始STATEMENTLIST LD 253.13 OUT TR0 AND 229.05/触摸屏上的开始设置开关DIFU 080.05 /设置微分LD TR0 AND 041.15 AND 080.05 SET 040.01 /开始设置标志位1 SET 040.10 /开始设置标志位2 NETWORK Name=Poportion /比例带设置STATEMENTLIST LD 040.01 OUT TR0 AND NOT 042.01 MOV#102/读输出边与输入边的比例带CMP 002#C110/比较输入字是否变成C110 AND 255.06/等于SET 042.01/设置比例带标志L
18、D TR0 AND 042.01 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 13 页 -MOV DM0051 102/将比例带的设定值写入输出字CMP 002 DM0051/是否写入AND 255.06 SET 040.01 /复位标志 1 RSET 042.01 /复位比例带标志SET 040.02 /向下继续设置标志NETWORK Name=Integral/积分时间设置STATEMENTLIST LD 040.02 OUT TR0 AND NOT 042.02 MOV#C220 102/读输出边与输入边的积分CMP 002#C220/比较输入字是否变成C220 AND
19、 255.06 SET 042.02 /设置积分标志LD TR0 AND 042.02 MOV DM0052 102/将积分的设定值写入输出字CMP 002 DM0052/是否写入AND 255.06 RSET 040.02 RSET 042.02 SET 040.03 /向下继续设置标志NETWORK Name=differential/微分时间设置STATEMENTLIST 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 13 页 -LD 040.03 OUT TR0 AND NOT 042.03 MOV#C330 102/读输出边与输入边的微分CMP 002#C330/比较
20、输入字是否变成C330 AND 255.06 SET 042.03 /设置微分标志LD TR0 AND 042.03 MOV DM0053 102/将微分的设定值写入输出字CMP 002 DM0053/是否写入AND 255.06 RSET 040.03 RSET 042.03 SET 040.04 /向下继续设置标志NETWORK Name=Hysteresis/滞后值设置STATEMENTLIST LD 040.04 OUT TR0 AND NOT 042.04 MOV#102/读输出边与输入边的滞后值CMP 002#C440/比较输入字是否变成C440 AND 255.06 SET 04
21、2.04/设置滞后值标志LD TR0 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 13 页 -AND 042.04 MOV DM0054 102/将滞后值的设定值写入输出字CMP 002 DM0054/是否写入AND 255.06 RSET 040.04 RSET 042.04 SET 040.05 /向下继续设置标志NETWORK Name=Period /控制周期设置STATEMENTLIST LD 040.05 OUT TR0 AND NOT 042.05 MOV#102/读输出边与输入边的控制周期CMP 002#C550/比较输入字是否变成C550 AND 255.
22、06 SET 042.05 /设置控制周期标志LD TR0 AND 042.05 MOV DM0055 102/将控制周期的设定值写入输出字CMP 002 DM0055/是否写入AND 255.06 RSET 040.05 RSET 042.05 SET 040.06 /向下继续设置标志NETWORK 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 13 页 -Name=Shift /偏移量设置STATEMENTLIST LD 040.06 OUT TR0 AND NOT 042.06 MOV#102/读输出边与输入边的偏移量CMP 002#C660/比较输入字是否变成C660
23、 AND 255.06 SET 042.06 /设置偏移量标志LD TR0 AND 042.06 MOV DM0056 102/将偏移量的设定值写入输出字CMP 002 DM0056/是否写入AND 255.06 RSET 040.06 RSET 042.06 SET 040.00 NETWORK Name=Return /返回STATEMENTLIST OUT TR0 AND NOT 042.00 MOV#C070 102/读输入边的处理值CMP 002#C070/比较输入字变成C070 AND 255.06 SET 042.00 /返回标志LD TR0 AND 042.00 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 13 页 -MOV DM0050 102/将设定温度值写入输出字RSET 040.00 RSET 042.00 RSET 040.10 4 结束语以上是 PID 温度控制的PLC程序设计实例，经过反复试验，该系统可以维持温度在1之间变化，保证了好的生产状况，减少了不合格品发生的几率。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 13 页 -