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Gängige Arten von Programmiersprachen PLC

11. Oktober 2021 Brian Diver

PLC-Programmiersprachen sind genauso wichtig wie die gesprochene Sprache, mit der wir unseren Mitarbeitern Anweisungen geben. Wir weisen unsere Mitarbeiter an, ihre Geräte nach ihrer Ankunft einzuschalten oder einen Bereich aufzuräumen, wenn er verschmutzt ist. Je nach Situation können wir Anweisungen auch über andere Kommunikationsformen geben, wie z. B. E-Mail, Schilder oder sogar Handgesten.

Unsere CNC-Systeme haben weder Stimmbänder noch Hände oder E-Mail-Adressen, dennoch weist die Steuerung eines Systems den Rest des Systems an, zu fräsen, zu bohren oder zu schneiden. Und die Sprache, die sie verwendet, ist Programmierung. Die Kenntnis der gängigen Programmiersprachen für PLC hilft Ihnen bei der Auswahl der richtigen Sprache für Ihre CNC-Maschinen.

Dieser Artikel gibt einen Überblick über die wichtigsten PLC-Sprachen sowie deren Vor- und Nachteile. Außerdem erfahren Sie, wie Sie die passende Sprache für Ihre Anwendung auswählen.

Gängige Arten von PLC Programmiersprachen

Die 5 PLC Sprachen

Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) 61131-3 identifiziert fünf primäre PLC-Sprachen:

  • Kontaktplanlogik,
  • Funktionsbausteindiagramme,
  • Ablaufdiagramme,
  • Strukturierter Text,
  • Anweisungslisten und

Kontaktplan, Funktionsblockdiagramme und Ablaufdiagramme sind grafische Sprachen, während strukturierter Text und Anweisungslisten textbasierte Sprachen sind. Die Unterschiede zwischen diesen beiden Hauptprogrammiertypen von PLC prägen einen Großteil der Diskussion darüber, wann welcher verwendet werden sollte.

Kontaktplanlogik

Die beliebteste Sprache für PLCs ist Kontaktplan. Sie wurde Ende 1960s als grafische Darstellung von Relaislogikschaltungen eingeführt, die in industriellen Steuerungssystemen weit verbreitet sind. Kontaktplanlogik wurde entwickelt, um Ingenieuren den Übergang von der traditionellen Relaislogik zu digitalen Logiksystemen zu erleichtern.

Vorteile der Kontaktplanlogik

Der Hauptvorteil der Kontaktplanlogik liegt in ihrer grafischen Darstellung der Steuerlogik, die eine einfache Interpretation und ein schnelles Verständnis des Steuerungssystems ermöglicht. Die Sprache ist einer Leiter nachempfunden: Vertikale Schienen auf beiden Seiten repräsentieren die Stromversorgung, während horizontale Sprossen die Schienen verbinden und die Eingänge, Ausgänge und logischen Funktionen des Steuerungssystems darstellen.

Diese grafische Darstellung erleichtert die Visualisierung des Steuerungssystems und die Fehlersuche. Kontaktplanlogik ist äußerst intuitiv, und ihre grafische Darstellung vereinfacht die Fehlersuche für Programmierer.

Ein weiterer Vorteil der Kontaktplanlogik ist ihre Benutzerfreundlichkeit. Ingenieure, die mit Relaisschaltungen vertraut sind, können die Kontaktplanlogik schnell erlernen und zur Programmierung eines PLC einsetzen. Darüber hinaus ist die Kontaktplanlogik in der industriellen Steuerungstechnik weit verbreitet und bekannt, sodass zahlreiche Ressourcen zur Verfügung stehen, die Ingenieure beim Erlernen und der Fehlersuche in Kontaktplanprogrammen unterstützen.

Nachteile der Kontaktplanlogik

Die Verwendung der Kontaktplanlogik hat jedoch einige Nachteile. Eines der Hauptprobleme ist die notwendige Modularität der Sprache. Kontaktplanlogik ist als grafische Darstellung eines spezifischen Steuerungssystems konzipiert, daher kann die Wiederverwendung von Codeteilen in anderen Systemen schwierig sein. Dies kann zu redundantem Code und Schwierigkeiten bei der Wartung und Aktualisierung des Programms führen.

Ein weiteres potenzielles Problem der Kontaktplanlogik (KOP) ist die Schwierigkeit, komplexe Programme zu schreiben. Während die Sprache für einfache Steuerungssysteme intuitiv ist, kann sie bei komplexeren Systemen unhandlich werden. Eine andere Programmiersprache, wie z. B. strukturierter Text oder Funktionsbausteindiagramme (FBD), kann effizienter sein.

Anwendungsgebiete der Kontaktplanlogik

Kontaktplanlogik eignet sich gut für Zustandsautomaten, PID-Regler und Systeme, die auf Boolescher Algebra basieren.

Funktionsbausteindiagramme

Funktionsbausteindiagramme (FBD) wurden in der 1980s als grafische PLC Programmiersprache eingeführt, die es Ingenieuren ermöglichte, komplexe Steuerungssysteme durch die Kombination vordefinierter Funktionsbausteine zu erstellen. Der visuelle Editor bietet eine intuitive Möglichkeit, spezifische Abläufe zu implementieren.

Vorteile von FBD

Dieses Programm bietet die flexibelste Option für grafische Programmiersprachen. Ein- und Ausgänge können beliebig auf einem Plan platziert und durch Verbindungslinien zu Blöcken verknüpft werden.

Der Hauptvorteil von FBD liegt in seiner Modularität. Ingenieure können vordefinierte Funktionsblöcke problemlos in anderen Steuerungssystemen wiederverwenden, was die Entwicklungszeit verkürzt und die Wartbarkeit verbessert. Da FBD eine grafische Sprache ist, ist das Steuerungssystem leicht zu interpretieren und zu verstehen.

Ein weiterer Vorteil dieser Sprache ist ihre Flexibilität. Ingenieure können mit FBD komplexe Steuerungssysteme mit mehreren Ein- und Ausgängen erstellen, und die Sprache lässt sich leicht an spezifische Anforderungen anpassen. FBD ermöglicht es Ingenieuren außerdem, Funktionsblöcke mit Kommentaren und Anmerkungen zu versehen, was die Dokumentation verbessert und die Fehlersuche erleichtert.

Nachteile von FBD

Obwohl FBD einfach zu bedienen ist, erfordert es eine gewisse Einarbeitung. Im Gegensatz zur Kontaktplanlogik setzt FBD ein solides Verständnis von Programmierkonzepten und der Kombination von Funktionsblöcken zu einem Steuerungssystem voraus.

Die Fehlersuche in komplexen Systemen mit FBD kann ebenfalls eine Herausforderung darstellen. Diese Programmiersprache ermöglicht es Ingenieuren zwar, Kommentare und Anmerkungen hinzuzufügen, dennoch kann es schwierig sein, die Fehlerursache in großen und komplexen FBD-Systemen zu ermitteln.

FBD-Anwendungen

FBD eignet sich ideal für PID-Regler, Sicherheitssysteme PLCs und Systeme, die Eingangsfilterung, häufige Code-Wiederverwendung oder das Ausblenden bzw. Speichern von Daten erfordern. Diese Sprache eignet sich auch hervorragend für die Programmierung mit Bewegungssteuerungen.

Arten der PLC Programmierung

Ablaufdiagramme

Ablaufdiagramme (SFC) sind eine weitere hervorragende Option für alle, die eine visuelle SPS-Programmiersprache bevorzugen. wird häufig zur Beschreibung komplexer Steuerungssysteme verwendet und wurde in 1980s als grafische Programmiersprache eingeführt, die die Vorteile von Kontaktplanlogik und Funktionsbausteindiagrammen vereint.

SFC Vorteile

Die Der Hauptvorteil von SFC ist seine Fähigkeit, komplexe Steuerungssysteme zu handhaben. SFC ermöglicht es Ingenieuren, das Steuerungssystem in kleinere, besser handhabbare Aufgaben zu unterteilen und diese hierarchisch zu organisieren. Dies erleichtert das Verständnis des gesamten Steuerungssystems und die Fehlersuche.

Ein weiterer Vorteil von SFC ist seine Modularität. Ingenieure können wiederverwendbare Unterprogramme erstellen, was Zeit spart und Fehler reduziert. Darüber hinaus ermöglicht SFC die Erstellung von Ereignissequenzen, wodurch die Effizienz und Genauigkeit des Steuerungssystems verbessert wird. Dies macht es ideal für Prozesse, bei denen die Reihenfolge der wichtigste Teil des Betriebs ist.

SFC Nachteile

Es gibt jedoch auch einige Nachteile. Eines der Hauptprobleme von SFC ist die steile Lernkurve für Ingenieure, die die Sprache noch nicht kennen. SFC-Anwender müssen Programmierkonzepte verstehen und komplexe Steuerungssysteme hierarchisch strukturieren können.

Ein weiteres potenzielles Problem mit SFC ist, dass die Fehlersuche in komplexen Steuerungssystemen schwierig sein kann. Während SFC es Ingenieuren ermöglicht, das Steuerungssystem in kleinere, besser handhabbare Aufgaben zu unterteilen, kann die Fehlersuche in einem großen und komplexen System dennoch schwierig sein.

Anwendungsgebiete von SFC

SFC eignet sich gut für verknüpfte Prozesse, komplexe Mehrzustandsprozesse, Batch-Produktion und Systeme, die die parallele oder sequentielle Ausführung mehrerer Prozesse erfordern.

Strukturierter Text

Eingeführt in 1990s, Structured Text (ST) ermöglicht es Ingenieuren, komplexe Steuerungssysteme mit fortgeschritteneren Programmierkonstrukten zu erstellen. Da die Syntax von der von C oder C++ ähnelt,haben Anwender mit Kenntnissen dieser Programmiersprachen einen kürzeren Lernaufwand.

ST Vorteile

Flexibilität ist einer der Hauptvorteile dieser SPS-Programmiersprache. ST ermöglicht es Ingenieuren, fortgeschrittene Programmierkonstrukte wie Schleifen, bedingte Anweisungen und Funktionen zu verwenden, wodurch die Erstellung komplexer Steuerungssysteme vereinfacht wird. Darüber hinaus können Ingenieure mit ST wiederverwendbare Codebausteine erstellen, was Zeit spart und Fehler reduziert.

Ein weiterer Vorteil von ST ist die einfache Fehlersuche. ST liefert Fehlermeldungen, die Ingenieuren helfen, auftretende Probleme im Code schnell zu identifizieren und zu beheben. Die Sprache ermöglicht es Ingenieuren außerdem, Kommentare und Anmerkungen zum Code hinzuzufügen, was die Dokumentation verbessert und die Fehlersuche erleichtert.

Nachteile von ST

Ein Nachteil von ST ist jedoch, dass die Visualisierung des Steuerungssystems schwierig sein kann. Im Gegensatz zu grafischen Programmiersprachen wie Kontaktplanlogik und Funktionsbausteindiagrammen ist ST eine textbasierte Sprache, was das Verständnis des gesamten Steuerungssystems erschweren kann.

Anwendungsgebiete von ST

Schleifen, Barcode-Parsing, Datensuche und -manipulation sowie die Überbrückung der Lücke zum Maschinencode sind einige der Anwendungsbereiche von ST.

Befehlslisten

Befehlslisten (IL), die im 1970s eingeführt wurden, sind eine Low-Level-Programmiersprache, , die schnelle und effiziente Ausführungszeiten ermöglicht und weniger Speicher benötigt als höhere Programmiersprachen.

Der neueste IEC-Standard stuft ILjedoch als veraltet ein, sodass es unwahrscheinlich ist, dass sie für die Programmierung neuer PLCs verwendet wird. Kenntnisse von IL können dennoch hilfreich sein, um mit älteren Geräten, die diese Sprache verwenden, umzugehen.

Auswahl einer PLC Programmiersprache

Bei der Auswahl der Programmiersprache für PLC sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Sie müssen sich der Lizenzbeschränkungen Ihrer Programmiersoftware bewusst sein, die Ihre Verwendung von Funktionsdiagrammen, Funktionsbausteindiagrammen oder strukturiertem Text einschränken können.

Berücksichtigen Sie bei der Evaluierung von Programmiersprachen für PLC die Qualifikationen der Ingenieure, Programmierer und Wartungsmitarbeiter, die mit dem System arbeiten. Es wäre ratsam, auch die Systemanforderungen zu berücksichtigen, wie zum Beispiel:

  • Anwendungstyp
  • Systemgröße
  • Komplexität der Steuerlogik
  • Kompatibilität mit anderen Systemen
PLC Sprachen

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