【CODESYS学堂】第一节 IEC 61131-3 标准

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      正如大家所了解的，CODESYS是一款强大的，符合IEC61131-3国际标准的编程软件。那么，今天，小编就和大家大体介绍一下IEC61131-3标准，因为水平有限，欢迎大家批评指正！

1.1 IEC 61131-3 标准
     1993 年 3 月由国际电工委员会 IEC（ International Electro-technical Commission）正式颁布可编程控制器的国际标准 IEC 1131（ 1131 前面添加 6 后作为国际标准的编号，即 IEC 61131）。IEC61131 标准将信息技术领域的先进思想和技术（如软件工程、结构化编程、模块化编程、面向对象的思想及网络通信技术等）引入工业控制领域，弥补并克服了传统 PLC、 DCS 等控制系统的弱点（如开放性差、兼容性差、应用软件可维护性差以及可再用性差等特点）。目前 IEC 61131 标准已经在欧美发达国家得到广泛应用，但在我国还尚处于起步阶段， 由于近几年我国的工业水平也在飞速的发展，在此过程中也会引入大量欧美国家的先进技术，相信不久的将来 IEC 61131 标准在国内也会得到广泛应用。
      IEC 61131 标准共有 8 个部分组成，各部分最新内容简介如下，
1) IEC 61131-1 通用信息（ 2003-V2.0） 。 定义可编程控制器及外围设备，如编程和调试工具（ PADA）、人机界面（ HMI）等相关术语。
2) IEC 61131-2 设备特性（ 2007-V3.0） 。 规定适用于可编程控制器及相关外围设备的工作环境及条件，结构特性、安全性及试验的一般要求、试验方法和步骤等。
3) IEC 61131-3 编程语言（ 2013-V3.0） 。 规定可编程控制器编程语言的语法和语义，规定了 5种编程语言， 并通过形式定义、语法和（部分地）语义描述以及示例，定义了基本的软件模型。
4) IEC 61131-4 用户导则（ 2004-V2.0）。 规定了如系统分析、装置选择、系统维护等系统应用中其他方面的参考
5) IEC 61131-5 通信服务规范（ 2000-V1.0）。 规定了可编程控制器的通讯范围。包括关于不同制造商的 PLC 彼此之间以及 PLC 和其他设备之间的通讯。
6) IEC 61131-6 功能安全（ 2012-V1.0）。 规定了用于 E/E/PE 安全相关系统的可编程控制器和相关外围部件的要求。
7) IEC 61131-7 模糊控制编程（ 2000-V1.0）。 将编程语言与模糊控制的应用相结合。
8) IEC 61131-8 编程语言应用和实现导则（ 2003-V2.0）。 为了实现可编程控制器系统机器程序支持的环境下编程语言的应用提供导则，为可编程控制器系统应用提供编程、组态、安装和维护指南。在我国，从 1995 年也颁布了 GB/T15969.1～GB/T15969.5、 GB/T15969.7 和GB/T15969.8 等 7个可编程控制器的国家标准（ 功能安全部分还没有发布） ， 以完成的国家标准等同于 IEC 61131-1～IEC 61131-8 所对应的标准。

1.1.2 IEC 61131-3 编程语言
IEC 61131 是第一个关于 PLC 编程技术的国际标准， 其中的 IEC 61131-3 是建立统一的 PLC 编程语言的基础，是实现软 PLC 技术的重要条件。它定义了两大类共五种编程语言编程语言：文本化编程语言和图形化编程语言。文本化编程语言包括指令表编程语言（ Instruction List， IL）和结构化文本编程语言（ StructuredText， ST），图形化编程语言包括梯形图编程语言（ Ladder Diagram， LD）和功能块图编程语言（ Function Block Diagram）。在标准中定义的顺序功能表图（ Sequence Function Chart， SFC）即没有归入文本化编程语言，也没有归入图形化编程语言。



1.1.3 IEC 61131-3 标准语言的特点
1. 多样性
拥有 5 种不同的编程语言，分别于图形编程语言及文本编程语言两大类。尤其是在应对大型项目时，用户可以根据实际需求，在一个项目中结合多种编程语言并使其融合，实现了程序设计的优化， 也为可编程控制器的应用提供了良好的操作环境。
2. 兼容性
由于采用了国际标准的编程语言规范，所以它能适用于可编程控制器、分散控制系统、现场总线控制系统、数据采集和视觉系统、运动控制系统等。且该软件模型能适用于各种不同的行业、不同结构的工业应用。因此， 该标准编程语言更体现了与所使用的硬件无关这一重要特点，对用户而言， 对指定的硬件供应商的依赖也越来越少。
3. 开放性
编程语言的标准化同时也会带来另一个好处，即系统成为了开放系统。任何一个供应商生产的产品，如果符合标准编程语言，则能使用标准编程语言进行编程，从根本上切断了软件和特定硬件的依赖关系。但是目前，要做到软件完全不修改还有困难，比如不同的可编程控制器的外部端子对应的 I/O 地址可能会不同，移植时需要重新输入对应的地址定义。
4. 可读性
编程语言中大量语言的表达方式与常用计算机编程语言的表达方式类似。如 IF 和 CASE 选择等语句， FOR， WHILE 和 REPEAT 等循环语句都与计算机编程语言类似，大大方便了用户对标准语言用法的理解，提高了程序的可读性。
5. 易操作性和安全性
通常而言，易操作性和安全性两者是矛盾的，但在 IEC 61131-3 中，两者被有机的结合。 标准编程语言是常用计算机编程语言的沿用、改进和扩展，因此它保留了这些编程语言的优点，克服了缺点，使其操作更为简便；同时因为这些语言是标准的，因此出错的概率已被控制到了最低，使编程语言变得更为安全。