GB T 15969.3-1995 可编程序控制器 第3部分 编程语言.pdf
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1、中华人民共和国国家括准可编程序控制器第3部分:编程语言Programmable controllers Parl 3, Programming languages 1 主题内容与适用范围1. 1 主题内容本标准规定了可编程序控制器(PC)编程语言的语法和语义。GB/T 15969. 3一1995本标准规定的PC编程语言有文本语言(指令表(IL)语言和结构文本(ST)语言)、图形语言(梯形图(LD)语言和功能块图(FBD)语言)。本标准还描述了可编程序控制器与自动化系统其他部件之间便于通讯的特征。1.2 适用范围本标准适用于可编程序控制器所用编程语言的打印表示和显示表示,表示所用字符为GB198
2、8字符集字符。在本标准中定义的语言元素允许用图形和半图形表示,但这种表示不在本标准中定义。本标准定义的编程语言元素可以用在交互式的编程环境中,这种环境的详细说明超出了本标准的范围;但是这种环境应该能够以本标准规定的格式产生文字或图形程序文件。程序输入、测试、监视、操作系统等功能在GB/T15969. 1中规定。1.2.1 软件模型图1.2. 1中示出了基本的高级软件元素及其相互关系。这些元素是程序、功能块、组态、资源、任务、全局变量和存取路径。使用本标准定义的语言可以对前两个元素进行编程,按照本标准条款2.7中规定,可以对其余的元素进行组态。组态这个软件元素对应于GB/T15969.1定义的P
3、C系统和虚拟制造设备(VMD)。资源这个软件元素对应于GB/T15969. 1定义的信号处理功能及其人机接口功能和传感器和执行器接口功能。每个组态包含一个或多个资源,每一个资源又包含一个或多个任务和程序。一个程序可以包含零个或多个功能块或本标准中定义的其他软件元素。通过GB/T15969.1中定义的操作员接口功能、编程、测试和监视功能,或操作系统功能,可以启动和停止组态、资源和任务的运行。因此这些元素如GB/T15969.1中定义的,为程序启用(PROGRAM INVOCATIONSlo启动或停止某个组态或资源,等价于启动或停止该元素所包含的所有任务。程序、任务、资源、全局变量、存取路径(及其
4、相应存取优先权)和组态能通过GB/T15969.1中定义的通讯功能装入或删除,因此,这些元素属于本标准中所定义的范畴(DOMAINS)。组态或资源的装入或删除应等价于它所包含的所有元素的装入或删除。国家技术监督局1995-12-29批准1996-10-01实施232 GB/T 15969.3-1995 构形资源资源曰曰囚E日曰, , r 曰功能块-变量迸出路径:1 变量图1.2. 1 软件模型1- 2. 2 通讯模型图1.2. 2示出了变量值在软件元素间通讯的各种方法。如图1.2. 2(a)所示,在一个程序中的变量可以直接通讯,只要将一个程序元素的输出接到另一个程序元素的输入即可。这种连接用图
5、形语言表示就显得直观,而用文字语言显得隐含。同组态中两个程序变量之间的通讯可通过全局变量进行,例如图1.2. 2 (b)中图示的变量X。该变量在组态称之为全局的,而在程序中如条款2.4.2中所规定,则称之为外部的。如图1.2.2(c)中所示,用条款2.5. 2. 3. 5中定义的通讯功能块,变量可在一个程序中的两个不同部分之间,同组态或不同组态中的两个程序之间进行通讯。1.2.3 编程模型PC编程语言元素在本标准中所出现的子条款,按如下分类=数据类型(2.3)程序组织单元(2.5)功能(2.5.1)功能块(2.5.2)程序(2.5.3)顺序功能图(SFCl元素(2.6)组态元素(2.7)全局变
6、量(2.7.1)资源(2.7.2)任务(2.7.3)2:n GB/T 15969. 31995 程序AFB! FB2 I FB_X I I FB_Y I I t-一-一一寸b I (a) 掏形C程序AVAREXTERNAL X,BOOL END-VAR 程序BVAREXTERNAL X,BOOL END-VAR FB! 曰-XVARGLOBAL _ X,BOOL ENDVAR 一一一x一曰) ,。( 构形Cr飞序A构形D程序E连接CHl (c) 图1.2. 2 通信模型(a) 程序内的(b) 程序阔的/组态内的1 OUT; INl OR IN2 OR .OR INn 7 XOR 2K+l OU
7、T,INl XORIN2 XORXOR INn 8 NOT 按位布尔取反注1)该符号在文字语言中适合用作操作符,如表3.2.2和3.3.1中所示。2)这些符号在文字语言中不适合用作操作符。3)约定1:11,IN2INn以从上到下的次序指输入,OUT指输出。的布尔类型信号的图形取反也能完成,如表2.5.1.1-1中所示。2.5.1.4.4 选择和比较功能注3) 1) 2) 2) 4) 选择和比较功能对于所有数据类型应是超载的。选择功能的标准图形表示、功能名称和描述应如表2.5. 1. 4. 4-1中所示。2S8 GB/T 15969.3-1995 序号符能一功一择一选准一标一lE A哑- A件晶
8、. IE . Fh胃。-表一号解释000 ANY 二进制选择zOUT, INO,IF GO OUT,INl,IF Gl 例A,=SEL(G,O电INO,X,INl5),(ST语言见条款3.3)1 ANY ANY 可扩展的极值功能OUT, * * * INl ,IN2INn 这里*是MIN或MAX例,A,MIN(B,C,D),(ST语言见条款3.3)2 AN Y. ANY. 3 ANY ANY ANY ANY 限值器OUT , MIN(MAX(IN ,MN) ,MX) 例,A,LIMIT(lN, B,MN,军队MX,5),(ST语言见条款3.3)4 ANY INT ANY ANY ANY 可扩展
9、的多路转换器g输入K选N个输入中的个例z条款3.3定义的ST语言中语句:A, MUX(K, O,INO, B,IN1,二C,IN2, D), 与A:=B;具有相同的效果ANY 比较功能的标准图形表示、功能名称和符号、以及描述应如表2.5. 1. 4. 4-2中所定义。所有比较功能(除NE外)应是可扩展的。位串数据的比较应从最高有效位到最低有效位逐位地进行,并且较短的位串当与较长的位串比较时,应在短串的左边用零填充,那位串变量的比较应与无符号整数变量的比较具有相同的结果。表2.5. 1. 4. 4-2 标准比较功能一般形式用法举例-r寸77-一酬Lc*) -一L_一回-A , GT(B,C,D)
10、, 或A, (BC)&CCD), (ST语言见条款3.3)(* * *)一一名称或符号(*)一一见注1)259 GB/T 15969.3-1995 续表2.5. 1. 4. 4-2 序号名称符号描述5 GT 减序列zOUT , CIN1IN2)&CIN2JN3)&CINn-.lINn) 6、GE 单调序列g OUT , (lNl IN2)&CIN2二IN3)&(INn-lINn)7 EQ 相等OUT , (INl IN2)缸(lN2IN3)&(lNn-1 INn) 单调序列8 LE 不等于(不可扩展)OUT, (111 10 2.5.2 功能块为了PC编程的方便,功能块是当执行时产生一个或多个
11、值的一个程序组织单元。一个命名为INSTANCE弓的(拷贝)多功能函数块是能够建立的,每个实际例子应拥有一个有关的标识符(实例名称) 并包含其输出和内部变量,可能还应包含其输入变量的一个数据结构。这个数据结构的输出变量和必要的内部变量的值应从功能块的一次执行并保持到下一次执行;因此具有相同变量输入参数)的一功能块的调用不一定总是产生相同的输出值。262 G/T 15969.3-1995 在一个功能块实例的外部只有输入和输出变量是可存取的,即功能块的内部变量对功能块的用户是隐含的。应按条款3中为文字语言所定义的,或根据条款4中为图形语言给出的网络求值规则,或在条款2.日中所定义的执行控制元素的控
12、制下调用一个功能块操作的执行。功能块类型说明的范围应是全局性的,即任何己说明的功能块,如图1.2. 3中所示,都能在另个功能块或程序的说明中找到实例。个功能块实例的范围对应于实例化的程序组织是局部的,除非它在条款2.7.1中所定义的一个VARGLOBAL块已被说明是全局的。正如条款2.5. 2. 2中所说明的,一功能块实例的实例名称如果在条款2.4. 2所定义的VARIN PUT说明中被说明为输入变量,或在VARIN OUT说明中被说明为一功能块的输入/输出变量,它就能被用作一功能或功能块的输入。见条款2.5.2.1 如图2.5.2.1所说明,一功能块实例应按下面所说的建立:文字形式,应用VA
13、R.ENDVAR结构中功能块说明来说明一个数据元素。这与应用条款2.4.2中所定义的,结构化数据类型是相同的。图形形式,应用功能块的图形表示,它遵循条款2.5.1.1给出的功能表示规则,在块的内部有功能块类型名称且在块的上面有实例名称。另外,正规的输入和输出参数应总是按条款2.5.1.1中所定义的表耳可。注如果表2.5.1.1-1中所定义的任何两个图形取反的特性中任意一个作为功能块被支持,它也应支持条款2.5.1中所定义的功能。反之也一样。%IXl %IX2 图形表示(FBD语言)FF75 %QX3 文字表示(ST语言)VAR FF75 ,5R END_ VAR(*说明*) FF75 (51
14、, %IXl.R %IX2) , (女调用*)%QX3 , FF75. QC*赋值输出六)图2.5.2.1功能块实例如图2.5.2.1所示,一个功能块实例的输入和输出变量能被表示为条款2.3.6.1所定义的结构数据类型的元素。除非从功能块的内部,否则不允许给功能块的输出变量赋值。只有当输入作为功能块的调用部分时,给功能块的输入赋值是允许的。表2.5.2.1使用图2.5.2.1中所示的类型SR的功能块FF75总结了功能块输入和输出的允许用法,举例是用ST语言表示的。表2.5.2.1功能块1/0参数用法举例用法在功能块内在功能块外输入读IF 51 THEN 不允许1).2) 输入写不允许1).3)
15、 FF75C51 , %IX1.R , %IX2) , 输出读Ql,Ql AND NOT R %QX3,FF75.Ql 输出写Ql,1 不允许1)注t1)该表中列为不允许的那些用法能导致与执行错误有关的、不可预测的副作用。2)读一功能块的输入可以依靠GB/T15969.1中定义的通讯功能、操作员接口功能、或编程、测试和监测功能等梁完成。3)如条款2.5.2.2中所说明的,在一个VARIN OUT块中所说明的一个变量功能块肉的修改是允许的。263 GB/T 15969. 3-1995 2.5.2.2说明如图2.5.2.2-1中所说明的,应使用与条款2.5.L 2为功能定义的相同方式以文字或图形说
16、明功能块时,有下列差别.a. 用于功能块说明的限定关键字应是FUNCTION-BLOCK-ENDFUNCTION BLOCK。b. 在文字说明中,表2.3.1中所列的EDGE数据类型能用在输入说明中。这种类型的数据元素在功能块体中应被用作布尔变量,并仅在对应的功能块输入从布尔值口到布尔值.1的转换时刻才具有布尔值1气关于EDGE输入数据类型表2.5.2.3.2中所说明的结构应使用在图形说明中。当使用GB1988字符集时,大于气)字符应在功能块的侧面。当采用图形或半图形表示时,GB4728. 12用于动态输入的约定应被使用。当一功能块实例的EDGE输入要求下降沿时,应使用表2.5. 2. 3.
17、2中所说明的记号。c 一功能块能具有一个以上的输出参数,输出参数用条款2.4.2中定义的VAROUTPUT. END VAR结构以文字说明,或按图2.5.2.2-1中所示的以图形说明。d. 条款2.4.2中定义的RETAIN限定词能用于个功能块的内部变量和输出变量。e. 通过VARIN OUT或VAR EXTERNAL结构向功能块传递变量值能从功能块内修改。f. 通过VARIN ,VAR IN OUT,或VAREXTERNAL结构,其名称被传入功能块实例的输出值是可存取的,但不能从功能块内修改。耳其实例名称通过VARIN OUT或VAREXTERNAL结构可以进入功能块的一个功能块能从功能块的
18、内部调用。这些特性总结在表2.5.2.2中。FUNCTION BLOCK DEBOUNCE VAR INPUT lN,BOL, DB TIME,TIME , END VAR VAR OUTPUT OUT ,BOL; ET OFF,TIME; END VAR VAR OB ON ,TO:-! , DB OFF,TON , OB FF,SR , END VAR DB ONC!N, IN ,PT , OB TIME) , OB OFFCI:-!; IN ,PT; DB TIME) , D FF(SLDB (l:-I.Q,R,DB OFF.Q)事ET OFF,D OFF.ET; END FUNCTIO
19、N BLOCK 26占1) N外部接口六)(中内部变量*)(女和FB例子*)女功能块实体女)GB/T 15969.3-1995 FUNCTION_BLOCK DEBOUNCE IN OUT BOOL TIME DB_ TIME ET_ OFF DB_ON IN DB_OFF DB TIME END_FUNCTION_BLOCK BOOL TIME DB_OFF ET_OFF 2) 六外部块体*)OUT(会功能块体去)图2.5.2.2-1功能块说明举例注,1)使用ST语言(条款3.3)的文字说明。2)使用FBD语言条款4.3)的图形说明。表2;5. 2. 2 功能块说明特性序号描述举例1 关于内
20、部变量的RETAIN限定词VAR RETAIN X,REAL, END VAR 2 关于输出变量的RETAIN限定词V AR OUTPUT RET AIN X,REAL, END VAR 3 输入/输出说明VAR IN OUT X ,INT, END VAR X,X十1,4 功能块实际名称作为输入VAR IN 1 TMR,TON, END VAR EXPIRED, 1 TMR. Q , 5 功能块实际名称作为输入/输出VAR IN OUT 10 TMR,TOF, END VAR 10 TMR(lN,A VAR,PT,TttIOS), EXPIRED,IO TMR.Q, 265 序号| 描述6
21、I功能块实例名称作为外部变量GB/T 15969.3-1995 续表2.5.2.2V AR EXIERNAL EX TMR,TOF, END VAR 举例EX TMRCIN,A VAR,PT,T#IOS), EXPIRED,EX_ TMR.Q, 注z假定在这些例子中,变量EXPIRED和A_VAR已被说明成BOOL类型的。(a) INT INT LNT FUNCTION BLOCK ACCUM VAR IN OUT A,INT, END VAR VAR IN :二J-AA,INT, END VAR A,A十X,XI X2 X3 Cb) XI X2 (c) (d) XI X2 (a)图形和文字说
22、明,(b).(c)合法用法p(d)非法用法。ACCl ACCl ACC X3 X4 END FUNCTION BLOCK 注象VAR ACC,INT, Xl ,INT, X2 ,INT, END VAR 这样的说明被假定ACC2 注=对ACC.Xl,X2,X3.X4假定了他)中的说呢ACC C*非法用法*六六图2.5.2.2-2输入/输出变量用法举例ACC 如图2.5. 2. 2-2中所说明的,只有变量或功能块实例名称能通过VAR_IN_OUT结构传入一功能块,即功能或功能块输出不能通过这个结构传递。这是为了防止这些输出的非故意修改。但VARIN 266 GB/T 15969.3-1995 O
23、UT结构的链接是允许的,如图2.5.2. 2-2(C)所示。2.5.2.3 标准功能块所有PC编程语言的共用功能块在本条款中给出定义。本条款中展示了标准功能块的图形说明,条款2.5.2.2中所规定的等价文字说明也就能给与表示。如表2.5. 2. 3. 1中的举例。2. 5. 2. 3. 1 双稳元素标准双稳元素的表示和功能块体如表2.5. 2. 3. 1中所示。功能块体用条款4.3中定义的FBD语言规定。这些元素的表示符号尽可能选成与IEC617-12的符号12-09-01和12-09-02一致。序号表示1 BOOL-BOOL-Z BOOL-BOOL 表2.5. 2. 3. 1 标准双稳功能块
24、双稳功能块(置位要素)BOOL 双稳元素(复主要素)BOOL Rl S Ql 功能块体注=输出变量Ql的初始状态应是布尔变莹的正常缺省值零。表2.5. 2. 3. 1 (续)序号表示功能块体3 测试和置位不可中断的)C*ST语言-条款3.3女)VAR X ,BOOL,END VAR BOOG BOOI. Q,X, IF T THEN X.l EI.SIF R THEN Q,o, X,O ENDIF 注.该功能块是用来控制存取操作系统资源。因此,功能块体中最开始的两个语句为Q,X, IF T THEN X,l, 应是不可中断的。2.5.2.3.2 边沿检测Ql 标准边fr检测功能块的图形表示如表
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