|
由于PLC强大的功能和优良的性能，以及应用成本的不断下降和使用的方便性，促使PLC的应用领域不断扩展，市场潜力巨大，于是，全世界许多公司纷纷推出自己的PLC产品。出于垄断或市场保护的目的，各家公司的PLC产品各有差别，互不兼容。当形形色色的PLC涌入市场时，国际电工委员会与有关PLC制造商多次协商，于1993年制定了IEC1131标准以引导PLC健康地发展。
IEC1131标准共分为5个部分：IEC1131-1为一般信息，即对通用逻辑编程作了一般性介绍并讨论了逻辑编程的基本概念、术语和定义；IEC1131-2为装配和测试需要，从机械和电气两部分介绍了逻辑编程对硬件设备的要求和测试需要；IEC1131-3为编程语言的标准，它吸取了多种编程语言的长处，并制定了5种标准语言；IEC1131-4为用户指导，提供了有关选择、安装、维护的信息资料和用户指导手册；IEC1131-5为通信规范，规定了逻辑控制设备与其他装置的通信联系规范。IEC1131标准后更名为IEC61131标准。
在IEC61131-3中，规定了控制逻辑编程中的语法、语义和显示，并对以往编程语言进行了部分修改后形成目前通用的5种语言。在这5种语言中，有3种是图形化语言，2种是文本化语言。图形化编程语言包括：梯形图（LD－Ladder Diagram）、功能块图（FBD － Function Block Diagram）、顺序功能图（SFC － Sequential Function Chart）。文本化编程语言包括：指令表(IL-Instruction List)和结构化文本 (ST-Strutured Text)。IEC61131-3的编程语言是IEC工作组对世界范围的PLC厂家的编程语言合理地吸收、借鉴的基础上形成的一套针对工业控制系统的国际编程语言标准，它不但适用于PLC系统，而且还适用于更广泛的工业控制领域；IEC61131-3 的编程工具提供对现场总线系统的支持，并对现场总线装置的软件设计产生了很大影响。IEC并不要求每种产品都运行这5种语言，可以只运行其中的一种或几种，但均必须符合标准。在实际组态时，可以在同一项目中运用多种编程语言，相互嵌套，以供用户选择最简单的方式生成控制策略。
正是由于IEC61131-3标准的公布，许多PLC制造厂先后推出符合这一标准的PLC产品。美国罗克韦尔(Rockwell)公司许多PLC产品都带符合IEC61131-3标准中结构文本的软件选项。法国施耐德(Schneider)公司的Modicon TSX Quantum PLC产品可采用符合IEC61131-3标准的Concept软件包，它在支持Modicon 984梯形图的同时，也遵循IEC61131-3标准的5种编程语言。德国西门子(Siemens)公司的SIMATIC S7-200、S7-300、S7-400、C7-620均采用SIMATIC软件包，其中梯形图和功能块图部分符合IEC61131-3标准。
1、 继电器梯形图(LD)
继电器梯形图编程语言是PLC首先采用的编程语言，也是PLC最普遍采用的编程语言。梯形图编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。PLC的梯形图与继电器控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别。图1所示是典型的继电器梯形图示例。左右两条垂直的线称作母线。母线之间是触点的逻辑连接和线圈的输出。
图1 PLC继电器梯形图
PLC的设计初衷是为工厂车间电气技术人员而使用的，为了符合继电器控制电路的思维习惯，作为首先在PLC中使用的编程语言，梯形图保留了继电器电路图的风格和习惯，并引入“能流”的概念。图1中，把左边的母线假想为电源正极或“火线”，而把右边的母线假想为电源负极或“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” 是梯形图的一个关键概念，它仅是概念上的“能流”，是为了和继电接触器控制系统相比较，对梯形图有一个形象深入的认识，其实“能流”在梯形图中是不存在的。
“能流”可以通过动作(ON)的常开接点和未动作(OFF)的常闭接点自左向右流。“能流”在任何时候都不会通过接点自右向左流。图1中，当I0.0动作而I0.1、T40未动作时，线圈M0.0才能接通(被激励)。
继电器梯形图实质上就是PLC内部的一段控制程序，所以常把它称作为程序。又由于它是以电路逻辑图的形式出现的，所以，有时又称它为内部继电器电路图。
有的PLC的梯形图有两根母线，但大部分PLC现在只保留左边的母线了。在梯形图中，基本符号有触点（包括常开和常闭）、线圈和功能盒。触点代表逻辑“输入”条件，如按钮、位置开关、内部条件等；线圈通常代表逻辑“输出”结果，可以通过输出端子和外部电路驱动被控对象，如电磁阀、接触器、指示灯等；功能盒也是一种输出，它代表实现某些特定功能的指今，如定时器、计数器和各种功能指令等。
2、功能块图（FBD）
功能块图是IEC61131-3的标准编程语言，采用类似于数字逻辑门电路的图形符号，逻辑直观，使用方便，但一些低档的PLC并不支持FBD编程语言。S7—200的PLC专门提供了FBD编程语言，利用FBD可以查看到像普通逻辑门图形的逻辑盒指令。它没有梯形图编程器中的触点和线圈，但有与之等价的指令，这些指令是作为盒指令出现的，程序逻辑由这些盒指令之间的连接决定。也就是说，一个指令(例如AND盒)的输出可以用来允许另一条指令(例如定时器)，这样可以建立所需要的控制逻辑。这样的连接思想可以解决范围广泛的逻辑问题。
|
