PLC_技术培训班_(第4讲)IEC61131-3_标准

IEC61131-3程序组织单元POU及其应用1.IEC61131-3标准随着微处理技术在性能上的不断提高以及在体积上的日趋小型化的发展，计算机在工业控制领域的应用也在不断推陈创新，原先的众多生产厂商的互不相同的硬件及配套软件也不断升级换代。

但是，最终用户希望使用与设备制造商无关的、统一标准的、高水平的工业控制软逻辑编程语言。

于是，一个统一的而又非常重要的国际标准IEC61131-3产生了。

IEC61131-3充分利用现代软件编程技术的最新概念与成果，创立了统一的、实用的、功能完善丰富的近乎完美的控制逻辑编程语言。

不论是在DCS(Distributed Control System) 应用领域，还是在PLC(Programmed Logical Controller)应用领域，IEC61131-3已经成为一个事实上的行业标准，国内的DCS、PLC 用户已经普遍接受此标准，并在实际工作中大量应用。

IEC61131-3做为工控领域的软逻辑编程的行业标准，大大地拉近了设备制造商与最终用户之间的距离，可有效节约编程语言的培训费用，尤其对逻辑越来越复杂、规模日趋庞大的工业控制工程项目组态的规范化实施，效果更为显著。

IEC61131-3本身是软逻辑编程灵活的指导性准则，而不仅仅是一套呆板的条文。

在IEC61131-3标准的指导下，各个制造商的软逻辑编程系统都将尽可能地遵循IEC61131-3所定义的大量详细的标准，但实际中往往不可能与所有的内容完全一致。

在此意义下，符合IEC61131-3标准的软逻辑编程系统之间都存在各种各样的诸如编程界面、灵活性、功能实现方案等等的差异，但都与标准所定义的各种概念、范畴和实现相一致。

1.1IEC61131-3起源IEC61131-3代表了数十个不同标准（IEC50、IEC559、IEC617-12、IEC617-13、IEC848、ISO/AFNOR、ISO/IEC646、ISO8601、ISO7185、ISO7498）的不断融合与发展。

摘要针对当前控制系统编程语言的流行趋势，从基本编程元素和编程语言两个方面详细介绍了标准IEC61131-3的内容。

并且以浙大中自SunyTech工业控制应用软件平台为背景，对标准具体内容的应用作了针对性的阐述，充分展现了IEC61131-3标准在控制系统软件编程中的作用。

关键词IEC61131-3；软件模型；编程语言；工控编程软件；PLC；控制系统1 引言IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)61131-3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。

该标准将现代软件的概念和现代软件工程的机制与传统的PLC编程语言成功地结合，又对各种工业控制系统的编程语言、软件设计的概念和软件模型等进行了标准化，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。

２标准的主要内容[1][2]IEC61131-3将标准分为两个部分：公共元素和编程语言。

IEC61131-3标准的层次和结构如图1所示。

图1IEC61131-3标准的结构图公共元素部分规范了数据类型、变量的定义，给出了软件模型，并引入配置(Configuration)、资源(Resources)、任务(Tasks)和程序(Program)的概念、程序组织单元POU(PorgramOrganizitionUnit)和顺序功能图SFC(SequentialFunctionChart)等。

IEC61131-3标准共规定了4种编程语言，其中两种图形化语言，两种文本化语言。

图形化语言有梯形图LD(LadderDiagram)，功能块图FBD(FunctionBlockDiagram)；文本化语言有指令表IL(InstructionList)和结构文本ST(StructuredText)。

2.1 基本编程概念和公共元素1)软件模型IEC61131-3标准的软件模型如图2所示。

IEC 61131-3 PLC 标准通用信息
该标准还提供一个测试基础，允许制造商和 客户都能评估，每一个编程系统符合IEC标准的 接近程度。 为了进一步证明兼容性，PLCopen国际组织， 进一步定义兼容性等级的测试，而这些测试是 由独立的机构进行的。
IEC 61131-3 PLC 标准软件模型
IEC 61131-3 PLC 标准通用信息
IEC 61131－3本身只做为PLC的编程指导，而 不是强制的规则，若PLC制造商希望符合这个 标准，他们必须提供文件，说明其对标准的符 合程度，他们还必须通过认证，确认那些部分 符合标准，那些部分还不能满足标准。 这个标准附有62个性能表，制造商必须填写这 些表格并提供注释（例如；“完全满足”，不 能“实现”，“以下部分能实现”…）。
d. 在另一个任务正在被处理时，如果具有较高优先权级的任务 的条件被满足，则较低优先权级的任务将被中断，只有另一 任务已被完成后，再继续处理。
IEC 61131-3 PLC 标准软件模型 （组织单元POUs）
IEC 61131 － 3 定 义 程 序 (program), 功 能 块 (function block),功能(function)作为程序的组 织 单 元 或 POUs(Program Organization units POUs).
IEC 61131-3 PLC 标准软件模型（ 任务 ）
a. 带有条件的任务，在条件满足时将被执行，例如，当指示的 时间间隔已经超出，或变量的地址“伪”改变成“真”。
b. 如果若干个任务都满足条件，则具有最高优先权级的任务将 被执行。
c. 不允许将同一个优先权级分配给多个任务（优先权级0＝任 务禁止是例外）。
IEC 61131-3 PLC 标准通用信息

一种基于工业PC的软PLC控制系统出处：PLCopen China for efficiency in automation（PLCopen 中国组织）首先介绍了基于PC的控制系统的发展状况以及软PLC技术的概念和组成结构。

然后详细地叙述了基于工业PC的软PLC的软、硬件实现方案，最后给出了应用实例。

引言基于PC的控制系统是国际上继PLC和DCS之后推出的工业控制系统。

目前在工业控制领域，基于PC的控制系统得到日益广泛的应用。

同时由于计算机软、硬件技术的迅速发展以及工控领域国际编程标准--IEC 61131-3的制定和推广应用，在工业PC上以软件技术实现PLC的功能，即软PLC技术，成为一项新兴的技术。

1、基于PC的软PLC控制系统的发展现状1.1 IEC 61131-3国际编程标准[1]IEC 61131国际标准的制订是软PLC技术发展的一个重要基础。

为了规范工业控制领域的编程语言，20世纪90年代初，IEC（国际电工委员会）颁布了IEC 61131国际标准。

该标准共分八个部分，依次包括：基本概念、硬件装置和测试、编程语言标准、用户指南、通信服务规范、现场总线通信（未公布）、模糊控制语言和编程实施方针。

其中IEC 61131-3是PLC编程语言标准，它详细地说明了句法、语义和5种编程语言：指令表（Instruction），结构化文本（Structured Text），顺序功能图（Sequential Function Diagram），梯形图（Ladder Diagram），功能块图（Function Block Diagram）。

在这五种编程语言中，指令表和结构化文本是文本语言，易于实现一些复杂的算法；顺序功能图、梯形图和功能块图是图形语言，它们则擅长处理逻辑控制。

同时该标准还允许在同一项目中，使用多种语言进行混合编程，而且支持POU（程序组织单元）的重复使用，为不同知识背景的编程人员提供了方便。