PLC編程語言國際標準IEC 61131-3是由國際電工委員會(IEC)于1993年12月制定的,旨在規(guī)范可編程邏輯控制器(PLC)以及DCS(集散控制系統(tǒng))、IPC(工業(yè)控制計算機)、CNC(計算機數(shù)控)和SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)等系統(tǒng)的編程系統(tǒng)。以下是關(guān)于IEC 61131-3的詳細解讀:
一、概述
IEC 61131-3為PLC編程提供了五種標準化的編程語言,這些語言旨在提高應用程序的可維護性、可擴展性以及對應用程序和控制算法變更的靈活性。同時,它也為多種不同環(huán)境和如何組織應用程序代碼提供了標準方法,支持可重用應用程序模塊的開發(fā)。
二、支持的編程語言
IEC 61131-3支持以下五種編程語言:
IL(指令語言):這是一種類似于匯編語言的低級編程語言,允許開發(fā)人員逐條指令地編寫程序。IL代碼可以使用多種不同的編譯器轉(zhuǎn)換為機器代碼,從而可以在PLC和其他系統(tǒng)中運行。
ST(結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計):ST是一種基于標準語法的文本編程語言,類似于Pascal或C語言。它支持復雜的控制結(jié)構(gòu)和函數(shù),使得程序的分析、檢查和調(diào)試變得容易。
FBD(函數(shù)塊編程):FBD是IEC 61131-3標準中最受歡迎的語言之一,它使用可視化元素(如函數(shù)塊、變量、連線和區(qū)域)來組織代碼。這種語言特別適用于可視化編程,提高了代碼的可讀性、可維護性和可擴展性。
LD(連續(xù)控制語言):LD提供了一種便利的方法來編寫復雜的控制算法和精確控制代碼,特別是在控制旋轉(zhuǎn)和線性機械裝置時。LD語言具有簡潔的語法,可以寫出復雜的命令,提高了編程的效率。
SFC(系統(tǒng)功能調(diào)度語言):SFC用于開發(fā)工廠系統(tǒng)中的大型集中調(diào)度器程序,以及制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和其他系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和控制程序。SFC語言可以定義自動系統(tǒng)的控制邏輯,并根據(jù)應用程序的執(zhí)行結(jié)果產(chǎn)生反饋。
三、優(yōu)勢
IEC 61131-3標準的優(yōu)勢在于:
標準化:它提供了一種統(tǒng)一的編程標準,使得不同廠商生產(chǎn)的PLC和其他系統(tǒng)可以使用相同的編程語言進行編程。
靈活性:支持五種不同的編程語言,可以根據(jù)具體的應用場景和需求靈活選擇和使用。
可維護性和可擴展性:編程語言結(jié)構(gòu)有助于提高應用程序的可維護性和可擴展性,使得對應用程序和控制算法的變更變得更加容易。
模塊化:支持現(xiàn)代軟件模塊化原則,將常用的程序功能劃分為若干單元,并加以封裝,構(gòu)成編程的基礎(chǔ)。
四、應用
IEC 61131-3已經(jīng)成為工業(yè)自動化領(lǐng)域的重要標準之一,廣泛應用于各種PLC、DCS、IPC、CNC和SCADA等系統(tǒng)中。通過遵循IEC 61131-3標準,開發(fā)人員可以更加高效、可靠地編寫出高質(zhì)量的PLC程序。
西門子PLC對標IEC 61131-3編程語言主要包括以下五種,這些語言與IEC 61131-3標準中定義的編程語言相對應:
指令表(Instruction List, IL):
在西門子中,這被稱為語句表(STL)。
是一種類似于匯編語言的低級編程語言,允許開發(fā)人員逐條指令地編寫程序。
提供了對PLC硬件的直接控制,適用于需要高度優(yōu)化和精確控制的應用。
結(jié)構(gòu)化文本(Structured Text, ST):
在西門子中,這被稱為結(jié)構(gòu)化控制語言(SCL)。
是一種高級文本編程語言,使用類似于Pascal或C的語法。
支持復雜的控制結(jié)構(gòu)和函數(shù),便于編寫復雜邏輯和算法。
提高了程序的可讀性和可維護性。
梯形圖(Ladder Diagram, LD):
西門子簡稱為LAD。
是一種圖形化編程語言,基于繼電器邏輯電路圖的概念。
易于理解和使用,特別適合電氣技術(shù)人員。
提供了直觀的邏輯表示,便于分析和調(diào)試。
功能塊圖(Function Block Diagram, FBD):
在標準中稱為功能方框圖語言。
是一種圖形化編程語言,使用功能塊和連接線來表示程序邏輯。
適用于模塊化編程和復雜系統(tǒng)的集成。
提高了代碼的可讀性和可重用性。
順序功能圖(Sequential Function Chart, SFC):
對應于西門子的S7 Graph。
是一種用于描述系統(tǒng)順序行為的圖形化編程語言。