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IEC International Electrotechincal Commission61131－３是IEC  61131 國際標準的第三部分，是第一個為工業自動化控制系統的軟件設計提供標， 準化編程語言的國際標準，它得到了世界范圍的眾多廠商的支持，但又獨立于任何一家公司。該國際標準的制定，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、編程語言、方言等的基礎之上，形成的一套新的國際編程語言標準。IEC 61131- 3國際標準隨著可編程序控制器Plcs技術、編程語言等的不斷進步也在不斷地進行著補充和完善。本文針對IEC 61131- 3國際標準的一些主要特點、國際組織及ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準在國內外的發展情況作簡單介紹，以此促進大家更好的了解ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準。

   IEC 61131- 3國際標準得到了包括有美國ＡＢ公司、德國西門子公司等世界知名大公司在內的眾多廠家的共同推動和支持，它極大地改進了工業控制系統的編程軟件質量及提高了軟件開發效率；它定義的一系列圖形化語言和文本語言，不僅對系統集成商和系統工程師的編程帶來很大的方便，而且對最終用戶同樣帶來很大的方便；它在技術上的實現是高水平的，有足夠的發展空間和變動余地，能很好地適應于下一個世紀。  IEC 61131- 3標準最初主要用于可編程序控制器Plcs的編程系統，但它目前同樣也適用于過程控制領域、分散型控制系統、基于控制系統的軟邏輯、SCADA等。  IEC 61131- 3國際標準正在受到越來越多的國內外公司、廠商的重視和采用。 

    IEC 61131- 3國際標準包括８部分：綜述，硬件，可編程語言，用戶導則，通信現場，總線通信，模糊控制編程，編程語言的實施方針。   IEC 61131- 3是   IEC 61131中最重要、最具代表性的部分。   IEC 61131- 3國際標準將是下一代ＰLC的基礎。   IEC 61131- 5是   IEC 61131- 3的通信部分，通過   IEC 61131- 5，可實現可編程序控制器與其它工業控制系統、如機器人、數控系統、現場總線等的通信。

  １　采用   IEC 61131- 3國際標準的必要性

  １.１對系統“開放性”的要求

  成熟的工業控制市場已經開始對“開放性系統”產品提出了越來越多的要求，   IEC 61131- 3國際標準正是適應了這種要求。

   １.２傳統Ｐlc梯形圖編程的缺點

     不同Ｐlc產品的梯形圖符號和編程變化很大。

    有限的數據封裝能力，很難將一個復雜的程序分解為數個簡單的程序部分：現在的梯形圖編程，一個程序塊的內部數據還缺乏對外部隱藏其數據的封裝能力，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：程序可重用性是現在編程的一個發展趨勢，傳統的ＰLC不能通過重復調用相同的邏輯策略和算法實現程序重復使用。

    不支持數據結構：在許多復雜的應用中，程序需要把一些數據組織成象高級語言PASCAL、Ｃ中的數據結構那樣的數據類型，而目前的梯形圖程序還不支持數據結構。

    支持有限的對順序操作功能的編程：復雜的ＰLC梯形圖編程對順序操作的處理方法是，為每一個順序狀態提供一個狀態位，這種對順序操作的處理能力是很有限的。

    程序執行的局限性：ＰLC程序是順序執行的，執行一次程序的時間取決于程序的長短和復雜性，對很大和很復雜的程序，執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用，是有很大的局限性的。

    執行算術操作的局限性：傳統的ＰＬＣ梯形圖程序對算術操作處理是很困難的。

  １.３采用IEC 61131- 3 國際標準的優點

    因采用一致的IEC 61131- 3國際標準編程，各個ＰLC廠家的編程系統都是統一的，因而，對用戶來說具有如下優點：

    減少了人力資源如培訓、調試、維護和咨詢的浪費

    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誤

    適用于寬環境范圍的編程技術：通用的工業控制

    連接來自不同程序、項目、公司、地區或國家的部件

  ２IEC 61131- 3國際標準的主要特點

  ２. IEC 61131- 3標準開發的程序具有完美的結構，支持進行“頂－底”或“底－頂”的程序開發。允許一個程序被分解為幾個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新標準的ＰLC程序對錯誤類型數據具有很強的檢測能力。當一個程序員試圖向一個變量寫一個錯誤類型數據時，新標準的ＰLC程序能自動檢測出來，傳統的ＰＬＣ程序是無能為力的。

  ２.３對程序執行的完全控制能力。傳統ＰLC程序只能順序掃描和執行程序，對某一段程序不能按用戶的實際要求定時執行。IEC 61131- 3程序允許程序的不同部分在不同的時間、以不同的比率并行執行。

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

  ２.５支持數據結構。IEC 61131- 3程序中，可象高級語言ＣPASCAL、C那樣，用戶在程序中對某一具體設備定義數據結構類型數據，這大大地增強了程序的可讀性，并保證了結構數據能正確地存取。

  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，編程人員可根據自己的喜好及實際應用的要求自由地選擇這五種語言。一個程序的不同部分可用任何一種語言來描述。

  ２.７獨立于任一目標系統的編程系統。  IEC 61131- 3提供了標準的程序執行的語言和方法，獨立于任一具體的目標系統，所以，  IEC 61131- 3可最大限度地運行在來自不同目標系統的ＰLC上。

  ３  IEC 61131- 3國際標準在國外的發展

  ３.１PLCOPen介紹

    PLCOPen是一獨立于生產商和產品的國際性協會，主要工作就是支持、宣傳和推廣 IEC 61131- 3國際標準。PLCOPen的目標是：通過在眾多的程序開發環境中應用這個標準，用戶即可在不同品牌產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。為了達到這個目標，   PLCOPen致力于提供與／或使用 IEC 61131- 3的兼容產品。為保證產品兼容性，由   PLCOPen授權的研究機構頒發合格的認證證書，從而促進該標準的實施。PLCOPen成立于1992年，總部設立于荷蘭，其支持機構分設于美國ＩＬ的Ｅｌｇｉｎ和日本的東京。銷售商、用戶和研究單位作為ＰＬＣＯｐｅｎ會員單位會享有很多利益。

  ３.２ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準的發展

  ３.２.１傳統的ＰＬＣ公司的編程系統對ＩＥＣ ６１１３１－３的支持情況

    傳統的ＰＬＣ公司如西門子、三菱、Ｒｏｃｋｗｅｌｌ、ＭＯＥＬＬＥＲ、ＬＧ、ＧＥ－ＦＡＮＵＣ等公司編程系統的開發均是以ＩＥＣ ６１１３１－３為基礎或與ＩＥＣ ６１１３１－３一致。盡管這些編程工具距離標準的ＩＥＣ ６１１３１－３語言還有一定距離，但這些公司的編程系統會逐漸或終將與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ＩＥＣ ６１１３１－３編程語言的支持情況

     因為ＩＥＣ 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、編程語言、方言等的基礎之上，形成的一套新的國際編程語言標準。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范的基礎。任一符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的獨立編程工具通過適當的修改，是完全可能應用于一個具體的ＰＬＣ目標系統的。在國際上，符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準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，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ＰＣ的軟邏輯產品應用情況

    IEC 61131- 3等編程軟件運行于ＰＣ環境，通常稱為軟邏輯ＰＬＣ或ＳｏｆｔＰＬＣ，它構成了開放性應用系統。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商的各種Ｉ／Ｏ裝置、現場總線、網絡、ＰＣ機等，從而滿足了系統最佳化要求，它完全克服了傳統ＰＬＣ的缺點。軟邏輯ＰＬＣ是一種功能強大、全面開放的控制解決方案。除了ＰＬＣ，還應用于ＤＣＳ、工業網絡包括Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ、ＨＭＩ等領域，發展前途是很大的。

４IEC 61131- 3 國際標準在國內的發展

    我國是世界ＩＥＣ組織的成員國，國家曾經委托中國機電一體化技術應用協會，翻譯和制定了針對ＩＥＣ ６１１３１的國家標準第一版國家標準，并于１９９５年１１月發布實施。在當時，ＩＥＣ ６１１３１－３標準的重要性還不為很多人所認識，所以，ＩＥＣ ６１１３１－３標準并沒有得到很好的推廣。總的說來，由于我國ＰＬＣ廠商與世界ＰＬＣ廠商在技術、產品質量方面還存在著巨大差距，故在應用和推廣ＩＥＣ ６１１３１－３標準方面還與世界水平存在著很大差距。但在當前世界各ＰＬＣ廠商正越來越多地采用或使用ＩＥＣ ６１１３１－３標準的形勢下，在我國推廣應用ＩＥＣ ６１１３１－３標準的工作勢在必行。同時，我們也可喜地看到，國內有些廠家的ＰＬＣ產品已經開始使用符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的編程系統，如北京和利時公司的ＦＯＰＬＣ產品的編程系統，即是一種符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的編程工具，并且該系統已在多項實際工程中得到了應用。從最近舉辦的國際現代工廠／過程自動化展覽、多國儀器儀表等展覽看，已有多家ＩＥＣ ６１１３１－３編程系統制造商如德國的ＫＷ軟件公司、美國的Ｔｈｉｎｋ ＆ Ｄｏ公司等進入中國市場。

    １９９９年６月，ＰＬＣＯｐｅｎ組織派員參加了由中國機電一體化技術應用協會舉辦的ＦＡ／ＰＡ’９９國際現代工廠／過程自動化技術與裝備展，并與協會討論了在中國建立辦事處的事宜。協會負責在國內推廣應用ＩＥＣ ６１１３１－３標準及ＰＬＣＯｐｅｎ組織在中國的工作。

  ５IEC 61131- 3標準的實施

    在一個編程工具中，要滿足ＩＥＣ ６１１３１－３標準全部需求是不容易的。為此在很多方面允許部分地實現標準，提供給制造商的自由度是很大的。許多現有的ＩＥＣ編程環境提供符合Ｗｉｎｄｏｗｓ環境的用戶界面：鼠標操作、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國際標準中沒有做規定，此外，供應商提供的開發環境是有所不同的。

  ６結論

    ＩＥＣ６１１3１－３國際標準在技術上的實現是高水平的，因此有足夠的發展空間和變動余地，這使得該標準能很好地適應下一個世紀。ＩＥＣ６１１３１－３國際標準已對整個控制領域形成了巨大的沖擊，它并不局限于ＰＬＣ市場，它還適用于運動控制市場，分散控制系統和以工業ＰＣ為基的軟邏輯，ＳＣＡＤＡ等。其適用的市場領域還在不斷擴大。采用或應用符合ＩＥＣ６１１３１－３國際標準的產品，已經成為國際工業控制領域的趨勢，６１１3１－３國際標準因其具有的諸多優點，采用或應用符合ＩＥＣ６１１３１－３國際標準的產品，也注定會成為我國工業控制領域的趨勢。