【工控基础】IEC61131-3标准核心特点

点击上方蓝字，关注小蓝书，自学路上不孤独

前言

本文将通过对比罗克韦尔Studio5000软件；西门子TIA Portal软件；倍福TwinCAT3软件，介绍一下三个软件的共性特点，进一步熟悉IEC61131-3协议的特点和优势，让初学某种品牌软件的同学们，快速入门，一通百通。



01
IEC61131-3标准的核心特点：

使用通用的软件模型，更容易理解不同的PLC品牌架构，降低学习成本。

支持实时多任务，更加灵活的掌控工程逻辑设计。

以变量名称为核心访问通用寄存器以及搭配统一的地址（%I%Q%M）访问特殊寄存器，并支持复杂数据结构（如结构体，数组），大大提高逻辑代码的可读性和灵活性。

将传统复杂的工程逻辑设计通过程序组织单元POU-Program Organization Unit（程序Program、功能Function、功能块Function Block）进行重新定义，并且可以支持模块化封装，提高逻辑代码的可重用性。

支持5种主流的编程语言：梯形图（LD），功能块图（FBD），结构化文本（ST），顺序功能图（SFC），指令表（IL），可以更新工程应用的特点和个人能力随意选择。

02
IEC61131-3标准的软件模型：



上图为 IEC61131-3标准的通用软件模型，支持该标准的PLC产品的架构都可以归纳为上述架构。配置将硬件及软件建立联系；资源指的是PLC，HMI，伺服轴等设备；支持多任务执行工程逻辑；程序、功能、功能块加上变量，将工程逻辑变的清晰，易于应用。

以下是主流PLC产品的界面展示：

Studio5000软件：



TIA Portal：



TwinCAT3软件：



03
IEC61131-3标准的多任务：

不同PLC产品的实时多任务的形式存在很大差异，常用的任务主要有连续性任务，事件性任务和周期性任务。下面分别列举展示：

Studio5000软件：



TIA Portal：



TwinCAT3软件：



04
IEC61131-3标准的变量声明：

IEC61131-3的变量声明首字符可以字母或下划线，后面跟数字、字母、下划线、不区分字母大小写，不可以使用特殊字符、空格、连续的下划线。关键字不能用作变量名，颜色加以区分。注释为斜体，用颜色加以区分，有“（*”开始，由“*）”结束，单行注释内容可以使用“//”表示注释内容。
05
IEC61131-3标准的变量的数据类型：

如下表格中，展示了IEC标准中的基本数据类型，数据范围和数据大小，因PLC产品的底层逻辑不同，数据类型包含但不一定都具有。比如Studio5000软件中每一个变量固定占用32Bit的内部寄存器大小，在使用中，省掉了符号型的变量类型，也没有了繁琐的数据类型之间的转换指令。



Studio5000软件：



TIA Portal：



TwinCAT3软件：



06
IEC61131-3标准的程序组织单元：

程序单元由（ PROGRAM），功能块（ FUNCTION BLOCK），函数（ FUNCTION） 组成，三种单元的主要特点如下：

程序

由任务调用 （一个 Program能够调用另一个 Program）

可以调用 : Functon Blocks，Functions，Programs。

局部变量 : 静态 , 即局部变量的数据可以在下个周期使用 。

输入 : 一般是没有输入的变量 。

输出 : 一般是没有输出的变量 。

监视 : 在线状态下变量的 值是实时可见。

功能块

由 Programs或者其它的 或者其它的 Function Blocks调用

可以调用 : Function Blocks，Functions。

局部变量 : 静态 , 即局部变量数据可以在下个运行周期使用 即局部变量数据可以在下个运行周期使用 即局部变量数据可以在下个运行周期使用 即局部变量数据可以在下个运行周期使用 即局部变量数据可以在下个运行周期使用 即局部变量数据可以在下个运行周期使用 ，多个功能块多个功能块 中，每个 FB都有自己的局部变量 。

输入 : 多个输入。

输出 : 多个输出。

输入出 :多个输入出变量。

监视 :在线 状态下对于每个指定的功能块 ，局部变量是可见的 。

函数

由 Programs, Function blocks和其它的 Functions调用

可以调用 : Functions

局部变量 : 临时的 , 即局部变量数据仅在当前 function执行时可以使用 执行时可以使用 ， 之后这个数据区就被用于其它 functions。

输入 : 多个输入变量 。

输出 :只有 1个!

输入出 :可以有多个输入出型变量。

监视 : 在线状态下无法查看，使用断点可以监视其局部变量值 。

Studio5000软件：



TIA Portal：



TwinCAT3软件：



07
IEC61131-3标准的编程语言：

列举罗克韦尔Studio5000软件；西门子TIA Portal软件；倍福TwinCAT3软件的常用4种语言，分别是：梯形图（LD）【博途软件“LAD”】，功能块图（FBD），结构化文本（ST）【博途软件“SCL”】，顺序功能图（SFC）【博途软件“GRAPH”】，

Studio5000软件：



TIA Portal：



TwinCAT3软件：



结束语

本文只是粗浅的介绍了一下IEC61131-3标准的特点和优势，以罗克韦尔Studio5000软件，西门子TIA Portal软件，倍福TwinCAT3软件应用的异同点，在很多细节上，如指令，声明变量，程序调用等方面存在一定差异，在使用中可以借助帮助功能，详细了解使用方法。