[工业自动化-17]：西门子S7-15xxx编程 - 软件编程 - PLC编程语言以及与嵌入式编程的比较

目录

一、博图编程语言

1.1 概述

1.2 三种编程语言之间的关系

二、PLC与嵌入式系统的类比

三、PLC编程与嵌入式系统编程的比较

3.1 不同点

3.2 相同点

3.3 PLC是一种专门用于工业控制系统的嵌入式系统

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一、博图编程语言

1.1 概述

西门子（Siemens）PLC编程语言主要分为以下几种：

1. Ladder Diagram (LD)（梯形图）：Ladder Diagram是一种图形化编程语言，它使用梯形图符号来表示逻辑和控制程序。它基于传统的继电器控制电路，并且易于理解和编写。Ladder Diagram广泛应用于工业自动化领域。

2. Structured Control Language (SCL)（结构化控制语言）：SCL是一种类似于高级编程语言的文本编程语言，用于开发复杂的控制逻辑和算法。SCL可以使用结构化编程语言的特性，如循环、条件语句和函数来编写控制程序。SCL常用于编写功能块、组态控制等。

3. Function Block Diagram (FBD)（功能块图）：FBD使用图形化的功能块来表达逻辑和控制程序。它可以视为Ladder Diagram的扩展，可以更灵活地组织控制逻辑。FBD在PLC编程中被广泛使用，特别适用于复杂的控制和算法逻辑。

4. Instruction List (IL)（指令列表）：IL是一种底层的文本编程语言，以类似于汇编语言的指令列表的形式表示控制程序。IL提供了对PLC底层指令的直接控制，适用于需要对底层指令进行精确控制的应用场景。

此外，西门子PLC编程还可以使用其他编程语言和标准，如结构化文本语言（STL）、Sequential Function Chart (SFC)、C语言等。这些不同的编程语言可以根据应用场景和需求进行选择和组合使用，以实现复杂的控制逻辑和算法。

需要注意的是，不同型号和系列的西门子PLC可能支持不同的编程语言和功能。在实际使用时，建议参考相关设备的文档和使用手册，以获取具体的信息和指导。

1.2 三种编程语言之间的关系

在西门子（Siemens）的PLC编程环境中，不同的编程语言可以在同一个项目中共同使用，相互补充，以实现复杂的控制逻辑。

1. Ladder Diagram (LD)、Structured Control Language (SCL)和Function Block Diagram (FBD)之间的关系：LD、SCL和FBD是西门子PLC编程环境中最常用的三种编程语言。它们可以通过相互转换来表达相同的控制逻辑。例如，可以用LD编写的梯形图程序，可以转换为SCL或FBD中的等效代码。这样，程序员可以根据自己的喜好和经验，以及项目的需求选择合适的编程语言来编写控制程序。

2. Instruction List (IL)和其他编程语言之间的关系：IL是一种低级别的、接近PLC底层指令的编程语言。在IL中，可以直接使用底层指令来编写控制程序。IL与其他高级编程语言（如SCL、STL或C语言）之间可以进行转换。例如，可以使用SCL编写的控制程序，可以转换为IL中的等效指令列表。

总之，西门子PLC编程语言之间的关系是互相补充和转换的关系。根据控制逻辑的复杂程度和编程的需求，程序员可以选择合适的编程语言或多种编程语言的组合来编写控制程序。这种灵活性能够满足不同项目和开发团队的需求，并简化了PLC编程的过程。

二、PLC与嵌入式系统的类比

PLC（可编程逻辑控制器）和嵌入式系统是两种在不同领域广泛应用的计算机系统。虽然它们的功能和应用场景有很大的差异，但是在某些方面，它们也存在一些相似之处。

下面是PLC与嵌入式系统的一些类比：

1. 实时性能：PLC和嵌入式系统都需要具有实时性的能力。PLC通常需要实时响应控制信号，嵌入式系统则需要实时处理和响应实时数据。

2. 可靠性：PLC和嵌入式系统都需要具有高度的可靠性和稳定性，以确保系统正常工作。在工业控制领域，PLC需要长时间稳定运行，并且要耐受恶劣的工作环境；在其他领域，嵌入式系统也需要具有长时间的运行稳定性和可靠性。

3. 自动化控制：PLC通常用于工业自动化领域，控制各种机械和设备的运行；嵌入式系统则广泛应用于汽车、家电、医疗器械等领域，实现自动化控制和智能化任务。

4. 硬件和接口：PLC和嵌入式系统都需要具有丰富的硬件和接口，以满足不同应用场景的需求。例如，PLC需要具有各种输入输出接口、通信接口等；嵌入式系统需要具有各种传感器、执行器、无线连接接口等。

5. 编程语言和应用软件：PLC和嵌入式系统都需要使用特定的编程语言和应用软件进行程序开发和控制程序实现。PLC编程语言通常使用Ladder Diagram（梯形图）和Function Block Diagram（功能块图）等；嵌入式系统则可以使用C语言、Python等语言进行开发，常使用RTOS等操作系统进行管理。

需要注意的是，PLC和嵌入式系统在某些方面具有相似性，但是它们的应用场景、控制对象和开发环境等有很大的差异。因此，开发PLC和嵌入式系统的工程师需要充分掌握各自的特点和技术，以确保系统的正常运行和稳定性。

三、PLC编程与嵌入式系统编程的比较

3.1 不同点

PLC编程和嵌入式系统编程是两种不同的编程方式，有以下差异：

1. 应用场景不同：PLC编程主要用于工业控制，而嵌入式系统编程则广泛应用于汽车、家电、医疗器械等领域。

2. 语言和功能不同：PLC编程通常使用Ladder Diagram（梯形图）和Function Block Diagram（功能块图）等语言，而嵌入式系统编程则可以使用C语言、Python等语言进行开发，可以完成更加复杂的任务。

3. 硬件和接口不同：PLC的硬件和接口主要是为工业控制而设计（是一个工业领域通用设计、非工业领域的专业设置），通常需要具有各种输入输出接口、通信接口等。而嵌入式系统则需要具有各种传感器、执行器、无线连接接口等，以适应不同的应用场景。因此，从这个角度看，PLC是专用于工业领域的嵌入式系统。

4. 稳定性与实时性要求不同：PLC编程需要高度的可靠性和稳定性，以保证系统长时间运行不受干扰；嵌入式系统则需要处理实时数据，保证系统的实时性。

5. 调试和部署不同：由于PLC通常使用专门的开发工具和调试器进行开发和调试，因此其调试和部署的流程与嵌入式系统有所不同。嵌入式系统则更常使用各种集成开发环境及其它开发工具，可以方便地进行调试和部署。

需要注意的是，PLC编程和嵌入式系统编程虽然有所不同，但它们也具有许多相似之处，如对实时性、稳定性和可靠性的要求。同时，PLC和嵌入式系统在一些领域也有交叉应用，例如工业自动化生产中就可能需要运用到嵌入式系统的技术。

3.2 相同点

虽然PLC编程和嵌入式系统编程有一些差异，但它们也有一些共同点，例如：

1. 实时性要求：PLC编程和嵌入式系统编程都需要考虑实时性的要求。PLC通常需要实时响应控制信号，嵌入式系统需要在严格的时间限制下完成任务。

2. 硬件接口：PLC和嵌入式系统都需要与外部设备进行交互和通信。它们都需要处理各种输入输出接口和通信接口，以连接传感器、执行器和其他外围设备。

3. 低级别编程：PLC编程和嵌入式系统编程通常需要涉及底层硬件和低级别的编程。在某些情况下，嵌入式系统编程可能需要直接访问底层硬件和寄存器。

4. 可靠性和稳定性：PLC编程和嵌入式系统编程都需要考虑系统的可靠性和稳定性。它们通常需要长时间稳定运行，具备高度的鲁棒性和错误处理能力。

5. 软件开发流程：PLC编程和嵌入式系统编程都需要遵循相似的软件开发流程。它们通常需要进行需求分析、设计、编码、测试和调试等一系列开发环节。

需要注意的是，尽管PLC编程和嵌入式系统编程存在相似之处，但它们的应用场景、编程语言和开发工具等有所不同。了解并掌握每种系统的特定要求和技术是进行有效开发的关键。

3.3 PLC是一种专门用于工业控制系统的嵌入式系统

PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制系统的嵌入式系统。它是针对工业自动化而设计的，用于控制和监控各种机械和设备。

与通用的嵌入式系统相比，PLC具有以下特点：

1. 高度可靠性：PLC是为工业环境设计的，具有强大的抗干扰能力和工作稳定性。它们通常可以在恶劣的工业环境下长时间运行。

2. 实时性要求：PLC需要实时响应和控制信号，保证系统的实时性。它们具备快速响应、精确控制的能力。

3. 多种输入输出接口：PLC通常配备了多种输入输出接口，用于与各种传感器、执行器和其他设备进行连接和通信。它们支持数字输入输出、模拟输入输出、通信接口和专有接口等。

4. 编程语言和软件工具：PLC编程通常采用可视化编程语言，例如Ladder Diagram（梯形图）和Function Block Diagram（功能块图）。针对PLC的开发和调试，也有针对性的专用软件工具。

PLC在工业领域广泛应用于自动化控制、过程控制、机械控制、楼宇自控等场景。它们被广泛使用是因为它们可以提供可靠、稳定、高效的控制和监控功能，帮助实现生产过程的自动化和智能化。