基于IEC61131-3标准的Soft PLC技术探讨
IEC61131-3工控编程语言国际标准及其应用
摘要针对当前控制系统编程语言的流行趋势，从基本编程元素和编程语言两个方面详细介绍了标准IEC61131-3的内容。
并且以浙大中自SunyTech工业控制应用软件平台为背景，对标准具体内容的应用作了针对性的阐述，充分展现了IEC61131-3标准在控制系统软件编程中的作用。
关键词IEC61131-3；软件模型；编程语言；工控编程软件；PLC；控制系统1 引言IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)61131-3是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。
该标准将现代软件的概念和现代软件工程的机制与传统的PLC编程语言成功地结合，又对各种工业控制系统的编程语言、软件设计的概念和软件模型等进行了标准化，适应了当今世界软件、工业控制系统的发展方向，是一种非常先进的设计技术。
２标准的主要内容[1][2]IEC61131-3将标准分为两个部分：公共元素和编程语言。
IEC61131-3标准的层次和结构如图1所示。
图1IEC61131-3标准的结构图公共元素部分规范了数据类型、变量的定义，给出了软件模型，并引入配置(Configuration)、资源(Resources)、任务(Tasks)和程序(Program)的概念、程序组织单元POU(PorgramOrganizitionUnit)和顺序功能图SFC(SequentialFunctionChart)等。
IEC61131-3标准共规定了4种编程语言，其中两种图形化语言，两种文本化语言。
图形化语言有梯形图LD(LadderDiagram)，功能块图FBD(FunctionBlockDiagram)；文本化语言有指令表IL(InstructionList)和结构文本ST(StructuredText)。
2.1 基本编程概念和公共元素1)软件模型IEC61131-3标准的软件模型如图2所示。
基于IEC61131-3标准嵌入式PLC系统探析
ＩＣ １３ — Ｅ ６ １ １ 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 、 量和程序组织单元 等 ， 变 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 、 务和存取 任
３１国 内 现状 近 些 年来 ， 内 致力 于 自主 知 识 产 权 的 Ｉ Ｃ １ ３ — 国 Ｅ ６ １ １ ３编 程 系 统 开 发
Ｉ ６ １ １ ３编程语 言标 准是第一个 为工 业控制 系统提 供标 准化 ＥＣ １３ — 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 Ｉ Ｃ １ ３ － Ｅ ６ １ ３标准 的 １
的有 亚 控 科 技 、 大 中 自 、 连 理 工 大 学 计 控 研究 所 以 及 北 京 凯 迪 恩 自 浙 大 动 控 制 技 术 公 司等 ， 中 亚 控 科 技 的 ＫｎＡｅ 已 经 投 入 使 用 ， 大 中 自 其 ｉｇ ｔ 浙 的 Ｓ ｎｒ ｕ ｙＥＣ实 现 了 Ｉ Ｃ １ ３ — Ｉ Ｅ ６ １ １ ３标 准 中 的 五种 控 制语 言 ， 目前 国 内 自 是 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
软件系统 是一个结 构完美 、 可重 复 使 用 、 维 护 的 工 业 控 制 系 统 软 件 。 可 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 ， 此 ， 是新型的 ， 进的工业控制编程系统 。 因 它 先 ２１Ｅ ６ １ １ ３标 准 编程 语 言 的 主 要 内 容 ． ＩＣ １３ －
5IEC61131-3编程标准解析
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IEC61131-3编程标准
编程语言
IL指令表指令列表
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IEC61131-3编程标准
编程语言
IL指令表修饰符
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IEC61131-3编程标准
数据类型
基本数据类型 • 数据类型有布尔值，整数， 浮点数， 位和位组， 时间和日期值和字符串 基本数据类型 数值可以用二进制、八进制、十进制和十六进制数表示。示例： 14 (十进制数) 2#1001_0011 (二进制数) 8#67 (八进制数) 16#A (十六进制数) BOOL值 • 布尔值变量取值TRUE或FALSE，占用8位内存空间
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IEC61131-3编程标准
用户自定义数据类型
枚举 句法： TYPE <牧举变量>:(<Enum_0> ,<Enum_1>, ...,<Enum_n>);END_TYPE 牧举变量可以取牧举值中的任何一个值。缺省情况下，第一个牧举值为零，其后依次递增。 结构 结构声明的句法如下： TYPE <结构名>: STRUCT <声明变量1> . . <声明变量n> END_STRUCT END_TYPE
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IEC61131-3编程标准
主要特性
良好的结构 • 从上至下或从底向上的编程
• 以程序组织单元为单位 (POUs) Program Organization Unit • 逐级构建程序
基于IEC61131-3标准的可编程控制器的研究与实现
基于 ＩＣ １３ — 标准的可编程控制器的研究与实现 Ｅ ６ １ ３ １
Ｐｒ ｇ ａ ｏ ｒ ｍｍａ ｌ ｏ ｃ ｌＣｏ ｔｏｌ ｒ ａ ｅ ｎ Ｅ ｂｅ Ｌ ｇｉａ ｎ ｒ ｌ Ｂ ｓ ｄ ｏ Ｉ Ｃ６１ — ｔ ｎ ａ ｄ ｅ ３１ ３ Ｓ ａ ｄ ｒ １
关 键 词 ： Ｃ６ １ １ ３， 编 程控 制 器 ， Ｓ ８ ＭＯＤＢ Ｉ １３ — 可 Ｅ Ｒ ４ ５， ＵＳ， 布式 控 制 分
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ
Ａ ｐｒｇｒ ｍ ｍａｂｌ ｌｇｉａｌ ｏ ｒ ｌ ｂ ｅ ｏ Ｉ ｏ ａ ｅ ｏ ｃ ｃ ｎｔ ｅｒ ａｓ ｄ ｎ ＥＣ６１１ ｏｌ ３１—３ ｎｅｒ ａ ｉｎａ ｓａｎ ｒ ｔ ｈ ｎ ｉｔ ｎ ｔ ｏ ｌ ｔ ｄａ ｄ ｗｉ ｔ ｅ ａｍｅ ｆ ｈ ｏ ＰＥＣ３０ ０ ｓ ０ ｉ ｄｅ ｉ ｅ ｓｇｎ ｄ Ｔ ｍ ｏ ｅｓ ｆ ｇｈ ｈｅ ｄｕｌ ｏ ｈｉ ｓｐ ｄ ｅｅ ｃｏ ｔ ， ｇｉａｌｉ ｔＰ Ｍ ｏｕｐｕ ， ｃａ ｏｕｐｕ ，ｎ ｏｇ ｕｎｅｒｌ ｃ ｎｐｕ， Ｗ ｏ ｔ ｔｌ ｏｇｉ ｌ ｔ ｔａ ａｌ ｏｕｐｕ ａｎ ｓｅ ｉ ｃ ｔ ｔ ｄ ｒ ａｌ ｏｍｍ ｕ ｃ ｉｎ ｎｉａｔ ａｒ ｉ— ｏ ｅ ｎ ｔｏ ｃｅ Ｔｈ ｉ ｐｌ ｒｄｕ ｄ． ｅ ｍ ｅｍｅｎ ｔ ｃｈ ｏｌ ｙ ｆ ｐｒ ｒ ｍ ｌ ｇｕ ｇｅ ｆ ｕｎ ｔ Ｂｌ ｋ ｔ ｅ ｏ ｆ ｍ ａ ｏ Ｆｕ ｃ ｉ Ｂｌｃｋ ａｎ ｔ ｅ ｎ ｏｇ ｏ ａ ｏｇ ａ ａｎ ａ ｏ Ｆ ｃ ｉ ｏｎ ｏｃ ｓ， ｃ ｄｅ ｏｒ ｔ ｆ ｈ ｎｔ ｏｎ ｏ ｓ ｄ ｃ ｏｍｍ ｕ ｃ ｉｎ ｍ ｏｄｕｅ ｂｏｕ ｓｌｖ ｍａｎ ｇｅｍｅｎ ｅ ｎ ｒｄｕ ｄ Ｔｈ ａ ｃ ｔ ｔ ｅ ｆ Ｐ ｏ ａ ｍａｂｌ Ｌ ｃａ Ｃｏｎ ｒ Ｓｙ ｔ ｎｉａｔ ｏ ｌ ａ ｔ ａｅ ａ ｔａｒ ｉｔｏ ｃｅ ｅ ｒ ｈｉ ｕｒ ｏ ａ ｒ ｇｒ ｍ ｅｃ ｅ ｏｇｉ ｌ ｔｏｌ ｓｅｍ ｂａ ｅｄ ｎ ｓ ｏ ＲＳ４ ｔ ＰＥＣ３０ ０ ８５ ｗｉ ｈ ０ ａｓ ｔ ｍａｉ ｃｏ ｔｏｌ ｒ ｓ ａｉｅｄ． ｃ ｎ ｒ ｎｅｗｏ ｋ ｓ ｏ ｐｏ ｅｄ ｉ ｓ ｎ ｎ ｒ ｌ ｉ ｒ ｓ ｅ Ａ ｏ ｔｏｌ ｔ ｒ ｉ ｃ ｍ ｓ ｗｉ ｅ ｔ ｄｅ ＩＯ ｄｅ ｉｅ ｔ ｈ ｘｅｎ ｄ ／ ｖｃ ｓ ｂａ ｅ ｏｎ ｔ ｄ ｄ ｓｄ ｓａｎ ａｒ ＭＯＤＢＵＳ ｒ ｔ ｏｌｔ ｒ ｌ ｅ ｏ ａ Ｄｉｔｉ ｔ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｐ ｏｏｃ ｏ ｅａｉ ａ ｔｔ ｌ ｓ ｒ ｅ Ｃｏ ｔｏ Ｓ ｓｅｍ ｚ ｂｕ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｌＣ６１ ３１ ｙ ｒ ｓ： Ｅ －３． ｏ ａ ｍａｂｌ ｌ ｃ ｎ ｒ ｌ ， １ ｐｒｇｒ ｍ ｅ ｏｇｉａｌｃｏ ｔｏｌ ＲＳ４８ ＭＯ ＤＢＵＳ， ｓｒ ｔ ｃ ｔｏｌｓ ｓｅ ｅｒ ５． ｄｉｔｉ ｅ ｏｎｒ ｙ ｔｍ ｂｕ
程标准--IEC 61131-3的制定和推广应用,在工业PC上以软件技术
一种基于工业PC的软PLC控制系统出处：PLCopen China for efficiency in automation（PLCopen 中国组织）首先介绍了基于PC的控制系统的发展状况以及软PLC技术的概念和组成结构。
然后详细地叙述了基于工业PC的软PLC的软、硬件实现方案，最后给出了应用实例。
引言基于PC的控制系统是国际上继PLC和DCS之后推出的工业控制系统。
目前在工业控制领域，基于PC的控制系统得到日益广泛的应用。
同时由于计算机软、硬件技术的迅速发展以及工控领域国际编程标准--IEC 61131-3的制定和推广应用，在工业PC上以软件技术实现PLC的功能，即软PLC技术，成为一项新兴的技术。
1、基于PC的软PLC控制系统的发展现状1.1 IEC 61131-3国际编程标准[1]IEC 61131国际标准的制订是软PLC技术发展的一个重要基础。
为了规范工业控制领域的编程语言，20世纪90年代初，IEC（国际电工委员会）颁布了IEC 61131国际标准。
该标准共分八个部分，依次包括：基本概念、硬件装置和测试、编程语言标准、用户指南、通信服务规范、现场总线通信（未公布）、模糊控制语言和编程实施方针。
其中IEC 61131-3是PLC编程语言标准，它详细地说明了句法、语义和5种编程语言：指令表（Instruction），结构化文本（Structured Text），顺序功能图（Sequential Function Diagram），梯形图（Ladder Diagram），功能块图（Function Block Diagram）。
在这五种编程语言中，指令表和结构化文本是文本语言，易于实现一些复杂的算法；顺序功能图、梯形图和功能块图是图形语言，它们则擅长处理逻辑控制。
同时该标准还允许在同一项目中，使用多种语言进行混合编程，而且支持POU（程序组织单元）的重复使用，为不同知识背景的编程人员提供了方便。
基于IEC61131-3标准的PLC底层开发的开题报告
基于IEC61131-3标准的PLC底层开发的开题报告一、选题背景及意义PLC(可编程逻辑控制器)已广泛应用于自动控制领域，其主要作用是将数字信号转换成控制信号，以实现指定的控制任务。
PLC软件是PLC系统的核心部分，其编程方式和编程语言直接影响PLC的性能和使用效果。
IEC61131-3标准是现阶段PLC开发的重要标准，主要定义了PLC编程语言、编程环境和软件结构等方面的内容。
本文将围绕基于IEC61131-3标准的PLC底层开发展开，重点介绍该标准的优势和在PLC开发中的应用。
通过本项目的研究，可以提高PLC底层开发的技术水平和开发效率，推动PLC技术的进步和应用于自动化控制领域的普及，对推进我国自动化技术的发展具有重要意义。
二、研究内容和研究方法本项目的研究内容主要包括基于IEC61131-3标准的PLC底层开发和应用。
研究方法主要采用文献调研和实验研究相结合的方式。
首先收集、整理和回顾IEC61131-3标准的相关文献，明确其优势和应用范围。
其次，对PLC底层开发的技术路线和研发流程进行分析和总结，结合实例进行实验研究和实际应用。
三、预期成果及创新点本项目预期达到的成果主要包括：（1）深入分析IEC61131-3标准在PLC底层开发中的应用，并总结出一套较为完备的PLC开发流程和规范；（2）通过实验和应用验证IEC61131-3标准具有的优点和实际效果，为PLC底层开发提供可行性方案和技术支持；（3）撰写一篇具有较高学术价值和工程应用价值的论文，对相关领域的学者和工程师有较大借鉴和参考作用。
本项目的创新点主要有以下几个方面：（1）在PLC开发中，采用IEC61131-3标准，可以实现更为规范、简单、可重复使用的编程结构和编程语言；（2）通过本项目的实验和应用验证，可以为PLC底层开发提供一套有效的技术路线和规范，可以极大地提高开发效率和应用效果；（3）本项目的研究内容和方法对相关领域的学者和工程师具有一定的借鉴和参考价值，可以为该领域的发展和创新提供新的思路和参考依据。
IEC61131-3《编程语言》及其对工业控制编程语言发展的影响
IEC61131-3《编程语言》及其对工业控制编程语言发展的影响IEC61131-3《编程语言》及其对工业控制编程语言发展的影响工业控制编程语言在现代工业自动化系统中起着至关重要的作用。
这些编程语言帮助工程师们设计、开发和管理各种自动化过程，提高生产效率和质量。
IEC61131-3《编程语言》是一个重要的标准，对工业控制编程语言的发展产生了深远的影响。
本文将介绍IEC61131-3标准的主要特点和其对工业控制编程语言发展的影响。
IEC61131-3是由国际电工委员会（IEC）于1993年发布的一个标准，用于规定工业控制系统软件的编程语言和编程方法。
标准包括了五种编程语言，分别是梯形图（Ladder Diagram，LD）、功能块图（Function Block Diagram，FBD）、序列图（Sequential Function Chart，SFC）、结构化文本（Structured Text，ST）和运动控制函数图（MotionControl Function Block Diagram，MCFBD）。
这些编程语言广泛应用于工业控制系统中，成为工程师们编写自动化过程的标准工具。
首先，IEC61131-3标准提供了一种统一的编程语言和开发环境，极大地方便了不同厂家和工程师之间的协作和交流。
在此之前，每个厂家都有自己的专有编程语言和软件工具，互相之间不兼容。
这给项目开发和维护带来了很大的困扰。
而IEC61131-3的出现，解决了这个问题，使得不同厂家的控制系统之间可以无缝集成，实现协作开发和资源共享。
这大大加快了工业控制系统的开发进度，提高了整体效率。
其次，IEC61131-3标准提供了一种面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）的思想。
在传统的工业控制编程语言中，程序的开发和管理较为繁琐，难以进行模块化设计和复用。
而OOP思想使得编程更加灵活，能够将程序划分为多个对象，并通过继承和多态等机制实现函数和数据的封装和管理。
基于IEC61131-3标准的嵌入式软PLC研究的开题报告
基于IEC61131-3标准的嵌入式软PLC研究的开题报告一、研究背景及意义随着工业自动化技术的不断发展，嵌入式软PLC作为一种新型的工业控制设备，逐渐得到了广泛的应用。
嵌入式软PLC具有占用资源少、响应速度快、易于程序编写等优点，成为实现高效的工业控制的重要手段之一。
而IEC61131-3作为工业自动化领域的国际标准，为嵌入式软PLC提供了统一的程序开发标准和规范。
本研究旨在基于IEC61131-3标准，研究开发一款嵌入式软PLC，实现高效的工业自动化控制。
具体研究内容包括：嵌入式软PLC体系结构研究、程序语言实现及开发工具的设计等。
二、研究内容1. 嵌入式软PLC体系结构研究（1）嵌入式软PLC的物理结构：研究嵌入式软PLC的硬件结构，包括CPU、内存、存储器等。
（2）嵌入式软PLC的软件结构：研究嵌入式软PLC的软件结构体系，包括操作系统、驱动程序等。
2. 程序语言实现（1）PLC程序语言实现：研究PLC程序语言的语法和应用，包括LD、FBD、IL、ST等。
（2）程序语言解释器开发：研究PLC程序语言的解释器实现，包括语法解析、编译、代码生成等。
3. 开发工具的设计（1）PLC编程软件：研究PLC编程软件的设计，包括界面设计、功能实现等。
（2）仿真软件：研究仿真软件的设计，包括仿真原理、仿真数据存储、仿真数据的输出等。
三、研究计划（1）第1年：嵌入式软PLC体系结构研究；PLC程序语言实现。
（2）第2年：PLC程序语言解释器开发；PLC编程软件设计。
（3）第3年：仿真软件设计；系统集成与测试。
四、预期成果本研究旨在开发一款基于IEC61131-3标准的嵌入式软PLC，具有良好的性能和稳定性，可广泛应用于工业自动化控制领域。
预期成果包括：软PLC源码、编程软件、仿真软件、测试报告等。
IEC61131-3_标准
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 （评论 ）
评论或程序的一部分用来帮助理解程序且是重要 的沟通方法。评论允许在任何位置以所有文本编辑 的形式而且必须以特殊的字母序列（*and*）开始和 结束。每一个网络段能对它的功能评论成一段文本。
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 （文字 ）
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 （ 标识符）
标识符用来寻址变量，功能，程序等，它们是一 些单元且能支持程序的可读性。
标识符是一个字母数字和下划线的序列，以一个 字母或下划线开始。 以下各项不可以做为标识符： a.空格和德文中的元音变音字母 b.以同一方式说明两次 c.用关键字做为标识符（参看4.2节）
IEC 61131-3 PLC 标准通用信息
该标准还提供一个测试基础，允许制造商和
客户都能评估，每一个编程系统符合IEC标准 的接近程度。 为了进一步证明兼容性，PLCopen国际组织， 进一步定义兼容性等级的测试，而这些测试是
由独立的机构进行的。
IEC 61131-3 PLC 标准软件模型
IEC 61131－3的软件模型描述了诸多概念， 包 括 组 态 （ configuration ） 。 资 源 （ resource ） . 任务 (task). 程序 (program). 功 能 块 （ function block ） 以 及 功 能 （function）和它们之间的连接。
IEC 61131-3 PLC 标准通用信息
我国根据 IEC 的标准制定的中华人民共和国可 编程序控制器（Programmable Controller）的 国家标准，标准号为GB/T15969.1－15969.4 ， 该标准于1995年底发布，从1996年10月1 日起开 始实施。
基于IEC61131-3标准的PLC编辑模块设计与实现
图 １表示了在 编辑 环境 中各 子功 能模 块之问的交互过
程及编辑过程中消息的传递。
域 ， 中第 三部分 对 Ｐ Ｃ编程 进行 了规范 ， 一标 准为工 其 Ｌ 这
控软件 的发展起 到 了举 足轻重 的推动作用 ＿ ， １ 各大 Ｐ Ｃ ］ Ｌ 生产厂商都用此标准来规范 自己的 Ｐ Ｃ软硬件产品 。 Ｌ 本文通过对 Ｉ Ｃ １３ — Ｅ ６ １ １３标准的研 究 ， 设计 一个满 足标
行于欧洲和 日本的低级语 言 ， 简单 易学 ， 容易实 现 ， 似 于 类
根据以上分 析 ， 以设计出基本元件的数据 结构 ： 可
ｃ ｓ Ｐ ａＥ ｅ ｎ： ｕ ａ ｃ
ｍ ｏ ｕｅ Ｔｈ ｅ ｕｔｏ ｘ ｒｍｅ ｔｓ ｗｓｔ ａ ｈ ｄｔ ｎｍ ｏ ｕｅｈ ｓａｆｉｎ ｌ ｅ ｅｆｃ ｎ ａｙ ｔ ｐ ｒｔ ｄ ｌ． ｅｒ ｓ ｌ ｆｅ ｐｅｉ ｎ ｈｏ ｈ ｔｔｅｅ ｉｉ ｄ ｌ ａ ｒｅ ｄｙｕｓｒｉ ｒａｅａ ｄｅ ｓ ｏｏ ｅ ａｅ，ｗｈｃ ｒ ｖｄｅ ｏ ｈ ｕ — ｏ ｎｔ ｉｈ ｐ ｏ ｉ ｓｆ ｒｔ ｅｆ ｒ
中图 分 类 号 Ｔ ３１ Ｐ ９
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ Ｒｅ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｄ ｔ ｎ Ｍ ｏ ｕｅ ｆｒＰ Ｃ ａ ｅ ｎ Ｉ Ｃ６ １ １ ３ Ｓ ａ ｄ ｒ ｓｇ ｎ ａ ｉ ｔ ｆＥ ｉｉ ｄ ｌ ｏ Ｌ Ｂ ｓ ｄ ｏ Ｅ １ ３ － ｔ ｎ ａ ｄ ｚ ｏ ｏ
Ｌ Ｄ采用逻辑元 件和逻辑关 系图表示程序 ， Ｃ １ ３－ Ｉ ６ １ １３ Ｅ
标 准规 定可采用 的图符有 电源轨线 、 连接元素 、 触点 、 圈、 线 功能和功能块等 ， 我们 设计 了如 图 ２所 示 的类对 Ｌ Ｄ对象 进行封装 。
程方式 ， 它与 电器控制系统 的电路图很相似 ， 具有直观易懂 的优点 ， 较受工程技术 人员 欢迎 。而 指令表语 言是一 种流
运用IEC 61131-3实现工控软件的结构化、分解和复用
满 足 来 启 动 不 同程 序 段 的 执 行 顺 序 ，而 执行 条 件都 是 显性 条件 ，不
购 ） 德 国Ｋ 、 Ｗ公 司 的Ｍ Ｌ Ｉ Ｒ Ｇ、 Ｕ Ｔ ０ Ｐ 法 国Ｃｐ ｌ ｉｈＳｒ ｔｎ 德 国３ 公 ｏ ａｐｗ ｔ ｔａ ｏ 、 Ｓ
工程机械和南车集团的高速列车的控
制器 都选用 了Ｋ ｗ的 编 程 平 台 。
作 者简 介
彭瑜 男 教授级高工，中国自动化 学会理事 ，中国自动化学会仪表和装
这些编程软件平 台不具体地依赖
于 特 定 的 硬 件 产 品 。 为 数 众 多 的
Ｐ Ｃ、 Ｄ Ｓ Ｓ Ａ Ａ 产 厂 商 （ 括 Ｌ Ｃ 和 Ｃ Ｄ 生 包
的动作 ，控制程序就在这样有条不紊
的 氛 围 中 完 成 。在 Ｐ Ｃ 件 开 发 生 命 Ｌ软 周 期 的初 始 关 键 阶段 ， Ｓ Ｃ 适 合 于 Ｆ最 按 软 件 工 程 的方 法 进 行 开 发 ， 而 其 它
Ｐ ＬＣ程 序 时 ， 编程 人 员如 果 用 到
ＳＣ Ｆ ，也 只 不 过 把 它 仅 仅 作 为 一 种 编 制顺控程序 的工具，就是在讲 解Ｉ Ｃ Ｅ ６ １１３ １ ３— 编程 语 言 国际 标 准 的时侯 ，也
没 有 突 出Ｓ Ｃ 结 构 化 特 性 ，使 人 们 Ｆ的
也开 发了一些 自用 的基于 Ｉ Ｃ Ｅ 的编程
软 件 。不 过 我 国 还 没有 出现 商 业 化 的 ＩＣ ６ １ ２ — 的 编程 软件 平 台 。近 些 Ｅ １ ３ １３ 年 来 ，在 机 电设 备 的 嵌入 式 控 制 器 中
IEC61131-3标准及其实现Word版
IEC61131-3标准及其实现IEC61131-3标准的基本概念和定义IEC61131-3对下述三个方面进行了描述和定义：1、块的概念，2、PLC的配置，3、编程系统应具备的基本功能。
一、块的概念由POU（Program Organization Unit）构成的程序和项目称之为块(Blocks)，POU与传统PLC世界中的程序块、组织块、顺序快、功能块相对应。
IEC61131-3标准的一个非常重要的目的就是限制块的种类及其隐含的意义，以便统一和简化它们的用法。
为此，标准定义了三种类型的POU，分别如下：POU类型意义程序（PROG）主程序，包括指定的I/O、全局变量和存取路径功能块（FB）拥有输入/输出变量的块，是最常用的POU类型函数（FUN）带有函数值的块，作为PLC基本操作集的扩展三种POU的区别在于：函数（FUN）函数POU可以指定参数，但没有静态变量也就是没有存储空间，在用相同的输入参数调用函数时总是返回相同的结果。
功能块（FB）功能块POU即可以指定参数，也有静态变量，在用相同的参数调用功能块时，返回值取决于内部变量和外部变量，并能将内部变量保持到下一个执行周期。
程序（PROG）此类POU代表“主程序”，整个程序的所有变量（包括指定的物理地址）都应该在此POU（或资源、配置）中声明，其他方面与功能块POU类似。
POU 是个封装的单元，可以独立地编译，并作为其他程序的部件，经编译的POU可以连接在一起组成完整的程序。
POU 的名字在整个项目中是唯一的、全局的。
局部子程序在IEC61131-3中是禁止的，经编程之后的POU，其名字和调用接口对项目中其他所有的POU是已知的。
POU 的这种独立性大大方便了自动化任务的模块化以及可以重复使用已经获得良好测试和执行的软件单元。
编写PLC程序实际上就是构造功能块（FB）和程序块。
大多数情况，PLC已经预先构造和测试好了大量的功能块（如：定时器和计数器），用户只要将系统提供的功能块按照逻辑要求组织成程序即可。
IEC61131-3_标准
1. IEC 61131-3 PLC 标准通用信息 2. IEC 61131-3 PLC 标准软件模型 3. IEC 61131-3 PLC 标准通信模式 4. IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 5. IEC 61131-3 PLC 编程语言
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 （数据类型 ）
数据类型： IEC 61131－3定义了不同的标准数据类型， 它们帮助编译，推导以及用户定义数据类型。 每一个标识符被分配到一个数据类型，数据 类型决定了多大的存储容量将被保留以及什 么值相应于存储器的内容。
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 （数据类型 ）
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 （评论 ）
评论或程序的一部分用来帮助理解程序且是重要 的沟通方法。评论允许在任何位置以所有文本编辑 的形式而且必须以特殊的字母序列（*and*）开始和 结束。每一个网络段能对它的功能评论成一段文本。
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 （文字 ）
IEC 61131-3 PLC 标准通用信息
我国根据 IEC 的标准制定的中华人民共和国可 编程序控制器（Programmable Controller）的 国家标准，标准号为GB/T15969.1－15969.4 ， 该标准于1995年底发布，从1996年10月1 日起开 始实施。
IEC 61131-3 PLC 标准通用信息
IEC 61131-3 PLC 标准通用信息
该标准还提供一个测试基础，允许制造商和
客户都能评估，每一个编程系统符合IEC标准 的接近程度。 为了进一步证明兼容性，PLCopen国际组织， 进一步定义兼容性等级的测试，而这些测试是
基于IEC 61131-3标准的PLC仿真系统的研究与设计的开题报告
基于IEC 61131-3标准的PLC仿真系统的研究与设计的开题报告一、研究背景及意义随着工业自动化技术的不断发展，工业控制系统的需求也日益增加。
PLC（可编程逻辑控制器）已成为工业自动化控制系统中最常见的控制器之一。
PLC与传统控制器相比，具有可编程、安全可靠、结构简单、易维护等优点。
而PLC的可编程特性，则是其最大的优势之一。
IEC 61131-3标准作为PLC编程的国际标准，对于提高PLC编程质量、加快PLC编程工作的效率、提高工业自动化控制系统的安全性等方面，都具有非常重要的意义。
同时，为提高全国各高校在IEC 61131-3标准和PLC仿真方面的教学水平和研究能力，开发基于IEC 61131-3标准的PLC仿真系统，将会给工业自动化控制系统的教学及研究带来一定的帮助。
二、研究的目标和内容该研究的目标是设计和开发一个基于IEC 61131-3标准的PLC仿真系统，并研究其原理和实现方法。
该系统将具有以下特点：1. 遵循IEC 61131-3标准，支持标准的PLC编程语言，包括Ladder 图、功能块图、结构化文本、序列功能图和函数图等。
2. 提供完整的仿真环境，支持仿真环境的搭建和控制。
仿真环境包括PLC CPU、IO设备、通讯设备等。
3. 可以读取和修改PLC程序，并实时更新仿真结果。
4. 提供实时监控和调试工具，支持单步调试、断点调试等。
5. 可以保存和加载仿真环境和仿真结果。
研究内容包括：1. IEC 61131-3标准的介绍和分析。
深入研究其编程语言、数据类型、程序组织形式等方面，并分析其在PLC编程中的应用。
2. PLC仿真系统的设计和开发。
基于IEC 61131-3标准，设计和开发一个完整的PLC仿真系统。
3. 系统测试和分析。
对开发的PLC仿真系统进行测试和分析，评估其性能和可靠性。
三、研究方法和步骤研究方法包括文献调研、理论分析和实验研究等。
主要步骤包括：1. 对IEC 61131-3标准进行深入的调研和分析，熟悉其编程语言、数据类型、程序组织形式等方面的内容。
IEC61131-3标准
IEC 61131-3 PLC 标准软件模型 （组态内部的资源）
Configuration (组态）
Resource (资源）
Resource (资源）
Task (任务）
Task (任务）
Task (任务）
Resource (资源）
IEC 61131-3 PLC 标准软件模型 （ 任务 ）
任务能周期地或由于一定的事件来处理，它们具有优先权级， 优先权是定义在资源内部分配给CPU的时间段。
IEC 61131-3 PLC 标准软件模型 （功能块背景）
IEC 61131－3提供功能块背景，一个背景是一种结构， 在调用功能块时，它保留所有的内部输入和输出变量。 一个程序它调用FB1三次，则具有三个FB1背景，每次调 用一个。程序则会精确地计算请求而不会有边外效应 （side effects）。请遵守，所有背景应用相同的程 序码，亦即，程序码的改变对所有三个请求具有相同 的效应。 软件工具，通过自动说明对背景提供帮助，在FB调用 时指定背景名，这一名词管理调用的数据结构。
些服务将在IEC 61131的第5 部分进行定义。
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元
IEC 61131 － 3 的 通 用 语 言 单 元 是 标 识 （ Identifiers ） ， 关 键 词 （ Keywords ） ， 评 论（Comments），文字(Literals )，数据类 型和变 量（Data types and variables）。 以下对它们进行详细描述。
IEC 61131-3 PLC 标准通用语言单元 （关键字 ）
关键字是清楚的字母组合，能做为单个的语法助记符 单元 关键字不能用做为标识符，IEC 61131－3关键字举例： ABS, SIN, BOOL, FALSE, TRUE, FOR, NEXT, IF, THEN, VAR, GLOBAL, DATE, TIME, FUNCTION
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摘 要 ： 随着 现 代 工 业 控 制 迅 猛 发 展 ， 传统 Ｐ Ｌ Ｃ的发展遭 遇到 了瓶颈 ， Ｉ Ｅ Ｃ ６ ｌ １ ３ １ — ３标 准 的 制 定 和 推 广 促 进 了 Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｐ Ｌ Ｃ这 项 新 兴 技 术 的 发展 。Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｐ Ｉ Ｃ技 术 解 决 了 传 统 Ｐ Ｌ Ｃ在 硬 件 体 系 、 软件编程 、 系 统 结 构 等 方 面 存 在 的 诸 多 问 题和局限 ， 发展出了一套开放 、 灵活 、 标 准统 一 、 易扩展 、 性 价 比高 的 系统 开 发 模 式 ， 成 为 了现 代 工 业 控 制 领 域 主 流 、 先进和广泛使 用的技术 ， 促进 了现代工业控制的进一步发展 。 关 键 词 ：Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ １ ３ １ － ３标 准 ；软件 可 编 程 序 控 制 器 ；现 代 工 业 控 制
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ６ ８ ． １ 文献标志码 ： Ａ
Ｔｅ ｃ ｈｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｉ ＥＣ６ １ １ ３ １ － ３ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｓ ｏ ｆ ｔ ＰＬＣ
Ｚｈａｎ ｇ Ｌｅ ｉ
０ 引 言
１ ９ ６ ９年 ， 世界上 第 一 台可编 程序 控 制 器 （ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍａ ｂ ｌ ｅ Ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ， Ｐ Ｌ Ｃ） 在通 用 汽 车 公 司 （ ＧＭ）
的生 产线 上成 功 应用 。２ ０世 纪 ８ ０年 代后 ， 在 集成 电路 技术 和计 算机 技术 迅速 发展 的背 景下 ， Ｐ Ｌ Ｃ也 得 到 了 飞速 发 展 ， 目前 Ｐ Ｌ Ｃ 已经 发展 成 为一项 成 熟 的技术 ， 以其 功 能 齐全 、 稳定可靠 、 维 护方 便 、 高速 度 、 高 性 能等
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ —５ ９ ４ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ —０ １ ３ —０ ５
基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ １ ３ １ — ３标 准 的 Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｐ Ｌ Ｃ技 术 探 讨
张 雷
（ 上 海船 舶 运输 科 学研 究所 ，上 海 ２ ０ ０ １ ３ ５ ）
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｓ ｈ ｉ ｐ ａ ｎ ｄ Ｓ ｈ ｉ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ １ ３ ５ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｐ ＬＣｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｉ ｅ ｓ ｉ ｎ ｃ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｒ ａ ｐ ｉ ｄ ｌ ｙ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ — ｔ ｅ ｎｓ ｒ 。ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ Ｉ ＥＣ６ １ １ ３ １ — ３ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ＰＬ Ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ．Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｐ ＬＣ ｏ ｖ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｈ ｅ １ ｉ ｍｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ＰＬ Ｃｓ ｉ ｎ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ａ ｒ ｃ ｈｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ，ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｕ ｎ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ —
第 ３ ７卷
第 ４期
上
海
船
舶
运
输
科
学
研
究
所
学
报
Ｗｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ ． ４
Ｄｅ
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｓ ＨＡＮＧＨＡＩ Ｓ ＨＩ Ｐ ＡＮＤ Ｓ ＨＩ Ｐ Ｐ Ｉ ＮＧ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ Ｉ ＮＳ ＴＩ ＴＵＴＥ
优点 ， 在 工业 自动化 领域 得 到 了迅 速 的推广 ， 长 期 以来一 直 与计算 机控 制并 行成 为 工业 自动化 领域 中极 具竞 争力 的控制 工具 。 然而 ， 随着 工业 控制 系统 的规 模 迅速 扩大 以及 系统 日益 复 杂化 、 分散 化 ， 传统 Ｐ Ｌ Ｃ产 品在 硬 件 体 系 、 软