摘 要：介紹Rockwell A-B可編程序控制器（PLC）的編程方式（梯形圖、結(jié)構(gòu)文本、順序功能圖等），指令系統(tǒng)及編程手段（編程軟件及編程設(shè)備）。 關(guān)鍵詞：可編程序控制器；指令；編程軟件 Rockwell A-B的PLC由于支持多種編程方式，具有豐富的編程指令，加上各系列的PLC都有相應(yīng)的編程軟件，調(diào)試仿真軟件，因此在自動化領(lǐng)域中已越來越受到廣泛的應(yīng)用。 一、編程方式 所有的A-B PLC（Micrologix1000, SLC500, PLC-5和Controllogix）都支持梯形圖的編程方式，而大多數(shù)PLC-5系列處理器（增強型以上系列）還支持結(jié)構(gòu)文本及順序功能圖兩種編程方式。 1、梯形圖 梯形圖是一種最典型，也是最基本的編程方式，它采用圖形語言，沿用了繼電器的觸點、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號，并增加了一些繼電接觸控制沒有的符號。梯形圖形象、直觀，對于熟悉繼電器表示方式的人來說，非常容易接受，而不需要學(xué)習(xí)更深的計算機知識。這是一種最為廣泛的編程方式，適用于順序邏輯控制、離散量控制、定時/計數(shù)控制等操作。 梯形圖一般由多個不同的階梯組成，每一個階梯又可以由一個或幾個輸入指令及一個輸出指令組成。輸出指令應(yīng)出現(xiàn)在階梯的最右邊，而輸入指令則出現(xiàn)在輸出指令的左邊，如圖1所示。 [align=center] 圖1[/align] 2、結(jié)構(gòu)文本 結(jié)構(gòu)文本類似于BASIC編程，利用它可以很方便地建立、編輯和實現(xiàn)復(fù)雜的算法，特別在數(shù)據(jù)處理、計算存儲、決策判斷、優(yōu)化算法等涉及描述多種數(shù)據(jù)類型的變量應(yīng)用中非常有效。對于PLC-5處理器結(jié)構(gòu)文本可以支持以下結(jié)構(gòu)。 賦值：賦一個整數(shù)或浮點數(shù)值給一個數(shù)據(jù)單元 非保持型位賦值：賦一個二進(jìn)制數(shù)給一個位單元，當(dāng)處理器工作模式從編程方式到運行方式時或當(dāng)順序功能圖（SFC）的步被掃描后，這些位被清零。 保持型位賦值：賦一個二進(jìn)制數(shù)給一個位單元，當(dāng)處理器工作模式從編程方式到運行方式時或SFC的步被掃描后，這些位并不被清零。 IF-THEN-ELSE：有條件的執(zhí)行一段程序 FOR-NEXT：重復(fù)執(zhí)行一段程序 WHILE：只要輸入表達(dá)式為真就重復(fù)執(zhí)行一段程序 REPEAT：重復(fù)執(zhí)行一段程序直至某輸入表達(dá)式為真 EXIT：在處理器到達(dá)正常結(jié)束條件之前退出循環(huán)結(jié)構(gòu)（REPEAT，F(xiàn)OR 或WHILE） CASE：根據(jù)一個數(shù)學(xué)表達(dá)式或操作數(shù)據(jù)的值有條件地執(zhí)行一段程序 ；；：相當(dāng)于一個無操作指令NOP 梯形圖功能：可調(diào)用任一梯形圖程序或指令。 下面是一段利用結(jié)構(gòu)文本的編程例子： IF　（T4：0．DN）　THEN TON（T4：0，0.01，100，0） ELSE　RES（T4：0） END-IF 3、順序功能圖SFC SFC是一種順序控制語言，用這種語言可以對一個控制過程進(jìn)行控制，并顯示該過程的狀態(tài)。對于用戶的應(yīng)用，可將邏輯分成易于處理的步和轉(zhuǎn)換來替代較長的梯形圖或結(jié)構(gòu)文本。SFC中的每一步對應(yīng)于一個控制任務(wù)（實際上是一段為了完成某一個控制任務(wù)的程序，該程序可以是梯形圖、結(jié)構(gòu)文本、SFC的任一形式），用方框表示，步與步之間有轉(zhuǎn)換條件（也是一段程序），通過對該條件的檢測來決定處理器什么時候可始執(zhí)行下一步，轉(zhuǎn)換條件用水平線表示。通過顯示這些步和轉(zhuǎn)換條件，你可在任何時刻看到一個機器過程的狀態(tài)。簡單的SFC程序例子，如圖2示。 [align=center] 圖2[/align] 二、指令系統(tǒng) A-B PLC具有豐富的指令系統(tǒng)（約有110多條指令），雖然不同系列的PLC所能支持的指令的種類有所區(qū)別，但一些基本指令卻是大家共用的，下面主要介紹PLC-5系列可編程序控制器的指令類型。 1、繼電器指令 繼電器指令用于監(jiān)控數(shù)據(jù)表中的位狀態(tài)，如輸入位或者計時器控制字的位，繼電器型指令包括： 檢查通（XIC）；檢查斷（XIO）； 輸出激勵（OTE）；輸出鎖存（OTL）； 輸出解鎖（OTU）；立即輸入（IIN）； 立即輸出（IOT）。 2、計時器/計數(shù)器指令 計時器和計數(shù)器指令用于控制基于時間和事件計數(shù)的操作，包括： 通延時計時器（TON）；斷延時計時器（TOF）； 保持型計時器（RTO）；加計數(shù)（CTU）； 減計數(shù)（CTD）；計時器/計數(shù)器復(fù)位（RES）。 3、比較指令 比較指令用于比較表達(dá)式或指定比較指令的值，它包括： 比較（CMP）；等于（EQU）； 大于等于（GEQ）；大于（GRT）； 小于等于（LEQ）；小于（LES）； 極限測試（LIM）；屏蔽相等比較（MEQ）； 不等于（NEQ）。 4、計算指令 計算指令用于計算表達(dá)式或用指定的算術(shù)指令進(jìn)行算術(shù)運算，它包括： 計算（CPT）；乘法（MUL）； 取反（NEG）；正弦（SIN）； 平方根（SQR）；排序（SRT）； 減法（SUB）； 正切（TAN）； 反正弦（ASN）；反余弦（ACS）； 對數(shù)（LOG）；自然對數(shù)（LN）； 除法（DIV）；余弦（COS）； 清零（CLR）；平均值（AVE）； 反正切（ATN）；加法（ADD）； 標(biāo)準(zhǔn)差（STD）；X的Y次冪（XPY）。 5、邏輯指令 邏輯指令用于邏輯操作，包括： 與操作（AND）；非操作（NOT）； 或操作（OR）；異或操作（XOR）。 6、轉(zhuǎn)換指令 轉(zhuǎn)換指令用于整數(shù)與BCD之間的相互轉(zhuǎn)換及度與弧度之間的相互轉(zhuǎn)換，包括： 整數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼（TOD）； 從BCD碼轉(zhuǎn)換成整數(shù)（FRD）； 弧度轉(zhuǎn)換成度（DEG）； 度轉(zhuǎn)換成弧度（RAD）。 7、位處理和傳送指令 位處理和傳送指令用于位調(diào)整和位傳送，包括： 位分配（BTD）；字傳送（MOV）； 屏蔽傳送（MVM）。 8、文件指令 文件指令用于文件數(shù)據(jù)的運算和文件數(shù)據(jù)的比較，包括： 文件算術(shù)和邏輯指令（FAL）； 文件檢索和比較指令（FSC）； 文件拷貝（COP）； 文件填入（FLL）。 9、移位指令 移位指令用于模擬部件和信息的運動或流動，包括： 位左移（BSL）；位右移（BSR）； 先入先出裝入（FFL）；先入先出卸出（FFU） 后入先出裝入（LFL）；后入先出卸出（LFU）。 10、程序控制指令 程序控制指令可以改變梯形圖程序執(zhí)行的方向，包括： 跳轉(zhuǎn)（JMP）；禁止用戶中斷（UID）； 恒假指令（AFI）；標(biāo)號（LBL）； 允許用戶中斷（UIE）；暫時結(jié)束（TND）； 中止（BRK）；循環(huán)（FOR，NXT）； SFC復(fù)位（SFR）；子程序（SBR）； 跳轉(zhuǎn)到子程序（JSR）；返回（RET）； 主控復(fù)位（MCR）；轉(zhuǎn)換的結(jié)束（EOT）。 11、I/O信息指令 用于信息的傳送，包括對本地或遠(yuǎn)程I/O框架上的塊傳送模塊進(jìn)行讀寫，以及處理器之間的信息傳送。 塊傳送寫（BTW）；塊傳送讀（BTR）； 信息指令（MSG）。 另外還有用于控制具有連續(xù)性和重復(fù)操作特性的自動流水線上的順序器指令（如順序器輸入SQI，順序器輸出SQO，順序器裝入SQL），用于過程控制的PID指令；用于檢測用戶程序的診斷指令，以及ASCⅡ指令等。大量的指令使用戶在開發(fā)程序中，可以選取合適的指令，從而大大節(jié)省開發(fā)時間。 三、編程軟件及編程設(shè)備 Rockwell A-B各個系列的PLC都具有相應(yīng)的編程軟件及仿真軟件。表1給出了目前廣泛使用的各系列PLC相應(yīng)的一些編程軟件。 表1　PLC的編程軟件 PLC系列 PLC-5 SLC-500或Micrologix100 編程軟件 PLC-5 A.I.系列 SLC500 A.I.系列 RSLogix5 RSLogix500 仿真軟件 RSEmulute5 RSEmulate500 其中A.I.系列的編程軟件是基于MS-DOS的軟件包，可以對相應(yīng)的A-B PLC各系列處理器實現(xiàn)離線和在線開發(fā)、文檔和報表功能，由于A.I軟件使用菜單和功能鍵等特點，因此初學(xué)者易于使用，其強大的編輯和診斷工具又會為梯形圖開發(fā)和故障檢測節(jié)省大量的時間。幫助系統(tǒng)則可以幫助用戶熟悉軟件的特點，并提供PLC指令集的詳細(xì)信息。 RSLogix5 及RSLogix500是一個基于Microsoft 32 位，在Windows95或Windows NT下的軟件包。它提供了用戶所希望的每一種功能，如完全視窗化的友好界面、靈活易用的編輯器、點中-點擊方式進(jìn)入輸入輸出組態(tài)、強有力的數(shù)據(jù)庫編輯器、診斷和排錯工具和可靠的通訊等。因此RSLogix產(chǎn)品的編程方案適合于任何層次的開發(fā)人員。最重要的是RSLogix產(chǎn)品還完全兼容于以前基于MS-DOS的Rockwell編程軟件所生成的程序，從而使跨平臺的程序易于轉(zhuǎn)換及維護(hù)。因此RSLogix系列產(chǎn)品更適宜于現(xiàn)代化的編程。在起動和運行前，對所編的程序進(jìn)行測試和調(diào)試是很有必要的，RSEmulate系列仿真軟件包就可以用來模擬一個或多個運行的SLC500或PLC-5處理器（RSEmulate500 仿真SLC500，RSEmulate5仿真PLC-5）。RSEmulate 系列仿真軟件也是基于Microsoft Windows的軟件包，它除了仿真SLC500，PLC-5之外還可以用于故障檢測、梯形圖掃描選項、串行設(shè)備模擬等，使用十分方便。 對于Rockwell A-B各個系列的PLC，我們可以通過不同的通訊方式，利用不同的編程設(shè)備進(jìn)行編程。常見的編程設(shè)備有個人計算機（386或以上）和A-B專用的編程器。我們可以通過編程器的串口對A-B PLC進(jìn)行一對一的編程，也可以利用網(wǎng)絡(luò)對多個PLC進(jìn)行編程：例如在DH+網(wǎng)上對PLC-5進(jìn)行編程，如圖3示，在DH-485網(wǎng)上對SLC500進(jìn)行編程，如圖4示等。對于SLC500或Micrologix1000,我們還可以利用手持式編程器（HHT）進(jìn)行編程。 [align=center] 圖3 [/align] 四、結(jié)束語 綜上所述，A-B 公司生產(chǎn)的各系列PLC，由于支持多種編程語言，具有豐富及先進(jìn)的指令系統(tǒng)，加上編程軟件種類多、功能強、使用方便易學(xué)，因此很容易為廣大設(shè)計者、使用者所熟悉,也很容易實現(xiàn)諸如高速順序控制、運動控制及傳動系統(tǒng)控制,因此,A-B PLC在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用前景是十分廣泛的。