微電子技術的發(fā)展使得集成芯片產(chǎn)生了一定程度的“智能”，微處理器（CPU）能夠按照我們開發(fā)者預先設定好的“程序”來運行，我們通過編寫“程序”代碼，達到與計算機（PC）去工作的目的。
在計算機技術發(fā)展的早期，“程序”代碼的編寫并不是一件簡單的事情。由于計算機本身只能理解“0”和“1”組成的代碼，于是編程人員只能把“0”和“1”的數(shù)字編成的程序代碼打在紙帶（“1”打孔，“0”不打孔）上，然后將紙帶放入計算機的輸入系統(tǒng)中，這樣計算機才能明白程序員讓它完成什么任務。
程序員編程時要充分定義好每一個“位”的含義，然后按照規(guī)定好的邏輯將它們組合成代碼。這種由“0”和“1”組成的代碼十分地復雜，人類很難理解，給程序的編寫、修改和維護都帶來了很大的困難。
為了提高程序編寫的效率，提高代碼的可讀性及可維護性，計算機科學家們發(fā)明了“匯編語言”。匯編語言使用特定的英文符號代替機器指令，大大增強了程序的可讀性，提高了編程的效率。
匯編語言的英文指令雖然便于人類理解，但微處理器（CPU）卻無法理解。于是科學家們設計出一個專門的程序，用來把匯編語言的英文指令，“翻譯”成微處理器（CPU）能夠執(zhí)行的機器代碼，這個翻譯程序，被稱為“編譯器”（編譯器也有個發(fā)展的過程，不深究）。那些用匯編語言寫成的代碼，被稱為“源代碼”。
匯編語言編程與早期的紙帶打孔編程相比，程序的可讀性大大增強。但隨著微處理器技術的迅猛發(fā)展，用匯編語言來寫程序也逐漸不能滿足需求了，主要表現(xiàn)在兩個方面：
第一：隨著程序復雜性的提高，匯編語言編寫的代碼量顯著增加，編寫和維護的難度變大；
第二：匯編語言依賴于特定的微處理器，程序的跨平臺移植性很差，很多時候需要重新編寫；
于是，一種不需要記憶繁雜指令的、與硬件平臺無關的編程語言就成了程序員們夢寐以求的東西就是C語言。C語言用結構化的語句代替了匯編語言中的指令，提供了豐富的數(shù)據(jù)類型和運算符，支持指針功能，編寫的代碼簡潔緊湊，自其誕生之初就受到了眾多程序員的喜愛，被視為編程語言的經(jīng)典。時至今日C語言仍保持著強大的生命力，在單片機和嵌入式程序設計中有著廣泛的使用。
隨著微電子技術在工業(yè)控制領域的使用，PLC（可編程邏輯控制器）取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。作為“可編程”邏輯控制器，編程語言必不可少。但是由于各大廠家的PLC產(chǎn)品自成一派，相互不兼容，編程語言的語法也各有所好，形形色色，PLC應用和推廣帶來了不便。
為了規(guī)范PLC的編程語言，國際電工委員會(International Electrotechnical Commission)起草并頒布了工業(yè)自動化領域編程語言的標準（IEC 61131-3），制定了五種在工控領域使用的語言，包括圖形式語言和文本式語言。圖形式語言包括：梯形圖（LD－Ladder Diagram）、功能塊圖（FBD－ Function Block Diagram）和順序功能圖（SFC－ Sequential Function Chart）。文本式語言包括：指令表（IL-Instruction List）和結構化文本（ST-Strutured Text）。
下面我們來聊聊這五種編程語言：
在各種PLC的編程語言中，使用最多的梯形圖（LD－Ladder Diagram）語言。梯形圖是從早期繼電器控制系統(tǒng)原理圖演變而來，與繼電器電路圖相似，直觀易懂，保留了繼電器電路圖的風格和習慣，是熟悉繼電器控制系統(tǒng)人員最容易接受和使用的語言。
梯形圖雖然容易上手，但是在編寫大型系統(tǒng)程序的時候會很吃力。很多書都建議初學者學習梯形圖，我不敢茍同，除非你接觸的都是些簡單邏輯控制。當你感到需要控制的邏輯系統(tǒng)變得復雜，想換一種語言的時候，基本還是要從頭學起。所以我建議初學者學習功能塊圖（FBD－ Function Block Diagram）。
功能塊圖（FBD）使用數(shù)字電路的邏輯符號（“與”、“或”、“非”）來表達控制邏輯，在編寫大型復雜系統(tǒng)的時候也能保證邏輯清晰
結構化文本（ST-Strutured Text）編程語言，在西門子PLC編程中被稱為SCL（Structure Language），先給你看看我在某項目中使用SCL編寫的程序代碼的截圖：
是不是和計算機編程很相似？SCL的語法類似VB（PASCAL）等高級語言，接近人類的思維方式，程序的可讀性很強。在西門子Step7 5.x平臺下可以使用插入源文件的方式進行編程，在博途平臺下可以直接編寫。SCL可以說是工控領域里“高大上”的編程語言，它的源代碼編譯后的效率也很高，如果你之前接觸過計算機高級語言編程，強烈建議深入學習下SCL語言。
指令表（IL），在西門子PLC中稱為語句表（STL）。它類似于匯編語言，對編程人員要求較高，需要熟悉PLC內(nèi)部的各種寄存器、狀態(tài)字等等，需要熟悉各種指令，并清楚某指令執(zhí)行后會對哪些寄存器產(chǎn)生影響。語言表（STL）編寫的程序可讀性相對較低，但其執(zhí)行效率在所有的語言中是最高的。有些特殊的功能使用其它語言（比如梯形圖）表達很困難，或者根本無法表達，語言表（STL）可能幾行代碼就完成了。
順序功能圖（SFC- Sequential Function Chart）語言，在西門子PLC中稱為S7-GRAPH。該語言非常適合生產(chǎn)過程的順利控制，它把整個生產(chǎn)過程分成若干“步”，每一“步”都有某些動作要完成，當某個條件滿足后，可以跳到下一“步”，也就是所謂的“順序控制”。
IEC61131-3推薦的五種語言，在不同的工控場合下均有使用，作為初學者，建議學習功能塊圖（FBD）語言。如果你有計算機高級語言編程的基礎，建議學習下SCL語言。當然，無論學哪種語言，都首先要理解PLC本身，要知道PLC內(nèi)部資源是如何存儲？程序是如何調(diào)用？知道了這些后，你才清楚程序應該怎樣寫，以及為什么這樣寫。
