结构化编程与IEC1131标准在SIMATIC S7中的应用

"13.结构化编程.ppt" 在工业自动化领域，结构化编程是一种用于设计和编写可编程逻辑控制器（PLC）程序的方法，它遵循了国际电工委员会（IEC）制定的标准，特别是IEC 61131-3。这个标准是为确保不同制造商的PLC程序具有互操作性和一致性而设计的。本资料主要涵盖了结构化编程的基础概念、IEC 1131标准的组成部分以及SIMATIC S7系列在这一标准下的应用。 结构化编程的核心理念是通过分层和模块化的编程方法来提高代码的可读性、可维护性和复用性。在SIMATIC S7系统中，结构化编程主要体现在以下几个方面： 1. **操作系统**：SIMATIC S7的编程基于特定的操作系统，允许用户编写和执行各种类型的程序块。这些块包括： - **OB (Organizing Block)**：组织块，如OB1，是PLC的主循环，负责调度其他程序块的执行。 - **FC (Function)**：函数，是可重用的、无状态的代码块，不保存数据。 - **FB (Function Block)**：功能块，类似于函数，但可以保存数据（输入/输出和静态变量）。 - **SFC (Sequential Function Chart)**：顺序功能图，用于描述顺序流程控制。 - **SFB (Sequential Function Block)**：顺序功能块，类似于SFC，但可以保存数据。 2. **IEC 1131-3标准**：该标准分为五部分，其中： - 第一部分定义了PLC的基本术语和功能特点。 - 第二部分规定了设备的电气、机械和功能要求，以及制造商提供的信息和一致性规则。 - 第三部分详细介绍了编程语言，包括梯形图（LD/LAD）、功能方框图（FBD）、语句表（IL或STL）、结构化文本（ST或SCL）、顺序功能图（SFC或S7-GRAPH）等。 - 第四部分涉及用户指南，涵盖系统分析、PLC选择、应用、安全和维护等方面。 - 第五部分涉及通信，如通信模式、通讯块与ISO协议的映射。 3. **编程语言**：IEC 61131-3支持的五种编程语言各有其优势和应用场景： - **指令表(IL)**：类似于汇编语言，直接对应PLC的内部指令，适合低级编程。 - **结构化文本(ST)**：类似高级语言，用于编写复杂的算法和逻辑。 - **梯形图(LD)**：直观易懂，模拟继电器逻辑，适用于电气工程师。 - **功能方框图(FBD)**：图形化表示功能和数据流，适合系统设计师。 - **顺序功能图(SFC)**：用于描述过程中的顺序步骤和条件转移。 4. **SIMATIC管理器下的项目结构**：在SIMATIC Manager中，项目包含了整个自动化系统的配置和编程。项目下有S7/M等子目录，用于组织不同的组件，如硬件配置、程序块等。 通过结构化编程，工程师可以更有效地管理复杂的PLC程序，确保代码质量，并简化系统维护。在SIMATIC S7环境下，结合IEC 1131-3标准，能够实现高效、灵活的自动化解决方案。