西门子S7-1200模块6ES7231-5QF32-0XB0

时间：2023-03-30

SIMATIC S7-1200，模拟输入， SM 1231 TC，8 AI 热电偶

PLC的用户程序是设计人员根据控制系统的控制要求，通过PLC编程语言的编制设计完成的。电工**制定的标准IEC61131-3规范了PLC的五种编程语言梯形图(LD)、语句表(Ⅱ)、功能块图(FBD)、顺序功能图(SFC)、结构化文本(ST)。

梯形图编程语言是在电气控制系统中常用的接触器、继电器控制原理图的基础上发展演变而来的，由于它与电气操作控制电路图十分相似，具有直观性和对应性，易学易懂易掌握，早期为广大电气工程师所熟悉和喜爱，是PLC发展初期的主要编程语言，至今仍然广泛使用。

语句表编程语言是一种用与汇编语言类似的助记符号进行编程的编程语言，由操作码和操作数组成，它用一系列操作指令组成的助记符号来描述控制系统的控制顺序和逻辑关系，具有容易记忆、便于掌握和操作的特点，适合在无计算机的场合下采用手持式编程器对用户程序进行编制。通常情况下，语句表编程语言与梯形图编程语言一一对应，在PLC编程软件下可以相互转换。

功能块图编程语言以功能块为单位，用图形的形式表达功能，是近年来多用于DCS等控制系统组态的编程语言。由于它采用图形化方式表示功能块之间的连接关系，分析理解控制方案简单容易，具有直观清晰、易于操作和改等特点，对规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统，由于功能块图能够清楚表达功能关系，使编程调试时间大大减少，而且具有数字逻辑电路知识的设计人员很容易掌握这种编程语言，因而受到过程控制工程界的重视，成为PLC一种重要的编程语言。

结构化文本编程语言是用结构化的描述文本来描述程序的一种编程语言，它采用高级语言编制应用程序，特别适用于对复杂控制系统的描述，主要用于采用其他编程语言较难实现的用户程序编制。在大中型PLC控制系统中，常采用这种结构化文本编程语言来描述控制系统中各个变量的关系，但直观性和操作性较差，需要有一定的计算机高级语言的知识和编程技巧，对编程人员的技能要求较高。大多数PLC采用的结构化文本编程语言与BASIC语言、Pascal语言或C语言等高级语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。

顺序功能图编程语言是近20年多来才开发的编程语言，是为了满足顺序逻辑控制而设计的，编程时它将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配，即采用步描述控制系统的各个操作状态，一步一步地按照顺序进行控制动作。每个活动步对应于一个控制功能任务，每执行一步，相连接的命令或动作被执行。这种编程语言以功能为主线，按照功能流程的顺序分配，条理清楚，便于对用户程序理解，避免了用梯形图语言对顺序动作编程时，由于机械互锁造成用户程序结构复杂、难以理解的缺陷，对于复杂控制系统的结构有清晰的描述，易于阅读及维护，可大大减轻编程的工作量，用户程序执行时间短，适用于系统的规模较大、程序关系较复杂的场合，受到用户的欢迎。

当今的PLC普遍还具有与个人计算机相容的高级语言，例如C语言、BASIC语言、C 语言等。各个品牌的PLC有各自的软件编程工具，例如贝加莱公司的Automation Studio，罗克韦尔公司的Rslogix等。

PLC控制系统设计的一般步骤与传统的继电器——接触器控制系统的设计相比较，组件的选择代替了原来的器件选择，程序设计代替了原来的逻辑电路设计。

（1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。

（2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。

（3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。

（4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义**的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。

（5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。

（6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。

（7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。

传统的电器图，一般包括电器原理图、电器布置图及电器安装图。在PLC控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电器图的基础上增加了PLC部分，因此在电器原理图中应增加PLC的I/O连接图。此外，在PLC控制系统的电器图中还应包括程序图（梯形图），可以称它为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户发展或工艺进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。根据具体任务，上述内容可适当调整。

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