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PLC程序编程

编程语言

  所谓PLC软件设计，实质是运用PLC特殊的编程语言，将对象的控制条件与动作要求，转化为PLC可以识别的指令的过程，这些指令被称为"PLC用户程序"，简称PLC程序。PLC程序经PLC的CPU运算与处理后，即可获得所需要的执行元件动作。

  PLC的程序编制需要遵循一定的格式与规定，这些格式与规定就是人们所说的编程语言。虽然，IEC61131-3标准对PLC的编程语言做出了原则性明确的规定，但是在指令的表达与功能的具体实现形式上，各公司生产的PLC仍没有统一，S7系列PLC同样也是如此。

  在S7系列PLC中，常用的编程语言以及与IEC61131-3标准的对应关系如下。a.指令表(Instruction List，简称IL)，在S7系列PLC中称为"Statement List"，简称 STL。

  b.梯形图(Ladder Diagram，简称LD)，在S7系列PLC中的简称为LAD。

  c.功能块图(Function Block Diagram，简称FBD)，在S5系列PLC(STEP5)中称为"Control System Flowchart"，简称CSF，中文名为"控制系统流程图";在S7系列PLC中称为“Function Block Diagram”(EN 61131-3)，简称FBD。

  d.结构化文本(Structured Text，简称ST)，在S7系列PLC中称为"Structured Con-trol Language"，简称SCL。

  e.顺序功能图(Sequential Function Chart，简称 SFC)，在S7系列PLC中，对应为"Graphic Programming Language"，简称 S7-GRAPH。

  PLC的各种编程语言各具特色，其中，以梯形图(LAD)、指令表(STL)、功能块图(FBD)*为常用。设计者可以根据自己的习惯和爱好进行选择。

  编程方法

  PLC用户程序的设计无固定的方法，有的人习惯于根据经验进行设计;有的人习惯于根据逻辑表达式进行设计;有的场合还可以根据已有的"继电器-接触器"控制电路或类似的控制程序，通过转换、更改进行设计等。而且，对于同样的控制要求与动作，可以实现的程序千变万化，形式多样。

  因此，设计PLC"用户程序"采用何种设计方法、何种结构形式、何种编程语言，这一点并不重要，关键在于是要保证程序能达到预定的控制目的与要求，并尽可能使程序简洁、明了，便于检查与阅读。但是，不管采用哪一种设计方法、结构形式、编程语言，都要求设计者必须具备熟练掌握PLC编程语言，灵活运用编程指令的能力。

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PLC程序块调用和线性化结构化编程

STEP7的主程序结构如图3-3所示。从图中可以看出，操作系统自动循环扫描OB1，OB1安排其他程序块的调用条件和调用顺序。FC和FB可以互相调用。功能块FB1后面的阴影部分表示伴随着FB的背景数据块。程序块的调用与计算机中子程序的调用情况相同。程序块的调用情况如图3-4所示。

  线性化编程与结构化编程

  如果把整个用户程序都写在OB1中，操作系统会自动地按顺序扫描处理OB1中的每一条指令并不断地循环，这种编程方式就称为线性化编程。这种梯形图程序如果打印出来，看起来就和继电控制原理展开图很像。这种编程方式简单明了，适合比较简单的控制任务，是许多小型PLC常采用的编程方式。

  但是，这种编程方式存在若干原理性的缺陷。首先，这种编程方式浪费了CPU的一些资源。因为，在这种编程方式下，CPU在每个扫描周期都要处理程序中的全部指令，而实际上许多指令并不需要每个扫描周期都去处理。例如，在机器手动操作的时候，与自动操作相对应的程序就不需要处理;反之亦然。其次，它不利于在比较复杂的程序编制时的分工合作，*主要的是它不利于程序的结构化。

  所谓结构化编程，是对应于一些典型的控制要求编写通用的程序块，这些程序块可以反复被调用以控制不同的目标。这些通用的程序块就称为结构，利用各种结构来组成程序就称为结构化编程。要实现结构化编程有两个必要条件：一是程序能够分割;二是能够实现参数赋值。S7程序是由块组成的，程序块也可以实现参数赋值，所以可以实现结构化。结构化编程除了可以避免上述缺点外，还有许多优点。它使程序通用化、标准化，缩短了程序的长度，减少编程工作量。

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