哪种语言最适合 PLC 编程？

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引言

当您学习 PLC 编程时，您需要了解五种常用的编程语言：梯形图语言（LD）、结构化文本语言（ST）、顺序功能流程图语言（SFC）、功能模块图语言（FBD）和指令表语言（IL）。这些语言都可以用来编写正确的程序代码，以控制机器的运行。

但是，PLC 初学者往往会对使用哪种语言感到困惑。了解这些语言的优缺点可以帮助他们更容易地确定最适合编写 PLC 程序的语言。因此，本文将详细介绍这些语言之间的区别，并帮助您确定最适合您使用的编程语言。

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语言优缺点

梯形图语言（LD）：

优点：

易于理解和学习，尤其适用于初学者。

可以直观地表示逻辑关系和控制流程。

缺点：

编写复杂逻辑和大型程序时，梯形图语言显得冗长且难以维护。

不适用于数学计算和高级算法的表示。

结构化文本语言（ST）：

优点：

具有良好的可读性和可维护性。

支持复杂的逻辑和算法计算。

允许使用各种控制结构和函数。

缺点：

语法较为复杂，需要掌握编程基础知识。

顺序功能流程图语言（SFC）：

优点：

可以直观地表示系统的状态和跳转关系。

适合描述并行控制和状态机。

缺点：

对于简单的控制逻辑，SFC 语言相对复杂。

功能模块图语言（FBD）：

优点：

图形化表示逻辑，具有直观性。

可以直接映射到硬件逻辑电路。

缺点：

对于复杂的逻辑，FBD 可能会变得冗长。

指令表语言（IL）：

优点：

支持指针以及间接寻址，对于集中数据处理方面有很大的优势

适用于简单的控制逻辑和小型程序。

系统利用率高，处理时间短。

缺点：

复杂逻辑和大型程序不直观，不便于维护。

缺乏结构化控制语句。

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梯形图逻辑（LD）

梯形图逻辑是最基本的 PLC 编程语言类型。它与电气接线控制图相关联，使得编程更加直观。在传统的电气控制接线中，输入操作会根据电气接线控制图来控制输出。

梯形图逻辑图由触点和线圈组成，在梯形图逻辑编程中以相同的方式实现。每个梯级都有一系列的触点和线圈，当梯级通电时，线圈根据其类型运行。

可以根据需要编写任意数量的梯级，代码将按照设计的顺序执行。由于其形状类似于梯子，因此被称为梯形图逻辑。请参阅下面的图例以加深理解，可以看到其操作过程非常简单。



在上图中，继电器逻辑图中与开关设备相关的输入在梯形图中显示为触点。继电器逻辑图中的 M1 输出线圈在梯形图中用输出线圈符号表示。

梯形图中每个触点/线圈符号上方显示的地址号是对逻辑控制器外部输入/输出连接位置的引用。因此，在两个末端电源轨之间，您可以放置所需的元素并在其中写入逻辑。梯级从上到下以循环方式执行。

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结构化文本（ST）

结构化文本是一种类似于本地 IT 语言的编程语言。与软件语言编写的代码相似，结构化文本是以作业方式编写的一系列文本。

指令必须以分号结尾。在执行赋值时，单个或多个元素变量的当前值将被替换为表达式的计算结果。

赋值由左侧的变量规范组成，后跟赋值运算符：=，后跟要计算的表达式。两个变量（赋值运算符的左侧和右侧）必须具有相同的数据类型。为了更好地理解，请参考下面的示例。



如您所见，它具有不同类型的操作和条件。在上面的示例中，if-else 语句用于计算表达式。如果条件为真，则输出端分配的变量打开，当条件变为假时，变量将关闭。因此，ST 语言最适合数学计算，因为它看起来清醒且易于理解。

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顺序流程图（SFC）

当您需要以重复或顺序的方式编写复杂的程序时，顺序流程图是最先进的工具。顾名思义，SFC（Sequential Function Chart）语言允许您通过流程图编写程序。它以步骤、分支、链接、跳转和过渡等方式工作。

SFC 中的部分是“状态机”，即状态由活动步骤创建，转换通过切换/更改行为传递。步骤和过渡通过方向链接相互链接。

两个步骤永远不能直接链接，必须始终通过过渡分隔。活动信号状态过程沿定向链路发生，并通过切换转换触发。为了更好地理解，请参考下面的图示。



链过程的方向遵循方向链接，从上一步的末尾运行到下一步的顶部。分支从左到右处理。每个步骤都有零个或多个操作。

每个过渡都需要一个过渡条件。链中的最后一个过渡始终连接到链中的第一个步骤以创建闭环。因此，步进链是循环处理的。

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功能框图（FBD）

通常用于微处理器的功能块图（FBD）语言在 PLC 编程中也以类似的格式提供。它是相互连接的块图，每个块都有其输入和输出。

使用 FBD 语言进行编程有很多优点。首先，它能够使程序结构更加清晰，易于理解和维护。其次，它能够提高编程效率，因为可以在单个视图中查看整个代码，无需上下滚动。此外，FBD 语言还具有直观的图形界面，使得编程变得更加容易和直观。最后，它还有助于快速排除故障，因为可以更方便地找到和解决问题。

为了帮助您更好地理解，请参考下面的图示。图中展示了使用 FBD 语言编写的 PLC 程序的示例。每个块都有其输入和输出，并通过线连接在一起，形成一个完整的程序。这种结构使得程序易于阅读和理解，同时也有助于快速找到和解决问题。



如您所见，您可以通过线条轻松连接各种类型的函数和块，这显示了逻辑中如何发生流。您只需要分配输入和输出引脚，连接这些引脚之间的线，您的代码就会相应地工作。

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指令列表（IL）

用指令列表语言编写的程序由一系列指令组成，这些指令由逻辑控制器按顺序执行。

每条指令由单个程序行表示，由以下组件组成：

行号：表示指令在程序中的位置。

当前值：只能在线查看的当前值，表示在执行指令之前存储在特定地址中的值。

指令运算符：表示要执行的操作的类型。

操作数：表示要参与操作的值或地址。

请参考下面的图以获得更详细的理解。



您可以看到每行仅执行一个操作。与梯形逻辑中使用的触点和线圈不同，您具有相应的负载指令和设置/复位指令。它是梯形图逻辑和结构化文本的混合体。这就是为什么，它也被称为类似于汇编语言。当您在 PLC 中联机时，您可以在此窗口中看到动画值。

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总结

当我们看到这五种语言时，我们看到程序员通常使用的最多的是梯形逻辑、结构化文本和功能框图。每种语言都有其优点和缺点。但是，这三个都很容易理解、解释和设计。这有助于程序员正确设计逻辑。

这并不意味着不使用其余两种语言。这取决于程序员的技能，取决于他要实现什么类型的功能。因此，很难评论最好的语言。但是，在这五种语言当中，最常用的还是梯形图逻辑。