6ES7214-1BG40-0XB0西门子紧凑型CPU

PLC编程软件由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。PLCbianchengruanjian/' target='bbbbbb'>PLC编程软件系统由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序(也就是逻辑控制)用来实现各种控制。

标准语言梯形图语言是*常用的一种语言，它有以下特点：

梯形图中接点(触点)只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。

PLC梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。

内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。

PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。

1、认识梯形图和继电器控制原理图符号的区别：

继电器控制原理图中的元件符号，有常开触点、常闭触点和线圈，为了区别它们，在有关符号边上标注如KM、KA、KT等以示不同的器件，但其触头的数量是受到限制。而PLC梯形图中，也有常开、常闭触点，在其边上同样可标注X、Y、M、S、T、C以示不同的软器件。它*大的优点是：同一标记的触点在不同的梯级中，可以反复的出现。而继电器则无法达到这一目的。而线圈的使用是相同的，即不同的线圈只能出现一次。

2、编程元件的分类：

编程元件分为八大类，X为输入继电器、Y为输出继电器、M为辅助继电器、S为状态继电器、T为定时器、C为计数器、D为数据寄存器和指针(P、I、N)。关于各类元件的功用，各种版本的PLC书籍均有介绍，故在此不介绍，但一定要清楚各类元件的功能。

3、编程元件的指令由二部分组成：

如 LD(功能含意)X000(元件地址)，即 LD X000，LDI Y000......

4、熟识PLC基本指令：

(1) LD(取)、LDI取反)、OUT(输出)指令；LD(取)、LDI(取反)以电工的说法前者是常开、后者为常闭。这二条指令*常用于每条电路的第一个触点(即左母线第一个触点)，当然它也可能在电路块与其它并联中的第一个触点中出现。

这是一张PLC梯形图(不会运行)。左边的纵线称为左母线，右母线可以不表示。该图有三个梯级；第1梯级；左边第一个触点为常开，上标为X000，X表示为输入继电器，其后的000数据，可以这样认为它使用的是输入继电器中的编号为第000的触点(下同)。其指令的正确表示应为(如右图程序所示)：0、LD X000 (前头的0 即为从第0步开始，指令输入时无须理会，它会自动按顺序显示出)。 第2梯级；左边的第一个触点为常闭触点，上标为T0，T表示定时器(有时间长短不同，应注意)，0则表示定时器中的编号为0的触点。其指令的正确表示应为：2、LDI T0(如程序所示)。 第3梯级；左边第一个触点为常闭，上标为M0, M为辅助继电器(该继电器有多种，注意类别)，其指令的正确表示应为：4、LDI M0(如程序所示)。本梯级的第2行第一个触点为常开，上标为Y000，Y表示输出继电器，由于该触点与后面Y001触点呈串联关系，形成了所谓的电路"块"，故而其触点的指令应为 5、LD Y000。总之LD与LDI指令从上面可以看出，它们均是左母线每一梯级第一触点所使用的指令。而梯级中的支路(即第3梯级的第2行)有二个或二个以上触点呈串联关系，其第一触点同样按LD或LDI指令。可使用LD、LDI指令的元件有：输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C、状态继电器S。OUT为线圈驱动指令，该指令不能出现在左母线第一位。驱动线圈与驱动线圈不能串联，但可并联。同一驱动线圈只能出现一次，并安排在每一梯级的*后一位。如上图中的1、OUT Y000，3、OUT Y001，Y为输出继电器，其线圈一旦接获输出信号，可以这样认为，线圈将驱动其相应的触点而接通外部负载(外部负载多为接触器、中间继电器等)。而上图8、OUT T0 K40 为定时器驱动线圈指令，其中的K为常数40为设定值(类似电工对时间继电器的整定)。可使用OUT指令元件有：输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C、状态继电器S

程序：PLC指令的有序集合，PLC运行它，可进行相应的工作，当然，这里的程序是指PLC的用户程序。用户程序一般由用户设计，PLC的厂家或代销商不提供。用语句表达的程序不大直观，可读性差，特别是较复杂的程序，更难读，所以多数程序用梯形图表达。

　　梯形图：梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（LD）指令开始，必要时再继以若干个输入指令（含LD指令），以建立逻辑条件。*后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。下图是三菱公司的FX2N系列产品的*简单的梯形图例：

　　它有两组，第一组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以 结束程序。

　　梯形图与助记符的对应关系： 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。一般讲，其顺序为：先输入，后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形图就可将其翻译成助记符程序。上图的助记符程序为：

　　地址 指令 变量
　　0000 LD X000
　　0001 OR X010
　　0002 AND NOT X001
　　0003 OUT Y000
　　0004 END

　　反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图。

　　梯形图与电气原理图的关系：如果仅考虑逻辑控制，梯形图与电气原理图也可建立起一定的对应关系。如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如LD，AND，OR）对应于接点，互锁指令（IL、ILC）可看成总开关，等等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。

　　有了这个对应关系，用PLC程序代表继电逻辑是很容易的。这也是PLC技术对传统继电控制技术的继承

  4.2 软PLC程序的语法分析
   
      语法分析选用自顶向下的LL(1)分析方法。为使用LL(1)分析方法，首先构造预测分析表，并先求取所有非终结符号的FIRST集和FELLOW集。
   
      FIRST集：FIRST(S)={a，@，b，c}；FIRST(H)={@，b，c，a}；FIRST(K)={@，b，c，a}；FIRST(A)={@，b，c}；FIRST(B)={e，d}；FIRST(D)={b，c}；FIRST(E)={b，c，a}。
   
      FOLLOW集：FOLLOW(S)={#}；FOLLOW(H)= {f}；FOLLOW(K)={e，d}；FOLLOW(A)={f}；
      FOLLOW(B)={b，c，a，f，e，d}；FOLLOW(D)={b，c，f，a，e，d}；FOLLOW(E)={b，C，a，f，e，d}。
   
      各产生式的SELECT集：SELECT(S→aHfS)={a}；SELECT(S→AfS)={b，c，f}；SELECT(S→@)={@，#}；SELECT(H→EH)={b，c，a}；SELECT(H→@)={@，f}；SELECT(K→EK)={b，c，a}；SELECT(K→@)={@，e，d}；SELECT(A→DA)={b，c}；SELECT(A→@)={@，f}；SELECT(B→e)={e}；SELECT(B→d)={d}；SELECT(D→b)={b}；SELECT(D→c)={c}；SELECT(E→D)={b，c}；SELECT(E→aKB)={a}
   
      根据上述计算。生成的PLC文法预测分析表如表1所示。

表1 PLC文法预测分析表

      通过表1，采用非递归的预测分析方法，构造预测分析器模型，如图2所示。

图2 非递归的预测分析器模型

      预测分析器的控制程序总是根据栈顶符号和当前输入符号来决定预测分析器的动作，预测分析器的控制程序算法如下：
   
      置指针ip指向输入符号串的第1个字符
   
    while(1)
    令X是栈顶符号。a是ip所指的符号；
    if(X是终结符号或$)
    if X==a
    pop(X)，更新ip；
    else
    error()；
    else(X是非终结符号)
    if M[X，a]：X—yly2?K
    pop(X)；
    push(Y1Y2?K)；
    else
    error()；
    else(X==$)
    分析成功；
    break；
   
    其中，M[X，a]是指预测分析表中x行和a列相交处的产生式。
   
    下面举例子来说明PLC程序语法分析程序的工作过程。

    将指令用小写字母代替后，程序指令变为acababecdcf，将该字符串作为输入，分析过程如表2所示。

表2 PLC程序语法分析表

      5、软PLC程序编译的实现
   
      PLC指令表程序的分析是通过对指令表程序的解释而获得程序的逻辑，并以对话框形式演示程序的逻辑状态。在解释过程中，构造2个变量，1个用于存储分支块的逻辑值，另1个用于存储分支块前面语句的逻辑值。同时构造1个堆栈用来存储解释过程中的结果，分支块前面的值保存在堆栈中，整个分支块的值保存在1个临时变量中。
   
      PLC指令表程序的解释过程为：1)当解释程序发现LD或LDI指令时，将临时变量值压入堆栈，临时变量赋值为1，临时变量与指令后面的元素进行逻辑与操作，将结果保存在临时变量中；2)当解释程序发现AND或ANI指令时，临时变量与指令后的元素进行与操作，将结果保存到临时变量中；3)当解释程序发现OR或ORI指令时，l临时变量与指令后的元素进行或操作，将结果保存到临时变量中；4)当解释程序发现ANB指令时，临时变量与栈顶的值进行与操作，将结果保存到临时变量中，同时堆栈将栈顶元素弹出；5)当解释程序发现ORB指令时，临时变量与栈顶的值进行或操作，将结果保存到临时变量中，同时堆栈将栈顶元素弹出；6)当解释程序发现OUT指令时，将临时变量与栈顶的值进行与操作，将结果保存在临时变量中。同时清空堆栈。
   
      程序逻辑的仿真界面，如图3所示。

图3 程序逻辑仿真界面

      程序中所包含的PLC元素会按类别以表格形式列出，元素的不同颜色表示元素的开关状态，红色代表高电平，白色代表低电平。当用鼠标改变输入元素的状态时。输出元素的状态会按照程序逻辑进行改变，改变的结果可由颜色的变化来显示