正版新书]PLC结构化文本编程(第2版)傅磊 编9787302644811

第1章 ST语言基本介绍 …………………………………………………………………… 1

1.1 ST 语言简介 ……………………………………………………………………… 1
1.1.1 ST 语言的诞生背景 ……………………………………………………… 1
1.1.2 ST 语言的基本特点 ……………………………………………………… 2
1.2 ST 语言与 SCL 以及 STL 的关系 ………………………………………………… 3
1.3 ST 语言的特点 …………………………………………………………………… 4
1.3.1 良好的跨平台移植性……………………………………………………… 4
1.3.2 方便的数学计算…………………………………………………………… 6
1.3.3 轻松实现复杂算法………………………………………………………… 6
1.3.4 轻松进阶计算机高级语言………………………………………………… 7
1.3.5 方便的注释………………………………………………………………… 7
1.4 初学者对 ST 语言的误解 ………………………………………………………… 8
1.4.1 与英语相关………………………………………………………………… 8
1.4.2 ST 语言不易理解 ………………………………………………………… 9
1.4.3 需要很深的 PLC 基础…………………………………………………… 10
1.4.4 工具和操作的继承 ……………………………………………………… 10
1.4.5 ST 语言维护麻烦 ……………………………………………………… 11
1.5 书中使用的 ST 语言开发环境 …………………………………………………… 11
1.5.1 施耐德 SoMachine ……………………………………………………… 13
1.5.2 三菱 GX Works2与 GX Works3 ……………………………………… 23
1.5.3 西门子 TIAPortal……………………………………………………… 27
1.6 其他 PLC 的 ST 语言开发环境 ………………………………………………… 33
1.6.1 台达 ……………………………………………………………………… 33
1.6.2 汇川 ……………………………………………………………………… 35
1.6.3 英威腾 …………………………………………………………………… 42
1.6.4 禾川 ……………………………………………………………………… 48
1.6.5 步科 ……………………………………………………………………… 56

Ⅵ

1.6.6 松下 ……………………………………………………………………… 61
1.6.7 欧姆龙 …………………………………………………………………… 65
1.6.8 基恩士 …………………………………………………………………… 74
1.6.9 施耐德 …………………………………………………………………… 78
1.6.10 罗克韦尔………………………………………………………………… 82

第2章 ST语言基础知识 …………………………………………………………………… 93
2.1 IEC61131标准与 PLCopen组织 ……………………………………………… 93
2.1.1 标准的诞生背景 ………………………………………………………… 93
2.1.2 标准的组成 ……………………………………………………………… 94
2.1.3 PLCopen组织 …………………………………………………………… 95
2.2 进制………………………………………………………………………………… 96
2.2.1 二进制 …………………………………………………………………… 96
2.2.2 八进制 …………………………………………………………………… 97
2.2.3 十进制 …………………………………………………………………… 97
2.2.4 十六进制 ………………………………………………………………… 97
2.3 变量………………………………………………………………………………… 99
2.3.1 变量的意义 ……………………………………………………………… 99
2.3.2 变量属性………………………………………………………………… 102
2.4 数据类型 ………………………………………………………………………… 103
2.4.1 数据类型的意义………………………………………………………… 103
2.4.2 标准数据类型…………………………………………………………… 103
2.4.3 扩展数据类型…………………………………………………………… 111
2.4.4 自定义数据类型………………………………………………………… 113
2.5 数据类型转换 …………………………………………………………………… 118
2.5.1 数据类型转换的意义…………………………………………………… 118
2.5.2 隐式转换………………………………………………………………… 119
2.5.3 显式转换………………………………………………………………… 119
2.6 程序组织单元 …………………………………………………………………… 120
2.6.1 软件模型………………………………………………………………… 120
2.6.2 初步认识功能和功能块………………………………………………… 123
2.6.3 SoMachine中常用的功能块和函数…………………………………… 125

第3章 ST语言基本语法 ………………………………………………………………… 130

3.1 ST 语言的基本规则 …………………………………………………………… 130
3.1.1 不区分大小写…………………………………………………………… 130

Ⅶ

3.1.2 变量必须先定义再使用………………………………………………… 130
3.1.3 使用英文输入法………………………………………………………… 130
3.2 ST 语言的基本组成 …………………………………………………………… 131
3.2.1 行号……………………………………………………………………… 132
3.2.2 注释……………………………………………………………………… 132
3.2.3 空语句…………………………………………………………………… 133
3.2.4 语句部分………………………………………………………………… 133
3.3 赋值语句 ………………………………………………………………………… 134
3.3.1 语句组成………………………………………………………………… 134
3.3.2 注意事项………………………………………………………………… 135
3.4 赋值与相等 ……………………………………………………………………… 136
3.5 编写技巧和方法 ………………………………………………………………… 136
3.5.1 缩进与对齐……………………………………………………………… 137
3.5.2 快捷键…………………………………………………………………… 138
3.5.3 注释……………………………………………………………………… 139
3.5.4 空语句和注释符号……………………………………………………… 139
3.5.5 变量命名………………………………………………………………… 140

第4章 逻辑运算与IF语句 ……………………………………………………………… 144

4.1 BOOL 型逻辑运算 ……………………………………………………………… 144
4.1.1 AND …………………………………………………………………… 145
4.1.2 OR ……………………………………………………………………… 145
4.1.3 NOT …………………………………………………………………… 146
4.1.4 XOR …………………………………………………………………… 147
4.2 无符号数的逻辑运算 …………………………………………………………… 148
4.2.1 运算方法………………………………………………………………… 148
4.2.2 BOOL 型与 WORD 型的逻辑运算 …………………………………… 149
4.3 IF…END_IF语句 ……………………………………………………………… 152
4.3.1 执行流程………………………………………………………………… 152
4.3.2 IF…END_IF语句的应用 ……………………………………………… 154
4.4 IF…ELSE…END_IF语句 ……………………………………………………… 154
4.5 综合应用 ………………………………………………………………………… 155
4.5.1 “启保停”的 ST 语言实现 ……………………………………………… 156
4.5.2 IF语句与逻辑运算语句 ……………………………………………… 157
4.5.3 置位与复位……………………………………………………………… 157
4.5.4 复杂梯形图……………………………………………………………… 158

Ⅷ

4.5.5 基本电机控制…………………………………………………………… 159
4.5.6 互锁控制………………………………………………………………… 162
4.5.7 变频器多段速控制……………………………………………………… 163
4.5.8 多轴状态判断…………………………………………………………… 171
4.6 西门子博途中的逻辑运算 ……………………………………………………… 172
4.7 使用IF语句的注意事项………………………………………………………… 173
第5章 边沿触发…………………………………………………………………………… 175
5.1 基本概念 ………………………………………………………………………… 175
5.1.1 上升沿…………………………………………………………………… 175
5.1.2 下降沿…………………………………………………………………… 179
5.1.3 西门子博途中的边沿触发……………………………………………… 179
5.2 边沿触发与逻辑运算的综合应用 ……………………………………………… 184
5.2.1 启动保持停止…………………………………………………………… 184
5.2.2 单按钮启停……………………………………………………………… 185
5.2.3 逻辑运算实现边沿触发………………………………………………… 186
5.3 注意事项 ………………………………………………………………………… 187

第6章 比较运算…………………………………………………………………………… 189

6.1 比较运算符 ……………………………………………………………………… 189
6.1.1 梯形图中的比较运算…………………………………………………… 189
6.1.2 比较运算的注意事项…………………………………………………… 190
6.2 各数据类型的比较运算 ………………………………………………………… 192
6.2.1 BOOL 型 ……………………………………………………………… 192
6.2.2 数值型…………………………………………………………………… 193
6.2.3 时间型…………………………………………………………………… 194
6.2.4 字符串型………………………………………………………………… 194
6.3 连续比较运算 …………………………………………………………………… 195
6.4 比较运算与边沿触发的综合应用 ……………………………………………… 197
6.4.1 监控变量值的变化……………………………………………………… 197
6.4.2 密码锁…………………………………………………………………… 198
第7章 数学运算…………………………………………………………………………… 200
7.1 加、减、乘、除运算………………………………………………………………… 200
7.1.1 加法运算………………………………………………………………… 200
7.1.2 减法运算………………………………………………………………… 201

Ⅸ

7.1.3 乘法运算………………………………………………………………… 202
7.1.4 除法运算………………………………………………………………… 202
7.1.5 取余运算………………………………………………………………… 205
7.2 加、减、乘、除运算的应用………………………………………………………… 206
7.2.1 计算设备的持续运行时间……………………………………………… 206
7.2.2 伺服计算………………………………………………………………… 207
7.2.3 生成随机数……………………………………………………………… 208
7.2.4 模拟量计算……………………………………………………………… 209
7.2.5 设备车速计算…………………………………………………………… 212
7.2.6 码垛与拆垛……………………………………………………………… 214
7.2.7 配方计算………………………………………………………………… 220
7.2.8 高低字节交换…………………………………………………………… 223
7.2.9 字节组合成字…………………………………………………………… 224
7.3 函数运算 ………………………………………………………………………… 225
7.3.1 乘方……………………………………………………………………… 225
7.3.2 绝对值…………………………………………………………………… 227
7.3.3 三角函数………………………………………………………………… 227
7.3.4 对数……………………………………………………………………… 228
7.3.5 平方根…………………………………………………………………… 228
7.4 如何调用函数 …………………………………………………………………… 229
第8章 运算优先级………………………………………………………………………… 232
8.1 优先级的意义 …………………………………………………………………… 232
8.2 优先级的应用 …………………………………………………………………… 233
8.2.1 不能进行连续比较运算………………………………………………… 233
8.2.2 启保停程序中的括号…………………………………………………… 234
第9章 IF语句的嵌套 …………………………………………………………………… 236
9.1 嵌套的执行流程 ………………………………………………………………… 236
9.2 嵌套的应用 ……………………………………………………………………… 238
9.2.1 伺服电机的控制………………………………………………………… 238
9.2.2 密码锁…………………………………………………………………… 239
9.3 嵌套的注意事项 ………………………………………………………………… 240
9.4 IF…ELSIF…END_IF语句 …………………………………………………… 240
9.4.1 执行流程………………………………………………………………… 240
9.4.2 IF…ELSIF…END_IF语句的应用 …………………………………… 242

Ⅹ


第10章 定时器与计数器 ………………………………………………………………… 245

10.1 定时器 ………………………………………………………………………… 245
10.1.1 定时器的调用 ……………………………………………………… 245
10.1.2 应用定时器的注意事项 …………………………………………… 247
10.2 计数器 ………………………………………………………………………… 249
10.3 定时器和计数器的应用 ……………………………………………………… 249
10.3.1 累积定时器 ………………………………………………………… 249
10.3.2 星形-三角形启动 …………………………………………………… 251
10.3.3 第三方设备写入定时器定时时间 ………………………………… 252
10.4 如何调用功能块 ……………………………………………………………… 253
10.5 西门子博途中的定时器调用 ………………………………………………… 254
10.5.1 调用方法 …………………………………………………………… 254
10.5.2 如何减少背景数据块 ……………………………………………… 255
10.6 三菱 GX Works3中的函数和功能块调用 ………………………………… 259
10.6.1 函数调用 …………………………………………………………… 259
10.6.2 功能块调用 ………………………………………………………… 262

第11章 功能块和函数 …………………………………………………………………… 265

11.1 功能块和函数的意义 ………………………………………………………… 265
11.2 功能块与函数中的变量 ……………………………………………………… 266
11.2.1 形参和实参 ………………………………………………………… 266
11.2.2 变量属性 …………………………………………………………… 266
11.2.3 如何区分功能块和函数 …………………………………………… 268
11.3 函数的实质 …………………………………………………………………… 269
11.3.1 静态变量与临时变量 ……………………………………………… 269
11.3.2 自定义函数的使用 ………………………………………………… 272
11.4 CODESYS中常用系统函数介绍 …………………………………………… 274
11.4.1 字符串处理函数 …………………………………………………… 274
11.4.2 数据类型转换函数 ………………………………………………… 277
11.5 功能块的实质 ………………………………………………………………… 279
11.5.1 实例名的意义 ……………………………………………………… 279
11.5.2 功能块的特征 ……………………………………………………… 280
11.5.3 如何减少功能块的调用 …………………………………………… 282
11.6 功能块和函数在编程中的应用 ……………………………………………… 284

Ⅺ


第12章 循环语句 ………………………………………………………………………… 285

12.1 循环的实质 …………………………………………………………………… 285
12.2 FOR 循环语句 ………………………………………………………………… 286
12.2.1 FOR 循环执行流程 ………………………………………………… 286
12.2.2 使用 FOR 循环的注意事项 ……………………………………… 288
12.3 FOR 循环的应用 ……………………………………………………………… 290
12.3.1 FOR 循环实现多个电机的启停控制 ……………………………… 290
12.3.2 PLC 的I/O 点放入数组 …………………………………………… 292
12.3.3 位组合成字 ………………………………………………………… 295
12.3.4 伺服一键使能 ……………………………………………………… 298
12.3.5 冒泡排序 …………………………………………………………… 301
12.3.6 指针与数组 ………………………………………………………… 303
12.3.7 指针实现冒泡排序 ………………………………………………… 305
12.3.8 批量传送数据 ……………………………………………………… 306
12.3.9 三菱 PLC 变址寻址 ………………………………………………… 308
12.3.10 配方处理…………………………………………………………… 310
12.3.11 模拟量滤波………………………………………………………… 311
12.4 WHILE 循环语句 …………………………………………………………… 313
12.4.1 WHILE 循环执行流程 …………………………………………… 313
12.4.2 使用 WHILE 循环的注意事项 …………………………………… 315
12.5 REPEAT 循环语句 …………………………………………………………… 316
12.5.1 REPEAT 循环执行流程 …………………………………………… 316
12.5.2 使用 REPEAT 循环的注意事项 ………………………………… 317
12.6 循环语句的控制 ……………………………………………………………… 318
12.6.1 EXIT ……………………………………………………………… 318
12.6.2 CONTINUE ……………………………………………………… 320
12.7 循环语句的注意事项 ………………………………………………………… 321

第13章 CASE语句 ……………………………………………………………………… 323

13.1 CASE 语句的执行流程 ……………………………………………………… 323
13.2 CASE 语句的意义 …………………………………………………………… 327
13.3 CASE 语句的应用 …………………………………………………………… 328
13.3.1 周期脉冲输出 ……………………………………………………… 328
13.3.2 星形-三角形启动 …………………………………………………… 329
13.3.3 红绿灯控制 ………………………………………………………… 330

Ⅻ

13.3.4 桁架机械手 ………………………………………………………… 333
13.3.5 工艺的暂停处理 …………………………………………………… 336
13.3.6 简化复杂的IF语句………………………………………………… 338
13.3.7 状态机编程法 ……………………………………………………… 339
13.3.8 伺服回零 …………………………………………………………… 341
13.3.9 步进抱闸控制 ……………………………………………………… 344
13.3.10 MODBUS轮询 …………………………………………………… 346
13.3.11 立库………………………………………………………………… 348
13.4 CASE 语句与定时器 ………………………………………………………… 353

参考文献……………………………………………………………………………………… 358

附录A PLC程序设计方法 ……………………………………………………………… 359

附录B 浅谈非标设备的PLC程序设计 ………………………………………………… 363

附录C 关于PLC编程框架和标准化 …………………………………………………… 367

附录D PLC程序移植 …………………………………………………………………… 372

附录E 浅谈ST语言的学习方法 ………………………………………………………… 375

傅磊，从事自动化设备的设计和调试，具备十几年现场经验，主要从事OEM行业和非标自动化设备，成功主导开发多个自动化设备，取得良好社会效益

"IEC 61131-3标准如火如荼，已得到广泛应用，该标准不仅适用于PLC，更适用于DCS、SCADA、CNC,以及基于PC的其他工业控制产品。几乎所有的主流PLC厂商都已经推出了基于IEC 61131-3标准的产品，如西门子、施耐德、三菱、欧姆龙、倍福、ABB、松下、基恩士、台达、汇川等。作为IEC 61131-3标准指定的五种PLC标准编程语言之一，ST（Structured Text）语言的应用并不是十分成熟，主要原因是有关ST语言的参考文献零散地分布于各家的PLC编程手册中，不成体系，不便于读者系统学习。为此，笔者根据自身的工程实践经验编写了本书，希望为广大读者抛砖引玉，让ST语言真正成为广大电气工程师的PLC编程利器。
本书特色
 从电气从业人员熟悉的梯形图入手讲解，便于理解，过渡自然；
 介绍ST语言编程的同时，详细介绍了PLC开发的基础知识；
 注重理论联系实践，书中所有案例都以工程实际项目为基础；
 兼顾不同品牌PLC的差异，并系统地归纳总结，举一反三。
程序代码: 可到清华大学出版社网站本书页面（或“人工智能科学与技术”微信公众号）下载。"