5IEC61131-3編程標(biāo)準(zhǔn)ppt課件.ppt

BeckhoffImage2020 4 221 自動(dòng)化新技術(shù) IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) BeckhoffImage2020 4 222 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 介紹及特點(diǎn) IEC InternationalElectrotechnicalCommission 61131 3是IEC61131國際標(biāo)準(zhǔn)的第三部分 是第一個(gè)為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)提供標(biāo)準(zhǔn)化編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn) 國際上承認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)逐步的在不遠(yuǎn)的將來所有供應(yīng)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(yīng)商它節(jié)省你的時(shí)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(xué)習(xí)一次減少了誤解和錯(cuò)誤標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)和功能塊測試軟件的可重復(fù)使用性 BeckhoffImage2020 4 223 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 介紹及特點(diǎn) 支持安全和高質(zhì)量編程設(shè)計(jì)輕松和舒適的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型避免了編程錯(cuò)誤對每個(gè)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(jí)語言的可用性不同語言混合編程 BeckhoffImage2020 4 224 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 介紹及特點(diǎn) 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(biāo)準(zhǔn) 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(jí)構(gòu)建程序 強(qiáng)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(cuò)誤 BeckhoffImage2020 4 226 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 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(shí)間及不同的任務(wù)優(yōu)先級(jí) 復(fù)雜的流程控制 功能流程圖具有步驟 動(dòng)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(biāo)準(zhǔn) 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(dāng)?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(dú)立于供應(yīng)商 服從IEC61131 3標(biāo)準(zhǔn)基本層鑒定 PLCopen 輸入 輸出接口 BeckhoffImage2020 4 228 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 軟件模型 BeckhoffImage2020 4 229 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 軟件模型說明 配置Configuration 最高層 描述了整個(gè)控制系統(tǒng)的架構(gòu) 一個(gè)配置可被比作一個(gè)可編程控制器系統(tǒng) 在一個(gè)配置里可以定義一個(gè)或幾個(gè)資源 在TwinCAT中一個(gè)或多個(gè)PLC 資源Resources 一個(gè)配置有一個(gè)或多個(gè)資源 實(shí)質(zhì) PLC 自己的全局變量 POU 任務(wù)等 在TwinCAT 就是一個(gè)PLC運(yùn)行核 Runtime 任務(wù)Task 對一個(gè)相關(guān)程序的周期的執(zhí)行 實(shí)施控制單元一個(gè)資源有一個(gè)或多個(gè)任務(wù)有優(yōu)先級(jí)時(shí)序排列 0 3 共四個(gè)級(jí)別 優(yōu)先權(quán)和循環(huán)時(shí)間任務(wù)調(diào)用一個(gè)或多個(gè)程序任務(wù)決定了所關(guān)聯(lián)程序的時(shí)間調(diào)度 BeckhoffImage2020 4 2210 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 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(gè)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(yùn)算法則 每次FB被執(zhí)行 就是運(yùn)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(gè)輸出變量函數(shù)有運(yùn)算法則 每次函數(shù)被執(zhí)行 就是運(yùn)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(biāo)準(zhǔn) 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(gè)輸出變量或沒有輸出變量函數(shù) 一個(gè)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(biāo)準(zhǔn) 變量說明 全局變量與局部變量 局部變量變量在一個(gè)POU 程序 功能塊或函數(shù) 中定義說明 只能在這個(gè)POU中訪問 全局變量變量在一個(gè)資源 PLC運(yùn)行核 runtime 中定義說明每個(gè)POU都可訪問 BeckhoffImage2020 4 2213 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)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(biāo)準(zhǔn) 變量說明 變量命名規(guī)則 字母不分大小寫 abc Abc ABC 第一個(gè)字符不能是數(shù)字不能連續(xù)使用多于一個(gè)的下劃線 允許的 ab c AB de AbC不允許的 1abc abc a bc頭32個(gè)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(biāo)識(shí)符 BeckhoffImage2020 4 2215 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)準(zhǔn) 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(diǎn)數(shù) 位和位組 時(shí)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(diǎn)數(shù)據(jù)類型 REAL和LREAL被稱為浮點(diǎn)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(jìn)制 八進(jìn)制 十進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)表示 示例 14 十進(jìn)制數(shù) 2 1001 0011 二進(jìn)制數(shù) 8 67 八進(jìn)制數(shù) 16 A 十六進(jìn)制數(shù) 基本數(shù)據(jù)類型 BeckhoffImage2020 4 2217 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)類型 整形數(shù)據(jù)類型 當(dāng)用大類型轉(zhuǎn)換為小類型時(shí) 將導(dǎo)致丟失信息 BeckhoffImage2020 4 2218 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)類型 時(shí)間數(shù)據(jù)類型 占用32位內(nèi)存允許溢出 例如25小時(shí) 使用d表示天 h表示小時(shí) 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(shí)間類型 DATE日期32 用TIME OF DAY 或TOD 表示一天中的時(shí)間用DATE AND TIME 或DT 表示日期和時(shí)間用DATE 或D 表示日期日期 D 1998 12 07表示7thJuly1998一天中的時(shí)間 TOD 12 00 00 123日期和時(shí)間 DT 1998 12 07 12 00 00 123 BeckhoffImage2020 4 2219 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)類型 字符串?dāng)?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(gè)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(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換 BeckhoffImage2020 4 2221 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 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(dāng)程序運(yùn)行時(shí) 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(biāo)準(zhǔn) 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(gè)值 缺省情況下 第一個(gè)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(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)準(zhǔn) 編程語言 IL指令表 低級(jí)語言 類似匯編程序 面向累加器的每行只允許一個(gè)操縱 如存儲(chǔ)一個(gè)值到累加寄存器用跳轉(zhuǎn)和標(biāo)號(hào)控制流程指令表 IL 由一系列指令組成 每條指令都由一個(gè)新行開始 包含一個(gè)操作符以及和操作符類型相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)操作數(shù) 并用逗號(hào)分開 在指令前可以有標(biāo)號(hào) 后接一個(gè)冒號(hào) 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(biāo)準(zhǔn) 編程語言 IL指令表指令列表 BeckhoffImage2020 4 2227 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 編程語言 IL指令表修飾符 BeckhoffImage2020 4 2228 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 編程語言 結(jié)構(gòu)化文本ST語言 ST語言的優(yōu)點(diǎn) 與IL語言相比較 高級(jí)語言 類似PASCAL 復(fù)雜公式 賦值命令 具有條件和反復(fù)陳述的流控用制表符和注釋使得編碼易讀ST語言缺點(diǎn) 由于它借助于編譯程序自動(dòng)地執(zhí)行程序 因此用戶不能直接影響其翻譯成機(jī)器碼 高度抽象導(dǎo)致效率降低 通常 編譯程序的時(shí)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(biāo)準(zhǔn) 編程語言 ST語言命令表 BeckhoffImage2020 4 2230 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 編程語言 ST語言命令表 BeckhoffImage2020 4 2231 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)準(zhǔn) 編程語言 梯形圖LD 繼電器梯形圖 利于復(fù)雜的AND和OR邏輯網(wǎng)圖左端垂直電源線連帶觸點(diǎn)和線圈觸點(diǎn)表示布爾變量主要是設(shè)計(jì)用于處理布爾信號(hào)允許跳轉(zhuǎn)返回 BeckhoffImage2020 4 2233 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 編程語言 梯形圖LD BeckhoffImage2020 4 2234 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 編程語言 順序功能圖SFC 描述復(fù)雜的序列的語言具有 動(dòng)作 和 轉(zhuǎn)移 的狀態(tài)系統(tǒng)通過劃分成小部分來編復(fù)雜的部分每個(gè)單元 動(dòng)作 action 轉(zhuǎn)移 transition 可以用任何IEC語言編程 BeckhoffImage2020 4 2235 IEC61131 3編程標(biāo)準(zhǔn) 編程語言 SFC介紹 步驟表示流程的一個(gè)狀