西门子CPU6ES7212-1AB23-0XB8

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PLC提供了完整的编程语言，以适应PLC在工业环境中的使用。在小型PLC中，用户程序有4种形式:指令表(STL)、梯形图(LAD)、结构文本(ST)和顺序功能流程图(SFC)编程。

  下面以S7-200系列PLC为例来说明。

  1)指令表编程

  指令表编程是用一个或几个容易记忆的字符来代表PLC的某种操作功能。指令表语言类似于计算机中的助记符语言，它是PLC基础的编程语言。

  PLCS7-200系列PLC的基本指令包括“与”、“或”、“非”以及定时器、计数器等。图 2-12 是指令表编程示例。

 2)梯形图编程

  梯形图表达式是一种类似于继电器控制线路图的语言，但在使用符号和表达方式上有一定区别。PLC梯形图使用的是内部继电器、定时/计数器等，都是由软件实现的。其主要特点是使用方便、修改灵活。

  图2-13是典型的梯形图示意图。左右两垂直的线称为母线。在左右两垂线之间，接点在水平线上相串联，相邻的线也可以用一条垂直线连接起来，作为逻辑的并联。接点的水平方向串联相当于“与”，例如，图中条线，A、B、C三者是“与”逻辑关系。垂直方向的接点并联，相当于“或”例如，二条线，D、E、F三者是“或”逻辑关系。

PLC梯形图的一个关键概念是“能流”(Power Flow)。这仅是概念上的“能流”。在图2-13 中,把左边的母线假想为电源“火线”,而把右边的母线(虚线所示)假想为电源“零线"。

  如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励。如没有“能流”，则线圈未被激励。“能流”可以通过被激励(ON)的常开接点和未被激励(OFF)的常闭接点自左向右流，也可以通过并联接点中的一个接点流向右边。“能流”在任何时候都不会通过接点自右向左流。在图2-13中，当A、B、C接点都接通后，线圈M才能接通(被激励),只要其中一个接点不接通，线圈就不会接通;而D、E、F接点中任何一个接通，线圈Q就被激励。

  由图2-13可看出，梯形图是由一段一段组成的。每段的开始用LD(LDN)指令，触点的串/并联用A(AND)/O(OR)指令，线圈的驱动总是放在右边，用=(OUT)指令，用这些基本指令，即可组成复杂逻辑关系的梯形图及指令表。

  3)结构文本

  结构文本是为IEC61131-3 标准创建的一种的编程语言。与梯形图相比，它能够实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。

  4)顺序功能流程图编程

  顺序功能流程图编程是一种较新的编程方法，它的作用是用功能图来表达一个顺序控制过程。目前，顺序功能流程图也正在实施发展这种新的编程标准。

  顺序功能流程图作为一种步进控制语言,用这种语言可以对一个控制过程进行控制,并显示该过程的状态。将用户应用的逻辑分成步和转换条件，来代替一个长的梯形图程序。这些步和转换条件的显示，使用户可以看到在某个给定时间中机器处于什么状态。

  图2-14所示是钻孔顺序功能流程图编程示例，这是一个钻孔顺序的例子方框中的数字代表顺序步，每一步对应于一个控制任务，每个顺序步的步进条件以及每个顺序执行的功能可以写在方框右边。

当PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式。

    用扫描工作方式执行用户程序时，扫描是从条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运行。

PLC的扫描工作方式与电器控制的工作原理明显不同。电器控制装置采用硬逻辑的并行工作方式，如果某个继电器的线圈通电或断电，那么该继电器的所有常开和常闭触点不论处在控制线路的哪个位置上，都会立即同时动作；而PLC采用扫描工作方式（串行工作方式），如果某个软继电器的线圈被接通或断开，其所有的触点不会立即动作，等扫描到该时才会动作。但由于PLC的扫描速度快，通常PLC与电器控制装置在I/O的处理结果上并没有什么差别。