电气自动化技术网

国际标准简介IEC 61131-3

时间:2010-01-11 来源:未知 编辑:电气自动化技术网 点击:次 字体设置:

国际标准简介IEC 61131-3 摘要:装配图的图样画法超精密球面加工设备通过验收 钻进“打滑层”钻头设计与使用切削加工完毕还要注意维护手工编程中的数学处理电火花精密堆焊的材料选择与工艺优化焊接工艺问答之常用金属材料的焊接(3)庆鸿研制高精密级线切割机工控软件的抗干扰设计提高数控仿形精度的控制方法 焊接工艺问答之常用金属材料的焊接(2)浅谈信息化对企业产生如何深远的影响目前行业最缺什么人才CAE技术在模具设计中并行应用数控设备的正确维护保养磨削用超硬材料磨盘的研制通过鉴定 液压传动控制系统弹簧夹头的应用高效刀具的应用促进齿轮制造技术发展电机与丝杆传动比计算 [标签:tag] 编者按IEC 61131-3是第一个为工业控制系统提供标准化编程语言的国际标准。该标准针对工业控制系统所阐述的软件设计的概念和软件模型等适应了当今世界软件、工业控制系统的发展方向,是一种非常先进的设计技术。符合IEC 61131-3的软件系统是一个结.

 

编者按IEC 61131-3是第一个为工业控制系统提供标准化编程语言的国际标准。该标准针对工业控制系统所阐述的软件设计的概念和软件模型等适应了当今世界软件、工业控制系统的发展方向,是一种非常先进的设计技术。符合IEC 61131-3的软件系统是一个结构完美、可重复使用、可维护的工业控制系统软件,不但能被应用在PLC可编程控制器 ,而且还能被应用在运动控制系统、分散型控制系统和软逻辑/PC、SCADA等。本专题包括六篇文章,第一、二、三、四、六篇是对IEC 61131-3国际标准的介绍,第五篇是对IEC 61131国际标准通信部分的介绍。第一篇文章主要对IEC 61131-3国际标准的一些主要特点、国际组织及其在国内外的发展情况作了简单介绍;第二篇文章通过对IEC国际标准的两个模型的介绍,从理论角度对IEC国际标准所具备的诸多优点做了理论剖析和阐述;第三、第四篇文章主要对IEC 61131-3国际标准的两种文本化语言IL和ST及三种图形化语言FBD、LD和SFC做了简单介绍,使读者对IEC 61131-3程序语言及其编程有一基本认识;第六篇文章包括两部分:第一部分主要介绍了一个IEC 61131-3编程系统所应具有的一些主要特征,第二部分举例说明了如何用IEC 61131-3编程系统解决一个实际的工业问题。第五篇文章从理论上对IEC 61131-3编程系统如何与其它的工业自动系统进行通信和集成做了简介,以让读者了解到IEC 61131国际标准所具有的开放性和先进性。

摘要

本文主要对IEC 61131-3国际标准的一些主要特点、国际组织及IEC 61131-3国际标准在国内外的发展情况作了简单介绍,以让读者对IEC 61131-3国际标准的基本情况及其所具有的诸多优点有一总体认识,为读者进一步阅读后续文章做了必要铺垫。

IECInternational Electrotechnical Commission 61131-3是IEC 61131国际标准的第三部分,是第一个为工业自动化控制系统的软件设计提供标准化编程语言的国际标准,它得到了世界范围的众多厂商的支持,但又独立于任何一家公司。该国际标准的制定,是IEC工作组在合理地吸收、借鉴世界范围的各可编程序控制器PLCs 厂家的技术、编程语言、方言等的基础之上,形成的一套新的国际编程语言标准。61131-3国际标准随着可编程序控制器PLCs技术、编程语言等的不断进步也在不断地进行着补充和完善。

61131-3国际标准得到了包括有美国AB公司、德国西门子公司等世界知名大公司在内的众多厂家的共同推动和支持,它极大地改进了工业控制系统的编程软件质量及提高了软件开发效率;它定义的一系列图形化语言和文本语言,不仅对系统集成商和系统工程师的编程带来很大的方便,而且对最终用户同样带来很大的方便;它在技术上的实现是高水平的,有足够的发展空间和变动余地,能很好地适应于下一个世纪。IEC 61131-3标准最初主要用于可编程序控制器PLCs的编程系统,但它目前同样也适用于过程控制领域、分散型控制系统、基于控制系统的软逻辑、SCADA等。61131-3国际标准正在受到越来越多的国内外公司、厂商的重视和采用。

IEC 61131国际标准包括8部分。Part 1:综述;Part 2:硬件;Part 3:可编程语言;Part 4:用户导则;Part 5:通信;Part 6:现场总线通信;Part 7:模糊控制编程;Part 8:编程语言的实施方针。IEC 61131-3是IEC 61131中最重要、最具代表性的部分。IEC 61131-3国际标准将是下一代PLC的基础。IEC 61131-5是IEC 61131的通信部分,通过IEC 61131-5,可实现可编程序控制器与其它工业控制系统、如机器人、数控系统、现场总线等的通信。

1 采用IEC 61131-3国际标准的必要性

1.1对系统“开放性”的要求

成熟的工业控制市场已经开始对“开放性系统”产品提出了越来越多的要求,IEC 61131-3国际标准正是适应了这种要求。

1.2传统PLC梯形图编程的缺点

不同PLC产品的梯形图符号和编程变化很大。

有限的数据封装能力,很难将一个复杂的程序分解为数个简单的程序部分:现在的梯形图编程,一个程序块的内部数据还缺乏对外部隐藏其数据的封装能力,因而,一个大的程序要想分解为几个简单的小程序,并且各个小程序之间具有的清晰的接口是很困难的。

有限的程序可重用性:程序可重用性是现在编程的一个发展趋势,传统的PLC不能通过重复调用相同的逻辑策略和算法实现程序重复使用。

不支持数据结构:在许多复杂的应用中,程序需要把一些数据组织成象高级语言PASCAL、C中的数据结构那样的数据类型,而目前的梯形图程序还不支持数据结构。

支持有限的对顺序操作功能的编程:复杂的PLC梯形图编程对顺序操作的处理方法是,为每一个顺序状态提供一个状态位,这种对顺序操作的处理能力是很有限的。

程序执行的局限性:PLC程序是顺序执行的,执行一次程序的时间取决于程序的长短和复杂性,对很大和很复杂的程序,执行一次程序的时间就较长,这对有些对时间有苛刻要求的应用,是有很大的局限性的。

执行算术操作的局限性:传统的PLC梯形图程序对算术操作处理是很困难的。

1.3采用IEC 61131-3国际标准的优点

因采用一致的IEC 61131-3国际标准编程,各个PLC厂家的编程系统都是统一的,因而,对用户来说具有如下优点:

减少了人力资源如培训、调试、维护和咨询 的浪费

高水平软件再使用性,它主要解决控制中的问题

减少了编程中的误解和错误

适用于宽环境范围的编程技术:通用的工业控制

连接来自不同程序、项目、公司、地区或国家的部件

2IEC 61131-3国际标准的主要特点

2.1IEC 61131-3标准开发的程序具有完美的结构,支持进行“顶-底”或“底-顶”的程序开发。允许一个程序被分解为几个功能元素即程序组织单元POUs ,程序组织单元包括功能块、功能和程序。

2.2新标准的PLC程序对错误类型数据具有很强的检测能力。当一个程序员试图向一个变量写一个错误类型数据时,新标准的PLC程序能自动检测出来,传统的PLC程序是无能为力的。

2.3对程序执行的完全控制能力。传统PLC程序只能顺序扫描和执行程序,对某一段程序不能按用户的实际要求定时执行。IEC 61131-3程序允许程序的不同部分在不同的时间、以不同的比率并行执行。

2.4支持复杂的顺序操作功能处理。IEC 61131-3程序可通过一个称为顺序功能图的图形化语言将一个复杂的顺序功能行为或操作分解并进行描述。

2.5支持数据结构。在一个IEC 61131-3程序中,可象高级语言PASCAL、C那样,用户在程序中对某一具体设备定义数据结构类型数据,这大大地增强了程序的可读性,并保证了结构数据能正确地存取。

2.6可柔性地选择编程语言。IEC 61131-3有三种图形化语言和两种文本语言,编程人员可根据自己的喜好及实际应用的要求自由地选择这五种语言。一个程序的不同部分可用任何一种语言来描述。

2.7独立于任一目标系统的编程系统。IEC 61131-3提供了标准的程序执行的语言和方法,独立于任一具体的目标系统,所以,IEC 61131-3可最大限度地运行在来自不同目标系统的PLC上。

3IEC 61131-3国际标准在国外的发展

3.1PLCOpen介绍

PLCOpen是一独立于生产商和产品的国际性协会,主要工作就是支持、宣传和推广IEC 61131-3国际标准。PLCOpen的目标是:通过在众多的程序开发环境中应用这个标准,用户即可在不同品牌产品和不同类型的控制之间移植控制程序,并且能方便地互换。为了达到这个目标,PLCOpen致力于提供与/或使用IEC 61131-3的兼容产品。为保证产品兼容性,由PLCOpen授权的研究机构颁发合格的认证证书,从而促进该标准的实施。PLCOpen成立于1992年,总部设立于荷兰,其支持机构分设于美国IL的Elgin和日本的东京。销售商、用户和研究单位作为PLCOpen会员单位会享有很多利益。PLCOpen的网站地址为:http//www.plcopen.org,PLCOpen出版季度简报“PLCOpening”,可免费获取。

3.2IEC 61131-3国际标准的发展

3.2.1传统的PLC公司的编程系统对IEC 61131-3的支持情况

传统的PLC公司如西门子、三菱、Rockwell、MOELLER、LG、GE-FANUC等公司编程系统的开发均是以IEC 61131-3为基础或与IEC 61131-3一致。尽管这些编程工具距离标准的IEC 61131-3语言还有一定距离,但这些公司的编程系统会逐渐或终将与IEC 61131-3编程语言一致,是毋庸置疑的。

3.2.2 工控软件公司编程工具对IEC 61131-3编程语言的支持情况

因为IEC 61131-3编程语言是IEC工作组在合理地吸收、借鉴世界范围的各可编程序控制器PLCs 厂家的技术、编程语言、方言等的基础之上,形成的一套新的国际编程语言标准。它既反映了各PLC厂家编程语言的合理的、共性的东西,又形成了新一代编程语言规范的基础。任一符合IEC 61131-3标准的独立编程工具通过适当的修改,是完全可能应用于一个具体的PLC目标系统的。在国际上,符合IEC 61131-3标准的编程工具主要以德国Klopper-WiegeKW 软件公司的MULTI-PROG、infoteam软件公司的PDAT等为代表。KW软件公司迄今已通过OEM方式为世界众多PLC厂家提供了编程系统,如日本的FUJI富士 、HI-TACHI日立、OMRON欧姆龙 、MISHUBISHI三菱 、IDEC和泉,瑞士的ABB、美国的VACON公司等。

3.3 基于工业PC的软逻辑产品应用情况

IEC 61131-3等编程软件运行于PC环境,通常称为软逻辑PLC或SoftPLC,它构成了开放性应用系统。由于软逻辑的开放性,使之能方便而又可靠地连接不同供应商的各种I/O装置、现场总线、网络、PC机等,从而满足了系统最佳化要求,它完全克服了传统PLC的缺点。软逻辑PLC是一种功能强大、全面开放的控制解决方案。除了PLC,还应用于DCS、工业网络包括Internet、Intranet 、HMI等领域,发展前途是很大的。世界著名的软逻辑PLC公司主要有:德国的Klopper - WeigeKW Software Kirchner Soft GmbH Softing GmbH,DELTALOGIC,美国的Intellution等公司。

4IEC 61131-3国际标准在国内的发展

我国是世界IEC组织的成员国,国家曾经委托中国机电一体化技术应用协会,翻译和制定了针对IEC 61131的国家标准第一版国家标准,并于1995年11月发布实施。在当时,IEC 61131-3标准的重要性还不为很多人所认识,所以,IEC 61131-3标准并没有得到很好的推广。总的说来,由于我国PLC厂商与世界PLC厂商在技术、产品质量方面还存在着巨大差距,故在应用和推广IEC 61131-3标准方面还与世界水平存在着很大差距。但在当前世界各PLC厂商正越来越多地采用或使用IEC 61131-3标准的形势下,在我国推广应用IEC 61131-3标准的工作势在必行。同时,我们也可喜地看到,国内有些厂家的PLC产品已经开始使用符合IEC 61131-3标准的编程系统,如北京和利时公司的FOPLC产品的编程系统,即是一种符合IEC 61131-3标准的编程工具,并且该系统已在多项实际工程中得到了应用。从最近举办的国际现代工厂/过程自动化展览、多国仪器仪表等展览看,已有多家IEC 61131-3编程系统制造商如德国的KW软件公司、美国的Think & Do公司等进入中国市场。

1999年6月,PLCOpen组织派员参加了由中国机电一体化技术应用协会举办的FA/PA’99国际现代工厂/过程自动化技术与装备展,并与协会讨论了在中国建立办事处的事宜。协会负责在国内推广应用IEC 61131-3标准及PLCOpen组织在中国的工作。

5IEC 61131-3标准的实施

在一个编程工具中,要满足IEC 61131-3标准全部需求是不容易的。为此在很多方面允许部分地实现标准,提供给制造商的自由度是很大的。许多现有的IEC编程环境提供符合Windows环境的用户界面:鼠标操作、下拉式菜单、多窗口支持、图形化界面等,但是,所有这些,在IEC 61131-3国际标准中没有做规定,此外,供应商提供的开发环境是有所不同的。

6结论

IEC61131-3国际标准在技术上的实现是高水平的,因此有足够的发展空间和变动余地,这使得该标准能很好地适应下一个世纪。IEC61131-3国际标准已对整个控制领域形成了巨大的冲击,它并不局限于PLC市场,它还适用于运动控制市场,分散控制系统和以工业PC为基的软逻辑,SCADA等。其适用的市场领域还在不断扩大。采用或应用符合IEC61131-3国际标准的产品,已经成为国际工业控制领域的趋势,61131-3国际标准因其具有的诸多优点,采用或应用符合IEC61131-3国际标准的产品,也注定会成为我国工业控制领域的趋势。

顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
打 印】【顶 部】【关 闭】【挑 错
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
验证码:点击我更换图片
版权与免责声明:
①凡本网注明"来源:电气自动化技术网"的所有作品,版权均属于电气自动化技术网,转载请必须注明出处“电气自动化技术网http://www.dqjsw.com.cn”。违反者本网将追究相关法律责任。
②本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
③如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
>> 相关文章
栏目导航:互感器 | 智能电网 | 无功补偿 | 电容器 | 变压器 | 电源 | 避雷器 | 电抗器 | opc | 三菱PLC | 西门子PLC | 欧姆龙PLC | PLC视频教程 | 电工基础知识
© www.dqjsw.com.cn 2008-2013 版权所有 ICP网站备案:渝ICP备11003104号