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IEC 61131-3·PROFINET技术研讨会

全新PLCopen国际工程师资格认证培训班在沪成功举办

高校PLC通识教育与PLCopen工控软件开发理念研讨会在河南洛阳召开

通知

关于举办“2016工业控制与通讯技术国际论坛”的通知

关于举办“面向工业4.0的工业通信技术高级培训班”的通知

2016国际先进运动控制技术与应用高级研修班

IEC61131系列标准

      IEC 61131是国际电工委员会(IEC) 制定的可编程逻辑控制器标准。在IEC编号系统更改以前,称为IEC 1131。
      1993年国际电工委员会(IEC)正式颁布了可编程控制器的国际标准IEC 1131(以后改称IEC 61131),其中的第三部分关于编程语言的标准,规范了可编程控制器的编程语言及其基本元素。这一标准为可编程控制器软件技术的发展,乃至整个工业控制软件技术的发展,起了举足轻重的推动作用。它是全世界控制工业第一次制定的有关数字控制软件技术的编程语言标准。此前,国际上没有出现过有实际意义的,为制定通用的控制语言而开展的标准化活动。这显然是注意到由于DCS(分散控制系统)等以数字技术为基础的控制装置在发展进程中过于专有化,给用户带来的大量不便。可以说,没有编程语言的标准化便没有今天PLC走向开放式系统的坚实基础。
      国际标准IEC 61131概况 
      1992年以后,IEC陆续颁布施行可编程序控制器国际标准IEC 61131的各个部分。已正式颁布的有:
       
IEC 61131-1 通用信息  (1992,2003年5月出版第二版)
          IEC 61131-2 装置要求与测试 (1992,2003年2月出版第二版)
          IEC 61131-3 编程语言  (1993,2003年1月出版第二版)       
          IEC 61131-4 用户导则  (1995)
          IEC 61131-5 通信服务规范(2000)                                
          IEC 61131-6 功能安全(2012)
          IEC 61131-7 模糊控制编程软件工具实施(2000)
          IEC 61131-8 IEC 61131-3语言的应用和实现导则(2001) 
     

IEC 61131-1 通用信息
      国际标准IEC61131-1应用于可编程控制器(PLC)及其相关联的外围设备,如编程和调试工具(PADT),人机界面(HMI)等等,它们用于机器和工业进程中的控制和支配。
      PLC及其相关联的外围设备作为开放或封装设备用于工业环境中。如果一个PLC或其相关联的外围设备欲用于其它的环境,则其它环境的特殊要求、标准和安装要求也必须能够用于PLC及其相关联的外围设备。
      可编程控制器的功能可以用于特殊的硬件和软件平台,也能很好的运行于具有工业环境特征的一般电脑或个人电脑。本标准应用于具有PLC和/或其相关外围设备的功能的任何产品。PLC、其应用程序以及其相关联的外围设备都被看作是一个控制系统的部件。
      由于PLC是部件设备,整个自动化系统在安全性方面的考虑包括安装和应用的问题,都超出了本标准的范围。然而,关系到电震和火灾、抗电磁干扰和PLC系统操作错误诊断(如奇偶检测,自测试诊断等等)的问题都能解决。参见IEC 60364或电气安装和导则的全国/区域性可应用规定。
      IEC 61131的本部分给出了用于该标准的术语的定义。它指出了可编程控制器系统的主要功能性的特征。

IEC 61131-5 通信服务规范
      IEC61131的本部分规定了可编程控制器的通信。它从PC的角度,规定了设备作为服务器如何与PC进行通信以及PC如何与设备进行通信。它特别规定了PC的行为特性,因为它代表其它设备提供服务,而PC应用程序能从其它的设备请求这些服务。本部分未规定设备如何将PC作为路由器或网关使用与任何设备进行通信。PC作为通信客户机和服务器的这种行为特性规定为独立于特殊的通信子系统,而这种通信功能依赖于使用的通信子系统的功能。
  本部分的范围是IEC61131-3中 “通信模式”的子集,即通信功能块和通过访问路径通信都包含在本部分的范围内。另外,IEC61131的本部分所定义的方式用于程序内部和程序之间的通信。

IEC 61131-7 模糊控制编程软件工具实施
      在2001年6月30号结束的投票中,我们有了IEC61131最新通过的部分。即第七部分,关于模糊控制编程。
      本标准的目标在于为制造商和用户提供一个基本意义上的很好的综合理解,从而根据第三部分将可编程控制器语言中模糊控制的应用综合起来,以及提供在不同的编程系统之间交换可移动模糊控制程序的可能性。
      在控制应用中将模糊逻辑理论定义为模糊控制。模糊控制作为一种技术出现,能够增强工业自动化的能力,并适合于一般在可编程控制器(PC)上执行的控制层的任务。
      模糊控制基于实际应用知识的,它是以所谓的语言规则基础为代表的,而不是以分析模式为基础的(不论是经验模式或理论模式)。当一种专门的技术能用其拘泥的形式表达出来的时候,就可以运用模糊控制。这就允许运用可用的知识提高进程以及完成多样化的任务,如:
    —控制(直线或非直线系统的关闭或开放的回路,单一或多变量)
    —控制系统的参数的在线或离线设置
    —分类和图形识别
    —作出实时决定(把该产品送往机器A或B?)
    —帮助操作员作决定或调整参数
    —检测及诊断系统的出错
      其广泛的应用以及自然的以人类经验为基础的解决方法使模糊控制成为一种基本的工具,作为一个标准提供给可编程控制器的用户。
      模糊控制也可以直接与正统的控制模式结合起来。
      模糊控制的应用在没有具体的进程模式可用的情况或者是很难评估分析模式或实时评估非常复杂的情况下具有一定的优势。
      它的另外一个优势特征是,可以直接与人类的经验结合。同时,并没有必要将整个控制器进行模糊控制:有时模糊控制穿插在一系列的本地线形模式中,或是动态地适配“线形控制器”的参数,因此使之成为非线形,或选择性地放大到需要改进的现有控制器的某种属性上。
      模糊控制是一种多值控制,控制状态的值不再局限于“True”或“False”。
      已经实现的现有理论和系统在模糊控制的领域中的术语(定义)、特征(功能)和实现(工具)有很大的不一致性。
      模糊控制覆盖从小而简单的应用到精细而复杂的项目。IEC61131的本部分为了概括所有的应用,把模糊控制系统的特征映射到所定义的一致性的类别中。

IEC 61131-8 IEC 61131-3语言的应用和实现导则
      本技术报告应用于使用IEC61131-3中定义的编程语言的可编程控制器系统的编程。它也为实现在可编程控制器系统及其程序支持环境下(PSE)的这些语言的提供导则。
      本技术报告的读者包括:
      IEC61131-3定义的可编程控制器系统用户,编程、组态、安装和维护可编程控制器作为工业过程测量和控制系统的一部分的人员。
      可编程控制系统IEC61131-3中定义的语言的实现人员,包括这些系统的程序准备和维护的软件和硬件的供应商,以及可编程控制器系统的供应商。
      相比来说,IEC61131-3主要面对用于可编程控制器的编程语言的实现人员。希望得到这些语言和应用的总体介绍的用户可以参考一些这方面的一般性可读书籍。希望得到关于IEC61131-3内容“自上而下”综述的读者可以参阅IEC61131-3的子条目1.4。
      本技术报告的条目2提供了IEC61131-3的总体介绍,而条目3提供了一些IEC61131-3中定义的一些编程语言元素的应用的补充信息。条目4这些编程语言元素的部分欲实现的信息,条目5介绍了程序开发和维护对硬件和软件方面的要求信息。这样,用户会发现本文本的条目2、3最有用,而编程语言实现人员会认为条目4、5比较有用,而条目2、3中的背景材料必不可少。