IEC 61131-3|PLC 编程简史

显示全部楼层 · 2024-8-6 09:55:26

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PLC编程小史

20 世纪 70 年代初，可编程逻辑控制器 (PLC) 开始取代硬接线继电器逻辑面板。梯形图 (LD) 编程的发展提高了行业的接受度，因为图形程序图允许几乎没有或根本没有接受过 LD 编程培训的电工遵循每个梯级的逻辑流程，就像电气控制原理图可用于故障排除一样。

程序设计人员通常会手工绘制梯形逻辑图。然后，该图将被转换为由指令和变量组成的列表。用于将命令输入 PLC 内存的实际编程语言称为指令列表 (IL) 或语句列表 (STL)。IL 语言与 PC 编程中使用的汇编语言非常相似。最后，使用数字键盘将程序输入到控制器的内存中。

20 世纪 70 年代末，廉价的微处理器开始在市场上销售，个人计算机 (PC) 由此诞生。PLC 制造商还利用这些微处理器开发图形编程设备。这些设备允许使用常开和常闭触点、输出线圈、计时器、计数器和其他数据操作和移动指令的图形表示来输入梯形逻辑程序。编程终端是单一用途的，这意味着它们只能与单个制造商的控制器一起使用。与现代笔记本电脑相比，编程终端非常大且非常昂贵，成本是它们编程的控制器成本的许多倍。

20 世纪 80 年代，当时用于编程主要 PLC 的软件开始出现。有趣的是，这些软件大部分是由第三方公司（如 Taylor Software、ICOM 等）开发的，而不是 PLC 制造商自己开发的。

其他纯软件公司被 PLC 制造商收购、改变重点或倒闭，不再以原来形式存在，但是旧软件中的许多原始概念和方法仍然保留在当前产品中。

其中一些原始 PLC 软件编程包可与多个硬件平台配合使用，从而为各个制造商提供一致的外观和感觉。这种早期基于 DOS 的软件的文档和报告功能远远优于昂贵的 OEM 编程终端所提供的功能。PLC 制造商认识到第三方软件产品的成功，并开始创建和销售竞争产品。

结果，这些第三方软件供应商多次易手。Taylor Software 被 Total Control Products 收购，后者后来又被 GE Fanuc 收购。施耐德电气也购买了 Taylor Software 的部分业务，其中包括 Modicon 组件。ICOM 编程软件成为 Rockwell Software 的一部分。
IEC 61131-3

除了相对低成本的 PC 和为 PC 编写的 PLC 编程软件的出现外，20 世纪 80 年代还发生了另一项重大发展。如今，大多数主要制造商都在生产符合国际电工委员会 (IEC) 61131-3 规范的软件开发平台。该标准于 1982 年开始实施，并于 1993 年作为 IEC 1131 可编程控制器国际标准发布。

正如 IEC 标准中所述，该标准的发布部分是为了“为每种最常用的编程语言定义主要应用领域、句法和语义规则、简单但完整的基本编程元素集、适用的测试以及制造商可将这些基本元素集扩展或调整到其自己的可编程控制器实现的方法”。如果您想知道现代标准名称中使用的“6”从何而来，可以看这里(www.controldesign.com/61131)。IEC 61131 有 10 个部分，涵盖工厂自动化控制器的各个方面。IEC 61131-3 是涵盖编程的部分。

IEC 61131-3 标准非常重要，因为它为符合该标准的所有软件产品带来了一致性。例如，品牌 X PLC 中标准 IEC 定义的功能在品牌 Y PLC 中的工作方式相同。这种标准化的宝贵结果是，无论集成开发环境 (IDE) 或用户界面桌面的品牌如何，功能和功能块看起来都相同，并具有相同定义的输入和输出，从而使工程师或维护人员能够快速了解任何制造商的软件的逻辑和程序流程。

该标准定义了五种编程语言：LD、功能块图 (FBD)、顺序功能图 (SFC)、结构化文本 (ST) 和 IL。IEC 61131-3 定义了标准数据类型、命名约定、程序流程和各种其他编程元素。当 PLC OEM 声明其编程软件符合 IEC 61131-3 时，通常意味着该软件符合该标准的部分内容。IEC 表示，要符合标准，编程包必须支持五种语言中的至少一种。CodeSys 可能是唯一支持所有五种语言的编程平台。

PLC 制造商和用户还可以向标准中添加自定义扩展、功能块和数据类型；这意味着即使平台符合 IEC 61131-3 标准，平台之间无缝传输项目也还不太现实。IEC 61131-10 定义了 XML 文件交换格式。然而，这项工作仍在进行中。希望有一天我们能有一种跨平台传输项目的机制。

使用 PLC 编程，而不是自定义代码自动化套件

购买现代控制硬件时，通常可以使用编程或设置软件来协助编程工程师。主要制造商的趋势是提供软件套件，为套件支持的产品提供共享的开发接口。启动套件后，设计人员可以使用多个产品系列，例如 PLC、HMI 和运动控制器，而无需启动单独的软件包。

其中一些软件包只不过是启动独立软件的包装器。这些软件包与程序之间几乎没有集成。输入到软件包中的每个数据点都需要从第一个程序复制或导出/导入到第二个程序。

一个可能可用的便利功能是能够启动诸如 DeviceNet 配置工具之类的工具，并继承 PLC 项目属性。如果对 PLC 项目进行了修改，则使用适当的项目网络文件启动 DeviceNet 配置工具可以更轻松地同时更新两个设备。

作为单个软件包开发的真正集成的自动化套件软件可以减少程序员的工作量。从 PLC 或 PAC 定义开始，程序员可以添加其他支持的设备，例如伺服控制器或安全控制器，软件会自动创建添加的设备使用和生成的标签。在创建新标签时，软件会自动创建通信路径和数据类型定义。

使用软件套件的一个缺点是它们很少支持其他制造商的产品。其他制造商生产的设备仍然需要手动定义并添加到项目中。另一个缺点是，制造商停止支持某些设备的单个软件包，需要购买高价软件包来支持廉价的控制产品。

自动化软件在不断发展。它的功能肯定比早期的 DOS 产品多得多。现在可以学习一个品牌，然后很快切换到另一个品牌，而无需陡峭的学习曲线。它比多年前的基于文本的产品更容易上手。然而，有时，比如当生产经理想让他的机器现在运转时，他需要一个编程设备能够启动、加载软件和 PLC 项目，然后让我在比我现在的笔记本电脑启动操作系统更短的时间内找到问题。

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