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工控史上首例实现PLC、DCS、运动控制、 SCADA等联合编程的标准——IEC61131-3

抛去贵圈不提,从昨天到现在,最“热搜”的“史上首例”当属在上海举办的维多利亚秘密秀。

作为维密在中国的首秀,7位中国模特现身当属维密秀史上华人比例最高的一次。此外,不仅有 “Jane式爆炸头”刷亮了我们农家乐审美般的眼睛,而且这个舞台的魅力,也足以让人“为之倾倒”。

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回归正题,今天被维密刷爆了朋友圈的同时,小编也看到了工控圈的“史上首例”!

IEC61131-3

当时不免好奇,不过是个标准,怎么就成为贵圈首例?于是带着一股新鲜劲儿,小编点开了某位前辈的转发,发现果然不得了~

因为,IEC61131-3将现代软件的概念及工程机制与传统的PLC编程语言成功地结合,使它在工业控制领域的影响越出PLC的界限,成为DCS、PC控制、运动控制以及SCADA的编程系统的标准!

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这是当之无愧的“工控圈跨界王”啊!攻城狮跳起来了~

小编深深八了一番后,才对这个跨界王的来龙去脉有了更深层次的了解,那么,今天咱们就来走进这个“工控首例”吧。

工控史上世界首例通用性国际标准

IEC61131-3是当今世界第一个为工业自动化控制系统的软件设计提供标准化编程语言的国际标准。

依据它,所有厂商的PLC可以采用公用语言AWL (指令表)、FUB (功能块)、ST (结构文本)和KOP (接触面contactplan)进行编程。

传统的梯形图编程语言是PLC最常用的编程语言,虽然遵从了广大电气自动化人员易学易用的专业习惯,但也存在许多难以克服的缺点:

程序可移植性差

程序可复用性差

缺乏足够的程序封装能力

不支持数据结构

程序执行具有局限性

难以实现选择或并行等复杂顺控操作。

在算术运算处理、字符串或文字处理等方面支持力较弱。

所以,在汇集了美国、加拿大、欧洲(主要是德国、法国)以及日本等7家国际性工业控制企业的专家和学者的智慧后,IEC 61131-3的诞生,颠覆了传统的PLC编程语言,实现了质的突破。

怎么突破?在小编进行总结后,发现其实编程跟过日子也是一样一样的。

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IEC IEC61131-3编程系统图

省钱——由于符合IEC61131-3标准的编程语言均统一在国际标准之下,减少了人力资源,如培训、调试、维护和咨询的浪费

循环利用——IEC61131-3规定编程软件应独立于控制硬件,程序可重复使用且可移植,而且能够应用于各个厂商支持IEC61131-3标准的硬件之上。

靠谱——利用IEC61131-3能够减少编程中的误解和错误,因此增加了软件的可靠性。

正能量爆棚——IEC61131-3将标准编程技术和当代编程语言的优点结合,定义不同的数据类型和标准功能/功能模块,能够容易和更快地写出用户自己的应用。

人缘好——IEC61131-3适用于宽环境范围的编程技术,可通用于工业控制,同时连接来自不同程序的项目、公司、地区或者国家的部件。

通俗易懂——最新版本的IEC61131-3 国际工业控制编程标准为具体的可编程逻辑控制器(PLC)和可编程自动化控制器(PAC)的编程提供了低级的语言。

工控圈的“中央空调”

兼容并蓄是IEC61131-3的良好品格,俗人曰“中央空调”。那么,IEC 61131-3是怎样在万花丛中走,却不 “独宠”PLC的?

首先,由IEC 61131-3衍生出一种开放式的可编程控制器的编程软件包,它不具体地依赖于特定的PLC硬件产品,并为PLC的程序在不同机型之间的移植提供了可能。有了它,就没有必要再锁定在专属硬件供应商以及相对应的专属软件之上。在西门子、罗克韦尔自动化等大咖们共同推动和支持下,IEC 61131-3极大地改进了工业控制系统的编程软件质量及提高了软件开发效率。

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基于IEC 61131-3定义的软件模型

再者,就要说说它与DCS的缘分了。

这大概是注意到:DCS等以数字技术为基础的控制装置的专有化,给用户带来了大量不便。而且此前国际上没有出现过有实际意义、为制定通用的控制语言而开展的标准化活动。

所以,IEC 61131-3同样也适用于过程控制领域、分散型控制系统、基于控制系统的软逻辑等诸多场景。

比如现在的DCS及DCS的更新换代产品,要遵照IEC61131-3的规范提供DCS的编程语言,而不像以前每个DCS厂商各玩各的。

在DCS/S88编程(使用相同的编程语言标准内嵌在相同的环境下)中,IEC 61131-3让ICS编程人员可以对其程序和人机界面(HMI)的画面进行全面仿真,从而确保系统在实施的时候工作正常。

IEC61131-3能做到这些,估计与它的结构有关。

IEC 61131-3规定了二大类编程语言:文本化编程语言和图形化编程语言。

前者包括指令清单语言(IL)和结构化文本语言(ST),后者包括梯形图语言(LD)和功能块图语言(FBD)。

至于顺序功能图(SFC),标准不把它单独列入编程语言的一种,而是将它在公用元素中予以规范。

这就是说,不论在文本化语言中,或者在图形化语言中,都可以运用SFC的概念、句法和语法。

于是,在我们现在所使用的编程语言中,可以在梯形图语言中使用SFC,也可以在指令清单语言中使用SFC。

例如,一个马达控制器可以使用梯形图实现。或者因为其动作取决于历史状态,用SFC来实现会更讲得通。使用SFC编程的时候可以使用各种语言的最优组合:在实施状态逻辑时使用SFC、在过渡逻辑中使用LD、在动作逻辑中使用ST。

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基于IEC 61131-3 的编程平台上建立的运动控制的系统解决方案

此外,IEC 61131-3也为大多数PC控制的软件开发商都提供编程语言标准,规范其软件产品的特性。

甚至说,在运动控制以及SCADA的编程里,你也能见到IEC 61131-3的身影,这足以证明这个标准的强大。

有了IEC 61131-3 标准,工业控制系统用户可以自由地选择能够适用他们的应用软件的最优硬件,并且不会因为他们的软件使用了封闭的单一标准编写而限制住。这让工程师在编程的时候,在工具和技术等层面进行抉择之时,能够实现“联动”。


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