S7-1200/1500编程语言详解

1.PLC编程语言的国际标准

IEC 61131是IEC（国际电工委员会）制定的PLC标准，其中的第三部分IEC 61131-3是PLC的编程语言标准。IEC 61131-3是世界上第一个，也是至今为止唯一的工业控制系统的编程语言标准。

目前已有越来越多的PLC生产厂家提供符合IEC 61131-3标准的产品，IEC 61131-3已经成为各种工控产品事实上的软件标准。

IEC 61131-3详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言（见图2-1）：

1）指令表（Instruction List，IL），西门子PLC称为语句表，简称为STL。

图2-1 PLC的编程语言

2）结构文本（Structured Text），西门子PLC称为结构化控制语言，简称为S7-SCL。

3）梯形图（Ladder Diagram，LD），西门子PLC简称为LAD。

4）函数块图（Function Block Diagram），简称为FBD。

5）顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC），对应于西门子的S7-Graph。

2.顺序功能图

顺序功能图（SFC）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。5.4节将详细地介绍S7-Graph。

3.梯形图

梯形图（LAD）是使用得最多的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。有时把梯形图称为电路或程序。

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指令。

触点和线圈等组成的电路称为程序段，英语名称为Network（网络），STEP 7自动地为程序段编号。可以在程序段编号的右边加上程序段的标题，在程序段编号的下面为程序段加上注释（见图2-2）。单击编辑器工具栏上的按钮，可以显示或关闭程序段的注释。

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2-2中I0.0与I0.1的触点同时接通，或Q0.0与I0.1的触点同时接通时，有一个假想的“能流”（Power Flow）流过Q0.0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。能流只能从左往右流动。

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。如果没有跳转指令，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，下一次扫描循环返回最上面的程序段1，重新开始执行。(www.xing528.com)

4.函数块图

函数块图（FBD）使用类似于数字电路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。国内很少有人使用函数块图语言。

图2-3是图2-2中的梯形图对应的函数块图，图2-3同时显示绝对地址和符号地址。

图2-2 梯形图

图2-3 函数块图

在函数块图中，用类似于与门（带有符号“&”）、或门（带有符号“＞=1”）的方框来表示逻辑运算关系，方框的左边为逻辑运算的输入变量，右边为输出变量，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。指令框用来表示一些复杂的功能，例如数学运算等。

5.SCL

SCL（Structured Control Language，结构化控制语言）是一种基于Pascal的高级编程语言。SCL除了包含PLC的典型元素（例如输入、输出、定时器或存储器位）外，还包含高级编程语言中的表达式、赋值运算和运算符。SCL提供了简便的指令进行程序控制。例如创建程序分支、循环或跳转。SCL尤其适用于下列应用领域：数据管理、过程优化、配方管理和数学计算、统计任务。5.5节将详细地介绍SCL语言。

6.语句表

语句表（STL，见图2-4）是一种类似于微机的汇编语言的文本语言，多条语句组成一个程序段。语句表比较适合经验丰富的程序员使用。

图2-4 语句表

7.编程语言的选择与切换

S7-1200只能使用梯形图、函数块图和SCL，S7-1500可以使用上述5种编程语言。在“添加新块”对话框中，S7-1200的代码块可以选择LAD、FBD和SCL，S7-1500的代码块可以选择LAD、FBD、STL和SCL。生成S7-1500的函数块（FB）时还可以选择GRAPH。

右键单击项目树中PLC的“程序块”文件夹中的某个代码块，选中快捷菜单中的“切换编程语言”，单击需要切换的编程语言。也可以在程序块的属性对话框的“常规”条目中切换。编程语言的切换是有限制的，S7-1200/1500的LAD和FBD可以互换，但是不能切换为STL，SCL和GRAPH不能切换为其他编程语言。

右键单击S7-1500的LAD或FBD程序块中的某个程序段，执行快捷菜单命令，可以在该程序段的下面插入一个STL程序段。