1.4　PLC的編程語言

1.4.1　PLC的軟件組成

PLC的軟件由系統程序和用戶程序組成。

系統程序是由PLC制造廠商設計編寫的，并存入PLC的系統存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統程序一般包括系統診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監控程序等。

PLC的用戶程序是用戶利用PLC編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制任務用戶程序，相當于設計和改變繼電-接觸器控制的“硬接線”控制線路，只不過這里采用了“軟繼電器”等邏輯部件“軟接線”來實現輸入信號與輸出被控對象之間的邏輯關系，這就是PLC的“可編程序”。程序既可由編程器方便地送入PLC內部存儲器中，也能方便地讀出、檢查和修改。

在PLC的應用中，最重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序，以實現控制目的。由于PLC是專門為工業控制而開發的裝置，其主要使用者是廣大電氣技術人員，為了滿足他們的傳統習慣和掌握能力，PLC的主要編程語言采用比計算機語言相對簡單、易懂、形象的專用語言。

PLC各廠家的編程語言、指令的條數和表達方式有較大區別。為電子技術制定全球性標準的世界性組織IEC（國際電工委員會）于1994年5月公布了PLC標準（IEC 61131），其第3部分是PLC的編程語言標準。目前已有越來越多的PLC廠家提供符合ⅢC 61131-3標準的產品。IEC 61131-3標準中定義了梯形圖LAD（Ladder Diagram）、指令表STL（Statement List）、順序功能圖SFC（Sequential Function Chart）、功能塊圖FBD（Functional Block Diagram）和結構文本ST（Structured Text）5種PLC編程語言。

其中，梯形圖和功能塊圖為圖形語言，指令表和結構文本為文字語言，順序功能圖是一種結構塊控制程序流程圖。

梯形圖編程語言形象直觀，類似電氣控制系統中繼電器-接觸器控制電路圖，邏輯關系明顯；指令表編程語言雖然不如梯形圖編程語言直觀，但鍵入方便；順序功能圖編程語言是一種較新的編程方法，適合于步進控制。

1.4.2　梯形圖（LAD）編程語言

梯形圖編程語言習慣上稱作“梯形圖”，它是在繼電器-接觸器控制系統中常用的接觸器、繼電器邏輯控制基礎上演變而來的。PLC梯形圖與繼電器-接觸器控制系統電路圖相呼應，在基本思想上是一致的，只是在表達方式、器件符號上有一定區別，如圖1-9所示。PLC梯形圖使用其內部的“軟元件”通過軟件程序來實現。

梯形圖按“從左到右、自上而下”的順序排列，最左邊的豎線稱為“起始母線”或“左母線”，然后按一定的控制要求和規則連接各個“軟觸點”，最后以繼電器“軟線圈”結束，稱為一個“邏輯行”或一個“梯級”，一般在最右邊還加上一條豎線，這一豎線被稱為“右母線”。通常一個梯形圖中有若干邏輯行或梯級，形似梯子，如圖1-9（c）所示，梯形圖由此得名。其主要特點是形象直觀、實用方便、修改靈活，深受技術人員歡迎，是目前使用最多的一種PLC編程語言，因此又被稱為“用戶第一語言”。

PLC的梯形圖是形象化的編程語言，雖然其基本思想與繼電器-接觸器控制系統電路圖相似，但PLC梯形圖左右兩側的母線不接任何電源。梯形圖中并沒有真實的物理電流流動，而僅僅是概念上的“電流”，或稱之為假想電流。把PLC梯形圖中左邊母線假想為電源線，右母線假想為電源地線，假想電流只能“從左向右”流動，層次只能“先上后下”。這里引入假想電流僅僅用于幫助理解梯形圖各個輸出點的動作，實際上并不存在這種電流。

1.4.3　指令表（STL）編程語言

指令表編程語言又稱為助記符語言，是PLC最基礎的編程語言。它類似于計算機中的匯編語言，采用一些容易記憶的助記符來表示PLC的某種操作，也是由操作符和操作數兩部分組成，但比匯編語言更直觀易懂。

操作符用助記符表示，如“LD”表示“取”、“OR”表示“或”、“AND”表示“與”等，用來執行要實現的功能，告訴CPU該進行什么操作，如邏輯運算的“與”、“或”、“非”，算術運算的“加”、“減”、“乘”、“除”，時間或條件控制中的“定時”、“計數”、“移位”等操作。

操作數表示被操作的對象或目標。

表1-1是與圖1-9（c）所示梯形圖相應的指令表。

不同廠家的PLC指令表使用的助記符并不相同，用戶必須先弄清楚PLC的型號及內部元件編號、使用范圍和每一條助記符的使用方法。

1.4.4　順序功能圖（SFC）編程語言

順序功能圖編程語言是一種較新的編程方法，目前國際電工委員會（IEC）正在著力發展這種新的編程標準。它是用像控制系統流程圖一樣的功能圖表達一個順序控制過程。不同廠家的PLC對這種編程語言所用的符號和名稱也不一樣。