¿Por qué el código del controlador industrial no está en formato C++ estándar?

Los controladores industriales (PLC) son utilizados principalmente por personal técnico y de ingeniería. No todo el personal técnico y de ingeniería es programador, y C++ es un lenguaje de programación de computadoras de uso más general.

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El programa de usuario PLC es diseñado por diseñadores mediante la preparación del lenguaje de programación PLC de acuerdo con los requisitos de control de procesos del sistema de control. Según el estándar del lenguaje de programación de control industrial (IEC1131-3) establecido por la Comisión Electrotécnica Internacional. Los lenguajes de programación de PLC incluyen los cinco siguientes: lenguaje de diagrama de escalera (LD), lenguaje de lista de instrucciones (IL), lenguaje de diagrama de bloques de funciones (FBD), lenguaje de diagrama de flujo de funciones secuenciales (SFC) y lenguaje de texto estructurado (ST).

1. Lenguaje de diagrama de escalera (LD)

El lenguaje de diagrama de escalera es el lenguaje de programación más utilizado en la programación de PLC. Es un lenguaje de programación similar a los circuitos de relés. Dado que los diseñadores eléctricos están familiarizados con el control de relés, el lenguaje de programación en escalera ha sido ampliamente bienvenido y utilizado.

Las características del lenguaje de programación del diagrama de escalera son: corresponde al diagrama esquemático de operación eléctrica y es intuitivo y correspondiente; es consistente con el control de relé original y es fácil de dominar para los diseñadores eléctricos.

La diferencia entre el lenguaje de programación del diagrama de escalera y el control de relé original es que el flujo de energía en el diagrama de escalera no es la corriente real y los relés internos no son relés reales. Cuando se aplica, es necesario. Ser el mismo que el control de relé original. Existen diferencias en el concepto de control de relé.

2. Lenguaje de lista de instrucciones (IL)

El lenguaje de programación de lista de instrucciones es un lenguaje de programación mnemotécnico similar al lenguaje ensamblador, que consta de códigos de operación y operandos. En ausencia de una computadora, es adecuado utilizar un programador portátil PLC para compilar los programas de usuario. Al mismo tiempo, el lenguaje de programación de la lista de instrucciones y el diagrama del lenguaje de programación del diagrama de escalera tienen una correspondencia uno a uno y se pueden convertir entre sí bajo el software de programación del PLC. La Figura 3 es la lista de instrucciones correspondiente al diagrama de escalera del PLC en la Figura 2.

Las características del lenguaje de programación de lista de instrucciones son: los mnemotécnicos se utilizan para representar funciones operativas, que son fáciles de recordar y dominar; los mnemotécnicos se utilizan en el teclado del programador portátil para representar operaciones y pueden ser Diseño de programación sin computadora; correspondencia uno a uno con diagrama de escalera. Sus características son básicamente consistentes con el lenguaje del diagrama de escalera.

3. Lenguaje de diagrama de módulo funcional (FBD)

El lenguaje de diagrama de módulo funcional es un lenguaje de programación de PLC similar a los circuitos lógicos digitales. Las funciones del módulo se representan en forma de un diagrama de módulo funcional. Los diferentes módulos funcionales tienen funciones diferentes.

Características del lenguaje de programación de diagramas de módulos funcionales: Las características del lenguaje de programación de diagramas de módulos funcionales son: tomando los módulos funcionales como unidades, es simple y fácil de analizar y comprender el esquema de control de los módulos funcionales que expresan funciones; en forma de gráficos, que es intuitivo, fuerte y fácil de dominar para los diseñadores con una base en circuitos lógicos digitales, para sistemas de control a gran escala con relaciones lógicas de control complejas, el diagrama del módulo funcional puede expresar claramente las relaciones funcionales; reduciendo el tiempo de programación y depuración.

4. Lenguaje de diagrama de flujo funcional secuencial (SFC)

El lenguaje de diagrama de flujo funcional secuencial es un lenguaje de programación diseñado para satisfacer el control lógico secuencial. Al programar, el proceso de acciones secuenciales del proceso se divide en pasos y condiciones de transición. La secuencia del proceso funcional del sistema de control se asigna de acuerdo con las condiciones de transición, y las acciones secuenciales se siguen paso a paso. Cada paso representa una tarea de función de control, representada por un cuadro. Dentro de la caja se encuentra la lógica de escalera utilizada para completar las tareas de función de control correspondientes. Este lenguaje de programación hace que la estructura del programa sea clara y fácil de leer y mantener, lo que reduce en gran medida la carga de trabajo de programación y acorta el tiempo de programación y depuración. Se utiliza cuando la escala del sistema es grande y la relación del programa es compleja.

Las características del lenguaje de programación de diagramas de flujo funcionales secuenciales: tomar funciones como línea principal, asignarlas en el orden de los procesos funcionales, organización clara, fácil de entender el programa de usuario evitando los defectos de los diagramas de escalera; u otros lenguajes que no pueden operar secuencialmente, y al mismo tiempo también evita los defectos de la estructura compleja del programa de usuario y la dificultad de comprensión debido al enclavamiento mecánico al programar acciones secuenciales en el lenguaje de diagrama de escalera, el tiempo de escaneo del programa de usuario también es grande; acortado.

5. Lenguaje de texto estructurado (ST)

El lenguaje de texto estructurado es un lenguaje de programación que utiliza texto de descripción estructurado para describir programas. Es un lenguaje de programación similar a un lenguaje de alto nivel.

En sistemas PLC grandes y medianos, el texto estructurado se utiliza a menudo para describir la relación entre varias variables en el sistema de control. Se utiliza principalmente para programación de usuario que es difícil de implementar en otros lenguajes de programación.

El lenguaje de programación de texto estructurado utiliza métodos de descripción informática para describir diversas relaciones operativas entre diversas variables del sistema para completar las funciones u operaciones requeridas. El lenguaje de programación de texto estructurado utilizado por la mayoría de los fabricantes de PLC es similar a los lenguajes de alto nivel como el lenguaje BASIC, el lenguaje PASCAL o el lenguaje C, pero para facilitar la aplicación, el método de expresión y el tipo de declaraciones se han simplificado.

Características del lenguaje de programación de texto estructurado: el uso de un lenguaje de alto nivel para la programación puede completar operaciones de control más complejas; requiere cierto conocimiento del lenguaje informático de alto nivel y habilidades de programación, y tiene mayores requisitos para los diseñadores de ingeniería. La intuitividad y la operatividad son pobres.

Los diferentes modelos de software de programación de PLC admiten diferentes tipos de los cinco lenguajes de programación anteriores. Los primeros PLC solo admitían el lenguaje de programación de diagramas de escalera y el lenguaje de programación de listas de instrucciones. Los PLC actuales admiten lenguajes de programación de diagrama de escalera (LD), lista de instrucciones (STL) y diagrama de bloques de funciones (FBD). Por ejemplo, SIMATIC STEP7 MicroWIN V3.2.

En el diseño de un sistema de control PLC, los diseñadores deben comprender no solo el rendimiento del hardware del PLC, sino también los tipos de lenguajes de programación admitidos por el PLC.