今天給大家?guī)?/span>如何使用三菱ST語言編寫一個完整的項目程序。

本文作者：陸馮

【本文如有不足之處，請各位高手指點】

眾所周知，目前類似于C語言的ST結(jié)構(gòu)化文本語言，已經(jīng)成為了目前工控行業(yè)PLC編程的主流發(fā)展趨勢。目前，三菱、西門子、施耐德等各大PLC廠商的編程軟件，包括國產(chǎn)PLC所采用的CODESYS軟件，這些編程開發(fā)平臺均支持ST結(jié)構(gòu)化文本語言。例如：西門子的SCL、三菱的ST等等。

當然，各家之間只是叫法不一樣，但是本質(zhì)上都是一樣的。各家PLC廠商的ST結(jié)構(gòu)化文本語言和C語言非常類似，并且符合IEC-61131-3國際電工委員會規(guī)定的標準，像定時器、計數(shù)器這些軟元件，都有標準的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和形式。因此，ST結(jié)構(gòu)化文本語言，有著“支持跨平臺移植”的獨特能力，在它的面前，所有的PLC眾生平等，不再有品牌之分，只要寫一遍程序，就可以同時下載進入不同廠商生產(chǎn)的PLC，實現(xiàn)同樣的功能；另外，ST結(jié)構(gòu)化文本語言，也有著在“復雜數(shù)據(jù)運算處理”方面的天然優(yōu)勢。

那么，【西門子的SCL語言】或者【三菱的ST語言】好學嗎？難嗎？好用嗎？為了回答這些問題，我特意今天給大家寫出這樣一篇文章，以FX3U小型PLC控制分揀設(shè)備為例，詳細闡述三菱ST語言的在項目中的使用方法，并對程序進行詳細的解析。

（設(shè)備總體視圖）

正文開始：

首先我們明確一點，我們要做的，是讓這個設(shè)備安全、正確、高效地運作起來。這是我們的唯一目的！那么為了這個目的去進行PLC編程調(diào)試。一個好的電氣工程師編寫出來的程序，應(yīng)當具有：安全性、正確性、高效性、移植性和擴展性。PLC程序其實就是人的意志的延伸，你的思維和意識基本決定了這臺設(shè)備是個傻瓜，還是聰慧過人，當然，這個世界上不可能有完美的程序…….

一、程序架構(gòu)

為了我們的設(shè)備能夠正常運行，我們將程序分為以下幾個部分：

IO映射程序：

負責PLC輸入輸出虛擬地址與實際地址的映射。這樣的做法，可有效降低PLC某個觸點在損壞后，現(xiàn)場維修人員的工作量；并且，我們在本文第二章中，將詳細講解如何借助IO映射實現(xiàn)暫停和設(shè)備定時停機功能。

手動程序：

負責在設(shè)備進入手動狀態(tài)后，對各個執(zhí)行機構(gòu)的手動操縱。

自動程序部分又分為6個小部分：

1.復位程序：

負責執(zhí)行設(shè)備的復位，并對設(shè)備復位完成情況進行判斷。

2.急停程序：

負責執(zhí)行設(shè)備的緊急停止，該程序在被調(diào)用后，設(shè)備將無條件立即停止運行，所有機構(gòu)停止運動，并保持當前位置不動，等待用戶確認后，按下“復位按鈕”進行設(shè)備復位。

3.暫停程序：

負責設(shè)備的暫時停止，該程序在被調(diào)用后，設(shè)備將無條件立即停止運行，所有機構(gòu)停止運動，并保持當前位置不動，等待用戶按下“啟動按鈕”進行重新啟動，設(shè)備將繼續(xù)去執(zhí)行沒有完成的任務(wù)，接著暫停前的流程繼續(xù)正常運行。

4.預(yù)停程序：

負責執(zhí)行設(shè)備的預(yù)先停止，該程序在被調(diào)用后，設(shè)備將在搬運完一個工件，也就是完成一個周期的順序動作后立即停止運行，所有機構(gòu)停止運動，并保持當前位置不動，等待用戶確認后，按下“復位按鈕”進行設(shè)備復位。

5.統(tǒng)計程序：

負責設(shè)備的完成工件數(shù)量的計數(shù)，并將數(shù)據(jù)存儲到對應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中；同時為我們這套系統(tǒng)的1分鐘工件完成趨勢曲線提供參照數(shù)據(jù)。

6.順控程序：

作為承載和配合以上4個子功能程序的主體，它負責對設(shè)備各個狀態(tài)下的機構(gòu)控制，但是也是最好寫、行數(shù)最多的程序。

二.詳細程序解釋

1.實際輸入信號X的全局標簽建立

在全局標簽中，建立類別為“全局標簽-變量”，并設(shè)置對應(yīng)的“標簽名”，數(shù)據(jù)類型選擇為“Bit”（位數(shù)據(jù)類型），并指定輸入軟元件X的編號，GXworks2軟件會自動調(diào)出對應(yīng)的X輸入軟元件地址。

2.實際輸出信號Y的全局標簽建立

在全局標簽中，建立類別為“全局標簽-變量”，并設(shè)置對應(yīng)的“標簽名”，數(shù)據(jù)類型選擇為“Bit”（位數(shù)據(jù)類型），并指定輸入軟元件Y的編號，GXworks2軟件會自動調(diào)出對應(yīng)的Y輸出軟元件地址。

3.IO映射數(shù)據(jù)的全局標簽建立

在全局標簽中，建立類別為“全局標簽-變量”，并設(shè)置對應(yīng)的“標簽名”，數(shù)據(jù)類型選擇為“Bit”（位數(shù)據(jù)類型），并指定輸入軟元件M的編號，GXworks2軟件會自動調(diào)出對應(yīng)的M輔助繼電器的軟元件地址。

注意：在ST語言的全局標簽建立過程中，可以不指定絕對地址，但是我們?yōu)榱朔奖?span id="7cv38ze8gk" class="candidate-entity-word" data-gid="222549">上位機HMI從PLC中讀取各個信號的數(shù)據(jù)，要進行絕對地址指定，否則程序就會多出一個子程序部分，用這個子程序把數(shù)據(jù)傳到絕對地址中，用來對監(jiān)控信號的抓取操作，這樣就不可取了，還不如直接在這里指定。

4.開關(guān)量數(shù)據(jù)（0/1標志位）的全局標簽建立

在全局標簽中，建立類別為“全局標簽-變量”，并設(shè)置對應(yīng)的“標簽名”，數(shù)據(jù)類型選擇為“Bit”（位數(shù)據(jù)類型），并指定輸入軟元件M的編號，GXworks2軟件會自動調(diào)出對應(yīng)的M輔助繼電器的軟元件地址。

注意：這些“0/1標志位”的建立，是為了ST語言程序在設(shè)備動作中，存儲設(shè)備的動作完成信號、物料判別信號、系統(tǒng)中斷信號、下一步動作許可信號等程序數(shù)據(jù)。

5.數(shù)字量數(shù)據(jù)（“字”數(shù)據(jù)類型狀態(tài)存儲器）的全局標簽建立

在全局標簽中，建立類別為“全局標簽-變量”，并設(shè)置對應(yīng)的“標簽名”，數(shù)據(jù)類型選擇為“Word”（“字”數(shù)據(jù)類型），并指定輸入軟元件D的編號，GXworks2軟件會自動調(diào)出對應(yīng)的D數(shù)據(jù)寄存器的軟元件地址。

注意：這些“字”數(shù)據(jù)類型狀態(tài)存儲器的建立，是為了ST語言程序在設(shè)備動作中，存儲設(shè)備的狀態(tài)信號、完成個數(shù)、周期數(shù)量統(tǒng)計等程序數(shù)據(jù)。

6.HMI交互數(shù)據(jù)的全局標簽建立

在全局標簽中，建立類別為“全局標簽-變量”，并設(shè)置對應(yīng)的“標簽名”，數(shù)據(jù)類型選擇為“Bit”（位數(shù)據(jù)類型），并指定輸入軟元件M的編號，GXworks2軟件會自動調(diào)出對應(yīng)的M輔助繼電器的軟元件地址。

注意：這些“HMI交互數(shù)據(jù)”的建立，是為了PLC與上位機HMI之間的信號交互，主要是操作按鈕，也是這臺設(shè)備實現(xiàn)“人機交互”的關(guān)鍵一步。

7.IO映射、設(shè)備暫停程序的編寫

將實際輸入X軟元件的狀態(tài)，通過賦值語句傳遞到PLC內(nèi)部我們建立的“I映射數(shù)據(jù)”；將PLC內(nèi)部的“O映射數(shù)據(jù)”通過賦值語句傳遞到實際輸出Y軟元件。

注意：我們在“輸出映射”程序段中，IF語句的執(zhí)行條件被設(shè)為“暫停標志”的不得電狀態(tài)，如果我們將“暫停標志”設(shè)置為1，設(shè)備將不再進行輸出信號的數(shù)據(jù)更新，PLC所有實際輸出軟元件Y，將保持“暫停標志”為1前的狀態(tài)，保持當前位置不動，從而實現(xiàn)設(shè)備暫停的功能。

PS：當然我們可以使用“級聯(lián)方式”對時間繼電器編程，自由設(shè)置一段時間，當時間到了之后，將“暫停標志”設(shè)置為1，設(shè)備將不再進行輸出信號的數(shù)據(jù)更新，從而實現(xiàn)“設(shè)備的定時停機”。當然，這只是IO映射程序的一種特殊用法，希望能幫助到大家。

8.初始化程序的編寫

當設(shè)備上電時，所有輸出全部復位，為設(shè)備運行做好準備。

9.手動程序的編寫

當設(shè)備處于手動狀態(tài)時，上位機HMI交互數(shù)據(jù)（也就是觸摸屏上的按鈕），將分別控制每個執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)對設(shè)備的手動操縱。

10.復位程序的編寫

當設(shè)備處于自動狀態(tài)，并按下復位按鈕時，系統(tǒng)狀態(tài)將置為2，系統(tǒng)執(zhí)行復位，在滿足所有復位條件（所有機構(gòu)的復位信號傳感器得電）的情況下，將證明系統(tǒng)復位已經(jīng)完成，系統(tǒng)狀態(tài)將變?yōu)?，設(shè)備進入等待啟動狀態(tài)。

11.順控程序的編寫

主要是，一步一步走下去，正確地操作狀態(tài)的轉(zhuǎn)移和標志位的更新，就可以完成任務(wù)了。我們的順序控制程序，主要分為3個部分，每個部分之間，依靠標志位進行信息的交換，這些交換的數(shù)據(jù)內(nèi)容有很多，比如：設(shè)備的動作完成信號、物料判別信號、系統(tǒng)中斷信號、下一步動作許可信號等。

順序控制程序，需要把“0/1標志位”和“字”數(shù)據(jù)類型狀態(tài)存儲器的配合使用，爛熟于心，因為順控程序承載的是整個程序的主體，其他所有的功能都是在這個主體上建立的，這個程序要是寫不好，基本什么都沒戲了。

12.急停、預(yù)停程序的編寫

當接收到“急?！被蛘摺邦A(yù)先停止”信號時，系統(tǒng)將判斷在何時，將順序控制程序的“字”數(shù)據(jù)類型狀態(tài)存儲器置為“1”，讓設(shè)備進入停止狀態(tài)，設(shè)備將從順序控制的自動運行狀態(tài)中跳出，不再繼續(xù)向下執(zhí)行，PLC所有輸出軟元件保持當前狀態(tài)不動作，0依舊為0、1依舊為1，所有機構(gòu)不會再動，由此可以實現(xiàn)設(shè)備的安全停止，防止對人員的二次傷害。

13.統(tǒng)計程序的編寫

根據(jù)程序中抓取到的信號標志位，并配合“字”數(shù)據(jù)類型狀態(tài)存儲器，實現(xiàn)對物料分揀總數(shù)量的統(tǒng)計；通過定時器T20定時，每隔1分鐘對“一分鐘統(tǒng)計個數(shù)產(chǎn)能”清零，為上位機HMI的統(tǒng)計趨勢曲線提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

到這里，我們的“智控分揀設(shè)備ST語言程序”就全部解釋完了。

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