Языки программирования промышленных контроллеров.
Раньше при разработке микропроцессорных систем управления для создания программы управления использовали язык ассемблер. Программирование на языке ассемблер требует высокой квалификации программистов, а сам процесс разработки и отладки программы требует больших временных затрат.
Поэтому, для упрощения процесса разработки программного обеспечения для микропроцессорных систем управления начали разрабатывать различные языки программирования. Для стандартизации этих языков программирования в 1993 году был принят стандарт МЭК 61131-3.
Этот стандарт устанавливает пять языков программирования ПЛК, три графических и два текстовых:
Релейно-контактные схемы, или релейные диаграммы (LD - Ladder Diagram);
Диаграммы функциональных блоков (FBD - Function Block Diagram);
Список инструкций IL - Instruction List).
Структурированный текст (ST - Structured Text);
Последовательные функциональные схемы (SFC - Sequential Function Chart); Ниже приведем краткий обзор этих языков программирования.
Язык ld – язык релейно-контактных схем
Графический язык релейной логики впервые появился в виде электрических схем, которые состояли из контактов и обмоток электромагнитных реле. До эры микропроцессоров такие схемы использовались в автоматике конвейеров для сборки автомобилей, для управления лифтами и т.д. Для примера на рисунках 2.4 и 2.5 представлены электрическая схема включения двигателя и соответствующая программа на языке релейной логики.
~220 В Null
Рис. 2.4. Электрическая схема включения двигателя
Рис. 2.5. Программа включения двигателя на языке LD
Язык релейной логики был интуитивно понятен людям, слегка знакомым с электротехникой и поэтому оказался наиболее распространенным в промышленной автоматике. Обслуживающий персонал легко находил отказ в оборудовании, прослеживая путь сигнала по релейной диаграмме.
Однако язык LD проблематично использовать для реализации сложных алгоритмов, поскольку он не поддерживает подпрограммы, функции и другие средства структурирования программ с целью повышения качества программирования.
Для выполнения арифметических функций в язык LD были добавлены функциональные блоки, которые выполняли операции сложения, умножения, вычисления среднего и т.д. Сложные вычисления в этом языке невозможны. Недостатком является также то, что при программировании на мониторе компьютера или панели оператора умещается только маленькая часть программы.
Несмотря на указанные недостатки, язык LD относится к наиболее распространенным в мире, хотя используется для программирования только простых задач.
Язык fbd – Диаграммы функциональных блоков
FBD является графическим языком и наиболее удобен для программирования процессов прохождения сигналов через логические и функциональные блоки (рис. 2.68). Язык FBD удобен для схемотехников, которые легко могут составить электрическую схему системы управления на "жесткой логике" (на основе микросхем), но не имеют опыта программирования.
Рис. 1.6. Программа включения двигателя на языке FBD
Функциональные блоки представляют собой фрагменты программ, написанных на IL, SFC или других языках, которые могут быть многократно использованы в разных частях программы и которым соответствует графическое изображение, принятое при разработке функциональных схем электронных устройств