TwinCAT编程软件介绍

1第一讲TwinCATPLC概述TwinCATPLC是基于Beckhoff系列可编程现场总线控制器（PFC）的编程开发系统与可视化图形监控工具软件。TwinCAT符合IEC61131-3国际标准，提供标准的开发环境与基于该标准的5种程序设计语言：指令表布尔助记符程序设计语言（IL:InstructionList）梯形逻辑程序设计语言（LD:LadderDiagram）功能块程序设计语言（FBD:FunctionBlockDiagram）顺序功能流程图程序设计语言（SFC：SequentialFunctionChart）结构化文本程序设计语言（ST:StructuredText）2IEC61131-3标准是PLC编程语言的国际标准。TwinCATPLC编程语言符合该标准的规定。依照这个标准，一个程序包含以下几个部分：l数据结构lPOUsl全局变量常规的编程语言都包含标识符，地址，类型，注释及常数。3TwinCATPLC功能：第一讲TwinCATPLC概述丰富的程序功能指令TwinCATPLC提供了位逻辑运算、整数与浮点数运算、定时器与计数器功能、比较与赋值功能、移位与循环功能、数据类型转换功能、PID功能等大量丰富的程序功能指令。此外，用户还可以根据特定需要编写自己的功能块、子程序。离可在线程序仿真用户应用程序计算机中进行仿真执行，无须将其下载到PFC中，方便用户对程序的测试与修改并节省了开发时间。在线监视在程序离线仿真或联机运行的过程中，用户可以在TwinCATPLC中以文本或图形的方式监视程序运行状态及数据变化情况。诊断与调试在程序离线仿真或联机运行的过程中，用户可以通过在程序中设置断点、逐步执行程序、手动为变量赋值的方式对程序进行诊断与调试。4编程工具组件：第一讲TwinCATPLC概述用户手册通讯电缆软件光盘及授权系统要求：计算机：IntelPentium或更高操作系统：MS-Windows9X/NT4.0/2000/XP内存：16MBRAM（Windows9X）64MBRAM（WindowsNT4.0）至少10MB本机硬盘空间鼠标2倍速以上光驱RS232串行口通讯电缆RS2325POU包括函数（Function）、功能块（FunctionBlock）、程序（Program）三种类型。每一个POU包含两部分：变量声明部分与程序指令部分。程序指令部分由五种语言（IL、LD、SFC、FBD、ST）之一编写。IEC标准功能块包含在“standard.lib”函数库文件中，每一个项目均默认加载standard.lib。某一POU可在另一POU中被调用，程序中不允许递归调用（但是可以简接的完成递归）。变量声明部分程序指令部分TwinCATPLC以项目（Project）的方式管理用户的应用程序，所有的项目数据存在有一个项目名称的文件中，一个项目包含如下组件：POU、数据类型、程序资源、函数库与可视化元素。一个新的项目的第一个POU，系统会自动的给定名称MAIN，这是程序的起点（相当于C程序中的主函数）。从这里开始，就可以调用其他的POU。TwinCATPLC中的POU（programorganizeunit程序组织单元）61、函数（Function）TwinCATPLC中的POUFunction作为一类POU，包含一部分程序，这部分程序可以在主程序中被多次调用，Function在被调用时返回一个数据。Function在基于脚本的程序设计语言（如ST）中可以作为表达式中的一个操作数；在基于图形的程序设计语言（如FBD）中以图形的方式调用。在声明一个Function后，需要指定该Function所返回的数值的数据类型。Function的名字为该Function的输出变量结果。Function不具有内部条件，当用相同的参数多次调用某一Function时，该Function总是返回相同的数据。变量声明部分：FUNCTIONFct:INTVAR_INPUTPAR1:INT;PAR2:INT;PAR3:INT;END_VAR程序指令部分：LDPAR1MULPAR2DIVPAR3STFctINT:function返回的数据类型Fct:Function名声明输入变量Fct=(PAR1*PAR2/PAR3)7函数的调用第二讲TwinCATPLC中的POU在IL中调用：LD7FCT2,4STResult在FBD中调用：FctPAR3PAR2PAR1724Result在ST中调用：Result:=Fct(7,2,4);82、功能块（FunctionBlock）第二讲TwinCATPLC中的POU功能块作为一类POU，包含一部分程序，这部分程序可以在主程序中被多次调用，功能块在被调用时输出一个或多个数据。与Function不同，功能块没有返回值。功能块以调用其实例（Instance）的方式执行。功能块的实例需在POU的变量声明部分进行声明。实例可以声明为局部实例或全局实例。功能块的实例可以在程序或其他功能块的变量声明部分声明，不允许在函数的变量声明部分声明。（函数不允许调用功能块）功能块实例的输入输出变量可以在POU中设置，内部变量在调用时对于用户是不可见的。功能块的所有变量的数据在被调用后保留直至下一次调用；以同样的参数多次调用功能块，功能块不一定会输出相同的数据。变量声明部分：FUNCTION_BLOCKFUBVAR_INPUTPAR1:INT;PAR2:INT;END_VARVAR_OUTPUTMULERG:INT;VERGL:BOOL;END_VAR程序指令部分：LDPAR1MULPAR2STMULERGLDPAR1EQPAR2STVERGL声明输入变量声明输出变量MULERG=PAR1*PAR2PAR1=PAR2VERGL=TRUEPAR1≠PAR2VERGL=FALSE9功能块的调用（程序调用功能块或功能块相互调用）第二讲TwinCATPLC中的POU程序声明部分：PROGRAMAWLVARQUAD:BOOL;INSTANZ:FUB;（*声明功能块的实例*）ERG:INT:=0;（*声明变量并赋初值*）END_VAR在IL中调用：CALINSTANZ(PAR1:=5,PAR2:=5)LDINSTANZ.VERGLSTQUADLDINSTANZ.MULERGSTERG在ST中调用：INSTANZ(PAR1:=5,PAR2:=5);QUAD:=INSTANZ.VERGL;ERG:=INSTANZ.MULERG;在FBD中调用：FUBINSTANZPAR1PAR2MULERGVERGL55QUADERG103、程序（Program）与PLC_PRG第二讲TwinCATPLC中的POU程序作为一类POU，在执行过程中输出一系列数据。在一个项目中，程序属于全局元素。程序可以被调用，但不能在函数中调用程序。与功能块不同，程序的调用不通过实例。程序中所有变量的数据在被调用执行后保留直至下一次执行。与功能块不同，调用功能块只是改变该功能块一个实例中的变量的数据。MAIN是项目中系统预定义的一个特殊的程序。MAIN每一循环周期被系统调用执行一次，相当于一个单任务程序的主程序。MAIN在用户建立一个新项目时由系统自动加载。当用户在项目中进行了多任务管理的相关设置后，系统可以不需要MAIN。否则，用户不要删除MAIN或改变其程序名。变量声明部分：PROGRAMPRGExampleVAR_OUTPUTPAR:INT;END_VAR程序指令部分：LDPARADD1STPAR11程序的调用第二讲TwinCATPLC中的POU在IL中调用：CALPRGExampleLDPRGExample.PARSTERG在ST中调用：PRGEample;ERG:=PRGEample.PAR;在FBD中调用：PRGEampleERGPAR12第三讲TwinCATPLC数据类型布尔型BOOL:真（TRUE）与假（FALSE），占用1位（Bit）地址空间整型类型下限上限占用地址空间BYTE02558BitWORD06553516BitDWORD0429496729532BitSINT-1281278BitUSINT02558BitINT-327683276716BitUINT06553516BitDINT-2147483648214748364732BitUDINT0429496729532Bit13实型第三讲TwinCATPLC数据类型字符串型STRING:字符型数据的宽度在变量声明时指定，若没有指定，系统默认宽度为80个字符。每个字符占一个字节（8Bit）的地址空间。举例：str:STRING(35)=‘ThisisaString’;又称浮点型。REAL:占32Bit地址空间14日期/时间第三讲TwinCATPLC数据类型类型DATE从1970-01-01开始以秒计算，占32Bit地址空间举例低16Bit，高16BitD#1970-01-0116#0000，16#0000D#1970-01-0216#5180，16#0001D#1999-04-2816#4F80，16#3726D#2000-01-0116#4380，16#386DDATE_AND_TIME或DT从1970-01-0100时00分00秒开始以秒计算，占32Bit地址空间举例低16Bit，高16BitDT#1970-01-01-00:00:0016#0000，16#0000DT#1970-01-01-00:00:0116#0001，16#0000DT#1999-04-29-11:59:0016#4984，16#3728DT#2000-01-01-00:00:0116#4381，16#386D15日期/时间第三讲TwinCATPLC数据类型类型TIME以毫秒计算，占32Bit地址空间举例低16Bit，高16BitT#10s0ms16#2710，16#0000T#1440m0s0ms或T#1d16#5C00，16#0526T#60m0s0ms16#EE80，16#0036T#8052m18s3ms或T#5d14h12m18s3ms16#19D3，16#1CCCTIME_OF_DAY或TOD从00时00分00秒开始以毫秒计算，占32Bit地址空间举例低16Bit，高16BitTOD#15:36:10.34016#1764，16#0359TOD#11:3816#09C0，16#09C0TOD#00:0016#0000，16#0000TOD#00:00:00.10016#0064，16#000016数组第三讲TwinCATPLC数据类型TwinCATPLC支持1维、2维、3维数组，数组声明语法如下：Field_Name:ARRAY[ll1..ul1,ll2..ul2,ll3..ul3]OFelem.Type;举例：arr1:ARRAY[1..5]OFINT:=1,2,3,4,5;arr2:ARRAY[1..2,3..4]OFINT:=1,3(7);（*1,7,7,7*）arr3:ARRAY[1..2,2..3,2..4]OFINT:=2(0),4(4),2,3;（*0,0,4,4,4,4,2,3*）数组元素的引用：Field_Name[index1,index2,index3]举例：Arr2[1,3]17第四讲TwinCATPLC变量声明与硬件寻址1、变量的声明语法：Identifier{ATAddress}:Type{:=initialization};{}内的部分为可选项“Identifier”：变量名“Address”：变量的地址（I、Q、M）“Type”：变量数据类型“Initialization”：变量的初始值注意：变量名不允许包含空格与特殊字符，不能与关键字相同；变量名不区分大小写，允许包含至多一个下划线；变量名最大为32个字符。在声明过程中可以为变量赋初值，如果省略，系统默认初始值为“0”。使用“AT”关键字可以将变量连接到硬件地址。连接到硬件地址的变量