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西门子编程入门基础知识

作为工业自动化领域的重要一员，西门子编程已经被广泛应用于不同的工业领域。本文将介绍西门子编程的入门基础知识，从而帮助刚进入工业自动化领域的人员快速掌握编程技能。

1. 西门子编程语言概述

西门子编程语言包括LAD（ladder diagram）、FBD（functional block diagram）、ST（structured text）、SCL（S7 control language）和GRAPH（graphical representation）。其中，LAD是最常用的编程语言之一，适用于控制逻辑以及信号的处理。FBD是指使用多种逻辑运算符及各种组件(如比较器、计数器、计时器等)来描述控制逻辑性地连接，使其呈现出模块化的代码结构。ST以结构化语言编写，按照算法逻辑来描述控制程序，适用于需要较多算法的控制任务。SCL是西门子独有的一种编程语言，也是最接近高级语言的一种编程语言。GRAPH是基于图形化组态界面，以所谓的功能块来表示控制程序的运行方式。

2. LAD语言编程

LAD是一种基于图形化操作的编程语言，它通过图形元素的连接来实现各种逻辑运算。此类图形元素的集成方式因不同的软件而异，但都包含以下几个重要的元素：

(1)输入/输出模块（I/O module）：这是LAD图形元素中最基本的元素之一，表示机器设备的输入和输出模块。例如，传感器和驱动器。

(2)继电器（Relay）：LAD语言基于传统的继电器概念，工作原理与电路中的继电器相同，逻辑电路图中表示为矩形，有4个输入和1个输出。

(3)时间继电器（Timer）：时间继电器用于计时，逻辑电路图中表示为矩形，有1个开关量输入和1个持续时间输出。

(4)计数器（Counter）：计数器用于计数，逻辑电路图中表示为矩形，有两个开关量输入和一个输出。

(5)比较器（Compare）：用于进行数值比较，逻辑电路图中表示为菱形，有两个输入和一个输出。

(6)算术符号（Math）：用于进行算术运算，逻辑电路图中表示为矩形，有两个输入和一个输出。

基于这些图形元素，我们可以通过拖拽连接线来连接各个元素，构建我们需要的逻辑电路图。例如，下面是一个连接了继电器、时间继电器和计数器的逻辑电路图。


3. FBD编程

FBD是一种以图形块的形式描述控制程序的编程语言。FBD中，每个块都代表函数或结构，其输出连接到下一个块的输入上，形成了一连串的信号处理过程。例如，下面是一个简单的FBD块图。


在这个例子中，我们使用了开关量和计时器组成了一个简单的电路，开关量输入到M0块中，输出到计时器T0块。计时器T0的输出然后再次输入到M0块和K2块。如果计时器T0的输出触发了K2块，那么它的输出信号为1。

4. ST编程

ST是一种结构化的编程语言，类似于C语言，但更加简洁。ST是一种基于算法的编程语言，适用于对数据的处理和判断。例如，下面是一个用ST语言编写的简单代码块。

```st

IF 状态一 AND (状态二 XOR 状态三) THEN

出口 := TRUE;

ELSE

出口 := FALSE;

END_IF;

```

在这种ST语言中，我们可以使用类似C语言的控制流语句和数据类型来编写控制程序。如果状态一和状态二都是真，并且状态三为假，那么我们将把出口变量设置为TRUE。

5. SCL编程

SCL是西门子独有的一种编程语言，相比其他编程语言，SCL更加接近高级语言。SCL支持数据结构、函数、指针等高级编程技巧，目前主要用于高级编程和算法开发。例如，下面是SCL编写的一个简单程序。

```scl

FUNCTION 回声 : VOID

VAR_INPUT

信号 : BOOL;

END_VAR

VAR_OUTPUT

回应 : BOOL;

END_VAR

IF 信号 THEN

回应 := TRUE;

ELSE

回应 := FALSE;

END_IF;

END_FUNCTION

```

在这个例子中，我们定义了一个名为“回声”的函数，它的输入是信号，输出是回应。如果信号为真，那么我们将回应设置为真，否则我们将回应设置为假。

6. GRAPH编程

GRAPH是一种基于图形化组态界面的编程语言，主要用于创建人机界面和控制程序。例如，下面是一个GRAPH的组态界面。


在这个例子中，我们使用GRAPH创建了一个人机界面，我们可以通过其中的开关、按钮和指示灯和PLC进行交互。这个界面还包括了一些控制程序，例如一个计数器和一个时间继电器。

总结

本文简要介绍了西门子编程的入门基础知识，包括LAD、FBD、ST、SCL和GRAPH等编程语言。这些编程语言不仅用于控制程序的编写，还用于人机界面的创建和算法的实现。我们希望本文能够帮助读者更好地理解西门子编程语言的基础知识，并为他们进一步掌握更高级的编程技巧奠定基础。