IEC 61131-3 在工业自动化系统中应用概述

IEC 61131 已成为工业自动化系统编程和配置的标准。了解该标准及其一些主要特性和功能。

国际电工委员会 （IEC） 是制定电气、电子和其他相关技术全球标准的国际机构。

各个特定地区的技术认证机构的标准都来自IEC。IEC 61131 是可编程控制器的标准。

它有十个部分，涵盖一般信息、设备要求、用户指南、通信协议、安全、模糊控制编程以及有关可编程控制器的许多其他方面。
IEC 61131 第 3 部分：协议概述

IEC 61131 的第三部分定义了用于可编程控制器的编程语言。它于 1993 年 12 月由 IEC 出版，当前版本（第三版）于 2013 年发布。

IEC 61131 标准中定义的五种编程语言是什么？

这套标准定义了特定编程语言的基本架构，并允许使用 5 种不同的编程语言标准进行编程。在这五种语言中，有三种是图形语言，两种是文本编程标准。它们在下面列出：

梯形图 （LD）

功能框图 （FBD）

结构化文本 （ST）

指令列表 （IL） 和

顺序功能图 （SFC）

在 IEC 61131-3 之前，不同的供应商拥有不同的编程语言，并且不存在互操作性。知道如何使用一家供应商的软件进行编程的工程师必须学习另一家供应商的新编程才能使用 PLC。不同的软件生命周期阶段是规范、设计、实现、测试、安装和维护，这些阶段对于不同的供应商来说是异构的。



IEC 61131-3 定义了用于可编程控制器的编程语言的最小结构集、基本编程元素以及语法和语义规则。IEC 61131-3 的优点是：

改进了编程语言的互操作性

更高的编程效率

减少错误

提高可重用性

模块化

现代软件技术的实施

提高用户效率

这使得IEC 61131-3被全球用户和供应商广泛接受，并已成为编程和配置工业控制设备的标准。这些标准也在根据行业需求和早期版本的低效率而发展。在后续版本中，一个值得注意的增强功能是添加和改进了对面向对象编程 （OOP） 的支持，包括类、方法、接口和命名空间。

IEC 61131-3 编程语言的特点

IEC 61131-3 定义了用于编程控制器的所有编程语言的基本结构和元素。这允许使用多种语言对 PLC 进行编程。请注意，用于对一个供应商的 PLC 进行编程的软件通常不能用于对另一个供应商的 PLC 进行编程。

这是由于寻址方案、任务扫描速率、数组大小、字符串长度和文件格式的差异所致。用户可以利用五种编程语言对PLC进行编程。下面提到了 IEC 61131-3 有助于实现这一点的功能。
标准数据类型

IEC 定义了一组标准的数据类型，在所有符合 IEC 61131-3 的编程软件中具有统一性。该标准定义了如何解释变量的内容。对于特定数据类型，只允许执行一种类型的操作。例如，数学运算只能对数值数据类型进行，而不能对位模式进行。

派生数据类型

面向 PC 的高级编程语言提供派生数据类型，用户可以根据自己的需要定义这些数据类型。这为编程语言提供了更大的灵活性和多功能性。IEC 61131-3 支持派生数据类型，如字段和结构，允许对数据进行有效的组织和分组。这允许以安全的方式使用数据。

计划组织单位 （POU）

函数和功能块是最常见的编程 POU。循环任务可以捆绑为函数或功能块，可以在需要时调用。

整个程序的子任务的这种划分使编程和验证编写的程序变得更加容易。它将是清晰和连贯的，而不是在编程时没有这样的 POU 时造成的混乱。
数据封装

IEC 61131-3 第三版支持面向对象编程。这是通过数据封装功能实现的。这是将数据与使用数据的函数捆绑在一起的做法。类是数据封装最常见的用例，广泛用于高级面向对象的计算机语言中。

这样，所有 POU 都只有本地数据，不能被程序的其他部分操作。这样可以避免覆盖数据错误。

数据交换接口

必须具有 POU 和数据封装，才能拥有强大的编程语言并定义数据交换接口。必须明确定义不同 POU 中每种数据类型的数据类型和范围。IEC 61131-3 对逻辑控制器编程语言的数据交换接口进行了标准化。

符号函数和功能块

使用 IEC 61131-3 标准，可以以独立于地址和模块的方式编写程序。这样就可以编写独立于目标系统的函数和功能块。逻辑优先于特定实现。这允许用户编写可适用于各种系统的可重用程序。

标准语法和语义

语法和语义构成了高级计算机语言。IEC 61131-3 已针对所有可编程控制器语言对其进行了标准化。命令和指令在各种编程语言中是相同的。

这减少了工程师在必须使用来自多个供应商的 PLC 时所需的培训。此附加功能增强了程序的可重用性。

语言扩展

IEC 61131-3无意减少新PLC语言的开发，而只是对语言进行标准化。该标准允许使用非IEC 61131-3语言（如C++）对专有功能块进行编程。

有 PLC 供应商和专用软件供应商，他们用更高级别的面向 PC 的语言编写可重用的程序。然后将它们移植到特定设备中。PLC 供应商还可以增强和提供符合 IEC 61131-3 标准的编程语言的扩展。

所有这些功能都有助于根据用户的舒适度对同一 PLC 使用多种语言。它还帮助创建了像PLCopen这样的组织，这些组织致力于实现来自不同供应商的统一标准。

用户和工程师可以根据组织的需求和定制，从许多提供商处购买符合 IEC 61131-3 标准的编程软件。该标准在一定程度上有助于统一 PLC 的异构和分散的编程环境。

关注并发送消息：IEC 61131-3

可以获取 IEC 61131-3.pdf（英文版本）  ！！！

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