1.5.1 PLC编程语言的国际标准

IEC在《可编程控制器语言标准》中定义的PLC的5种编程语言如下。

1.梯形图（Ladder Diagram，LD）

梯形图是使用得最多的图形编程语言，其基本结构形式是将继电器电路图软件化，即借用其线圈控制触点的概念和形式，如图1.15所示。

1）能流

为了分析各个元器件间的输入与输出关系，在梯形图中会假想一个概念电流，也称做能流（power flow）。一般认为电流是按照从左到右的方向流动的，这一方向与执行用户指令顺序时的逻辑运算关系是一致的，即左边是“因”（条件），右边是“果”（结果）。

在图1.15中，当X0与X1的触点接通，或M0与X1的触点接通时，就会有一个假想的能流流过Y0的线圈，使线圈通电。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯形图，能流只能从左向右流动。

2）母线

梯形图两侧的垂直公共线称为母线（bus bar）。母线之间有能流从左向右流动。通常梯形图中的母线有左右两条，左侧的母线必须画出，但右侧母线可以省略不画。

3）软触点

PLC梯形图中的编程元件中有部分元件沿用了继电器这一名称和功能，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等。1.4节中已经讲明，PLC中的“软输入继电器（软触点）”实质上是输入信息映射区的一对应内存位（bit），“软输出继电器（也称为输出线圈）”则是输出映射区对应的内存位。这些软触点的“1”或“0”状态代表着相应继电器触点或线圈的接通或断开。

特别提示

对于PLC内部的软触点，该存储单元如果为“1”状态，表示梯形图中对应软继电器的线圈通电，其常开触点接通，常闭触点断开。如果为“0”状态，表示梯形图中对应软继电器的线圈断电，其常开触点断开，常闭触点闭合。在继电器控制系统的接线中，由于硬继电器的触点数目是有限的，故使用次数就有限了；而软继电器的触点的使用次数则是无限的，因为使用这个触点，只是读取该触点存储单元的数据，而数据是可以反复读取的。所以，用户可以根据控制现场的具体要求在梯形图程序中多次使用同一软触点。

2.功能块图（Function Black Diagram，FBD）

这是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言，对于有数字电路基础的读者很容易掌握。该编程语言用类似与门、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。I/O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。功能图块程序如图1.16所示。

3.状态转移图（Sequential Function Chart，SFC）

状态转移图如图1.17所示。它是用来编制顺序控制程序的流程的。它提供了一种组织程序的图形方法，在状态转移图中可以用别的语言嵌套编程。状态转移图主要用来描述开关量顺序控制系统，根据它可以很容易地画出顺序控制梯形图程序。

4.指令语言（Instruction List，IL）

PLC的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式。助记符表达式与梯形图有一一对应关系，由指令组成的程序叫做指令（表）程序。在用户程序存储器中，指令按步序号顺序排列。图1.18所示是将梯形图程序用指令语言编写。

5.结构文本（Structured Text，ST）

结构文本是按IEC 61131-3标准创建的一种专用的高级编程语言。它采用计算机的描述语句描述系统中各种变量之间的运算关系，完成所需的功能或操作。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。在大中型的可编程控制器系统中，常采用结构文本设计语言来描述控制系统中各个变量的关系。它也被用于集散控制系统的编程和组态。在进行PLC程序设计过程中，除了允许几种编程语言供用户使用外，标准还规定编程者可在同一程序中使用多种编程语言，这使编程者能选择不同的语言来适应特殊的工作。