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梯形图是plc常用的一种编程语言(plc梯形图语言有哪些主要特点)

文章作者:邱老师 发布时间:2022-09-15 11:53:47 浏览次数:0

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梯形图是plc常用的一种编程语言

在科学、技术、工程和数学(STEM)教育中,第一组织(一个美国非营利组织,旨在鼓励学生不定期地在工程和科学技术方面进行扩展)的活动以及高中的其他技术课程中,许多年轻人使用Raspberry Pi、Arduino或类似的微控制器进行编程。通常,大多数人都在学习使用某种面向对象编程(OOP),所以当他们进入社会后,他们自然倾向于使用面向对象编程。

然而,工业自动化近50年来一直依赖于梯形图逻辑(又称梯形图)。程序员在这个领域有几十年的工业编程经验。但是这些有经验的程序员不会一直工作,他们会退休。与此同时,大量熟悉面向对象编程的年轻员工也不时涌入这个行业。如何向这些重生的劳动者介绍阶梯逻辑?

虽然面向对象编程有优点也有缺点,但它是学习和应用梯形逻辑的一个非常好的起点。

面向对象编程出现在60年代初或者更早,比梯形逻辑的历史还要长。在制造业领域,有许多可用的硬件和软件使其更受欢迎。Arduino和Raspberry Pi等高级微控制器就是一个例子。

阿杜因

o微控制器硬件通常用最基本的C语言编程(见图1)。Raspberry Pi基于Linux系统,有很多面向对象的编程平台,比如Python、Java等。这些低成本的微控制器和微软的。net平台为那些想学习面向对象编程的人提供了资源。

图1:Arduino微控制器硬件通常使用面向对象语言停止编程,公共语言是最根本的C语言。图片来源:自动化Direct

面向对象编程的优势

与梯形逻辑相比,面向对象编程有以下优点:

●代码可移植,易于重复使用;

●易于使用的数学函数、循环等。;

●几乎每门计算机编程课程中,都讲授面向对象编程;

●代码可以在各种硬件平台上运行。

要掌握面向对象编程,首先要了解对象的概念和应用。对象或模块类一旦写好,就很容易反复调用来完成重复的应用。例如,创建一个对象来控制电机,并处理所有的输入、输出和故障。需要时,可以通过重复实例化单个控制对象来控制多个电机。这称为按需实例化。当需要控制多个电机时,可以重复使用单个对象。它在需要时被调用,并在应用时创建实例。

电机的每个实例都有其自身的特征,例如电机关闭、电机运行、电机速度、电机过载等。大多数编程工作都是在第一次创建对象时完成的。这是一种不同于梯形逻辑的思维方式,而且更强大,因为一个对象一旦建立起来,就很容易使用和重用。

面向对象的编程使得执行复杂的数学函数、循环计算、数组和嵌套子程序变得更加容易。几乎每个计算机程序 mdash mdash无论是高中、大学,还是网络课程,都会教授这些知识。创建的代码是可移植的,可以在各种硬件平台上运行。

面向对象编程的缺陷

然而,与梯形逻辑相比,面向对象编程有以下缺点:

●成本较高;

●更陡峭的学习曲线;

●对于维修人员来说,排除故障不是特别容易;

●在将源代码上传到四个处理器之前,通常需要进行编译。

与梯形逻辑相比,面向对象编程往往需要更多的内存和更强的处理能力,因此成本更高。面向对象编程语言的学习时间可能会更长。很可能需要课堂学习,需要大量的时间、理论、测试和应用来控制中心概念。

程序员必须经常讨论面向对象编程,以便使用tracker来跟踪代码或使用调试器来调试逻辑。使用这种类型的高级编程,可能很难完成实时在线监控功能。

在将源代码下载到控制器之前,必须停止编译。通常,源代码不保存在处理器的存储器中。这意味着您必须小心备份源代码,因为编译后的代码通常是不可编辑的。

对于面向对象编程,库文件必须与编译过程中使用的其他资源相连接。如果不了解人脉和资源,就很难让程序发挥作用。

梯形图逻辑的优势

梯形逻辑是一种简单且自文档化的编码方法,以至于有人怀疑它能否成为一种编程语言。它遵循继电器控制系统使用的梯形图格式,一般人可以很快学会并控制。它是过去几十年中唯一广泛应用于机器自动化领域的编程语言,在可预见的未来仍将是自动化行业使用的主要编程语言之一(见图2)。

图Automation Direct提供的一个PLC可以为执行梯形逻辑提供一个工业硬件平台。

随着时间的推移,不同背景的人从不同的类别进入行业,各种编程语言被引入工业自动化工具箱。包括功能块编程、结构化文本、状态编程和二级功能图。这四种编程语言和梯形逻辑构成了IEC61131-3的标准编程语言。

IEC61131背后的逻辑是,如果每个供应商都遵守这个规范,至少在某种程度上,一个人可以通过学习这五种编程语言,很容易地停止在不同供应商提供的平台之间切换。然而,事实并非如此。

基本的梯形逻辑(如使用继电器触点和线圈)是一样的;但是在编程的时候,需要学习各个供应商的语法和用户体验,以及如何使用编程平台的详细信息。

尽管缺乏标准化,但与面向对象编程相比,梯形逻辑具有以下优势:

●非常适合机器和过程控制;

●因为本质上是自文档,所以更容易理解;

●容易停止对受控系统进行故障排除;

●易于调试;

●源代码通常可以存储在处理器中。

梯形逻辑非常适合于机器和过程控制,尤其是具有大量离散输入和输出(I/O)的自动化系统。多年来,梯形逻辑一直在不断改进,以处理模拟I/O,使其更适合许多过程控制应用。与机器控制应用相比,过程应用中模拟I/O的比例往往更高。

因为梯形逻辑比面向对象编程更容易使用,所以许多熟练的技术人员和工程师可以很快学会梯形逻辑。高度系统化和有序的逻辑,加上其自文档化的本质,使其更容易理解和控制。在启动一个设备之前,每一行代码都必须为真。如果有5个电机需要控制,那么至少需要5行代码,完成了高度简化。

更容易学。

对于电气工程师和维修人员来说,梯形图逻辑非常直观。梯形图逻辑虽然需要和面向对象编程不同的思维方式,但是学习后可以很快掌握,而且理解别人写的代码花费的时间更少。逻辑什么时候是真的,什么时候是假的,很清楚。即使是编程经验有限的人,也很容易弄清楚它是开还是关,线圈通电,类比变量和常用的数学函数(见图3)。

图3:梯形图逻辑编程的直观特点,即使经验有限的用户也能快速掌握。

它简单易用,简化了故障排除和调试。当监控逻辑时,很容易理解当前发生的工作条件。不需要软件学位或高级编程技能。有了梯形逻辑,维护人员和工程师很容易跟踪过程并了解正在发生的事情。可以把梯形图逻辑当做真值表。如果左边的逻辑为真,右边的逻辑就会启动。

梯形逻辑源代码和描述符通常保存在控制器中。这可以消除程序员在试图理解编译后的程序却无法访问源代码时所遭受的挫败感,面向对象编程也是如此。

然而,与面向对象编程相比,梯形逻辑也有以下缺陷:

●计算机程序员和IT人员不熟悉梯形图逻辑;

●难以停止数学函数、文本和数据处理;

●取决于扫描时间;

●需要特殊的硬件来执行,如可编程逻辑控制器(PLC);

梯形逻辑是一种计算机程序员和IT人员都不熟悉的符号语言,但在学校里是学不到的。梯形逻辑可能很难处理数学函数、文本字符串和数据,主要是因为梯形逻辑最初并不是为了处理这些函数而设计的。

扫描时间相关

梯形逻辑也取决于扫描时间。更大的程序需要更长的时间来扫描和处理逻辑。执行梯形图逻辑时,读取输入,扫描逻辑,更新数据表和输出,执行通信,然后重复。能够执行中缀等功能和其他编程技术,以确保更快地执行某些逻辑。

虽然用梯形图逻辑配置的软件型PLC可以在PC上运行,但通常硬件(如PLC)要和编程软件相匹配,两者都要从同一家供应商处购买。这样可以保证兼容性,但是如果要换供应商,就不是特别方便了。

除了比较梯形逻辑和面向对象编程的优势,用户还应该评估这些编程语言在要部署的环境中的应用。如果工厂或设备已经完成了梯形图逻辑的标准化,即使面向对象编程更适合这种应用,也不鼓励将梯形图逻辑改为面向对象编程。随着面向对象编程的应用越来越多,估计在未来几十年内,它将与梯形逻辑共存。一个有远见的自动化专业人士最好掌握好这两种词。

(内容来源网络,版权归原作者所有)

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