6 Ngôn ngữ lập trình PLC LD/LAD, FBD, ST/STL, SFC, IL, C/C++

Ladder diagram (LD/LAD), structured text (ST/STL), function block (FB/FBD), instruction list (IL), sequential function chart (SFC). Đây là 5 ngôn ngữ lập trình cho bộ điều khiển lập trình PLC được chỉ định sử dụng theo tiêu chuẩn IEC 61131-3.  Ngoài ra, hiện nay các hãng PLC cũng dần dần cập nhật các ngôn ngữ lập trình mới cho PLC như: C/C++

Cùng xem chi tiết về từng dòng PLC: https://vh2.com.vn/dmsp/plc/

#1 Ngôn ngữ lập trình PLC LAD (Ladder Diagram)

Ladder Logic còn được biết đến với nhiều tên gọi khác như: sơ đồ bậc thang (ladder diagram “LD”) hay LAD và là một ngôn ngữ lập trình được sử dụng để lập trình PLC (Programmable Logic Controller). Nó là một ngôn ngữ lập trình PLC đồ họa nhằm thể hiện các hoạt động logic với ký hiệu tượng trưng. Ladder Logic được tạo ra từ các nấc thang logic, tạo thành thứ trông giống như một cái thang, do đó có tên là “Ladder Logic” hay sơ đồ bậc thang.

Ladder Logic “LAD” không chỉ là một ngôn ngữ lập trình cho PLC. Nó là một trong những ngôn ngữ lập trình PLC được tiêu chuẩn hóa. Điều này đơn giản có nghĩa là Ladder Logic đã được mô tả theo một tiêu chuẩn. Tiêu chuẩn đó được gọi là IEC 61131-3.

Ưu điểm:

• LAD với cấu trúc bậc thang dễ sắp xếp, tổ chức và tiện theo dõi
• Cho phép ghi chú thích
• Hỗ trợ chỉnh sửa online

Nhược điểm: một số lập trình chức năng không có sẵn, đặc biệt là khó khăn trong việc lập trình chyển động hoặc phân luồng

Một số hãng sản xuất PLC tương hỗ ngôn ngữ lập trình LAD ( hầu hết những hãng PLC đều tương hỗ ngôn ngữ này ) như : AB, Tập đoàn Mitsubishi, B&R, Siemens, Unitronics, Schneider, ..

#2 Ngôn ngữ lập trình PLC FBD (Function Block Diagram)

FBD là từ viết tắt của “ Function Block Diagram ” tạm dịch là “ Sơ đồ khối tính năng ” ; là một trong những ngôn ngữ lập trình PLC được sử dụng thoáng đãng. FBD là một ngôn ngữ lập trình rất dễ học, phân phối rất nhiều năng lực và tất cả chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng ngôn ngữ FBD này để lập trình cho bất kể công dụng nào trong một chương trình PLC .

FBD là ngôn ngữ lập trình PLC chính thức được mô tả theo tiêu chuẩn IEC 61131-3 và là ngôn ngữ cơ bản cho tất cả các lập trình viên PLC. FBD là một ngôn ngữ tuyệt vời để triển khai mọi thứ từ logic đến timer, bộ điều khiển PID và thậm chí là hệ thống SCADA,..

Ưu điểm:

• Hoạt động tốt với các chức năng điều khiển chuyển động
• Trực quan và dễ dàng hơn đối với một số người dùng
• Có thể gộp nhiều dòng lập trình thành một khối hoặc một số khối chức năng

Nhược điểm: có thể trở nên vô tổ chức khi sử dụng ngôn ngữ này vì bạn có thể dặt các khối chức năng này ở bất kỳ đâu trên trang. Điều này cũng dẫn đến việc khắc phục sự cố khó khăn hơn.

Một số hãng sản xuất PLC tương hỗ ngôn ngữ lập trình FBD như : AB, Schneider, B&R, Siemens, ..

#3 Ngôn ngữ lập trình PLC ST/STL (Structured Text)

Structured Text “ ST / STL ” là ngôn ngữ lập trình PLC đạt chuẩn IEC 61131 – 3. Ngôn ngữ lập trình ST dựa trên nền tảng văn bản, trong khi ngôn ngữ lập trình LAD và FBD dựa trên nền tảng đồ họa. ST là ngôn ngữ cấp cao giống như Basic, Pascal và “ C ” .
Khi mới khám phá về lập trình PLC, có vẻ như tốt hơn nếu sử dụng ngôn ngữ lập trình đồ họa để lập trình PLC. Tuy nhiên, điều đó với tôi chỉ đúng với những chương trình PLC nhỏ và vừa. Bằng cách sử dụng ngôn ngữ lập trình PLC dựa trên nền tảng văn bản, chương trình của bạn sẽ chiếm khoảng trống nhỏ hơn nhiều và phân luồng / logic sẽ dễ đọc và dễ hiểu hơn .

• Ngôn ngữ lập trình ST được sao chép một cách tương đối dễ dàng giữa các loại PLC khác nhau
• Đây được coi là ngôn ngữ lập trình PLC dễ sử dụng nhất cho các chương trình sử dụng các phép tính toán học, công thức, thuật toán và chương trình có lượng lớn dữ liệu
• Cấu trúc lập trình ngôn ngữ ST gần giống với các ngôn ngữ phổ biến khác như: C++, C#, Pascal, VB,..
• Các ngôn ngữ lập trình PLC khác (LAD, SFC và FBD) đều sử dụng ngôn ngữ ST để lập trình nâng cao cho các thành phần của nó.
• Ngôn ngữ ST dựa trên nền tảng văn bản nên chiếm ít dung lượng, dễ mô tả, chú thích và in ra dễ dàng hơn các ngôn ngữ lập trình PLC khác.

Ưu điểm:

• Tính tổ chức cao và có khả năng tính toán các phép toán học lớn
• Cho phép lập trình một số chức năng không có ở ngôn ngữ khác (như LAD)

Nhược điểm:

• Khó thành thạo các cú pháp
• Khó khắc phục lỗi
• Rất khó để chỉnh sửa online

Một số hãng sản xuất PLC tương hỗ ngôn ngữ lập trình ST như : AB, Schneider, B&R, Siemens, ..

#4 Ngôn ngữ lập trình PLC SFC (Sequential Function Chart)

Nếu những bạn đã từng thao tác với những sơ đồ thì ngôn ngữ lập trình PLC SFC sẽ khiển bạn cảm thấy rất quen thuộc. SFC là từ viết tắt của cụm từ tiếng anh “ Sequential Function Charts ” tạm dịch là “ Biểu đồ tính năng tuần tự ”, bạn sẽ sử dụng những bước và quy trình quy đổi để đạt được tác dụng sau cuối của mình .
“ Về mặt kỹ thuật : SFC không phải là một ngôn ngữ, mà là một phương tiện đi lại đồ họa nhằm mục đích phân vùng mã và hiển thị trạng thái hoặc chính sách hoạt động giải trí một cách trực quan. ”

Ưu điểm:

• Các quá trình có thể chia thành các bước chính từ đó giúp khắc phục sự cố nhanh hơn và dễ dàng hơn.
• Có thể truy cập trực tiếp vào phần logic để xem vị trí của thiết bị bị lỗi.
• Có thể giúp quá trình thiết kế và viết chương trình nhanh hơn với khả năng sử dụng lặp đi lặp lại các thành phần logic riêng lẻ.

Nhược điểm: ngôn ngữ này không phải lúc nào cũng phù hợp với tất cả ứng dụng.

Một số hãng sản xuất PLC tương hỗ ngôn ngữ lập trình ST như : AB, Tập đoàn Mitsubishi, Schneider, Siemens, ..

#5 Ngôn ngữ lập trình PLC IL (Instruction List)

Instruction List được viết tắt là “ IL ”, là một trong những ngôn ngữ lập trình kiểu văn bản và là ngôn ngữ lập trình PLC tiên phong, cùng với LD. Instruction List là một trong 5 ngôn ngữ được đưa vào tiêu chuẩn IEC 61131 – 3 trong những năm đời đầu, từ lần công cố thứ ba trở đi, nó đã không được dùng ( hạn chế sử dụng ) bởi IEC nữa và như vậy, trong tương lai những đơn vị sản xuất PLC sẽ ngừng tương hỗ ngôn ngữ này. Ngôn ngữ IL được phong cách thiết kế để dùng để viết chương trình cho bộ tinh chỉnh và điều khiển lập trình PLC. Ngôn ngữ lập trình IL là một ngôn ngữ cấp thấp gần giống như ngôn ngữ Assembly. Khi sử dụng ngôn ngữ này, bạn sẽ thao tác với những mã, thành phần như LD ( Load ), AND, OR, etc, …
Một quyền lợi của những ngôn ngữ cấp thấp, gồm có cả IL, là chúng rất nhanh và hiệu suất cao – đặc biệt quan trọng là khi so sánh với những ngôn ngữ đồ họa – và sử dụng ít bộ nhớ hơn. Vì nguyên do này, ngôn ngữ IL thường được sử dụng trong những ứng dụng như vòng tinh chỉnh và điều khiển, yên cầu vận tốc giải quyết và xử lý rất nhanh .
Tuy nhiên, những chương trình được viết bởi ngôn ngữ IL hoàn toàn có thể dễ bị lỗi thời hạn chạy và chúng hoàn toàn có thể gây ra những vòng lặp vô hạn hoặc những phép toán số học không xác lập. Mặc dù vậy, quan trọng nhất, trong thiên nhiên và môi trường sản xuất thời nay, nhân viên cấp dưới quản lý và vận hành không phải là lập trình viên – gồm có cả kỹ sư bảo dưỡng và thợ điện – phải hoàn toàn có thể khắc phục sự cố hoặc lỗi với thiết bị, gồm có cả tinh chỉnh và điều khiển và viết chương trình. Tuy rằng, ngôn ngữ IL rất thân thiện với lập trình viên, nhưng nếu không được giảng dạy đặc biệt quan trọng về ngôn ngữ này, rất khó để nghiên cứu và phân tích và khắc phục sự cố mã lệnh. Và để giảng dạy đặc biệt quan trọng cho nhân viên cấp dưới tương hỗ về ngôn ngữ IL này là không trong thực tiễn, trong khi còn có những ngôn ngữ khác ( ngôn ngữ đồ họa ) hoàn toàn có thể xử lý những ứng dụng và yếu tố tựa như lại thân thiện hơn với người không phải là lập trình viên .

Ưu điểm: phù hợp với các ứng dụng ưu tiên sự đơn giản và cấp tốc

Nhược điểm:

• Bị giới hạn nhiều chức năng
• Nhiều lỗi khó xử lý hơn so với các ngôn ngữ khác

#6 Ngôn ngữ lập trình PLC C/C++

Với thời đại lúc bấy giờ, khoa học máy tính ngày càng tăng trưởng, xâm nhập vào mọi nghành nghề dịch vụ đang hoạt động giải trí, trong đó không hề không kể đến những ngành công nghiệp nói chung và ngành tự động hóa nói riêng. Và C / C + + là một ngôn ngữ lập trình cấp cao mà những lập trình viên cần phải biết và ứng dụng .
Vào năm 1972, tại phòng thí nghiệm Bell, Dennis Ritchie đã tăng trưởng ngôn ngữ C. Ngôn ngữ C được sử dụng lần đầu trên một mạng lưới hệ thống thiết lập hệ điều hành quản lý UNIX. Và ngôn ngữ này có nguồn gốc từ ngôn ngữ BCPL do Martin Richards tăng trưởng. BCPL sau đó đã được Ken Thompson tăng trưởng thành ngôn ngữ B, đây là người khởi thủy ra C .
C + + là một phiên bản lan rộng ra của ngôn ngữ lập trình C, được tạo ra bởi Bjarne Stroustrup – một nhà khoa máy tính người Đan Mạch tại phòng thí nghiệm AT&T Bell vào năm 1979, được ISO công nhận vào năm 1998, lần phê chuẩn tiếp theo vào năm 2003 ( người ta gọi là C + + 03 ) và sau đó là những phiên bản update C + + 11, C + + 14 và C + + 17 .
C là ngôn ngữ thủ tục, trong khi C + + là hướng đối tượng người dùng, lập trình thủ tục tuân theo những nguyên tắc từng bước của những hàm, trong khi lập trình hướng đối tượng người tiêu dùng tập trung chuyên sâu vào những đối tượng người dùng, thừa kế, v.v.
Một số hãng sản xuất PLC tương hỗ ngôn ngữ lập trình C / C + + như : B&R, Tập đoàn Mitsubishi, Unitronics, Beckhoff, ..

Kết luận

Với bài viết san sẻ trên đây, tất cả chúng ta biết và hiểu được rằng : mỗi loại đều có điểm mạnh và điểm yếu, mức độ tương thích theo từng thực trạng khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết mọi người khi thao tác với PLC đều biết lập trình bằng ngôn ngữ LAD và có lẽ rằng đây là ngôn ngữ phổ cập và được tương hỗ thoáng đãng nhất. Với những bài toán logic phức tạp hơn thì hoàn toàn có thể được thực thi bởi những ngôn ngữ khác. Một số ngôn ngữ được cho phép hoàn toàn có thể tự quy đổi từ ngôn ngữ đồ họa sang hoặc qua những ứng dụng tương hỗ. Mỗi một ngôn ngữ được lựa chọn còn phụ thuộc vào vào lượng kiến thức và kỹ năng của lập trình viên hoặc theo nhu yếu của tổ chức triển khai .
Ngoài 6 ngôn ngữ lập trình được ứng dụng trong lập trình PLC kể trên, thì tùy từng ngành, từng nghành mà tất cả chúng ta còn có những ngôn ngữ lập trình thông dụng đã từng hay đang sống sót như : ngôn ngữ máy, Assembly “ hợp ngữ ”, Cobol, Fortran, Pascal, HTML, JavaScript, Python, Java, Smalltalk, PHP, CSS, Swift, C # ( C Sharp ), Ruby, Perl, Objective-C, SQL, R, Go, Shell, Scala, TypeScript, VB ( Visual Basic ), TCL, Lisp, ML, Prolog .

Các câu hỏi thường gặp về ngôn ngữ lập trình PLC

Có bao nhiêu ngôn ngữ lập trình PLC ?Có 5 ngôn ngữ lập trình cho bộ tinh chỉnh và điều khiển lập trình PLC được chỉ định sử dụng theo tiêu chuẩn IEC 61131 – 3 là LAD, ST, FBD, IL và SFC. Tuy nhiên, lúc bấy giờ ngôn ngữ C / C + + đang dần được đưa vào là ngôn ngữ lập trình chính cho PLC và chiếm lợi thế hơn so với những ngôn ngữ còn lại .
Ngôn ngữ lập trình PLC nào phổ cập nhất ?Bởi đặc tính dễ học, dễ sử dụng của ngôn ngữ LAD nên nó được trở thành ngôn ngữ lập trình PLC thông dụng nhất. Tuy nhiên, bởi những số lượng giới hạn của ngôn ngữ LAD nên khó hoàn toàn có thể cung ứng được nhu yếu thị trường lúc bấy giờ, do đó ngôn ngữ C / C + + dần được những lập trình viên ưu tiên sử dụng .
Nên học ngôn ngữ lập trình PLC nào ?Nếu vào thời đại mà mình khởi đầu học PLC thì mình sẽ khuyên bạn nên khởi đầu với ngôn ngữ LAD. Tuy nhiên, thời đại đã đổi khác nên theo mình bạn nên tập làm quen và khởi đầu với ngôn ngữ C / C + + nhé !

5
5
votes

Article Rating

Source: https://vh2.com.vn
Category : Tin Học