IEC 61131-3

国际标准规范

IEC 61131-3是由国际电工委员会（IEC）于1993年12月所制定IEC 61131标准的第3部分，用于规范可编程逻辑控制器（PLC），DCS，IPC，CNC和SCADA的编程系统的标准，应用IEC 61131-3标准已经成为工业控制领域的趋势。在PLC方面，编辑软件只需符合IEC 61131-3国际标准规范，便可借由符合各项标准的语言架构，进而能建立任何人皆可了解的程序。

模型对比

下面我们将IEC 61131-3软件模型与传统的PLC模型（包括一个资源，运行一个任务，控制一个程序，且运行于一个封闭系统中）进行比较。

可以看出，IEC软件模型在传统PLC的软件模型的基础上增加了许多内容：

★IEC 61131-3的软件模型是一种分层结构，每一层均隐含其下层的许多特征。

★它奠定了将一个复杂的程序分解为若干个可以进行管理和控制的小单元，而这些被分解的小单元之间存在着清晰而规范的界面。

★可满足由多个处理器构成的PLC系统的软件设计。

★可方便地处理事件驱动的程序执行（传统的PLC的软件模型仅为按时间周期执行的程序结构）

★对以工业通信网络为基础的分散控制系统（例如由现场总线将分布于不同硬件内的功能块构成一个具体的控制任务）尤其是软逻辑/PC控制这些正在发展中的新兴控制技术，该软件模型均可覆盖和适用。由此可见，该软件模型足以映像各类实际系统：

对于只有一个处理器的小型系统，其模型只有一个配置、一个资源和一个程序，与大多数PLC的情况完全相符。对于有多个处理器的中、大型系统，整个PLC被视作一个配置，每个处理器都用一个资源来描述，而一个资源则包括一个或多个程序。对于分散型系统，将包含多个配置，而一个配置又包含多个处理器，每个处理器用一个资源描述，每个资源则包括一个或多个程序。

IEC 61131-3的优势与缺陷

IEC 61131-3的优势在于它成功地将现代软件的概念和现代软件工程的机制用于PLC传统的编程语言。而它的不足却是因为它在体系结构上和硬件上依赖于传统的PLC的体系结构所形成的“先天不足”。

IEC 61131-3的优势

1.采用现代软件模块化原则。

★编程语言支持模块化，将常用的程序功能划分为若干单元，并加以封装，构成编程的基础。

★模块化时只设置必要的、尽可能少的输入和输出参数，尽量减少交互作用，尽量减少内部数据交换。

★模块化接口之间的交互作用，均采用显性定义。

★将信息隐藏于模块内，对使用者来讲只需了解该模块的外部特性（即功能，输入输出参数），而无需了解模块内算法的具体实现方法。

2.IEC 61131-3支持自顶而下（top-down）和自底而上（bottom-up）程序开发方法。用户可先进行总体设计，将控制应用划分若干个部分，定义应用变量，然后编各个部分的程序: 这就是自顶而下。用户也可以先从底部开始编程，例如先导出函数和功能块，再进行按照控制要求编制程序: 这是自底而上。无论选择何种开发方法，IEC 61131-3所创建的开发环境均会在整个编程过程中给

予强有力的支持。

3.IEC 61131-3所规范的编程系统独立于任一个具体的目标系统，它可以最大限度地在不同的PLC目标系统中运行。这样就创造了一种具有良好开放性的氛围，奠定了PLC编程开放性的基础。

4.将现代软件概念浓缩，并加以运用，例如：

★数据使用DATA_TYPE说明机制

★函数使用FUNTION说明机制

★数据和函数的组合使用FUNTION_BLOCK说明机制。

其它信息

自动化控制是由许多电子与控制器等元件所组成，在90年代之前其控制器不仅占用空间大，且回路流程不易修改与维护，可编程控制器的出现使得这些问题得以决解，它也逐渐取代传统的继电器元件控制方式，诸多厂商投入可编程控制器的开发，使的可编程控制器的语法也越来越多，造成使用者在不同厂牌间程式转换不便的困扰。因此，国际电工委员会便开始收集整理各家控制语法，在1993年制定了IEC 61131-3标准以统一可编程控制器的语法。

IEC 61131-3规范的语法提出一套可跨不同目标平台的可编程控制器实现机制。规范中透过模组化的规划与设计，将控制动作分为逻辑运算与硬件动作两个部分，逻辑部分以共同的描述格式来统一IEC 61131-3所定义的各语法并加以实现，硬件动作则针对各硬件设计专属之固件函式库，使得控制逻辑可以在各目标平台上使用硬件资源，这样的设计使不同的控制芯片皆可执行以IEC 61131-3语法所设计的控制动作，而设计人员只需学会IEC 61131-3语法，便可使用所支援的控制芯片进行可编程控制器设计。此外，由于所设计的程式码可以在不同的目标平台间重复使用，因此，透过自行建立的函式库及利用重复使用的特性，更可缩短自动化流程的开发时程。

编程语言种类

以下详见于可编程逻辑控制器（PLC）

功用

软件开发效率之提升。在程序组织单元（Program Organization Units, 简称POU)或工作表（worksheets）中的程式设计可使用结构化的设计方法，透过功能及流程的区分建立程式。此方法能让多位设计师区分出其中的程式设计，而达到大量减少程式建立的时间。

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