PLC标准化是以标准为核心的标准化编程,需要深入理解自动化的标准才能设计好PLC程序。
本人研究PLC标准化三年来,一直以S88、OMAC和SICAR三个标准为核心的学习和研究。最近与企业朋友交流标准化技术时,经常有工程师问我S88、Sicar等标准的理解和定位,现在分享一下我对他们的理解和应用。
1、第一层国际标准:PLC编程语言的标准(IEC61131-3)
IEC 61131-3规定了PLC编程语言的标准包括数据类型、语言种类、程序结构、语法、指令、函数等。
主要目的是保证不同PLC厂家的编程语言具有一致性,便于工程师学习和使用。
下面第一张图汇川PLC的编程截图,第二张图是西门子PLC的编程截图,简单修改一下就可以互相使用了。
2、第二层国际标准:自动化通用的应用标准:S88标准
1、S88标准的历史
美国仪表协会(Instrument Society of America ISA),早在上世纪80年代,即开始着手开发一套用于批次控制领域的标准—因为食品饮料、制药工业都存在着过程、批次、离散的混合模式,ISA希望通过系列标准化的模块来提高系统性能与编程效率,在1995年7月针对批量控制制定了专门的ISA-S88标准。1997年8月,它被国际电工委员会(International Electrotechnical Commission IEC)采纳为国际标准。该标准定义了一系列技术术语和模型,以满足生产设备的控制需要,也让控制技术的发展进入一个崭新的阶段。
2、S88标准内容
ISA S88标准主要包含4部分:
ANSI/ISA-88.01-1995 模型和术语
ANSI/ISA-88.00.02-2001 语言数据结构和使用指南
ANSI/ISA-88.00.03-2003 通用和现场配方模型和表示
ANSI/ISA-88.00.04 生产记录
3、S88标准主要解决生产线对象划分问题,提供几个模型
4、S88标准的应用,参考公众号文章视频
PLC标准化核心之S88标准的讲解视频之一:其在程序架构和数据结构的应用方法
3、第二层国际标准:自动化行业的应用标准:OMAC标准
1、OMAC标准的历史
2000年左右,OMAC(机器自动化与控制组织)开始致力自动化标准的开发,也接受用于批控制行业的基本概念。这些标准直到2008年ISA发布的技术报告来协调这些标准,ISATR88.00.02-2008机器和单元状态,成为了包装标准的基准,即PackML。PackML-直接的理解原意即“Pack Machine Language”-就是包装设备之间的语言交互的规范。
PackML部分的发展阶段:
1、2000年,在最初的PackML V2.2中定义了11个状态。OMAC和ISA相互协作整合,分别在ISA和OMAC官网可以看到这些指导文件。
2、2005年其发布了PackML v3.0版本将状态扩展为17个。
3、2010年PackML被采纳为TR88.99.02-1010指导文件。
4、2015年升级为ISA TR88.00.02-2015,到2021年正在进行版本的升级中。
2、状态管理机是OMAC标准的核心部分
3、OMAC标准的应用,参考公众号文章视频
OMAC状态管理机的3大应用场景:在PLC程序中3个应用场景的视频讲解
基于第二层应用标准,比如S88或者OMAC标准,制作企业的具体标准,比如基于S88标准进行生产线对象划分和制作程序架构,基于OMAC标准的状态机完成功能块的调用。
Sicar标准程序是西门子针对汽车行业制作的PLC程序标准,比如特斯拉就是使用Sicar标准,奔驰、宝马、大众都有自己的企业标准。
下面是Sicar的程序架构,03_OPMode程序部分是核心程序,就是参考S88的物理模型进行设计的。
总结:S88和OMAC标准是PLC标准化设计的基石。