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西门子STEP 7编程软件的编程语言有哪些
梯形图、语句表(即指令表)和功能块图是标准的STEP7软件包配备的3种基本编程语言,这3种语言可以在STEP7中相互转换。STEP7还有多种编程语言可供用户选用,但是在购买软件时可选的部分需要附加的费用。
1.顺序功能图(SFC)
这是一种位于其他编程语言之上的图形语言,用来编制顺序控制程序。在这种语言中,工艺过程被划分为若干个顺序出现的步,步包含控制输出的动作,从一步到另一步的转换由转换条件控制。STEP7中的S7-Graph顺序控制图形编程语言属于可选的软件包。用S7-Graph表达复杂的顺序控制过程非常清晰,用于编程及故障诊断为有效,它特别适合于生产制造过程。5.5节将对S7-Graph作详细的介绍。
2.梯形图(LAD)
梯形图是使用得多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器电路图很相似,具有直观易懂的优点,很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握,特别适合于数字量逻辑控制。
梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令框组成。触点代表逻辑输入条件,例如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑运算的结果,常用来控制外部的负载和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或者数学运算等附加指令。
使用编程软件可以直接生成和编辑梯形图,并将它下载到PLC。
触点和线圈等组成的独立电路称为网络(Network),中文版STEP7称之为程序段(见图3-2)。STEP7自动地为程序段编号。梯形图中的触点和线圈可以使用物理地址,例如10.2和Q1.3等。如果用符号表定义了某些地址的符号,例如令 I0.0的符号为“起动按钮”,在程序中可以用符号地址“起动按钮”来代替物理地址 I0.0,使程序易于阅读和理解。
可以在程序段号的右边加上程序段的标题,在程序段号的下面为程序段加上注释。如果将两块独立电路(可分开的电路)放在同一个程序段内,将会出错。
在分析梯形图的逻辑关系时,为了借用继电器电路图的分析方法,可以想象在梯形图的左右两侧垂直“电源线”之间有一个左正右负的直流电源电压,当图3-2程序段1中I0.0 与I0.1的触点同时接通,或Q4.0与I0.1的触点同时接通时,有一个想的“能流”(Pow-er Flow)流过Q4.0的线圈。利用能流这一概念,可以借用继电器电路的术语和分析方法,帮助我们好地理解和分析梯形图。能流只能从左向右流动。如果没有跳转指令,程序段内的逻辑运算按从左往右的方向执行,与能流的方向一致。程序段之间按从上到下的顺序执行,执行完所有的程序段后,下一次循环又从上面的程序段1重新开始执行。
3.语句表(STL)
$7系列PLC将指令表称为语句表(Statement List),它是一种类似于微机的汇编语言的文本语言,多条指令组成一个程序段。语句表比较适合经验丰富的程序员使用,可以实现某些不能用梯形图或功能块图表示的功能。
4.功能块图(FBD)
功能块图(FBD)使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑,有数字电路基础的人很容易掌握。功能块图用类似于与门、或门的方框来表示逻辑运算关系,方框的左侧为逻辑运算的输入变量,右侧为输出变量,输入、输出端的小圆圈表示“非”运算,方框被“导线”连接在一起,信号自左向右流动。图3-4的控制逻辑与图3-2和图3-3的相同。国内很少有人使用功能块图语言。
5.结构文本(ST)
结构文本(ST)是为IEC61131-3标准创建的一种**的高级编程语言。与梯形图相比,它能实现复杂的数学运算,编写的程序非常简洁和紧凑。
STEP7的S7-SCL(结构化控制语言)是符合IEC61131-3标准的高级文本语言。它的语言结构与计算机的编程语言Pascal和C相似,适合于习惯使用高级编程语言的人使用。
SCL适合于复杂的计算任务和优化算法,或管理大量的数据等。
6.S7-HiGraph 编程语言
图形编程语言S7-HiGraph 属于可选软件包,它用状态图(State Graphs)来描述异步、非顺序的过程。系统被分解为若干个功能单元,每个单元呈现不同的状态,各功能单元的同步信息可以在图形之间交换。需要为不同状态之间的切换定义转换条件,用类似于语句表的语言描述*给状态的动作和状态之间的转换条件。
7.CFC编程语言
可选软件包CFC(Continuous Function Chart,连续功能图)用图形方式连接程序库中以块的形式提供的各种功能,包括从简单的逻辑操作到复杂的闭环和开环控制。编程时将这些块复制到图中并用线连接起来即可。不需要用户掌握详细的编程知识以及PLC的专门知识,只要具有行业所必需的工艺技术方面的知识,就可以用CFC来编程。
编程语言的相互转换与选用
组织块0B、功能块FB、功能FC、系统功能块SFB和系统功能SFC统称为逻辑块。在STEP7编程软件中,如果逻辑块没有错误,并且被正确地划分为程序段,梯形图、功能块图和语句表可以相互转换。用语句表编写的程序不一定能转换为梯形图,不能转换的程序段仍然保留语句表的形式,但是并不一定表示该程序段有错误。
语句表可供习惯于用汇编语言编程的用户使用,在运行时间和要求的存储空间方面优。语句表的输入方便快捷,还可以在每条指令的后面加上注释,便于复杂程序的阅读和理解。在设计通信、数学运算等高级应用程序时建议使用语句表。
梯形图与继电器电路图的表达方式为相似,适合于熟悉继电器电路的用户使用。语句表程序较难阅读,其中的逻辑关系很难一眼看出,在设计和阅读有复杂的触点电路的程序时好使用梯形图。功能块图适合于熟悉数字电路的用户使用。$7-SCL编程语言适合于熟悉高级编程语言(例如Pascal或C语言)的用户使用。
S7-Graph、HiGraph和CFC可供有技术背景,但是没有PLC编程经验的用户使用。S7-Graph 对顺序控制过程的编程非常方便,HiGraph 适合于异步非顺序过程的编程,CFC 适合于连续过程控制的编程。
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