淺析西門子PLC編程

吳守宇

摘 要：隨著制造業(yè)的發(fā)展，設備自動化程度越來越高，自動化生產(chǎn)越來越被大家所青睞，應用越來越廣，自動化設備的優(yōu)點是依靠編程控制，實現(xiàn)工藝的自動化生產(chǎn)，本文主要介紹西門子PLC編程技術(shù)，幫助從業(yè)人員快速掌握PLC編程。

關(guān)鍵詞：STEP 7編程語言 ;數(shù)據(jù)類型;尋址方式

0? 前言

早期的PLC是用來替代繼電器、接觸器控制的。它主要用于順序控制，只能實現(xiàn)邏輯運算。因此，被稱為可編程邏輯控制器（Programmable logic controller，略寫 PLC ）

隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程控制器的功能已遠遠超出了順序控制的范圍。被稱為可編程控制器（Programmable controller，略寫PC）。為區(qū)別于Personal Computer （PC），故沿用PLC 這個略寫。

1? STEP 7編程語言

1.1? STL（語句表）

由STL（語句表）是一種類似于計算機匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個程序段。語句表可供習慣匯編語言的用戶使用，在運行時間和要求的存儲空間方面最優(yōu)。在設計通信、數(shù)學運算等高級應用程序時建議使用語句表。

1.2 LAD（梯形圖）

LAD（梯形圖）是一種圖形語言，比較形象直觀，容易掌握，用得最多，堪稱用戶第一編程語言。梯形圖與繼電器控制電路圖的表達方式極為相似，適合于熟悉繼電器控制電路的用戶使用，特別適用于數(shù)字量邏輯控制。

1.3 GRAPH（順序控制）

GRAPH類似于解決問題的流程圖，適用于順序控制的編程。利用S7-GRAPH編程語言，可以清楚快速地組織和編寫S7 PLC系統(tǒng)的順序控制程序。它根據(jù)功能將控制任務分解為若干步，其順序用圖形方式顯示出來并且可形成圖形和文本方式的文件。

1.4 SCL（結(jié)構(gòu)化控制語言）

S7-SCL（Structured Control Language：結(jié)構(gòu)控制語言）是一種類似于PASCAL的高級文本編輯語言，用于S7-300/400和C7的編程，可以簡化數(shù)學計算、數(shù)據(jù)管理和組織工作。S7-SCL具有PLC公開的基本標準認證，符合IEC 1131-3 （結(jié)構(gòu)化文本）標準。

2? 數(shù)據(jù)類型

2.1? 基本數(shù)據(jù)類型

2.2復雜數(shù)據(jù)類型

2.2.1數(shù)組（ARRAY）

數(shù)組是由一組同一類型的數(shù)據(jù)組合在一起而形成的復雜數(shù)據(jù)類型。數(shù)組的維數(shù)最大可以到6維;數(shù)組中的元素可以是基本數(shù)據(jù)類型或者復雜數(shù)據(jù)類型中的任一數(shù)據(jù)類型（Array類型除外，即數(shù)組類型不可以嵌套）;數(shù)組中每一維的下標取值范圍是-32768～32767，要求下標的下限必須小于下標的上限。

2.2.2結(jié)構(gòu)（STRUCT）

結(jié)構(gòu)是由一組不同類型（結(jié)構(gòu)的元素可以是基本的或復雜的數(shù)據(jù)類型）的數(shù)據(jù)組合在一起而形成的復雜數(shù)據(jù)類型。

2.2.3字符串（STRING）

字符串是最多有254個字符（CHAR）的一維數(shù)組，最大長度為256個字節(jié)（其中前兩個字節(jié)用來存儲字符串的長度信息）。字符串常量用單引號括起來。

2.2.4日期和時間（DATE_AND_TIME）

用于存儲年、月、日、時、分、秒、毫秒和星期，占用8個字節(jié)，用BCD格式保存。星期天的代碼為1，1～6的代碼為2～7。

2.2.5用戶定義的數(shù)據(jù)類型（UDT）

用戶定義數(shù)據(jù)類型表示自定義的結(jié)構(gòu)，存放在UDT塊中（UDT1～UDT65535），在另一個數(shù)據(jù)類型中作為一個數(shù)據(jù)類型“模板”。當輸入數(shù)據(jù)塊時，如果需要輸入幾個相同的結(jié)構(gòu)，利用UDT可以節(jié)省輸入時間。

2.2.6功能塊類型（FB、SFB）

這種數(shù)據(jù)類型僅可以在FB的靜態(tài)變量區(qū)定義，用于實現(xiàn)多背景DB。

3 尋址方式

所謂尋址方式就是指令執(zhí)行時獲取操作數(shù)的方式，可以直接或間接方式給出操作數(shù)。

3.1立即尋址

立即尋址是對常數(shù)或常量的尋址方式，其特點是操作數(shù)直接表示在指令中，或以惟一形式隱含在指令中。其中“//”后面的內(nèi)容為指令的注釋部分，對指令沒有任何影響。

3.2存儲器直接尋址

存儲器直接尋址，簡稱直接尋址。該尋址方式在指令中直接給出操作數(shù)的存儲單元地址。存儲單元地址可用符號地址（如SB1、KM等）或絕對地址（如I0.0、Q4.1等）。

3.3存儲器間接尋址

存儲器間接尋址，簡稱間接尋址。該尋址方式在指令中以存儲器的形式給出操作數(shù)所在存儲器單元的地址，也就是說該存儲器的內(nèi)容是操作數(shù)所在存儲器單元的地址。該存儲器一般稱為地址指針，在指令中需寫在方括號“[]”內(nèi)。地址指針可以是字或雙字，對于地址范圍小于65535的存儲器可以用字指針;對于其他存儲器則要使用雙字指針。

3.4寄存器間接尋址

寄存器間接尋址，簡稱寄存器尋址。該尋址方式在指令中通過地址寄存器和偏移量間接獲取操作數(shù)，其中的地址寄存器及偏移量必須寫在方括號“[]”內(nèi)。在S7-300中有兩個地址寄存器AR1和AR2，用地址寄存器的內(nèi)容加上偏移量形成地址指針，并指向操作數(shù)所在的存儲器單元。地址寄存器的地址指針有兩種格式，其長度均為雙字，指針格式如圖所示。

第一種地址指針格式適用于在確定的存儲區(qū)內(nèi)尋址，即

區(qū)內(nèi)寄存器間接尋址。

第二種地址指針格式適用于區(qū)域間寄存器間接尋址。

第一種地址指針格式包括被尋址數(shù)據(jù)所在存儲單元地址的字節(jié)編號和位編號，至于對哪個存儲區(qū)尋址，則必須在指令中明確給出。這種格式適用于在確定的存儲區(qū)內(nèi)尋址，即區(qū)內(nèi)寄存器間接尋址。

第二種地址指針格式包含了數(shù)據(jù)所在存儲區(qū)的說明位（存儲區(qū)域標識位），可通過改變標識位實現(xiàn)跨區(qū)域?qū)ぶ?，區(qū)域標識由位26～24確定。這種指針格式適用于區(qū)域間寄存器間接尋址。

4 總結(jié)

西門子PLC編程時需要注意事項：

a）選用自己最熟悉的編程語言

b）數(shù)據(jù)類型填寫要和實際對應，避免出錯

c）尋址時注意尋址方式書寫格式

d）盡量采用結(jié)構(gòu)化編程或模塊化編程

參考文獻

[1]張鳳珊，電氣控制及可編程控制器，中國輕工業(yè)出版社

[2]馬志溪，電氣工程設計，機械工業(yè)出版社

[3]? IEC61131標準中的1-4部分