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RockwellA-B的PLC由于支持多种编程方式，具有丰富的编程指令，加上各系列的PLC都有相应的编程软件，调试仿真软件，在自动化领域中已越来越受到广泛的应用。
一、编程方式
所有的A-B PLC（Micrologix1000, SLC500,PLC-5和Controllogix）都支持梯形图的编程方式，而大多数PLC-5系列处理器（增强型以上系列）还支持结构文本及顺序功能图两种编程方式。
1、梯形图
梯形图是一种典型，也是基本的编程方式，它采用图形语言，沿用了继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，并增加了一些继电接触控制没有的符号。梯形图形象、直观，对于熟悉继电器表示方式的人来说，非常容易接受，而不需要学习更深的计算机知识。这是一种为广泛的编程方式，适用于顺序逻辑控制、离散量控制、定时/计数控制等操作。
梯形图一般由多个不同的阶梯组成，每一个阶梯又可以由一个或几个输入指令及一个输出指令组成。输出指令应出现在阶梯的右边，而输入指令则出现在输出指令的左边，如图1所示。
图1
2、结构文本
结构文本类似于BASIC编程，利用它可以很方便地建立、编辑和实现复杂的算法，特别在数据处理、计算存储、决策判断、优化算法等涉及描述多种数据类型的变量应用中非常有效。对于PLC-5处理器结构文本可以支持以下结构。
赋值：赋一个整数或浮点数值给一个数据单元
非保持型位赋值：赋一个二进制数给一个位单元，当处理器工作模式从编程方式到运行方式时或当顺序功能图（SFC）的步被扫描后，这些位被清零。
保持型位赋值：赋一个二进制数给一个位单元，当处理器工作模式从编程方式到运行方式时或SFC的步被扫描后，这些位并不被清零。
IF-THEN-ELSE：有条件的执行一段程序
FOR-NEXT：重复执行一段程序
WHILE：只要输入表达式为真就重复执行一段程序
REPEAT：重复执行一段程序直至某输入表达式为真
EXIT：在处理器到达正常结束条件之前退出循环结构（REPEAT，FOR 或WHILE）
CASE：根据一个数学表达式或操作数据的值有条件地执行一段程序
；；：相当于一个无操作指令NOP
梯形图功能：可调用任一梯形图程序或指令。
下面是一段利用结构文本的编程例子：
IF （T4：0．DN） THEN
TON(T4：0，0.01，100，0)
ELSE RES（T4：0）
END-IF
3、顺序功能图SFC
SFC是一种顺序控制语言，用这种语言可以对一个控制过程进行控制，并显示该过程的状态。对于用户的应用，可将逻辑分成易于处理的步和转换来替代较长的梯形图或结构文本。SFC中的每一步对应于一个控制任务（实际上是一段为了完成某一个控制任务的程序，该程序可以是梯形图、结构文本、SFC的任一形式），用方框表示，步与步之间有转换条件（也是一段程序），通过对该条件的检测来决定处理器什么时候可始执行下一步，转换条件用水平线表示。通过显示这些步和转换条件，你可在任何时刻看到一个机器过程的状态。简单的SFC程序例子，如图2示。
图2
二、指令系统
A-BPLC具有丰富的指令系统(约有110多条指令)，不同系列的PLC所能支持的指令的种类有所区别，但一些基本指令却是大家共用的，下面主要介绍PLC-5系列可编程序控制器的指令类型。
1、继电器指令
继电器指令用于监控数据表中的位状态，如输入位或者计时器控制字的位，继电器型指令包括：
检查通（XIC）；检查断（XIO）；
输出激励（OTE）；输出锁存（OTL）；
输出解锁（OTU）；立即输入（IIN）；
立即输出（IOT）。
2、计时器/计数器指令
计时器和计数器指令用于控制基于时间和事件计数的操作，包括：
通延时计时器（TON）；断延时计时器（TOF）；
保持型计时器（RTO）；加计数（CTU）；
减计数（CTD）；计时器/计数器复位(RES)。
3、比较指令
比较指令用于比较表达式或指定比较指令的值，它包括：
比较（CMP）；等于（EQU）；
大于等于（GEQ）；大于（GRT）；
小于等于（LEQ）；小于（LES）；
极限测试（LIM）；屏蔽相等比较（MEQ）；
不等于（NEQ）。
4、计算指令
计算指令用于计算表达式或用指定的算术指令进行算术运算，它包括：
计算（CPT）；乘法（MUL）；
取反（NEG）；正弦（SIN）；
平方根（SQR）；排序（SRT）；
减法（SUB）； 正切（TAN）；
反正弦（ASN）；反余弦（ACS）；
对数（LOG）；自然对数（LN）；
除法（DIV）；余弦（COS）；
清零（CLR）；平均值（AVE）；
反正切（ATN）；加法（ADD）；
标准差（STD）；X的Y次幂（XPY）。
5、逻辑指令
逻辑指令用于逻辑操作，包括：
与操作（AND）；非操作（NOT）；
或操作（OR）；异或操作（XOR）。
6、转换指令
转换指令用于整数与BCD之间的相互转换及度与弧度之间的相互转换，包括：
整数转换成BCD码（TOD）；
从BCD码转换成整数（FRD）；
弧度转换成度（DEG）；
度转换成弧度（RAD）。
7、位处理和传送指令
位处理和传送指令用于位调整和位传送，包括：
位分配（BTD）；字传送（MOV）；
屏蔽传送（MVM）。
8、文件指令
文件指令用于文件数据的运算和文件数据的比较，包括：
文件算术和逻辑指令（FAL）；
文件检索和比较指令（FSC）；
文件拷贝（COP）；
文件填入（FLL）。
9、移位指令
移位指令用于模拟部件和信息的运动或流动，包括：
位左移（BSL）；位右移（BSR）；
先入先出装入（FFL）；先入先出卸出（FFU）
后入先出装入（LFL）；后入先出卸出（LFU）。
10、程序控制指令
程序控制指令可以改变梯形图程序执行的方向，包括：
跳转（JMP）；禁止用户中断（UID）；
恒假指令（AFI）；标号（LBL）；
允许用户中断（UIE）；暂时结束（TND）；
中止（BRK）；循环（FOR，NXT）；
SFC复位（SFR）；子程序（SBR）；
跳转到子程序（JSR）；返回（RET）；
主控复位（MCR）；转换的结束（EOT）。
11、I/O信息指令
用于信息的传送，包括对本地或远程I/O框架上的块传送模块进行读写，以及处理器之间的信息传送。
块传送写（BTW）；块传送读（BTR）；
信息指令（MSG）。
还有用于控制具有连续性和重复操作特性的自动流水线上的顺序器指令（如顺序器输入SQI，顺序器输出SQO，顺序器装入SQL），用于过程控制的PID指令；用于检测用户程序的诊断指令，以及ASCⅡ指令等。大量的指令使用户在开发程序中，可以选取合适的指令，从而大大节省开发时间。
三、编程软件及编程设备
RockwellA-B各个系列的PLC都具有相应的编程软件及仿真软件。表1给出了目前广泛使用的各系列PLC相应的一些编程软件。
表1 PLC的编程软件
PLC系列 PLC-5 SLC-500或Micrologix100
编程软件 PLC-5 A.I.系列 SLC500 A.I.系列
RSLogix5 RSLogix500
仿真软件 RSEmulute5 RSEmulate500
其中A.I.系列的编程软件是基于MS-DOS的软件包，可以对相应的A-BPLC各系列处理器实现离线和在线开发、文档和报表功能，由于A.I软件使用菜单和功能键等特点，初学者易于使用，其强大的编辑和诊断工具又会为梯形图开发和故障检测节省大量的时间。帮助系统则可以帮助用户熟悉软件的特点，并提供PLC指令集的详细信息。
RSLogix5 及RSLogix500是一个基于Microsoft 32 位，在bbbbbbs95或bbbbbbsNT下的软件包。它提供了用户所希望的每一种功能，如完全视窗化的友好界面、灵活易用的编辑器、点中-点击方式进入输入输出组态、强有力的数据库编辑器、诊断和排错工具和可靠的通讯等。RSLogix产品的编程方案适合于任何层次的开发人员。重要的是RSLogix产品还完全兼容于以前基于MS-DOS的Rockwell编程软件所生成的程序，从而使跨平台的程序易于转换及维护。RSLogix系列产品更适宜于现代化的编程。在起动和运行前，对所编的程序进行测试和调试是很有必要的，RSEmulate系列仿真软件包就可以用来模拟一个或多个运行的SLC500或PLC-5处理器(RSEmulate500仿真SLC500，RSEmulate5仿真PLC-5)。RSEmulate 系列仿真软件也是基于Microsoftbbbbbbs的软件包，它除了仿真SLC500，PLC-5之外还可以用于故障检测、梯形图扫描选项、串行设备模拟等，使用十分方便。
对于RockwellA-B各个系列的PLC，我们可以通过不同的通讯方式，利用不同的编程设备进行编程。常见的编程设备有个人计算机（386或以上）和A-B专用的编程器。我们可以通过编程器的串口对A-BPLC进行一对一的编程，也可以利用网络对多个PLC进行编程：例如在DH+网上对PLC-5进行编程，如图3示，在DH-485网上对SLC500进行编程，如图4示等。对于SLC500或Micrologix1000,我们还可以利用手持式编程器（HHT）进行编程。
图3
四、结束语
A-B公司生产的各系列PLC，由于支持多种编程语言，具有丰富及先进的指令系统，加上编程软件种类多、功能强、使用方便易学，很容易为广大设计者、使用者所熟悉,也很容易实现诸如高速顺序控制、运动控制及传动系统控制,A-BPLC在自动化领域的应用前景是十分广泛的。
近年来，随着工厂自动化系统的兴起，可编程控制器(PLC)和现场总线在工业控制中得到了广泛的应用。在工厂自动化系统中，一般利用PLC的高可靠性、模块化结构以及编程简单等特点，将其作为下位机完成实时采集和控制任务；利用现场总线系统的开放性、互用性以及系统结构的高度分散性来构筑自动化领域的开放互连系统。控制系统中的主从站结构是经常用到的通讯方式，以往的从站只能单纯的靠主站中存储的程序来运行，主站若发生故障，从站就不能继续工作，这样就使整个系统的连续工作能力下降，不利于企业效益的增长。要解决这一问题，可换用带CPU的智能化DP从站，它不仅能实现独立的PID控制，也能接收PROFIBUS的PLC主站或PC主站的控制数据，构成一个数字化、智能双向、多点的通信系统现场总线网络，实现优控制，DP从站具有可靠性高、抗扰能力强、、维护方便的特点，可以很好的解决上述问题。
1 通讯结构
CPU315-2DP是西门子生产的S7系列产品，它的CPU上集成有PROFIBUS-DP通讯接口。AriCon211-DP是北京金自天正智能控制股份有限公司(以下简称金自天正公司)的产品，它的CPU上也集成有PROFIBUS-DP通讯接口。整个的连接结构如图1所示。
图1 系统通信结构连接框图
MPI：MPI（Multi PointInterface）数据线用来连接PC机的串口和CPU315-2DP的通讯口。它是通过一个西门子生产的PC适配器把PC机的串口转化为MPI协议的。
RS232C：RS232C(RS表示RecommendedStandard，C代表RS232新定义的一个型号)是目前PC机与通信工业中应用广泛的一种串行接口。它被定义为连接数据终端设备（DTE）和数据电路设备（DCE）的电缆中的信号电特性，是一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准，采取不平衡传输方式，即单端通讯。RS232C适用于近距离传输。连接方式如图2所示。
图2 RS232串行接口连接方式
PROFIBUS-DP（ProcessFieldBus）：采用RS485传输技术通讯，波特率可选9.6Kbps～12Mbps，电缆的大长度就取决于所选用的波特率。线路的两端带有终端传输电阻，介质为带屏蔽的双绞电缆。在这一级，PLC通过高速串行线同分散的现场设备进行通讯。
2 硬件部分
2.1 CPU315-2 DP
其主存储器的大存储量为512KB，CPU能多处理82K语句，并提供大8192个标记，512个定时器和512个计数器。CPU可扩充到1024DI/DO或128AI/AO。它的强大功能也可用一个集成的PROFIBUS-DP接口达到，并可作为主设备或从设备设置。多可将125个PROFIBUS-DP站连接到主设备。数据传输率为12Mbps。分布式I/O以与中央I/O完全相同的方式(即用STEP7)进行配置和编程。它的通信协议芯片SPC3集成了DP协议中的FDL层，可以承担通信部分的微处理器负载，实现DP从站通信处理。
2.2 AriCon 211-DP
可用符合IEC61131-3标准的AriOCS对其组态编程，具有高灵活性，可以连接32个功能模块（数字I/O、模拟I/O、脉冲计数、通讯等）。具有极快的扫描周期，可连接附加的外部存储器，无需MPI适配器。大传输率为12Mbps。组态好的数据要使用RS232C下装到模块的CPU中。
3 软件部分
由PROFIBUS总线构成的现场总线控制器的软件包括：PROFIBUS总线设备的配置软件、驱动软件、组态软件和应用程序等。它们具有以下功能：主站和远程从站的参数设定，主站对从站的数据读写、图形组态、数据库建立与维护、数据统计、报表打印、故障报警，应用程序的开发、调试、运行等。其中，配置软件和驱动软件由设备厂商提供，组态软件可采用STEP7等通用型软件。
本次实验所有的软件都基于Microsoft bbbbbbsNT系统，有良好的用户界面，其功能也都相当完善和实用，使用非常方便。
3.1 编程组态软件STEP7
STEP7是西门子开发的一套SIMATIC工业软件。它功能非常强大，不仅对开关量有完善的指令，在处理模拟量时也有丰富的指令系统。可以使用任何一种编程语言，如STL（语句表）、FBD（功能块图）和LAD（梯形图），可随心所欲的从一种语言切换到另一种。硬件配置工具和试验工作方式的切换设备以及指令集（存有丰富的指令），是非常复杂的功能也能简便地编程。地址的分配和安装模块的组态是西门子STEP7管理器的一个功能，在这里，模块作为一个实际的PROFIBUS主站系统出现。完成的工程通过串口MPI传送给CPU。
3.2 组态软件AriOCS
AriOCS是金自天正公司开发的专用于IEC1131-3 AriConCPU21x编程组态的软件，采用IEC标准规定的五种语言。它支持在线调试修改和离线仿真，调试功能非常丰富，具有在线帮助功能。它还附带了一个参数配置软件WinNCS。
3.3 GSD文件
PROFIBUS设备具有不同的性能特征，主要表现在现有功能（即I/O信号的数量和诊断信息）的不同或可能的总线参数，例如波特率和时间的监控不同。这些参数对每种设备类型和每家生产厂来说均有差别，为达到PROFIBUS简单的即插即用配置，这些特性均在电子数据单中具体说明，有时称为设备数据库文件（即GSD文件）。使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在一个总线系统中。GSD文件由生产厂商分别针对每一种设备并以设备数据库清单的形式提供给用户，此种文件格式便于读出任何一种PROFIBUS-DP设备的设备数据库文件，并且在组态总线系统时自动使用这些信息。
4 操作过程
将所有设备按照图1所示顺序连接好。
PROFIBUS通信协议将网络中通讯参与者分为主站和从站：主站要向从站发送通讯请求指令，从站根据请求指令中指定的内容向主站发回数据。一个主站可以向多个从站发送通讯请求，并利用从站地址（SLAVEADDRESS）或从站识别码（SLAVE ID）来区分。
智能从站与普通从站的大区别就是带有自己的CPU，它除了处理来自主站的数据外，还要处理本身的I/O数据，并且必须确保两种数据不重叠。在给主站组态的也要给从站组态。
主站的CPU必须从FFh到00h记数，并且要先把来自智能从站的数据传送到主站的输出模块，主站再把自己的数据传送给智能从站。从站接收到的数据必须保存在CPU外围模块的输入区域，并且通过背板总线传送给输出模块。另一方面，智能从站要从00h到FFh记数。这些数据也必须被保存到从站CPU的输出区域，通过PROFIBUS传送到主站，主站再传给输出模块。以此做周期性循环。
这里对以下数据进行组态：
①主站：PROFIBUS地址 1
输入区域 从10开始 字节长度：2Byte
输出区域 从20开始 字节长度：4Byte
②智能从站：PROFIBUS地址 2
输入区域 从30开始 字节长度：4Byte
输出区域 从40开始 字节长度：2Byte
参数数据 从50开始 字节长度：24Byte(固定)
诊断数据 从60开始 字节长度：6Byte(固定)
状态数据 从100开始 字节长度：2Byte(固定)
组态好的PROFIBUS地址必须与CPU模块上拨码开关设定的地址一致。
输入输出区域中的数据是映射到对方CPU中的数据：主站的输入对应于从站的输出，它们的字节长度要相等；而主站的输出则对应于从站的输入，它们的字节长度也要相等。
用STEP7给主站CPU315-2DP组态，组态好的数据通过MPI电缆下装到主站的CPU中。在STEP7中，为主站编程，梯形图如图3所示。
图3 主站编程梯形图
其中：M0.0为中间变量，Q1.0对应于主站所带的I/O模块地址，而Q20.0则为映射到智能从站的数据，它对应着智能从站的Q30.0。
智能从站的组态采用组态软件AriOCS，组态好的数据通过RS232C传送给AriCon211-DP。在AriOCS中，为智能从站编程，梯形图如图4所示。
图4 从站编程梯形图
其中：I30.0为映射到主站的数据，而Q2.7则对应于智能从站所带的I/O模块地址。
PROFIBUS通信协议保障了通信的高可靠性，这要以硬件和软件设计为基础。在通信接口连接时，必须遵循一定的规范，如信号的隔离、总线接口与收发器间避免线路过长等。这样，主从站就可以实现数据的通讯了。
5 结语
本次实验主要是实现了PLC与智能从站之间的数据通讯。使用智能从站的大好处在于，当主站出现故障停止运行时，智能从站因自身带有CPU，组态的数据都存在自己的CPU中，能够继续运行，而不受主站的影响，极大的提高了系统连续工作的能力，该方法值得推广应用。