5IEC61131-3编程标准ppt课件.ppt

BeckhoffImage2020 4 221 自动化新技术 IEC61131 3编程标准 BeckhoffImage2020 4 222 IEC61131 3编程标准 介绍及特点 IEC InternationalElectrotechnicalCommission 61131 3是IEC61131国际标准的第三部分 是第一个为工业自动化控制系统的软件设计提供标准化编程语言的国际标准 国际上承认的标准逐步的在不远的将来所有供应商将采用它统一的结构 语言和操作处理方式将来自所有供应商它节省你的时间统一的软件模式和数据类型概念对来自不同的PLC类型你只需学习一次减少了误解和错误标准的函数和功能块测试软件的可重复使用性 BeckhoffImage2020 4 223 IEC61131 3编程标准 介绍及特点 支持安全和高质量编程设计轻松和舒适的结构数据类型避免了编程错误对每个问题提供了最佳编程语言一致的6种编程语言规范文本和图形语言高级语言的可用性不同语言混合编程 BeckhoffImage2020 4 224 IEC61131 3编程标准 介绍及特点 软件 通讯 和编程 模式6种内部连接编程语言的定义四种文本和两种图形语言的语法和语句 指令表 IL 结构化文本 ST 梯形图 LD 和功能块图 FBD 顺序功能图 SFC 为组建程序结构连续功能图 CFC BeckhoffImage2020 4 225 IEC61131 3编程标准 主要特性 良好的结构 从上至下或从底向上的编程以程序组织单元为单位 POUs ProgramOrganizationUnit逐级构建程序 强大的数据类型测定 编译器探测不同数据类型的分配减少编程错误 BeckhoffImage2020 4 226 IEC61131 3编程标准 主要特性 全执行控制 不同的任务具有不同的执行循环时间及不同的任务优先级 复杂的流程控制 功能流程图具有步骤 动作和转移的流序可选分枝和同步分枝流程 BeckhoffImage2020 4 227 IEC61131 3编程标准 主要特性 数据结构 灵活的语言选择 两种文本语言 IL ST 三种图形语言 FBD LD SFC 针对问题选择适当的语言 用户定义数据元素包含不同的基本的或用户定义的数据元素通过自己的POU传递数据结构 独立于供应商 服从IEC61131 3标准基本层鉴定 PLCopen 输入 输出接口 BeckhoffImage2020 4 228 IEC61131 3编程标准 软件模型 BeckhoffImage2020 4 229 IEC61131 3编程标准 软件模型说明 配置Configuration 最高层 描述了整个控制系统的架构 一个配置可被比作一个可编程控制器系统 在一个配置里可以定义一个或几个资源 在TwinCAT中一个或多个PLC 资源Resources 一个配置有一个或多个资源 实质 PLC 自己的全局变量 POU 任务等 在TwinCAT 就是一个PLC运行核 Runtime 任务Task 对一个相关程序的周期的执行 实施控制单元一个资源有一个或多个任务有优先级时序排列 0 3 共四个级别 优先权和循环时间任务调用一个或多个程序任务决定了所关联程序的时间调度 BeckhoffImage2020 4 2210 IEC61131 3编程标准 软件模型说明 程序Program 程序 是根据控制器过程的需要 包含了函数和功能块的一个逻辑组合的POU 任务调用程序程序调用功能块和函数TwinCAT 程序调用其它程序 功能块FBD 程序调用功能块功能块可调用功能块或函数FB有输入 输出变量FB有运算法则 每次FB被执行 就是运行一段程序编码 函数Function 程序或功能块可调用函数函数有输入变量 和一个输出变量函数有运算法则 每次函数被执行 就是运行一段程序编码函数可以调用另外的函数 但不能调用功能块 BeckhoffImage2020 4 2211 IEC61131 3编程标准 软件模型说明 功能块FB与函数的区别 FB 例程 全部数据分配内存地址函数 没有指定的内存分配地址FB 多个输出变量或没有输出变量函数 一个输出变量FB 可调用功能块或函数函数 可调用函数 但不能调用功能块 BeckhoffImage2020 4 2212 IEC61131 3编程标准 变量说明 全局变量与局部变量 局部变量变量在一个POU 程序 功能块或函数 中定义说明 只能在这个POU中访问 全局变量变量在一个资源 PLC运行核 runtime 中定义说明每个POU都可访问 BeckhoffImage2020 4 2213 IEC61131 3编程标准 变量说明 直接描述的变量 具有固定地址的变量地址 输入 I 输出 Q 标记 M 类型 位 X 字节 B 字 W 双字 D 例如 IW12 QX1 1 MB5 变量的定义 BeckhoffImage2020 4 2214 IEC61131 3编程标准 变量说明 变量命名规则 字母不分大小写 abc Abc ABC 第一个字符不能是数字不能连续使用多于一个的下划线 允许的 ab c AB de AbC不允许的 1abc abc a bc头32个字符有意义特殊字 如FUNCTION 被保留语法术语关键字总是大写字母不能使用语法术语关键字作标识符 BeckhoffImage2020 4 2215 IEC61131 3编程标准 变量说明 注释 注释语用 和 框住可将注释语放在任何地方 但不能插在语句中注释语允许几行表示注释语不允许嵌套 BeckhoffImage2020 4 2216 IEC61131 3编程标准 数据类型 基本数据类型 数据类型有布尔值 整数 浮点数 位和位组 时间和日期值和字符串 BOOL值 布尔值变量取值TRUE或FALSE 占用8位内存空间 浮点数据类型 REAL和LREAL被称为浮点数类型 用于有理数表示 REAL占用32位内存空间 LREAL占用64位 数值可以用二进制 八进制 十进制和十六进制数表示 示例 14 十进制数 2 1001 0011 二进制数 8 67 八进制数 16 A 十六进制数 基本数据类型 BeckhoffImage2020 4 2217 IEC61131 3编程标准 数据类型 整形数据类型 当用大类型转换为小类型时 将导致丢失信息 BeckhoffImage2020 4 2218 IEC61131 3编程标准 数据类型 时间数据类型 占用32位内存允许溢出 例如25小时 使用d表示天 h表示小时 m表示分 s表示秒和ms表示毫秒在文字前加TIME t 或T 可使用下划线 作单元分隔T 2d 26h 4m 12s 123ms 日期和时间类型 DATE日期32 用TIME OF DAY 或TOD 表示一天中的时间用DATE AND TIME 或DT 表示日期和时间用DATE 或D 表示日期日期 D 1998 12 07表示7thJuly1998一天中的时间 TOD 12 00 00 123日期和时间 DT 1998 12 07 12 00 00 123 BeckhoffImage2020 4 2219 IEC61131 3编程标准 数据类型 字符串数据类型 STRING字符串取决于字符长度 N 1 Byte 如果大小不声明的话缺省值为80个字符用 引括字符用 插到特殊字符前 换行 L 制表 T等 字符串表示 thisisalinefeedcharacter L 空字符串 BeckhoffImage2020 4 2220 IEC61131 3编程标准 数据类型 数据类型转换 BeckhoffImage2020 4 2221 IEC61131 3编程标准 用户自定义数据类型 数组 数组例子 testAT I ARRAY 1 10 OFBOOL 支持一维 二维和三维数组的成员数据类型 数组可在POU的声明部分和全局变量表中定义 数组初始化示例 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 指针 当程序运行时 变量或功能块地址保存在指针中 指针声明为如下句法形式 POINTERTO 指针可指向任何数据类型 功能块和用户定义的数据类型 对地址操作的ADR功能 可将变量或功能块的地址指向指针 指针后加内容操作符 可取出指针中的数据 BeckhoffImage2020 4 2222 IEC61131 3编程标准 用户自定义数据类型 枚举 句法 TYPE END TYPE牧举变量可以取牧举值中的任何一个值 缺省情况下 第一个牧举值为零 其后依次递增 结构 结构声明的句法如下 TYPE STRUCT END STRUCTEND TYPE BeckhoffImage2020 4 2223 IEC61131 3编程标准 用户自定义数据类型 参考 可以使用用户定义的参考数据类型 创建已经更名的变量 常数或功能块 句法 TYPE END TYPE示例 TYPEmessage STRING 50 END TYPE BeckhoffImage2020 4 2224 IEC61131 3编程标准 编程语言 编程语言 6种内部编程语言四种文本和两种图形语言的语法和语句 指令表 IL 结构化文本 ST 梯形图 LD 和功能块图 FBD 顺序功能图 SFC 为组建程序结构连续功能图 CFC BeckhoffImage2020 4 2225 IEC61131 3编程标准 编程语言 IL指令表 低级语言 类似汇编程序 面向累加器的每行只允许一个操纵 如存储一个值到累加寄存器用跳转和标号控制流程指令表 IL 由一系列指令组成 每条指令都由一个新行开始 包含一个操作符以及和操作符类型相关的一个或多个操作数 并用逗号分开 在指令前可以有标号 后接一个冒号 注解必须在一行的最后 指令之间可以插入空行 BeckhoffImage2020 4 2226 IEC61131 3编程标准 编程语言 IL指令表指令列表 BeckhoffImage2020 4 2227 IEC61131 3编程标准 编程语言 IL指令表修饰符 BeckhoffImage2020 4 2228 IEC61131 3编程标准 编程语言 结构化文本ST语言 ST语言的优点 与IL语言相比较 高级语言 类似PASCAL 复杂公式 赋值命令 具有条件和反复陈述的流控用制表符和注释使得编码易读ST语言缺点 由于它借助于编译程序自动地执行程序 因此用户不能直接影响其翻译成机器码 高度抽象导致效率降低 通常 编译程序的时间更长且执行速度更慢 ST语言不包括跳转指令 GOTO BeckhoffImage2020 4 2229 IEC61131 3编程标准 编程语言 ST语言命令表 BeckhoffImage2020 4 2230 IEC61131 3编程标准 编程语言 ST语言命令表 BeckhoffImage2020 4 2231 IEC61131 3编程标准 编程语言 功能块FBD 图形表示FB 函数和程序以及它们的相互关联图全图形式块图 线连 在一起允许跳转和返回 BeckhoffImage2020 4 2232 IEC61131 3编程标准 编程语言 梯形图LD 继电器梯形图 利于复杂的AND和OR逻辑网图左端垂直电源线连带触点和线圈触点表示布尔变量主要是设计用于处理布尔信号允许跳转返回 BeckhoffImage2020 4 2233 IEC61131 3编程标准 编程语言 梯形图LD BeckhoffImage2020 4 2234 IEC61131 3编程标准 编程语言 顺序功能图SFC 描述复杂的序列的语言具有 动作 和 转移 的状态系统通过划分成小部分来编复杂的部分每个单元 动作 action 转移 transition 可以用任何IEC语言编程 BeckhoffImage2020 4 2235 IEC61131 3编程标准 编程语言 SFC介绍 步骤表示流程的一个状