【文章內(nèi)容簡介】 還沒有一種對各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語言。 如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語言， OMRON 公司的產(chǎn)品也有它自己的語言。但不管什么型號的 PLC，其編程語言都具有以下特點(diǎn)： ： 程序由圖形方式表達(dá)，指令由不同的圖形符號組成，易于理解和記憶。系統(tǒng)的軟件開發(fā)者已把工業(yè)控制中所需的獨(dú)立運(yùn)算功能編制成象征性圖形，用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進(jìn)行組合，并填入適當(dāng)?shù)膮?shù)。在邏輯運(yùn)算部分，幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖，很容易接受。如西門子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來表示，它沿用二進(jìn)制邏輯元件圖形符號來表達(dá)控制關(guān)系，很直觀易懂。較復(fù)雜 的算術(shù)運(yùn)算、定時計數(shù)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(yùn)算部分，也受用戶歡迎。 ： 圖形符相當(dāng)于操作碼，規(guī)定了運(yùn)算功能，操作數(shù)由用戶填人，如： K400， T120等。 PLC 中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定，由產(chǎn)品型號決定，可查閱產(chǎn)品目錄手冊。 ： PLC 的程序結(jié)構(gòu)通常很簡單，典型的為塊式結(jié)構(gòu)，不同塊完成不同的功能，使程序的調(diào)試者對整個程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。 ： 使用匯編語言和高級語言編寫程序，要完成編輯 、編譯和連接三個過程，而使用編程語言，只需要編輯一個過程，其余由系統(tǒng)軟件自動完成，整個編輯過程都在人機(jī)對話下進(jìn)行的，不要求用戶有高深的軟件設(shè)計能力。 ： 無論是匯編程序，還是高級語言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事，而 PLC的程序調(diào)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(nèi)部編輯、調(diào)試、監(jiān)控等，并在軟件支持下，診斷和調(diào)試操作都很簡單。 論文 15 總之， PLC 的編程語言是面向用戶的，對使用者不要求具備高深的知識、不需要長時間的專門訓(xùn)練。 編程語言的形式 本教材采用最常 用的兩種編程語言，一是梯形圖，二是助記符語言表。采用梯形圖編程，因為它直觀易懂，但需要一臺個人計算機(jī)及相應(yīng)的編程軟件；采用助記符形式便于實驗，因為它只需要一臺簡易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計算機(jī)來編程。 雖然一些高檔的 PLC 還具有與計算機(jī)兼容的 C 語言、 BASIC 語言、專用的高級語言（如西門子公司的 GRAPH三菱公司的 MELSAP），還有用布爾邏輯語言、通用計算機(jī)兼容的匯編語言等。不管怎么樣，各廠家的編程語言都只能適用于本廠的產(chǎn)品。 1. 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(jī)是完全相同的。同時 PLC 也有編譯系統(tǒng)，它可以把一些文字符號或圖形符號編譯成機(jī)器碼，所以用戶看到的 PLC 指令一般不是機(jī)器碼而是文字代碼，或圖形符號。常用的助記符語句用英文文字（可用多國文字）的縮寫及數(shù)字代表各相應(yīng)指令。常用的圖形符號即梯形圖，它類似于電氣原理圖是符號，易為電氣工作人員所接受。 (2)指令系統(tǒng)： 一個 PLC所具有的指令的全體稱為該 PLC的指令系統(tǒng)。它包含著指令的多少，各指令都能干什么事，代表著 PLC 的功能和性能。一般講，功能強(qiáng)、性能好的 PLC，其指令系統(tǒng)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(tǒng) (3)程序： PLC 指令的有序集合， PLC 運(yùn)行它，可進(jìn)行相應(yīng)的工作，當(dāng)然，這里的程序是指 PLC 的用戶程序。用戶程序一般由用戶設(shè)計， PLC 的廠家或代銷商不提供。用語句表達(dá)的程序不大直觀，可讀性差，特別是較復(fù)雜的程序，更難讀，所以多數(shù)程序用梯形圖表達(dá)。 (4)梯形圖： 梯形圖是通過連線把 PLC 指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所使用的 PLC 指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線 把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（ LD）指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令（含 LD 論文 16 指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實現(xiàn)輸出控制，或為數(shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司的 FX2N 系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖例： X000 X001 X010 它有兩組，第一組用以實現(xiàn)啟動、停止控制。第二組僅一個 END 指令，用以 結(jié)束程序。 (5)梯形圖與助記符的對應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。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(jù)助記符，也可畫出與其對應(yīng)的梯形圖。 (6)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(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（ OUT）指令，對應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如 LD， AND， OR）對應(yīng)于接點(diǎn)，互鎖指令（ IL、 ILC）可看成總開關(guān)，等等。這樣，原有 的繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，即可變成語句表程序。 有了這個對應(yīng)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(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。 Y000 END 論文 17 下面我們著重介紹三菱公司的 FX2N 系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能。 FX系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時器、計數(shù)器等，但它們與真實元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題 ；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下， X代表輸入繼電器， Y代表輸出繼電器， M代表輔助繼電器 ,T代表定時器， C 代表計數(shù)器。 （ X） PLC 的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口， PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器 X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致（按八進(jìn)制輸入），線圈的吸合或 釋放只取決于 PLC 外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常開 /常閉兩種觸點(diǎn)供編程時隨時使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時間常數(shù)一般小于 10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為 X000 ～ X007， X010 ～ X017， X020 ～X027 。它們一般位于機(jī)器的上端。 （ Y） PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到 PLC 的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開 /常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時間常數(shù)是固定的 。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為 Y000 ～ Y007，Y010～ Y017， Y020～ Y027 。它們一般位于機(jī)器的下端。 （ M） PLC 內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由 PLC 內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實現(xiàn)。如下圖中的 M300，它只起到一個自鎖的功能。在 FX2N 中普遍途采用 M0～ M499，共 500 點(diǎn)輔助繼電器，其地址號按十進(jìn)制編號。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。 X000 X001 M300 M3000 論文 18 （ T） 在 PLC 內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計時間達(dá)到設(shè)定值時，其輸出觸點(diǎn)動作，時鐘脈沖有 1ms、 10ms、 100ms。定時 器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。 定時器通道范圍如下： 100 ms定時器 T0～ T199， 共 200 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ ； 10 ms 定時器 T200～ TT245，共 46 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 1 ms 積算定時器 T245～ T249，共 4點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 100 ms積算定時器 T250～ T255，共 6 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 定時器指令符號及應(yīng)用如下圖所示： X000 K123 設(shè)定值（累積） T200 當(dāng)定時器線圈 T200的驅(qū)動輸入 X000接通時， T200的當(dāng)前值計數(shù)器對 10 ms的時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值 K123 相等時，定時器的輸出接點(diǎn)動作，即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動線圈后的 秒（ 10 * 123ms = ）時才動作，當(dāng) T200 觸點(diǎn)吸合后， Y000 就有輸出。當(dāng)驅(qū)動輸入 X000 斷開或發(fā)生停電時，定時器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。 每個定時器只有一個輸入，它與常規(guī)定時器一樣，線圈通電時，開始計時；斷電時，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個為設(shè)定值寄存器，另一個 是現(xiàn)時值寄存器，編程時，由用戶設(shè)定累積值。 如果是積算定時器，它的符號接線如下圖所示： X001 K345 X002 定時器線圈 T250 的驅(qū)動輸入 X001 接通時， T250 的當(dāng)前值計數(shù)器對 100 ms的時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)，當(dāng)該值與設(shè)定值 K345 相等時，定時器的輸出觸點(diǎn)T250 RST T250 T2000 Y000 END 論文 19 動作。在計數(shù)過程中，即使輸入 X001 在接通或復(fù)電時，計數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，其累積時 間為 （ 100 ms*345=）時觸點(diǎn)動作。當(dāng)復(fù)位輸入 X002 接通 ，定時器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。 （ C）