1.4　PLC的编程语言

1.4.1　PLC的软件组成

PLC的软件由系统程序和用户程序组成。

系统程序是由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。

PLC的用户程序是用户利用PLC编程语言，按照不同的控制要求编制不同的控制任务用户程序，相当于设计和改变继电-接触器控制的“硬接线”控制线路，只不过这里采用了“软继电器”等逻辑部件“软接线”来实现输入信号与输出被控对象之间的逻辑关系，这就是PLC的“可编程序”。程序既可由编程器方便地送入PLC内部存储器中，也能方便地读出、检查和修改。

在PLC的应用中，最重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。由于PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。

PLC各厂家的编程语言、指令的条数和表达方式有较大区别。为电子技术制定全球性标准的世界性组织IEC（国际电工委员会）于1994年5月公布了PLC标准（IEC 61131），其第3部分是PLC的编程语言标准。目前已有越来越多的PLC厂家提供符合ⅢC 61131-3标准的产品。IEC 61131-3标准中定义了梯形图LAD（Ladder Diagram）、指令表STL（Statement List）、顺序功能图SFC（Sequential Function Chart）、功能块图FBD（Functional Block Diagram）和结构文本ST（Structured Text）5种PLC编程语言。

其中，梯形图和功能块图为图形语言，指令表和结构文本为文字语言，顺序功能图是一种结构块控制程序流程图。

梯形图编程语言形象直观，类似电气控制系统中继电器-接触器控制电路图，逻辑关系明显；指令表编程语言虽然不如梯形图编程语言直观，但键入方便；顺序功能图编程语言是一种较新的编程方法，适合于步进控制。

1.4.2　梯形图（LAD）编程语言

梯形图编程语言习惯上称作“梯形图”，它是在继电器-接触器控制系统中常用的接触器、继电器逻辑控制基础上演变而来的。PLC梯形图与继电器-接触器控制系统电路图相呼应，在基本思想上是一致的，只是在表达方式、器件符号上有一定区别，如图1-9所示。PLC梯形图使用其内部的“软元件”通过软件程序来实现。

梯形图按“从左到右、自上而下”的顺序排列，最左边的竖线称为“起始母线”或“左母线”，然后按一定的控制要求和规则连接各个“软触点”，最后以继电器“软线圈”结束，称为一个“逻辑行”或一个“梯级”，一般在最右边还加上一条竖线，这一竖线被称为“右母线”。通常一个梯形图中有若干逻辑行或梯级，形似梯子，如图1-9（c）所示，梯形图由此得名。其主要特点是形象直观、实用方便、修改灵活，深受技术人员欢迎，是目前使用最多的一种PLC编程语言，因此又被称为“用户第一语言”。

PLC的梯形图是形象化的编程语言，虽然其基本思想与继电器-接触器控制系统电路图相似，但PLC梯形图左右两侧的母线不接任何电源。梯形图中并没有真实的物理电流流动，而仅仅是概念上的“电流”，或称之为假想电流。把PLC梯形图中左边母线假想为电源线，右母线假想为电源地线，假想电流只能“从左向右”流动，层次只能“先上后下”。这里引入假想电流仅仅用于帮助理解梯形图各个输出点的动作，实际上并不存在这种电流。

1.4.3　指令表（STL）编程语言

指令表编程语言又称为助记符语言，是PLC最基础的编程语言。它类似于计算机中的汇编语言，采用一些容易记忆的助记符来表示PLC的某种操作，也是由操作符和操作数两部分组成，但比汇编语言更直观易懂。

操作符用助记符表示，如“LD”表示“取”、“OR”表示“或”、“AND”表示“与”等，用来执行要实现的功能，告诉CPU该进行什么操作，如逻辑运算的“与”、“或”、“非”，算术运算的“加”、“减”、“乘”、“除”，时间或条件控制中的“定时”、“计数”、“移位”等操作。

操作数表示被操作的对象或目标。

表1-1是与图1-9（c）所示梯形图相应的指令表。

不同厂家的PLC指令表使用的助记符并不相同，用户必须先弄清楚PLC的型号及内部元件编号、使用范围和每一条助记符的使用方法。

1.4.4　顺序功能图（SFC）编程语言

顺序功能图编程语言是一种较新的编程方法，目前国际电工委员会（IEC）正在着力发展这种新的编程标准。它是用像控制系统流程图一样的功能图表达一个顺序控制过程。不同厂家的PLC对这种编程语言所用的符号和名称也不一样。