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科技信息
1.引言
基于IEC61131-3标准PLC具有通用性好、兼容性高、价格低廉、
编程方便、易于与网络相连等优点,欧美等西方国家都把基于
IEC61131-3标准PLC作为一个重点对象进行研究开发。
嵌入式PLC是架构在嵌入式系统上的PLC系统,具有非常广泛的应用前
景,在自动化领域采用基于嵌入式PLC系统来代替传统硬PLC产品已经成为一
个
趋势。本文采用德国3S公司的CoDeSys构架PLC系统,
对研究嵌入式PLC系统具有重要的实践意义。
2.IEC61131-3编程语言简介
IEC61131-3编程语言标准是第一个为工业控制系统提供标准化编程
语言的国际标准。该标准针对工业控制系统所阐述的软件设计概念、模型等,适应
当今世界软件、工业控制系统的发展方向,是一种非常先进的设计技术。它极大地
推动了工业控制系统软件设计的发展,对现
场总线设备的软件设计业产生了很大的影响。
符合IEC61131-3标准的软件系统是一个结构完美、可重复使用、可
维护的工业控制系统软件。它不仅能应用于可编程控制器,而且能应用于流程控制
和制造过程软件中,因此,它是新型的,先进的工业控制编程系统。
2.1IEC61131-3标准编程语言的主要内容
IEC61131-3编程语言标准分为公用元素和编程语言两部分。公用元
素部分除了说明各种编程语言中使用的字符集、标识符、关键字等外,还定义了数
据的外部表示、数据类型、变量和程序组织单元等,并对顺序功能图的基本元素等
进行了定义。与传统的可编程控制器编程语
言不同,在公共元素中,编程语言标准还定义了配置、
资源、任务和存取路径等基本概念。
IEC61131-3的编程语言部分还定义了两大类编程语言: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(IL)和结构化文
本编程语言(ST),图形化编程语言包括梯形图编程语言
(LD)和功能图块编程语言(FBD)
。在标准中定义的顺序功能图(SFC)既没有归入文本化编程语言,也没有
归入图形化编程语言,它被作为公共
元素予以定义。
这表示顺序功能图既可用于文本化编程语言,也可用于图形化编程语言。如下
图描述它们的关系。
图1IEC61131-3标准的层次结构
IEC61131-3标准的公用元素中还包含语言元素,如标识符、分界
符、关键字等。标准将顺序功能表图作为公共元素,因为它的动作和转
换条件可以用标准规定的其他四种编程语言来编程。
2.2IEC61131-3标准编程语言的发展
IEC61131-3标准被市场广泛接受和支持之后,得到了良好的维护和
发展,在应用过程中发现的缺陷逐步被改进;同时为了使用技术的进步和市场要求
的环境,IEC61131-3标准也进行了适当的修订。IEC61131-3
标准的第三次修订将于IEC61499标准相协调。
3.国内外基于IEC61131-3标准编程系统现状3.1国内现状近些
年来,国内致力于自主知识产权的IEC61131-3编程系统开发
的有亚控科技、
浙大中自、大连理工大学计控研究所以及北京凯迪恩自动控制技术公司等,其
中亚控科技的KingAct已经投入使用,浙大中自的SunyIEC实现了I
EC61131-3标准中的五种控制语言,是目前国内自行开发并拥有自主知识
产权的编程系统达到了较高的技术水平,极大地促进和加快了国内自动控制设备的
发展。
3.2国外现状
国外商品化工业控制软件的编程系统平台模式是专业化、集中化,即由为数不
多的且专门从事功课控制基础软件的小型企业承担,他们向工控界提供一类不具体
依赖于特定PLC或其他控制系统硬件产品的开放式编程软件包,如加拿大ICS
Triplex公司的IsaGRAF,德国KW公司的MULTIPROG,德
国Infoteam公司的OpenPCS,德国3S公司的CoDeSys。许
多的工业控制设备厂商(包括西门子、横河电机、欧姆龙、三菱电机、ABB公司
等)都购买了这些商品化基础软件的使用权,并在此基础上进行工作量不大的二次
开发,或在此基础上将其高附加值的诀窍和控制算法嵌入其中。
4.基于IEC61131-3标准的嵌入式PLC系统的构成本系统硬件设
备包括x86PC平台,奔腾(pentium)2处理器,标准PCI插槽板,
IO板,AD板,网线,路
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