PLC编程知多少？有人用5种语言来编写一小段代码来比较

图片来源：宏德自动化

作者：Frank Lamb

“

梯形图逻辑通常是PLC使用最多的图形编程语言，但在某些特定的编程应用中其他语言可能更适合。

”

在美国，大多数参与可编程逻辑控制器 （PLC）编程和维护的人员都倾向于认为：梯形图逻辑是PLC唯一的编程语言。这种理念在很大程度上是由PLC的历史、以及美国的工业控制市场是被以梯形图逻辑为主要语言的品牌统治所造成的。

在计算机和便携式计算机广泛应用于PLC编程之前，经常使用手持式编程器将程序输入到 PLC中。在此之前，通常需要绘制用于不同指令的电气图。这就像在PLC出现之前，如何连接原始继电器逻辑一样。在手持设备上，有时会用符号表示不同指令，但是在图形设计的背后，是基于文本的语言。

1994年，国际电工委员会（IEC）制定了一个可用于定义和规范PLC编程系统的标准 IEC 61131-3。除了形式化定义诸如计时器和计数器之类的指令外， 该标准还定义了5种编程语言。

指令表（IL） 是基于文本的语言，梯形图逻辑经常被转换成相同的语言。有些厂商仅将其用作机器代码的过渡，最终会编译成在处理器中执行的语言。另外有一些厂商则使用指令列表作为主要语言，并添加了无法用梯形图逻辑表示的其它指令（例如语句列表）。

图 1 ：指令列表通常用于复杂的数学任务和搜索

梯形图逻辑（LAD） ，是PLC使用得最多的图形编程语言。它是从继电器逻辑电路图演变而来。梯形图逻辑是在常用的继电器与接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，具有形象、直观、实用等特点。

图 2 ：梯形图逻辑是最常用的PLC编程 ， 与继电器电路图最为相似。

功能块图（FBD） 是另一种图形编程语言， 可用于包括PLC和分布式控制系统（DCS）在内的一些控制器。它使用不同类型的块（例如与、或、比较、数学计算、计时器和计数器）， 来描述输入和输出变量之间的功能。输入从 设备或其它模块的输出馈入一个模块 ；输出将数据传送到下一个块或变量。

图 3 ：功能框图非常适合安全电路 / 安全PLC

结构化文本（ST） 是一种类似于计算机语言（例如Pascal）的高级语言。ST语言中的表达式由运算符和操作数组成。操作数可以是常量、变量、函数调用或另一个表达式。表达式的计算通过执行具有不同优先级的运算符完成。有最高优先级的运算符先被执行， 然后依次执行下一个优先级的运算符，直到所有的运算符被处理完。有相同优先级的运算符按从左到右的顺序执行。

图 4 ：结构化文本可以帮助完成复杂的数学任务和搜索。

顺序功能图（SFC） 语言是基于一种被称为Grafcet的古老逻辑语言，该语言基于二进制Petri网络。它可用于编制复杂的顺控程序，又称为状态转移图或功能表图，是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计顺序控制程序的工具。它是一种被称为步的块语言，带有相关逻辑条件切换。语言中的步可以是活动或不活动的，并且逻辑可以并行运行。利用这种先进的编程方法， 初学者也很容易编出复杂的顺控程序，大大提高了工作效率，也为调试、试运行带来许多言传的方便。

图 5 ：顺序功能图对于分段逻辑很有用。

几年前，我突发奇想 ：如果用所有5种语言，来编写一小段代码进行比较，将会非常有趣。逻辑建立自动和手动模式，然后在3秒钟后激活“循环”位。它是通用的，但是基于我使用的PLC平台（图1至图5）。语法和代码显示方式会因软件品牌和平台而异。

指令和注释，通常使用带颜色的编码， 以便于阅读。通常，语言包会额外收费或包含在编程软件的“专业”版本中。

不同语言有不同的用途。梯形图仍然适用于直接的“位操作”逻辑。指令列表和结构化文本通常用于更复杂的数学任务和搜索。功能块图可以很好地用于安全电路/ 安全 PLC。顺序功能图对于分段逻辑很有用。

在下一次编写复杂程序时，请尝试考虑使用某些“其它”类型的 PLC语言，因为这可能会使工作变得更容易。

关键概念：

■ 在美国， 梯形图逻辑是最常用的 PLC编程语言。

■ 指令列表、功能块图、结构化文本和顺序功能图都是有用的编程语言，也可能比梯形图更合适，这都取决于具体的应用程序。

思考一下：

除了梯形图逻辑外， 您还使用过哪种其它编程语言，为什么会使用它？

- END -

本文来自于控制工程中文版（CONTROL ENGINEERING China）2020年01-02月刊《封面》栏目，原标题为：你使用什么语言编程 PLC ？

电气工程师要被取代了吗？用AI就能直接生成PLC程序代码

AI赋能PLC编程:效率的飞跃

传统的PLC编程过程往往耗时耗力。工程师需要手动编写每一行代码，确保其符合复杂的逻辑要求。这不仅低效，而且容易出现人为错误。而AI则可以极大简化这一过程。

通过自然语言处理和机器学习技术，AI系统能够理解工程师的需求描述，自动生成对应的PLC代码 。工程师只需输入控制逻辑的文字说明，AI就可以基于训练数据，生成符合标准的PLC程序框架。这种代码自动生成能够显著提高编程效率，减轻工程师的工作负担。

不仅如此，AI还可以持优化和维护代码。它能够代码的运行情况，识别潜在的错误和漏洞，并提出改进建议。这种自我完善的能力，有助于确保PLC程序的稳定性和可靠性，从而提高整个控制系统的性能表现。

模块化设计:灵活可扩展

在工业自动化领域，灵活性和可扩展性是控制系统设计的重中之重。工厂的生产线需要不断调整以适应新产品的推出。而AI正好能够支持PLC程序的模块化设计。

通过对大量现有代码进行训练，AI可以识别出常见的功能模块，如电机控制、传感器读取等 。工程师只需描述所需功能，AI就能自动生成对应的代码模块。这些模块可以像积木一样自由组合，构建出满足特定需求的控制程序。

当生产线发生变化时，工程师无需从头开始编写新代码，只需替换或重新排列相关模块即可。这种＂即插即用＂的模式，不仅节省了大量时间，还提高了控制系统的灵活性，有助于企业快速响应市场变化。

智能优化:提高效率与节能

除了编程效率和灵活性之外，AI还可以优化PLC程序的运行效率，实现节能增效。这主要得益于AI的数据和决策能力。

AI系统能够实时监测生产线的运行数据，包括能源消耗、设备状态等。通过对这些大数据进行，AI可以发现潜在的优化空间，动态调整PLC程序的控制策略，从而降低能耗、提高产出 。

例如，AI可以根据实时数据，优化电机的启动时序和转速曲线，减少不必要的功率浪费。它还可以预测设备故障，提前安排维护，避免突发状况导致的停机损失。

通过持的数据驱动优化，AI有望显著提升工业生产的整体效率，为企业创造可观的经济价值 。降低能源消耗也有利于实现可持发展目标，促进环境保护。

人机协作:发挥最大潜能

虽然AI在PLC编程领域大有可为，但它并非万能的。人类工程师则拥有独特的创造力和洞察力，能够提出创新的解决方案。人机协作将是未来的发展趋势。

在这种协作模式下，AI主要承担编码和优化等重复性工作，而工程师则专注于制定总体控制策略、解决复杂问题等高价值工作。二者相辅相成，相得益彰。

以电机控制为例，AI可以自动生成基础的PLC代码模块，但具体的控制算法则需要工程师的专业判断。工程师可以基于对生产工艺的深入理解，设计出满足特定需求的控制逻辑，并将其输入AI系统，生成对应的代码实现。

通过这种分工协作，不仅能够最大限度发挥AI的效率优势，也能充分利用人类的创新能力，从而打造出更加智能、高效的工业控制解决方案 。

挑战与前景:人才培养至关重要

AI正在为PLC编程领域带来翻天覆地的变革。要充分释放AI的潜能，仍需解决一些挑战。

AI系统的性能很大程度上取决于训练数据的质量和数量。工业控制涉及诸多复杂场景，需要AI开发商持扩充训练数据集，不断提升系统的适用性和准确性。

AI的引入也对工程师的技能提出了新的要求。虽然AI能够自动完成编码等基础工作，但工程师仍需掌握一定的AI知识，以便更好地利用这一技术 。加强AI教育培训，培养复合型人才将是企业的当务之急。

最后，AI系统的安全性和可靠性也需要重视 。工业控制系统关乎生产安全，一旦出现故障或被黑客攻击，后果将不堪设想。加强AI系统的安全防护，确保其在工业环境中稳定运行将是一项长期的系统工程。

相关问答

用PLC如何写报警程序?

编写PLC报警程序需要考虑以下几个步骤:定义报警条件:首先需要确定哪些条件会触发报警,例如某个设备的温度超过设定值、某个传感器的读数异常等。设计报警逻...

plc主程序怎么编写?

编写PLC主程序的方法可能因PLC品牌和型号的不同而有所差异。以下是通常编写PLC主程序的一般步骤:1.确定系统需求:了解系统的功能需求和操作流程。2.绘制流...

手持式编程器可以为PLC编写什么方式的程序?

代码形式的程序,LD,AND,OR,等类似命令。通常的手持编程器是这样的。代码形式的程序,LD,AND,OR,等类似命令。通常的手持编程器是这样的。

求一些欧姆龙PLC模拟量编程实例?

欧姆龙PLC的模拟量编程实例可以根据具体的需求来设计。以下是几个常见的实例,仅供参考:模拟量采集:通过PLC模拟量输入模块采集温度、湿度等传感器信号,并进...

发那科焊接机器人程序代码详解

一般情况下,针对焊接机器人的控制系统的编程语言有:1、汇编语言;(针对普通51单片机)2、C语言;(针对大多数51和C8051F单片机,以及DSP和ARM)3、VHDL;...1、...

如何编写plc程序?

编写PLC程序需要先了解PLC的基本原理和功能,然后选择合适的编程语言和软件平台,根据实际需求设计程序结构和流程图,编写具体的代码实现控制逻辑和功能模块,进...

plc各端子字母代码说明?

端子字母X表示输入,端子字母Y表示输出。plc就是可编程控制器,其控制电路图除了电气接线图外,主要是其内部的梯形图。梯形图与一般电气控制线路图差别不大。就...

怎样编写plc上升沿触发功能?

在PLC编程中,可以使用以下几种方式来编写上升沿触发功能:1.使用辅助继电器(AUX):创建一个辅助继电器,并将其置于一个XIO(非接点)位指令之前。然后,在需...在...

西门子PLC功能块编程怎么用?

西门子PLC(可编程逻辑控制器)的功能块编程是PLC编程的一种方法,通过预定义好的功能块,来完成复杂的控制任务。以下是使用西门子PLC进行功能块编程的一般步骤...

液压机PLC工控板可编程控制器怎么调?

液压机PLC工控板可编程控制器的调试需要按照以下步骤进行:首先,需要进行硬件的接线和配置,如输入输出端口的设置等;其次,进行程序的编写和调试,在编写程...