5IEC61131-3編程標準ppt課件.ppt

BeckhoffImage2020 4 221 自動化新技術(shù) IEC61131 3編程標準 BeckhoffImage2020 4 222 IEC61131 3編程標準 介紹及特點 IEC InternationalElectrotechnicalCommission 61131 3是IEC61131國際標準的第三部分 是第一個為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計提供標準化編程語言的國際標準 國際上承認的標準逐步的在不遠的將來所有供應商將采用它統(tǒng)一的結(jié)構(gòu) 語言和操作處理方式將來自所有供應商它節(jié)省你的時間統(tǒng)一的軟件模式和數(shù)據(jù)類型概念對來自不同的PLC類型你只需學習一次減少了誤解和錯誤標準的函數(shù)和功能塊測試軟件的可重復使用性 BeckhoffImage2020 4 223 IEC61131 3編程標準 介紹及特點 支持安全和高質(zhì)量編程設(shè)計輕松和舒適的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型避免了編程錯誤對每個問題提供了最佳編程語言一致的6種編程語言規(guī)范文本和圖形語言高級語言的可用性不同語言混合編程 BeckhoffImage2020 4 224 IEC61131 3編程標準 介紹及特點 軟件 通訊 和編程 模式6種內(nèi)部連接編程語言的定義四種文本和兩種圖形語言的語法和語句 指令表 IL 結(jié)構(gòu)化文本 ST 梯形圖 LD 和功能塊圖 FBD 順序功能圖 SFC 為組建程序結(jié)構(gòu)連續(xù)功能圖 CFC BeckhoffImage2020 4 225 IEC61131 3編程標準 主要特性 良好的結(jié)構(gòu) 從上至下或從底向上的編程以程序組織單元為單位 POUs ProgramOrganizationUnit逐級構(gòu)建程序 強大的數(shù)據(jù)類型測定 編譯器探測不同數(shù)據(jù)類型的分配減少編程錯誤 BeckhoffImage2020 4 226 IEC61131 3編程標準 主要特性 全執(zhí)行控制 不同的任務(wù)具有不同的執(zhí)行循環(huán)時間及不同的任務(wù)優(yōu)先級 復雜的流程控制 功能流程圖具有步驟 動作和轉(zhuǎn)移的流序可選分枝和同步分枝流程 BeckhoffImage2020 4 227 IEC61131 3編程標準 主要特性 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 靈活的語言選擇 兩種文本語言 IL ST 三種圖形語言 FBD LD SFC 針對問題選擇適當?shù)恼Z言 用戶定義數(shù)據(jù)元素包含不同的基本的或用戶定義的數(shù)據(jù)元素通過自己的POU傳遞數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 獨立于供應商 服從IEC61131 3標準基本層鑒定 PLCopen 輸入 輸出接口 BeckhoffImage2020 4 228 IEC61131 3編程標準 軟件模型 BeckhoffImage2020 4 229 IEC61131 3編程標準 軟件模型說明 配置Configuration 最高層 描述了整個控制系統(tǒng)的架構(gòu) 一個配置可被比作一個可編程控制器系統(tǒng) 在一個配置里可以定義一個或幾個資源 在TwinCAT中一個或多個PLC 資源Resources 一個配置有一個或多個資源 實質(zhì) PLC 自己的全局變量 POU 任務(wù)等 在TwinCAT 就是一個PLC運行核 Runtime 任務(wù)Task 對一個相關(guān)程序的周期的執(zhí)行 實施控制單元一個資源有一個或多個任務(wù)有優(yōu)先級時序排列 0 3 共四個級別 優(yōu)先權(quán)和循環(huán)時間任務(wù)調(diào)用一個或多個程序任務(wù)決定了所關(guān)聯(lián)程序的時間調(diào)度 BeckhoffImage2020 4 2210 IEC61131 3編程標準 軟件模型說明 程序Program 程序 是根據(jù)控制器過程的需要 包含了函數(shù)和功能塊的一個邏輯組合的POU 任務(wù)調(diào)用程序程序調(diào)用功能塊和函數(shù)TwinCAT 程序調(diào)用其它程序 功能塊FBD 程序調(diào)用功能塊功能塊可調(diào)用功能塊或函數(shù)FB有輸入 輸出變量FB有運算法則 每次FB被執(zhí)行 就是運行一段程序編碼 函數(shù)Function 程序或功能塊可調(diào)用函數(shù)函數(shù)有輸入變量 和一個輸出變量函數(shù)有運算法則 每次函數(shù)被執(zhí)行 就是運行一段程序編碼函數(shù)可以調(diào)用另外的函數(shù) 但不能調(diào)用功能塊 BeckhoffImage2020 4 2211 IEC61131 3編程標準 軟件模型說明 功能塊FB與函數(shù)的區(qū)別 FB 例程 全部數(shù)據(jù)分配內(nèi)存地址函數(shù) 沒有指定的內(nèi)存分配地址FB 多個輸出變量或沒有輸出變量函數(shù) 一個輸出變量FB 可調(diào)用功能塊或函數(shù)函數(shù) 可調(diào)用函數(shù) 但不能調(diào)用功能塊 BeckhoffImage2020 4 2212 IEC61131 3編程標準 變量說明 全局變量與局部變量 局部變量變量在一個POU 程序 功能塊或函數(shù) 中定義說明 只能在這個POU中訪問 全局變量變量在一個資源 PLC運行核 runtime 中定義說明每個POU都可訪問 BeckhoffImage2020 4 2213 IEC61131 3編程標準 變量說明 直接描述的變量 具有固定地址的變量地址 輸入 I 輸出 Q 標記 M 類型 位 X 字節(jié) B 字 W 雙字 D 例如 IW12 QX1 1 MB5 變量的定義 BeckhoffImage2020 4 2214 IEC61131 3編程標準 變量說明 變量命名規(guī)則 字母不分大小寫 abc Abc ABC 第一個字符不能是數(shù)字不能連續(xù)使用多于一個的下劃線 允許的 ab c AB de AbC不允許的 1abc abc a bc頭32個字符有意義特殊字 如FUNCTION 被保留語法術(shù)語關(guān)鍵字總是大寫字母不能使用語法術(shù)語關(guān)鍵字作標識符 BeckhoffImage2020 4 2215 IEC61131 3編程標準 變量說明 注釋 注釋語用 和 框住可將注釋語放在任何地方 但不能插在語句中注釋語允許幾行表示注釋語不允許嵌套 BeckhoffImage2020 4 2216 IEC61131 3編程標準 數(shù)據(jù)類型 基本數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)類型有布爾值 整數(shù) 浮點數(shù) 位和位組 時間和日期值和字符串 BOOL值 布爾值變量取值TRUE或FALSE 占用8位內(nèi)存空間 浮點數(shù)據(jù)類型 REAL和LREAL被稱為浮點數(shù)類型 用于有理數(shù)表示 REAL占用32位內(nèi)存空間 LREAL占用64位 數(shù)值可以用二進制 八進制 十進制和十六進制數(shù)表示 示例 14 十進制數(shù) 2 1001 0011 二進制數(shù) 8 67 八進制數(shù) 16 A 十六進制數(shù) 基本數(shù)據(jù)類型 BeckhoffImage2020 4 2217 IEC61131 3編程標準 數(shù)據(jù)類型 整形數(shù)據(jù)類型 當用大類型轉(zhuǎn)換為小類型時 將導致丟失信息 BeckhoffImage2020 4 2218 IEC61131 3編程標準 數(shù)據(jù)類型 時間數(shù)據(jù)類型 占用32位內(nèi)存允許溢出 例如25小時 使用d表示天 h表示小時 m表示分 s表示秒和ms表示毫秒在文字前加TIME t 或T 可使用下劃線 作單元分隔T 2d 26h 4m 12s 123ms 日期和時間類型 DATE日期32 用TIME OF DAY 或TOD 表示一天中的時間用DATE AND TIME 或DT 表示日期和時間用DATE 或D 表示日期日期 D 1998 12 07表示7thJuly1998一天中的時間 TOD 12 00 00 123日期和時間 DT 1998 12 07 12 00 00 123 BeckhoffImage2020 4 2219 IEC61131 3編程標準 數(shù)據(jù)類型 字符串數(shù)據(jù)類型 STRING字符串取決于字符長度 N 1 Byte 如果大小不聲明的話缺省值為80個字符用 引括字符用 插到特殊字符前 換行 L 制表 T等 字符串表示 thisisalinefeedcharacter L 空字符串 BeckhoffImage2020 4 2220 IEC61131 3編程標準 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換 BeckhoffImage2020 4 2221 IEC61131 3編程標準 用戶自定義數(shù)據(jù)類型 數(shù)組 數(shù)組例子 testAT I ARRAY 1 10 OFBOOL 支持一維 二維和三維數(shù)組的成員數(shù)據(jù)類型 數(shù)組可在POU的聲明部分和全局變量表中定義 數(shù)組初始化示例 arr1 ARRAY 1 5 OFINT 1 2 3 4 5 arr2 ARRAY 1 2 3 4 OFINT 1 3 7 等同1 7 7 7 arr3 ARRAY 1 2 2 3 3 4 OFINT 2 0 4 4 2 3 等同0 0 4 4 4 4 2 3 指針 當程序運行時 變量或功能塊地址保存在指針中 指針聲明為如下句法形式 POINTERTO 指針可指向任何數(shù)據(jù)類型 功能塊和用戶定義的數(shù)據(jù)類型 對地址操作的ADR功能 可將變量或功能塊的地址指向指針 指針后加內(nèi)容操作符 可取出指針中的數(shù)據(jù) BeckhoffImage2020 4 2222 IEC61131 3編程標準 用戶自定義數(shù)據(jù)類型 枚舉 句法 TYPE END TYPE牧舉變量可以取牧舉值中的任何一個值 缺省情況下 第一個牧舉值為零 其后依次遞增 結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)聲明的句法如下 TYPE STRUCT END STRUCTEND TYPE BeckhoffImage2020 4 2223 IEC61131 3編程標準 用戶自定義數(shù)據(jù)類型 參考 可以使用用戶定義的參考數(shù)據(jù)類型 創(chuàng)建已經(jīng)更名的變量 常數(shù)或功能塊 句法 TYPE END TYPE示例 TYPEmessage STRING 50 END TYPE BeckhoffImage2020 4 2224 IEC61131 3編程標準 編程語言 編程語言 6種內(nèi)部編程語言四種文本和兩種圖形語言的語法和語句 指令表 IL 結(jié)構(gòu)化文本 ST 梯形圖 LD 和功能塊圖 FBD 順序功能圖 SFC 為組建程序結(jié)構(gòu)連續(xù)功能圖 CFC BeckhoffImage2020 4 2225 IEC61131 3編程標準 編程語言 IL指令表 低級語言 類似匯編程序 面向累加器的每行只允許一個操縱 如存儲一個值到累加寄存器用跳轉(zhuǎn)和標號控制流程指令表 IL 由一系列指令組成 每條指令都由一個新行開始 包含一個操作符以及和操作符類型相關(guān)的一個或多個操作數(shù) 并用逗號分開 在指令前可以有標號 后接一個冒號 注解必須在一行的最后 指令之間可以插入空行 BeckhoffImage2020 4 2226 IEC61131 3編程標準 編程語言 IL指令表指令列表 BeckhoffImage2020 4 2227 IEC61131 3編程標準 編程語言 IL指令表修飾符 BeckhoffImage2020 4 2228 IEC61131 3編程標準 編程語言 結(jié)構(gòu)化文本ST語言 ST語言的優(yōu)點 與IL語言相比較 高級語言 類似PASCAL 復雜公式 賦值命令 具有條件和反復陳述的流控用制表符和注釋使得編碼易讀ST語言缺點 由于它借助于編譯程序自動地執(zhí)行程序 因此用戶不能直接影響其翻譯成機器碼 高度抽象導致效率降低 通常 編譯程序的時間更長且執(zhí)行速度更慢 ST語言不包括跳轉(zhuǎn)指令 GOTO BeckhoffImage2020 4 2229 IEC61131 3編程標準 編程語言 ST語言命令表 BeckhoffImage2020 4 2230 IEC61131 3編程標準 編程語言 ST語言命令表 BeckhoffImage2020 4 2231 IEC61131 3編程標準 編程語言 功能塊FBD 圖形表示FB 函數(shù)和程序以及它們的相互關(guān)聯(lián)圖全圖形式塊圖 線連 在一起允許跳轉(zhuǎn)和返回 BeckhoffImage2020 4 2232 IEC61131 3編程標準 編程語言 梯形圖LD 繼電器梯形圖 利于復雜的AND和OR邏輯網(wǎng)圖左端垂直電源線連帶觸點和線圈觸點表示布爾變量主要是設(shè)計用于處理布爾信號允許跳轉(zhuǎn)返回 BeckhoffImage2020 4 2233 IEC61131 3編程標準 編程語言 梯形圖LD BeckhoffImage2020 4 2234 IEC61131 3編程標準 編程語言 順序功能圖SFC 描述復雜的序列的語言具有 動作 和 轉(zhuǎn)移 的狀態(tài)系統(tǒng)通過劃分成小部分來編復雜的部分每個單元 動作 action 轉(zhuǎn)移 transition 可以用任何IEC語言編程 BeckhoffImage2020 4 2235 IEC61131 3編程標準 編程語言 SFC介紹 步驟表示流程的一個狀