IEC International Electrotechincal Commission61131－３是IEC  61131 國際標準的第三部分，是第一個(gè)為工業(yè)自動(dòng)化控制系統的軟件設計提供標， 準化編程語(yǔ)言的國際標準，它得到了世界范圍的眾多廠(chǎng)商的支持，但又獨立于任何一家公司。該國際標準的制定，是IEC工作組在合理地吸收、借鑒世界范圍的各可編程序控制器Plcs廠(chǎng)家的技術(shù)、編程語(yǔ)言、方言等的基礎之上，形成的一套新的國際編程語(yǔ)言標準。IEC 61131- 3國際標準隨著(zhù)可編程序控制器Plcs技術(shù)、編程語(yǔ)言等的不斷進(jìn)步也在不斷地進(jìn)行著(zhù)補充和完善。本文針對IEC 61131- 3國際標準的一些主要特點(diǎn)、國際組織及ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準在國內外的發(fā)展情況作簡(jiǎn)單介紹，以此促進(jìn)大家更好的了解ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準。

   IEC 61131- 3國際標準得到了包括有美國ＡＢ公司、德國西門(mén)子公司等世界知名大公司在內的眾多廠(chǎng)家的共同推動(dòng)和支持，它極大地改進(jìn)了工業(yè)控制系統的編程軟件質(zhì)量及提高了軟件開(kāi)發(fā)效率；它定義的一系列圖形化語(yǔ)言和文本語(yǔ)言，不僅對系統集成商和系統工程師的編程帶來(lái)很大的方便，而且對最終用戶(hù)同樣帶來(lái)很大的方便；它在技術(shù)上的實(shí)現是高水平的，有足夠的發(fā)展空間和變動(dòng)余地，能很好地適應于下一個(gè)世紀。  IEC 61131- 3標準最初主要用于可編程序控制器Plcs的編程系統，但它目前同樣也適用于過(guò)程控制領(lǐng)域、分散型控制系統、基于控制系統的軟邏輯、SCADA等。  IEC 61131- 3國際標準正在受到越來(lái)越多的國內外公司、廠(chǎng)商的重視和采用。 

    IEC 61131- 3國際標準包括８部分：綜述，硬件，可編程語(yǔ)言，用戶(hù)導則，通信現場(chǎng)，總線(xiàn)通信，模糊控制編程，編程語(yǔ)言的實(shí)施方針。   IEC 61131- 3是   IEC 61131中最重要、最具代表性的部分。   IEC 61131- 3國際標準將是下一代ＰLC的基礎。   IEC 61131- 5是   IEC 61131- 3的通信部分，通過(guò)   IEC 61131- 5，可實(shí)現可編程序控制器與其它工業(yè)控制系統、如機器人、數控系統、現場(chǎng)總線(xiàn)等的通信。

  １　采用   IEC 61131- 3國際標準的必要性

  １.１對系統“開(kāi)放性”的要求

  成熟的工業(yè)控制市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始對“開(kāi)放性系統”產(chǎn)品提出了越來(lái)越多的要求，   IEC 61131- 3國際標準正是適應了這種要求。

   １.２傳統Ｐlc梯形圖編程的缺點(diǎn)

     不同Ｐlc產(chǎn)品的梯形圖符號和編程變化很大。

    有限的數據封裝能力，很難將一個(gè)復雜的程序分解為數個(gè)簡(jiǎn)單的程序部分：現在的梯形圖編程，一個(gè)程序塊的內部數據還缺乏對外部隱藏其數據的封裝能力，因而，一個(gè)大的程序要想分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的小程序，并且各個(gè)小程序之間具有的清晰的接口是很困難的。

    有限的程序可重用性：程序可重用性是現在編程的一個(gè)發(fā)展趨勢，傳統的ＰLC不能通過(guò)重復調用相同的邏輯策略和算法實(shí)現程序重復使用。

    不支持數據結構：在許多復雜的應用中，程序需要把一些數據組織成象高級語(yǔ)言PASCAL、Ｃ中的數據結構那樣的數據類(lèi)型，而目前的梯形圖程序還不支持數據結構。

    支持有限的對順序操作功能的編程：復雜的ＰLC梯形圖編程對順序操作的處理方法是，為每一個(gè)順序狀態(tài)提供一個(gè)狀態(tài)位，這種對順序操作的處理能力是很有限的。

    程序執行的局限性：ＰLC程序是順序執行的，執行一次程序的時(shí)間取決于程序的長(cháng)短和復雜性，對很大和很復雜的程序，執行一次程序的時(shí)間就較長(cháng)，這對有些對時(shí)間有苛刻要求的應用，是有很大的局限性的。

    執行算術(shù)操作的局限性：傳統的ＰＬＣ梯形圖程序對算術(shù)操作處理是很困難的。

  １.３采用IEC 61131- 3 國際標準的優(yōu)點(diǎn)

    因采用一致的IEC 61131- 3國際標準編程，各個(gè)ＰLC廠(chǎng)家的編程系統都是統一的，因而，對用戶(hù)來(lái)說(shuō)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

    減少了人力資源如培訓、調試、維護和咨詢(xún)的浪費

    高水平軟件再使用性，它主要解決控制中的問(wèn)題   

    減少了編程中的誤解和錯誤

    適用于寬環(huán)境范圍的編程技術(shù)：通用的工業(yè)控制

    連接來(lái)自不同程序、項目、公司、地區或國家的部件

  ２IEC 61131- 3國際標準的主要特點(diǎn)

  ２. IEC 61131- 3標準開(kāi)發(fā)的程序具有完美的結構，支持進(jìn)行“頂－底”或“底－頂”的程序開(kāi)發(fā)。允許一個(gè)程序被分解為幾個(gè)功能元素即程序組織單元ＰOUS，程序組織單元包括功能塊、功能和程序。

  ２.２新標準的ＰLC程序對錯誤類(lèi)型數據具有很強的檢測能力。當一個(gè)程序員試圖向一個(gè)變量寫(xiě)一個(gè)錯誤類(lèi)型數據時(shí)，新標準的ＰLC程序能自動(dòng)檢測出來(lái)，傳統的ＰＬＣ程序是無(wú)能為力的。

  ２.３對程序執行的完全控制能力。傳統ＰLC程序只能順序掃描和執行程序，對某一段程序不能按用戶(hù)的實(shí)際要求定時(shí)執行。IEC 61131- 3程序允許程序的不同部分在不同的時(shí)間、以不同的比率并行執行。

  ２.４支持復雜的順序操作功能處理。IEC 61131- 3程序可通過(guò)一個(gè)稱(chēng)為順序功能圖的圖形化語(yǔ)言將一個(gè)復雜的順序功能行為或操作分解并進(jìn)行描述。

  ２.５支持數據結構。IEC 61131- 3程序中，可象高級語(yǔ)言ＣPASCAL、C那樣，用戶(hù)在程序中對某一具體設備定義數據結構類(lèi)型數據，這大大地增強了程序的可讀性，并保證了結構數據能正確地存取。

  ２.６可柔性地選擇編程語(yǔ)言。  IEC 61131- 3有三種圖形化語(yǔ)言和兩種文本語(yǔ)言，編程人員可根據自己的喜好及實(shí)際應用的要求自由地選擇這五種語(yǔ)言。一個(gè)程序的不同部分可用任何一種語(yǔ)言來(lái)描述。

  ２.７獨立于任一目標系統的編程系統。  IEC 61131- 3提供了標準的程序執行的語(yǔ)言和方法，獨立于任一具體的目標系統，所以，  IEC 61131- 3可最大限度地運行在來(lái)自不同目標系統的ＰLC上。

  ３  IEC 61131- 3國際標準在國外的發(fā)展

  ３.１PLCOPen介紹

    PLCOPen是一獨立于生產(chǎn)商和產(chǎn)品的國際性協(xié)會(huì )，主要工作就是支持、宣傳和推廣 IEC 61131- 3國際標準。PLCOPen的目標是：通過(guò)在眾多的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境中應用這個(gè)標準，用戶(hù)即可在不同品牌產(chǎn)品和不同類(lèi)型的控制之間移植控制程序，并且能方便地互換。為了達到這個(gè)目標，   PLCOPen致力于提供與／或使用 IEC 61131- 3的兼容產(chǎn)品。為保證產(chǎn)品兼容性，由   PLCOPen授權的研究機構頒發(fā)合格的認證證書(shū)，從而促進(jìn)該標準的實(shí)施。PLCOPen成立于1992年，總部設立于荷蘭，其支持機構分設于美國ＩＬ的Ｅｌｇｉｎ和日本的東京。銷(xiāo)售商、用戶(hù)和研究單位作為ＰＬＣＯｐｅｎ會(huì )員單位會(huì )享有很多利益。

  ３.２ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準的發(fā)展

  ３.２.１傳統的ＰＬＣ公司的編程系統對ＩＥＣ ６１１３１－３的支持情況

    傳統的ＰＬＣ公司如西門(mén)子、三菱、Ｒｏｃｋｗｅｌｌ、ＭＯＥＬＬＥＲ、ＬＧ、ＧＥ－ＦＡＮＵＣ等公司編程系統的開(kāi)發(fā)均是以ＩＥＣ ６１１３１－３為基礎或與ＩＥＣ ６１１３１－３一致。盡管這些編程工具距離標準的ＩＥＣ ６１１３１－３語(yǔ)言還有一定距離，但這些公司的編程系統會(huì )逐漸或終將與ＩＥＣ ６１１３１－３編程語(yǔ)言一致，是毋庸置疑的。

  ３.２.２　工控軟件公司編程工具對ＩＥＣ ６１１３１－３編程語(yǔ)言的支持情況

     因為ＩＥＣ ６１１３１－３編程語(yǔ)言是ＩＥＣ工作組在合理地吸收、借鑒世界范圍的各可編程序控制器ＰＬＣｓ廠(chǎng)家的技術(shù)、編程語(yǔ)言、方言等的基礎之上，形成的一套新的國際編程語(yǔ)言標準。它既反映了各ＰＬＣ廠(chǎng)家編程語(yǔ)言的合理的、共性的東西，又形成了新一代編程語(yǔ)言規范的基礎。任一符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的獨立編程工具通過(guò)適當的修改，是完全可能應用于一個(gè)具體的ＰＬＣ目標系統的。在國際上，符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的編程工具主要以德國Ｋｌｏｐｐｅｒ－ＷｉｅｇｅＫＷ軟件公司的ＭＵＬＴＩ-ＰＲＯＧ、ｉｎｆｏｔｅａｍ軟件公司的ＰＤＡＴ等為代表。ＫＷ軟件公司迄今已通過(guò)ＯＥＭ方式為世界眾多ＰＬＣ廠(chǎng)家提供了編程系統，如日本的ＦＵＪＩ富士、ＨＩ-ＴＡＣＨＩ日立、ＯＭＲＯＮ歐姆龍、ＭＩＳＨＵＢＩＳＨＩ三菱、ＩＤＥＣ和泉，瑞士的ＡＢＢ、美國的ＶＡＣＯＮ公司等。

  ３.３　基于工業(yè)ＰＣ的軟邏輯產(chǎn)品應用情況

    IEC 61131- 3等編程軟件運行于ＰＣ環(huán)境，通常稱(chēng)為軟邏輯ＰＬＣ或ＳｏｆｔＰＬＣ，它構成了開(kāi)放性應用系統。由于軟邏輯的開(kāi)放性，使之能方便而又可靠地連接不同供應商的各種Ｉ／Ｏ裝置、現場(chǎng)總線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò )、ＰＣ機等，從而滿(mǎn)足了系統最佳化要求，它完全克服了傳統ＰＬＣ的缺點(diǎn)。軟邏輯ＰＬＣ是一種功能強大、全面開(kāi)放的控制解決方案。除了ＰＬＣ，還應用于ＤＣＳ、工業(yè)網(wǎng)絡(luò )包括Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ、ＨＭＩ等領(lǐng)域，發(fā)展前途是很大的。

４IEC 61131- 3 國際標準在國內的發(fā)展

    我國是世界ＩＥＣ組織的成員國，國家曾經(jīng)委托中國機電一體化技術(shù)應用協(xié)會(huì )，翻譯和制定了針對ＩＥＣ ６１１３１的國家標準第一版國家標準，并于１９９５年１１月發(fā)布實(shí)施。在當時(shí)，ＩＥＣ ６１１３１－３標準的重要性還不為很多人所認識，所以，ＩＥＣ ６１１３１－３標準并沒(méi)有得到很好的推廣?？偟恼f(shuō)來(lái)，由于我國ＰＬＣ廠(chǎng)商與世界ＰＬＣ廠(chǎng)商在技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量方面還存在著(zhù)巨大差距，故在應用和推廣ＩＥＣ ６１１３１－３標準方面還與世界水平存在著(zhù)很大差距。但在當前世界各ＰＬＣ廠(chǎng)商正越來(lái)越多地采用或使用ＩＥＣ ６１１３１－３標準的形勢下，在我國推廣應用ＩＥＣ ６１１３１－３標準的工作勢在必行。同時(shí)，我們也可喜地看到，國內有些廠(chǎng)家的ＰＬＣ產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始使用符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的編程系統，如北京和利時(shí)公司的ＦＯＰＬＣ產(chǎn)品的編程系統，即是一種符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的編程工具，并且該系統已在多項實(shí)際工程中得到了應用。從最近舉辦的國際現代工廠(chǎng)／過(guò)程自動(dòng)化展覽、多國儀器儀表等展覽看，已有多家ＩＥＣ ６１１３１－３編程系統制造商如德國的ＫＷ軟件公司、美國的Ｔｈｉｎｋ ＆ Ｄｏ公司等進(jìn)入中國市場(chǎng)。

    １９９９年６月，ＰＬＣＯｐｅｎ組織派員參加了由中國機電一體化技術(shù)應用協(xié)會(huì )舉辦的ＦＡ／ＰＡ’９９國際現代工廠(chǎng)／過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)與裝備展，并與協(xié)會(huì )討論了在中國建立辦事處的事宜。協(xié)會(huì )負責在國內推廣應用ＩＥＣ ６１１３１－３標準及ＰＬＣＯｐｅｎ組織在中國的工作。

  ５IEC 61131- 3標準的實(shí)施

    在一個(gè)編程工具中，要滿(mǎn)足ＩＥＣ ６１１３１－３標準全部需求是不容易的。為此在很多方面允許部分地實(shí)現標準，提供給制造商的自由度是很大的。許多現有的ＩＥＣ編程環(huán)境提供符合Ｗｉｎｄｏｗｓ環(huán)境的用戶(hù)界面：鼠標操作、下拉式菜單、多窗口支持、圖形化界面等，但是，所有這些，在ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準中沒(méi)有做規定，此外，供應商提供的開(kāi)發(fā)環(huán)境是有所不同的。

  ６結論

    ＩＥＣ６１１3１－３國際標準在技術(shù)上的實(shí)現是高水平的，因此有足夠的發(fā)展空間和變動(dòng)余地，這使得該標準能很好地適應下一個(gè)世紀。ＩＥＣ６１１３１－３國際標準已對整個(gè)控制領(lǐng)域形成了巨大的沖擊，它并不局限于ＰＬＣ市場(chǎng)，它還適用于運動(dòng)控制市場(chǎng)，分散控制系統和以工業(yè)ＰＣ為基的軟邏輯，ＳＣＡＤＡ等。其適用的市場(chǎng)領(lǐng)域還在不斷擴大。采用或應用符合ＩＥＣ６１１３１－３國際標準的產(chǎn)品，已經(jīng)成為國際工業(yè)控制領(lǐng)域的趨勢，６１１3１－３國際標準因其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，采用或應用符合ＩＥＣ６１１３１－３國際標準的產(chǎn)品，也注定會(huì )成為我國工業(yè)控制領(lǐng)域的趨勢。