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IEC International Electrotechincal Commission61131－３是IEC  61131 國際標(biāo)準(zhǔn)的第三部分，是第一個(gè)為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)提供標(biāo)， 準(zhǔn)化編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)，它得到了世界范圍的眾多廠商的支持，但又獨(dú)立于任何一家公司。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)。IEC 61131- 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(jìn)步也在不斷地進(jìn)行著補(bǔ)充和完善。本文針對(duì)IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)的一些主要特點(diǎn)、國際組織及ＩＥＣ ６１１３１－３國際標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)外的發(fā)展情況作簡(jiǎn)單介紹，以此促進(jìn)大家更好的了解ＩＥＣ ６１１３１－３國際標(biāo)準(zhǔn)。

   IEC 61131- 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(dòng)和支持，它極大地改進(jìn)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(duì)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(duì)最終用戶同樣帶來很大的方便；它在技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)是高水平的，有足夠的發(fā)展空間和變動(dòng)余地，能很好地適應(yīng)于下一個(gè)世紀(jì)。  IEC 61131- 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。  IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)正在受到越來越多的國內(nèi)外公司、廠商的重視和采用。 

    IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)包括８部分：綜述，硬件，可編程語言，用戶導(dǎo)則，通信現(xiàn)場(chǎng)，總線通信，模糊控制編程，編程語言的實(shí)施方針。   IEC 61131- 3是   IEC 61131中最重要、最具代表性的部分。   IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)將是下一代ＰLC的基礎(chǔ)。   IEC 61131- 5是   IEC 61131- 3的通信部分，通過   IEC 61131- 5，可實(shí)現(xiàn)可編程序控制器與其它工業(yè)控制系統(tǒng)、如機(jī)器人、數(shù)控系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等的通信。

  １　采用   IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)的必要性

  １.１對(duì)系統(tǒng)“開放性”的要求

  成熟的工業(yè)控制市場(chǎng)已經(jīng)開始對(duì)“開放性系統(tǒng)”產(chǎn)品提出了越來越多的要求，   IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)正是適應(yīng)了這種要求。

   １.２傳統(tǒng)Ｐlc梯形圖編程的缺點(diǎn)

     不同Ｐlc產(chǎn)品的梯形圖符號(hào)和編程變化很大。

    有限的數(shù)據(jù)封裝能力，很難將一個(gè)復(fù)雜的程序分解為數(shù)個(gè)簡(jiǎn)單的程序部分：現(xiàn)在的梯形圖編程，一個(gè)程序塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)還缺乏對(duì)外部隱藏其數(shù)據(jù)的封裝能力，因而，一個(gè)大的程序要想分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的小程序，并且各個(gè)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(gè)發(fā)展趨勢(shì)，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(shí)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(jí)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(duì)順序操作功能的編程：復(fù)雜的ＰLC梯形圖編程對(duì)順序操作的處理方法是，為每一個(gè)順序狀態(tài)提供一個(gè)狀態(tài)位，這種對(duì)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(shí)間取決于程序的長(zhǎng)短和復(fù)雜性，對(duì)很大和很復(fù)雜的程序，執(zhí)行一次程序的時(shí)間就較長(zhǎng)，這對(duì)有些對(duì)時(shí)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。

  １.３采用IEC 61131- 3 國際標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)

    因采用一致的IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)編程，各個(gè)ＰLC廠家的編程系統(tǒng)都是統(tǒng)一的，因而，對(duì)用戶來說具有如下優(yōu)點(diǎn)：

    減少了人力資源如培訓(xùn)、調(diào)試、維護(hù)和咨詢的浪費(fèi)

    高水平軟件再使用性，它主要解決控制中的問題   

    減少了編程中的誤解和錯(cuò)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(xiàng)目、公司、地區(qū)或國家的部件

  ２IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)

  ２. IEC 61131- 3標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的程序具有完美的結(jié)構(gòu)，支持進(jìn)行“頂－底”或“底－頂”的程序開發(fā)。允許一個(gè)程序被分解為幾個(gè)功能元素即程序組織單元ＰOUS，程序組織單元包括功能塊、功能和程序。

  ２.２新標(biāo)準(zhǔn)的ＰLC程序?qū)﹀e(cuò)誤類型數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的檢測(cè)能力。當(dāng)一個(gè)程序員試圖向一個(gè)變量寫一個(gè)錯(cuò)誤類型數(shù)據(jù)時(shí)，新標(biāo)準(zhǔn)的ＰLC程序能自動(dòng)檢測(cè)出來，傳統(tǒng)的ＰＬＣ程序是無能為力的。

  ２.３對(duì)程序執(zhí)行的完全控制能力。傳統(tǒng)ＰLC程序只能順序掃描和執(zhí)行程序，對(duì)某一段程序不能按用戶的實(shí)際要求定時(shí)執(zhí)行。IEC 61131- 3程序允許程序的不同部分在不同的時(shí)間、以不同的比率并行執(zhí)行。

  ２.４支持復(fù)雜的順序操作功能處理。IEC 61131- 3程序可通過一個(gè)稱為順序功能圖的圖形化語言將一個(gè)復(fù)雜的順序功能行為或操作分解并進(jìn)行描述。

  ２.５支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。IEC 61131- 3程序中，可象高級(jí)語言ＣPASCAL、C那樣，用戶在程序中對(duì)某一具體設(shè)備定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)，這大大地增強(qiáng)了程序的可讀性，并保證了結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)能正確地存取。

  ２.６可柔性地選擇編程語言。  IEC 61131- 3有三種圖形化語言和兩種文本語言，編程人員可根據(jù)自己的喜好及實(shí)際應(yīng)用的要求自由地選擇這五種語言。一個(gè)程序的不同部分可用任何一種語言來描述。

  ２.７獨(dú)立于任一目標(biāo)系統(tǒng)的編程系統(tǒng)。  IEC 61131- 3提供了標(biāo)準(zhǔn)的程序執(zhí)行的語言和方法，獨(dú)立于任一具體的目標(biāo)系統(tǒng)，所以，  IEC 61131- 3可最大限度地運(yùn)行在來自不同目標(biāo)系統(tǒng)的ＰLC上。

  ３  IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)在國外的發(fā)展

  ３.１PLCOPen介紹

    PLCOPen是一獨(dú)立于生產(chǎn)商和產(chǎn)品的國際性協(xié)會(huì)，主要工作就是支持、宣傳和推廣 IEC 61131- 3國際標(biāo)準(zhǔn)。PLCOPen的目標(biāo)是：通過在眾多的程序開發(fā)環(huán)境中應(yīng)用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，用戶即可在不同品牌產(chǎn)品和不同類型的控制之間移植控制程序，并且能方便地互換。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，   PLCOPen致力于提供與／或使用 IEC 61131- 3的兼容產(chǎn)品。為保證產(chǎn)品兼容性，由   PLCOPen授權(quán)的研究機(jī)構(gòu)頒發(fā)合格的認(rèn)證證書，從而促進(jìn)該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。PLCOPen成立于1992年，總部設(shè)立于荷蘭，其支持機(jī)構(gòu)分設(shè)于美國ＩＬ的Ｅｌｇｉｎ和日本的東京。銷售商、用戶和研究單位作為ＰＬＣＯｐｅｎ會(huì)員單位會(huì)享有很多利益。

  ３.２ＩＥＣ ６１１３１－３國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

  ３.２.１傳統(tǒng)的ＰＬＣ公司的編程系統(tǒng)對(duì)ＩＥＣ ６１１３１－３的支持情況

    傳統(tǒng)的ＰＬＣ公司如西門子、三菱、Ｒｏｃｋｗｅｌｌ、ＭＯＥＬＬＥＲ、ＬＧ、ＧＥ－ＦＡＮＵＣ等公司編程系統(tǒng)的開發(fā)均是以ＩＥＣ ６１１３１－３為基礎(chǔ)或與ＩＥＣ ６１１３１－３一致。盡管這些編程工具距離標(biāo)準(zhǔn)的ＩＥＣ ６１１３１－３語言還有一定距離，但這些公司的編程系統(tǒng)會(huì)逐漸或終將與ＩＥＣ ６１１３１－３編程語言一致，是毋庸置疑的。

  ３.２.２　工控軟件公司編程工具對(duì)ＩＥＣ ６１１３１－３編程語言的支持情況

     因?yàn)椋桑牛?/span> ６１１３１－３編程語言是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)。它既反映了各ＰＬＣ廠家編程語言的合理的、共性的東西，又形成了新一代編程語言規(guī)范的基礎(chǔ)。任一符合ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立編程工具通過適當(dāng)?shù)男薷?，是完全可能?yīng)用于一個(gè)具體的ＰＬＣ目標(biāo)系統(tǒng)的。在國際上，符合ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)的編程工具主要以德國Ｋｌｏｐｐｅｒ－ＷｉｅｇｅＫＷ軟件公司的ＭＵＬＴＩ-ＰＲＯＧ、ｉｎｆｏｔｅａｍ軟件公司的ＰＤＡＴ等為代表。ＫＷ軟件公司迄今已通過ＯＥＭ方式為世界眾多ＰＬＣ廠家提供了編程系統(tǒng)，如日本的ＦＵＪＩ富士、ＨＩ-ＴＡＣＨＩ日立、ＯＭＲＯＮ歐姆龍、ＭＩＳＨＵＢＩＳＨＩ三菱、ＩＤＥＣ和泉，瑞士的ＡＢＢ、美國的ＶＡＣＯＮ公司等。

  ３.３　基于工業(yè)ＰＣ的軟邏輯產(chǎn)品應(yīng)用情況

    IEC 61131- 3等編程軟件運(yùn)行于ＰＣ環(huán)境，通常稱為軟邏輯ＰＬＣ或ＳｏｆｔＰＬＣ，它構(gòu)成了開放性應(yīng)用系統(tǒng)。由于軟邏輯的開放性，使之能方便而又可靠地連接不同供應(yīng)商的各種Ｉ／Ｏ裝置、現(xiàn)場(chǎng)總線、網(wǎng)絡(luò)、ＰＣ機(jī)等，從而滿足了系統(tǒng)最佳化要求，它完全克服了傳統(tǒng)ＰＬＣ的缺點(diǎn)。軟邏輯ＰＬＣ是一種功能強(qiáng)大、全面開放的控制解決方案。除了ＰＬＣ，還應(yīng)用于ＤＣＳ、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)包括Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ、ＨＭＩ等領(lǐng)域，發(fā)展前途是很大的。

４IEC 61131- 3 國際標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)的發(fā)展

    我國是世界ＩＥＣ組織的成員國，國家曾經(jīng)委托中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)，翻譯和制定了針對(duì)ＩＥＣ ６１１３１的國家標(biāo)準(zhǔn)第一版國家標(biāo)準(zhǔn)，并于１９９５年１１月發(fā)布實(shí)施。在當(dāng)時(shí)，ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)的重要性還不為很多人所認(rèn)識(shí)，所以，ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)并沒有得到很好的推廣?？偟恼f來，由于我國ＰＬＣ廠商與世界ＰＬＣ廠商在技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量方面還存在著巨大差距，故在應(yīng)用和推廣ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)方面還與世界水平存在著很大差距。但在當(dāng)前世界各ＰＬＣ廠商正越來越多地采用或使用ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)的形勢(shì)下，在我國推廣應(yīng)用ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)的工作勢(shì)在必行。同時(shí)，我們也可喜地看到，國內(nèi)有些廠家的ＰＬＣ產(chǎn)品已經(jīng)開始使用符合ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)的編程系統(tǒng)，如北京和利時(shí)公司的ＦＯＰＬＣ產(chǎn)品的編程系統(tǒng)，即是一種符合ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)的編程工具，并且該系統(tǒng)已在多項(xiàng)實(shí)際工程中得到了應(yīng)用。從最近舉辦的國際現(xiàn)代工廠／過程自動(dòng)化展覽、多國儀器儀表等展覽看，已有多家ＩＥＣ ６１１３１－３編程系統(tǒng)制造商如德國的ＫＷ軟件公司、美國的Ｔｈｉｎｋ ＆ Ｄｏ公司等進(jìn)入中國市場(chǎng)。

    １９９９年６月，ＰＬＣＯｐｅｎ組織派員參加了由中國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)舉辦的ＦＡ／ＰＡ’９９國際現(xiàn)代工廠／過程自動(dòng)化技術(shù)與裝備展，并與協(xié)會(huì)討論了在中國建立辦事處的事宜。協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)在國內(nèi)推廣應(yīng)用ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)及ＰＬＣＯｐｅｎ組織在中國的工作。

  ５IEC 61131- 3標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施

    在一個(gè)編程工具中，要滿足ＩＥＣ ６１１３１－３標(biāo)準(zhǔn)全部需求是不容易的。為此在很多方面允許部分地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，提供給制造商的自由度是很大的。許多現(xiàn)有的ＩＥＣ編程環(huán)境提供符合Ｗｉｎｄｏｗｓ環(huán)境的用戶界面：鼠標(biāo)操作、下拉式菜單、多窗口支持、圖形化界面等，但是，所有這些，在ＩＥＣ ６１１３１－３國際標(biāo)準(zhǔn)中沒有做規(guī)定，此外，供應(yīng)商提供的開發(fā)環(huán)境是有所不同的。

  ６結(jié)論

    ＩＥＣ６１１3１－３國際標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)是高水平的，因此有足夠的發(fā)展空間和變動(dòng)余地，這使得該標(biāo)準(zhǔn)能很好地適應(yīng)下一個(gè)世紀(jì)。ＩＥＣ６１１３１－３國際標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)整個(gè)控制領(lǐng)域形成了巨大的沖擊，它并不局限于ＰＬＣ市場(chǎng)，它還適用于運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)，分散控制系統(tǒng)和以工業(yè)ＰＣ為基的軟邏輯，ＳＣＡＤＡ等。其適用的市場(chǎng)領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大。采用或應(yīng)用符合ＩＥＣ６１１３１－３國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，已經(jīng)成為國際工業(yè)控制領(lǐng)域的趨勢(shì)，６１１3１－３國際標(biāo)準(zhǔn)因其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，采用或應(yīng)用符合ＩＥＣ６１１３１－３國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，也注定會(huì)成為我國工業(yè)控制領(lǐng)域的趨勢(shì)。