自動化軟件設(shè)計IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)專題(一)
該國際標(biāo)準(zhǔn)的制定,是IEC工作組在合理地吸收、借鑒世界范圍的各可編程序控制器(PLCs)廠家的技術(shù)、編程語言、方言等的基礎(chǔ)之上,形成的一套新的國際編程語言標(biāo)準(zhǔn) 。1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)隨著可編程序控制器(PLCs)技術(shù)、編程語言等的不斷進步也在不斷地進行著補充和完善。
1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)得到了包括有美國AB公司、德國西門子公司等世界知名大公司在內(nèi)的眾多廠家的共同推動和支持,它極大地改進了工業(yè)控制系統(tǒng)的編程軟件質(zhì)量及提高了軟件開發(fā)效率;它定義的一系列圖形化語言和文本語言,不僅對系統(tǒng)集成商和系統(tǒng)工程師的編程帶來很大的方便,而且對最終用戶同樣會帶來很大的方便;它在技術(shù)上的實現(xiàn)是高水平的,有足夠的發(fā)展空間和變動余地,使得能很好地適應(yīng)于下一個世紀(jì)。IEC 1131-3標(biāo)準(zhǔn)最初主要用于可編程序控制器(PLCs)的編程系統(tǒng),但它目前同樣也適用于過程控制領(lǐng)域、分散型控制系統(tǒng)、基于控制系統(tǒng)的軟邏輯、SCADA等。1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)正在受到越來越多的國外公司、廠商的重視和采用,1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)因其具有的諸多優(yōu)點,也正在受到越來越多的國內(nèi)公司、廠商的重視和采用。
IEC 1131國際標(biāo)準(zhǔn)包括8部分:Part 1: 綜述;Part 2: 硬件;Part 3: 可編程語言;Part 4: 用戶導(dǎo)則;Part 5: 通信;Part 6:現(xiàn)場總線通信;Part 7:模糊控制編程;Part 8:編程語言的實施方針。IEC 1131-3是IEC 1131中最重要、最具代表性的部分。IEC 1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)將是下一代PLC的基礎(chǔ)。IEC 1131-5是IEC 1131的通信部分,通過IEC 1131-5,可實現(xiàn)可編程序控制器與其它工業(yè)控制系統(tǒng),如機器人,數(shù)控系統(tǒng),現(xiàn)場總線等的通信。
一、采用IEC 1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的必要性
1. 對系統(tǒng)“開放性”的要求
成熟的工業(yè)控制市場已經(jīng)開始對“開放性系統(tǒng)”產(chǎn)品提出了越來越多的要求,IEC
1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)正是適應(yīng)了這種要求。
2. 傳統(tǒng)PLC梯形圖編程的缺點
不同PLC產(chǎn)品的梯形圖符號和編程變化很大。
有限的數(shù)據(jù)封裝能力,很難將一個復(fù)雜的程序分解為數(shù)個簡單的程序部分:現(xiàn)在的梯形圖編程,一個程序塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)還缺乏對外部隱藏其數(shù)據(jù)的封裝能力,因而,一個大的程序要想分解為幾個簡單的小程序,并且各個小程序之間具有的清晰的接口是很困難的。
有限的程序可重用性:程序可重用性是現(xiàn)在編程的一個發(fā)展趨勢,傳統(tǒng)的PLC不能通過重復(fù)調(diào)用相同的邏輯策略和算法,實現(xiàn)程序重復(fù)使用。
不支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu):在許多復(fù)雜的應(yīng)用中,程序需要把一些數(shù)據(jù)組織成象高級語言PASCAL 、C中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)那樣的數(shù)據(jù)類型,而目前的梯形圖程序還不支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
支持有限的對順序操作功能編程:傳統(tǒng)的PLC梯形圖編程對順序操作的處理方法是,為每一個順序狀態(tài)提供一個狀態(tài)位,這種對順序操作的處理能力是很有限的。
程序執(zhí)行的局限性:PLC程序是順序執(zhí)行的,執(zhí)行一次程序的時間取決于程序的長短和復(fù)雜性,對很大和很復(fù)雜的程序, 執(zhí)行一次程序的時間就較長,這對有些對時間有苛刻要求的應(yīng)用,是有很大的局限性的。
執(zhí)行算術(shù)操作的局限性:傳統(tǒng)的PLC梯形圖程序?qū)λ阈g(shù)操作處理是很困難的。
3. 采用IEC 1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點
因采用一致的IEC 1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)編程,各個PLC廠家的編程系統(tǒng)都是統(tǒng)一的,因而,對用戶來說具有如下優(yōu)點:
減少了人力資源,如培訓(xùn)、調(diào)試、維護和咨詢的浪費
高水平軟件再使用性,它聚焦于解決控制中的問題
減少了編程中的誤解和錯誤
適用于寬環(huán)境范圍的編程技術(shù):通用的工業(yè)控制
連接來自不同程序、項目、公司、地區(qū)或國家的部件
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