OTC机器人综合服务商    

三菱结构化编程是基于三菱 PLC（如 FX 系列、Q 系列）开发的一种模块化编程方法，核心是将复杂程序拆解为独立、可复用的功能块（如 FB 功能块、FC 函数），替代传统梯形图的 “线性堆叠” 模式，大幅提升程序的可读性、可维护性和复用性。尤其适用于大型设备（如生产线、智能装备）的控制逻辑开发。

一、核心概念：理解结构化编程的 “积木”

三菱结构化编程的本质是 “模块化拆分”，需先掌握以下核心组件，它们是构建结构化程序的基础：

二、适用场景：什么时候用结构化编程？

并非所有项目都需要结构化编程，以下场景更能体现其优势：

1. 大型项目：控制逻辑复杂（如超过 1000 步的程序），需多人协作开发（可按模块分工，如一人写 “供料模块”，一人写 “分拣模块”）；

2. 重复功能：设备中存在多个相同功能单元（如生产线有 10 个相同的电机工位，只需写 1 个 “电机控制 FB”，重复调用 10 次，无需重复写 10 遍逻辑）；

3. 后期维护：需要频繁修改或升级的系统（如调整某个工位逻辑时，只需修改对应的 FB，无需改动整个程序）；

4. 标准化需求：企业内部需统一控制逻辑（如将 “安全门监控”“急停连锁” 封装为标准 FB，所有设备直接复用，减少重复开发）。

三、编程步骤：以三菱 GX Works3 为例（Q 系列 PLC）

三菱结构化编程需通过GX Works3软件实现（GX Developer 不支持完整的结构化功能），核心步骤分为 “模块设计→变量定义→逻辑编写→调用测试”4 步：

步骤 1：创建结构化项目

1. 打开 GX Works3，新建项目，选择 PLC 型号（如 Q03UDVCPU）；

2. 在左侧 “工程树” 中，右键 “程序”→“新建”→选择 “结构化程序”（默认包含 “主程序 [MAIN]”）；

3. 右键 “功能块”→“新建”，定义 FB 名称（如 “Motor_Control”，电机控制功能块），设置 “背景数据块”（如 D1000-D1099，用于存储 FB 内部状态）。

步骤 2：定义变量（关键：避免地址冲突）

变量是模块间数据交互的 “桥梁”，需区分局部变量（FB 内部用）和全局变量（所有模块共享）：

1. 局部变量定义（以 Motor_Control FB 为例）：

• 打开 FB 编辑界面，切换到 “变量声明表”，按需求定义 4 类变量：

  变量类型	变量名	数据类型	作用说明
  IN（输入）	Start_Sig	BOOL	电机启动信号（外部触发）
  IN	Stop_Sig	BOOL	电机停止信号（外部触发）
  IN	Overload_Sig	BOOL	电机过载信号（外部检测）
  OUT（输出）	Run_Out	BOOL	电机运行输出（控制接触器）
  OUT	Alarm_Out	BOOL	电机故障报警输出
  TEMP（临时）	Temp_Flag	BOOL	内部临时标志位（不对外暴露）

2. 全局变量定义：

• 在工程树 “全局变量”→“全局变量表” 中，定义公共变量（如 “Emergency_Stop”（急停信号，I0.0）、“Line_Run”（生产线总运行信号，M0.0）），所有 FB/FC 均可直接调用。

步骤 3：编写 FB/FC 逻辑（模块化核心）

以 “Motor_Control FB” 为例，用梯形图（LD） 或结构化文本（ST） 编写内部逻辑（推荐 ST 语言，更适合结构化编程）：

• 逻辑需求：启动信号触发后电机运行，停止 / 过载信号触发后电机停止并报警，过载复位后可重新启动。

• ST 语言示例：

  st

// 电机运行逻辑：启动信号触发，停止/过载未触发时，Run_Out置1
IF Start_Sig AND NOT Stop_Sig AND NOT Overload_Sig THEN
    Run_Out := TRUE;
    Alarm_Out := FALSE;
// 停止逻辑：停止或过载触发时，Run_Out置0，Alarm_Out置1（过载时报警）
ELSIF Stop_Sig THEN
    Run_Out := FALSE;
    Alarm_Out := FALSE;
ELSIF Overload_Sig THEN
    Run_Out := FALSE;
    Alarm_Out := TRUE;
END_IF;

步骤 4：在主程序中调用 FB/FC

主程序（MAIN）不直接编写复杂逻辑，而是通过 “调用 FB” 实现功能组合，类似 “搭积木”：

1. 打开主程序（MAIN）编辑界面，在 “指令” 栏中找到已创建的 “Motor_Control” FB，拖拽到程序中；

2. 为 FB 的 “输入 / 输出变量” 分配实际地址（即 “关联外部信号”）：

• Start_Sig → I0.1（1# 电机启动按钮）

• Stop_Sig → I0.2（1# 电机停止按钮）

• Overload_Sig → I0.3（1# 电机过载传感器）

• Run_Out → Y0.1（1# 电机接触器输出）

• Alarm_Out → Y0.2（1# 电机报警灯输出）

• 例：控制 1# 电机时，变量关联为：

3. 若需控制多个电机，重复拖拽 “Motor_Control” FB，仅需修改变量关联的地址（如 2# 电机关联 I0.4~I0.6、Y0.3~Y0.4），无需重写逻辑。

步骤 5：调试与优化

1. 连接 PLC，下载程序，进入 “在线监控” 模式；

2. 观察 FB 内部变量（如 Run_Out、Alarm_Out）的状态变化，验证逻辑是否符合需求；

3. 若需修改功能（如增加 “电机运行时间统计”），仅需修改 “Motor_Control” FB 的内部逻辑，所有调用该 FB 的电机工位会自动同步更新，无需逐个修改。

四、关键注意事项（避坑指南）

1. 变量地址规划：

• 全局变量（如 I/O、公共 D 区）需提前规划，避免多个模块重复占用同一地址（建议用 “全局变量表” 统一管理，标注变量用途）；

• FB 的背景数据块（D 区）需预留足够空间，避免数据溢出（如一个电机 FB 需 10 个 D 区地址，10 个电机则需 100 个地址，规划为 D1000~D1099）。

2. FB 与 FC 的选择：

• 需 “记忆状态” 的场景用 FB（如电机运行状态、计数器值）；

• 仅 “计算 / 转换” 的场景用 FC（如将温度传感器的 raw 值转换为实际温度，无需记忆历史值）。

3. 避免循环调用：

• 禁止 FB/FC 之间互相调用（如 FB1 调用 FB2，FB2 又调用 FB1），会导致 PLC 程序崩溃。

4. 兼容性问题：

• 三菱 FX 系列 PLC（如 FX3U）仅支持 “简化版结构化编程”（需用 GX Works3，且 FB 数量有限），复杂结构化项目建议用 Q 系列或 L 系列 PLC；

• 若需向下兼容（如用 GX Developer 打开项目），需将结构化程序 “转换为线性程序”，但会丢失模块化特性。

五、与传统梯形图的对比

通过三菱结构化编程，可将复杂控制逻辑从 “一团乱麻” 拆解为 “标准化积木”，尤其适合企业级设备的开发与维护。实际应用中，建议先从简单 FB（如电机控制、阀门控制）入手，逐步积累标准化模块库，提升后续项目的开发效率。