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西门子STEP 7编程软件的编程语言有哪些

梯形图、语句表(即指令表)和功能块图是标准的STEP7软件包配备的3种基本编程语言，这3种语言可以在STEP7中相互转换。STEP7还有多种编程语言可供用户选用，但是在购买软件时可选的部分需要附加的费用。

  1.顺序功能图(SFC)

  这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序。在这种语言中，工艺过程被划分为若干个顺序出现的步，步包含控制输出的动作，从一步到另一步的转换由转换条件控制。STEP7中的S7-Graph顺序控制图形编程语言属于可选的软件包。用S7-Graph表达复杂的顺序控制过程非常清晰，用于编程及故障诊断更为有效，它特别适合于生产制造过程。5.5节将对S7-Graph作详细的介绍。

  2.梯形图(LAD)

  梯形图是使用得多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握，特别适合于数字量逻辑控制。

  梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令框组成。触点代表逻辑输入条件，例如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑运算的结果，常用来控制外部的负载和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或者数学运算等附加指令。

  使用编程软件可以直接生成和编辑梯形图，并将它下载到PLC。

  触点和线圈等组成的立电路称为网络(Network)，中文版STEP7称之为程序段(见图3-2)。STEP7自动地为程序段编号。梯形图中的触点和线圈可以使用物理地址，例如10.2和Q1.3等。如果用符号表定义了某些地址的符号，例如令 I0.0的符号为“起动按钮”，在程序中可以用符号地址“起动按钮”来代替物理地址 I0.0，使程序易于阅读和理解。

  可以在程序段号的右边加上程序段的标题，在程序段号的下面为程序段加上注释。如果将两块立电路(可分开的电路)放在同一个程序段内，将会出错。

  在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象在梯形图的左右两侧垂直“电源线”之间有一个左正右负的直流电源电压，当图3-2程序段1中I0.0 与I0.1的触点同时接通，或Q4.0与I0.1的触点同时接通时，有一个假想的“能流”(Pow-er Flow)流过Q4.0的线圈。利用能流这一概念，可以借用继电器电路的术语和分析方法，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。如果没有跳转指令，程序段内的逻辑运算按从左往右的方向执行，与能流的方向一致。程序段之间按从上到下的顺序执行，执行完所有的程序段后，下一次循环又从上面的程序段1重新开始执行。

  3.语句表(STL)

  $7系列PLC将指令表称为语句表(Statement List)，它是一种类似于微机的汇编语言的文本语言，多条指令组成一个程序段。语句表比较适合经验丰富的程序员使用，可以实现某些不能用梯形图或功能块图表示的功能。

  4.功能块图(FBD)

  功能块图(FBD)使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，有数字电路基础的人很容易掌握。功能块图用类似于与门、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，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号自左向右流动。图3-4的控制逻辑与图3-2和图3-3的相同。国内很少有人使用功能块图语言。

  5.结构文本(ST)

  结构文本(ST)是为IEC61131-3标准创建的一种的编程语言。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。

  STEP7的S7-SCL(结构化控制语言)是符合IEC61131-3标准的文本语言。它的语言结构与计算机的编程语言Pascal和C相似，适合于习惯使用编程语言的人使用。

  SCL适合于复杂的计算任务和优化算法，或管理大量的数据等。

  6.S7-HiGraph 编程语言

  图形编程语言S7-HiGraph 属于可选软件包，它用状态图(State Graphs)来描述异步、非顺序的过程。系统被分解为若干个功能单元，每个单元呈现不同的状态，各功能单元的同步信息可以在图形之间交换。需要为不同状态之间的切换定义转换条件，用类似于语句表的语言描述给状态的动作和状态之间的转换条件。

  7.CFC编程语言

  可选软件包CFC(Continuous Function Chart，连续功能图)用图形方式连接程序库中以块的形式提供的各种功能，包括从简单的逻辑操作到复杂的闭环和开环控制。编程时将这些块复制到图中并用线连接起来即可。不需要用户掌握详细的编程知识以及PLC的知识，只要具有行业所必需的工艺技术方面的知识，就可以用CFC来编程。

  编程语言的相互转换与选用

  组织块0B、功能块FB、功能FC、系统功能块SFB和系统功能SFC统称为逻辑块。在STEP7编程软件中，如果逻辑块没有错误，并且被正确地划分为程序段，梯形图、功能块图和语句表可以相互转换。用语句表编写的程序不一定能转换为梯形图，不能转换的程序段仍然保留语句表的形式，但是并不一定表示该程序段有错误。

  语句表可供习惯于用汇编语言编程的用户使用，在运行时间和要求的存储空间方面优。语句表的输入方便快捷，还可以在每条指令的后面加上注释，便于复杂程序的阅读和理解。在设计通信、数学运算等应用程序时建议使用语句表。

  梯形图与继电器电路图的表达方式极为相似，适合于熟悉继电器电路的用户使用。语句表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，在设计和阅读有复杂的触点电路的程序时好使用梯形图。功能块图适合于熟悉数字电路的用户使用。$7-SCL编程语言适合于熟悉编程语言(例如Pascal或C语言)的用户使用。

  S7-Graph、HiGraph和CFC可供有技术背景，但是没有PLC编程经验的用户使用。S7-Graph 对顺序控制过程的编程非常方便，HiGraph 适合于异步非顺序过程的编程，CFC 适合于连续过程控制的编程。

设计PLC控制系统时应遵循的基本原则

 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

　　1. 大限度地满足被控对象的控制要求

　　充分发挥PLC的功能，大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的问题和疑难问题。

　　2. PLC控制系统安全可靠

　　PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

　　3. 力求简单、经济、使用及维修方便

　　一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

　　4. 适应发展的需要

　　由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

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