可编程自动化控制器原理与实践——基于国产HPAC系统

作者简介

王晓宇，华中科技大学机械学院国家数控系统工程技术研究中心讲师，主持开发了国产IEC61131-3编程系统HPAC（Huazhong Programmable AutomationController），华中PAC具有强大的数控系统、现场总线和人机界面组态功能，具有改变制造业创新方式的重大意义，是“数控系统软件开发工具的飞跃”，以此为基础构建的国产PAC产品体系已获得多种批量化工业应用。

内容简介

3.1 指令表编程语言 指令表（Instruction List，IL）编程语言是一 种与汇编语言类似的低级编程语言， 程序员使用基本指令进行排列式编程，其主要特点 是实现简单和容易学习。 对于小型的简单过程控制，IL 语言是理想的编程 语言。因为其编译执行器实现非 常简单，所以功能局限的低档 PLC 就可以支持指 令表编程。如果在运行时系统中实 现了 IL 指令，编译和构建过程也可省略，可直接 解释执行。因此，IL 也常被一些传 统的硬 PLC 作为目标指令集，将其他编程语言转 化为 IL 语言后可解释执行。 IEC 61131-3 对各厂商五花八门的指令集进行了 归纳和简化。例如采用了修正符、 函数和功能块，以及复杂数据类型的支持等，将原 来必须通过专门指令实现的操作改 为通过修正符、函数和功能块调用的方式实现，大 幅减少了指令的数量。 由于 IL 语言的功能和开发方式过于底层，在大型 复杂的控制程序中较少使用， IEC 61131-3 提出了新的结构化文本语言而不再 以 IL 语言作为基础和目标语言，因 此其存在感日益降低。 3.1.1 指令格式 指令表编程语言代码由指令顺序排列组成，指令由 操作符（可带修正符）和操作 数组成，指令具有如下格式： 标号: 操作符/函数 操作数 （* 注释 *） 每条指令占一行，指令由一个操作符、一个或几个 操作数组成，指令的修正符可 根据实际需求结合操作符及操作数组合使用。操作 符与操作数之间至少需要有一个空 格来分隔，多于一个的操作数用逗号分隔，标号与 操作符用冒号分隔。可根据应用要 求对每行指令添加注释，注释应在程序行的最后面 ，不允许在行首和中间。 操作符也叫指令符，用于规定操作的方法，例如和 当前结果寄存器进行或逻辑运 算、和当前结果寄存器进行与逻辑运算等。操作符 可以与修正符进行组合，以实现对 操作符的修正；操作数是操作的对象，可以是数据 常量或变量。 标号用于流程控制操作，例如 JMP 操作的操作数 表示跳转的目的地址，标号无 须作为变量进行定义，但不能与变量重名。 指令表编程语言定义了一个堆栈保存运算结果，最 新的结果保持在栈顶称为当前 结果寄存器，栈内元素的存储位数是可变的，可适 应所有的数据类型。 " 可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）是自动化相关专业的必修专业课，现代PLC已被重新命名为“可编程自动化控制器（programmable automation controller，PAC）”，广泛应用于工业自动化的各个领域。 本书全面讲解了IEC 61131-3语言及其模型驱动开发方法、现场总线基本原理、PLCopen运动和安全规范、安全集成设计方法等内容，其中总线、安全、模型化方法等是首次在PLC课程中系统性讲解，可帮助读者全面理解PAC控制系统的构成和编程原理，对PAC的工程应用提供指导。 本书可以用作为工科本科生或研究生的PLC或开放式数控系统课程教材，也可以作为自动化应用工程师的技术参考书。本书基于国产HPAC系统提供的例程和方法，也完全适用于CoDeSys等其他PAC平台。"