第10章OPC技术和IEC611313
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PROG代表PLC用户的最高层，即程序，它能存取PLC的I/O，这些I/O变 量必须在该POU或其上层（资源、配置）中予以说明。在其他方面 PROG和FB一样。
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
• 程序组织单元
组成：由三部分组成
•● OPC技术和 IEC61131-3
•● OPC技术和 IEC61131-3
5. 系统配置
资源：即处理器。一个PLC中可以有一个或多个CPU处 理器，或资源。
第六部分 现场总线的通信 关于使用IEC标准现场总线的PLC的通信标准。等待发 布。
第七部分 模糊控制语言 关于使用PLC处理模糊逻辑的标准功能块的标准。2000 年发布。
第八部分 PLC编程语言执行的导则 指导IEC61131-3编程语言的应用和执行的文 件。计划在1998年发布，实际在2003年发布。
FUN是可以赋予参数但没有静态变量（没有记忆）的POU，当以相同的 输入参数调用时，它总是生成相同的结果作为其功能（输出）。例如我 们过去常用的算术运算指令。
FB是可以赋予参数并具有静态变量（有记忆）的POU，当以相同的输入 参数调用时，它的输出状态取决于其内部变量和外部变量的状态，它能 记忆状态信息。例如定时器和计数器等。
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
2. 简单语言元素
分界符 关键字 直接量 标识符
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
2. 简单语言元素
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
3. IEC61131-3简介
LD FBD SFC ST IL
•● OPC技术和 IEC61131-3
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
10.3 IEC61131-3编程基础
4. 变量
变量定义
•● OPC技术和 IEC61131-3
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
4. 变量
变量地址的直接表示
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
•● OPC技术和 IEC61131-3
• 程序组织单元
定义
POU（Program Organization Unit）是用户程序中最小的、独立的软 件单元，它是全面理解新语言概念的基础。
在IEC61131-3中定义了三种类型的POU，按其功能的递增顺序依次为： 功能（Function，FUN）、功能块（Function Block，FB）和程序 （Program，PROG）
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第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
• OPC技术简介
基本概念
一种工业数据交换的最有效的平台 基于微软的OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式 服务器是数据的供应方，负责为OPC的客户提供所需要的数据 客户是数据的使用方，可以对OPC服务器提供的数据按需要进行
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第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. OPC的接口和服务器
OPC的服务器类型
OPC数据访问（Data Access）服务器 OPC报警和事件服务器（Alarm & Event Access） OPC历史数据访问服务器（History Data Access） OPC批量服务器（Batch Access）
3. IEC61131-3的突出特点
良好的结构化编程环境 极强的数据类型检测功能 支持全面的程序执行控制功能 极强的复杂顺序控制功能 可以进行数据结构定义 编程语言的灵活选择 丰富的独立于制造商的软件产品
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
第10章OPC技术和 IEC611313
202Fra Baidu bibliotek/11/24
第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
• OPC技术简介
问题的提出
不同的现场总线技术、以太网技术之间的连接问题 不同的组态软件之间的数据交换问题 不同的现场设备的驱动、升级问题
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10.3 IEC61131-3编程基础
4. 变量
主要变量
输入变量 输出变量 输入/输出变量 全局变量 外部变量 临时变量 存取路径变量
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
4. 变量
变量类型的属性
RETAIN CONSTANT R_EDGE F_EDGE READ_ONLY READ_WRITE
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
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第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. IEC61131-3产生原因和发展历程
IEC61131-3产生的原因
传统PLC编程语言缺陷
✓ 共性缺点 ✓ 对制造商的依赖性 ✓ 编程语言功能不强 ✓ 程序结构化功能欠缺 ✓ 地址设置不灵活 ✓ 数据处理能力不够 ✓ 控制程序执行路径的功能不强
✓ 一个修订是关于“对IEC61131-3进行修订的建议”。
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第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. IEC61131-3产生原因和发展历程
IEC61131的发展历程
IEC61131-3的应用现状
OPCGroup：用于设定和维护Group对象、管理Item对象，负责 OPC DA客户信息的设定与数据访问 。
OPCItem ：最下面一层的对象。一个数据项的Item由数据的值 （Value）、数据的品质标识（Quality）和时间戳（Time Stamp）等一组数据组成。
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
• 程序组织单元
组成举例
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
• 程序组织单元
相互调用
•● OPC技术和 IEC61131-3
处理 实现了工业过程数据交换的标准化和开放性
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10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
• OPC技术简介
发展趋势和现状
许多硬件中增加了OPC接口，给用户提供了信息访问通道
许多应用软件中增加了客户端功能，可以方便地获取不同的现场 设备中的数据和信息
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第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. IEC61131-3产生原因和发展历程
IEC61131的发展历程
在以上的IEC61131标准中，我们最关心的是第三部分。和第三部 分有关的文件还包括2个技术报告、一个勘误文件和一个修订文 件，这些文件和IEC61131-3是不可分离的。
3. 数据类型
几个重要概念
导出数据类型 结构化数据类型 枚举 数组 数据范围 初始值
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
3. 数据类型
几个重要概念
举例
•● OPC技术和 IEC61131-3
OPC DA的关键性技术的扩展和强力延伸 实时运行期间服务器到服务器之间的数据交换
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第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
• IEC61131-3概述
2个问题
在现场总线技术时代，为什么还要全力学习PLC及其编程技术？ 学习什么样的PLC编程语言？
✓ 技术报告2（IEC TR2-94）是“对扩展IEC61131-3的建议”，它描 述了对IEC61131-3的替代、扩展和修改方案；
✓ 技术报告3（IEC TR3-94）是“可编程序控制器编程语言应用和实现 的导则”，即上面的第八部分；
✓ 一个勘误是关于“对IEC61131-3进行技术勘误的建议”，在该勘误 中纠正了在标准公布后发现的存在于标准中的错误；
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第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. OPC的接口和服务器
OPC服务器的对象模型
OPCServer：负责OPC DA服务器级的信息管理、获取服务器的 状态信息。向OPC客户提供创建OPCGroup对象的功能，通过这 些接口把信息“暴露”给客户端，供其调用。
第一部分 通用信息 主要定义PLC的基本特性和概念，1992年发布。 第二部分 装置需求和测试 主要定义对装置的电气、机械方面的结构和功能要求，
以及相应的合格性测试的标准，1992年发布，现在还在修订中。 第三部分 编程语言 定义PLC的软件结构、编程语言和程序执行方式，它综合了世
界上广泛流行的编程语言的特点，并且使其成为一种面向未来的PLC编程语言。 该部分1993年发布。 第四部分 用户指导 该部分试图从PLC的选择、安装和维护等方面给用户提供一个 指导性的规则。该部分计划在1995年发布，但一直未发布。 第五部分 通信服务规范 该部分是关于PLC之间进行通信，以及PLC和其他设备之 间进行基于MMS（Manufacturing Messaging Services）通信的规范。2000年 发布。
举例
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
3. 数据类型
常规数据类型
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
急需一个标准化和开放性的标准编程语言
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10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. IEC61131-3产生原因和发展历程
IEC61131的发展历程
1979年开始，由TC65B/WG7（Technical Committee 65B/Working Group 7） 来负责PLC标准的制订
一些监控应用软件同时也提供OPC服务器，可以为其他的软件提 供信息访问通道
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第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. OPC的接口和服务器
OPC的标准接口
定制接口（Custom Interface）：基本接口 自动化接口（Automation Interface） ：Optional
第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
2. OPC的接口和服务器
OPC－DA
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. OPC的接口和服务器
OPC－DX
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10.3 IEC61131-3编程基础
• 程序组织单元
组成：由三部分组成
•● OPC技术和 IEC61131-3
•● OPC技术和 IEC61131-3
5. 系统配置
资源：即处理器。一个PLC中可以有一个或多个CPU处 理器，或资源。
第六部分 现场总线的通信 关于使用IEC标准现场总线的PLC的通信标准。等待发 布。
第七部分 模糊控制语言 关于使用PLC处理模糊逻辑的标准功能块的标准。2000 年发布。
第八部分 PLC编程语言执行的导则 指导IEC61131-3编程语言的应用和执行的文 件。计划在1998年发布，实际在2003年发布。
FUN是可以赋予参数但没有静态变量（没有记忆）的POU，当以相同的 输入参数调用时，它总是生成相同的结果作为其功能（输出）。例如我 们过去常用的算术运算指令。
FB是可以赋予参数并具有静态变量（有记忆）的POU，当以相同的输入 参数调用时，它的输出状态取决于其内部变量和外部变量的状态，它能 记忆状态信息。例如定时器和计数器等。
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10.3 IEC61131-3编程基础
2. 简单语言元素
分界符 关键字 直接量 标识符
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
2. 简单语言元素
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10.2 IEC61131-3概述
3. IEC61131-3简介
LD FBD SFC ST IL
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
10.3 IEC61131-3编程基础
4. 变量
变量定义
•● OPC技术和 IEC61131-3
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10.3 IEC61131-3编程基础
4. 变量
变量地址的直接表示
•● OPC技术和 IEC61131-3
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
•● OPC技术和 IEC61131-3
• 程序组织单元
定义
POU（Program Organization Unit）是用户程序中最小的、独立的软 件单元，它是全面理解新语言概念的基础。
在IEC61131-3中定义了三种类型的POU，按其功能的递增顺序依次为： 功能（Function，FUN）、功能块（Function Block，FB）和程序 （Program，PROG）
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第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
• OPC技术简介
基本概念
一种工业数据交换的最有效的平台 基于微软的OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式 服务器是数据的供应方，负责为OPC的客户提供所需要的数据 客户是数据的使用方，可以对OPC服务器提供的数据按需要进行
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10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. OPC的接口和服务器
OPC的服务器类型
OPC数据访问（Data Access）服务器 OPC报警和事件服务器（Alarm & Event Access） OPC历史数据访问服务器（History Data Access） OPC批量服务器（Batch Access）
3. IEC61131-3的突出特点
良好的结构化编程环境 极强的数据类型检测功能 支持全面的程序执行控制功能 极强的复杂顺序控制功能 可以进行数据结构定义 编程语言的灵活选择 丰富的独立于制造商的软件产品
•● OPC技术和 IEC61131-3
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10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
• OPC技术简介
问题的提出
不同的现场总线技术、以太网技术之间的连接问题 不同的组态软件之间的数据交换问题 不同的现场设备的驱动、升级问题
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10.3 IEC61131-3编程基础
4. 变量
主要变量
输入变量 输出变量 输入/输出变量 全局变量 外部变量 临时变量 存取路径变量
•● OPC技术和 IEC61131-3
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10.3 IEC61131-3编程基础
4. 变量
变量类型的属性
RETAIN CONSTANT R_EDGE F_EDGE READ_ONLY READ_WRITE
•● OPC技术和 IEC61131-3
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10.3 IEC61131-3编程基础
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10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. IEC61131-3产生原因和发展历程
IEC61131-3产生的原因
传统PLC编程语言缺陷
✓ 共性缺点 ✓ 对制造商的依赖性 ✓ 编程语言功能不强 ✓ 程序结构化功能欠缺 ✓ 地址设置不灵活 ✓ 数据处理能力不够 ✓ 控制程序执行路径的功能不强
✓ 一个修订是关于“对IEC61131-3进行修订的建议”。
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10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. IEC61131-3产生原因和发展历程
IEC61131的发展历程
IEC61131-3的应用现状
OPCGroup：用于设定和维护Group对象、管理Item对象，负责 OPC DA客户信息的设定与数据访问 。
OPCItem ：最下面一层的对象。一个数据项的Item由数据的值 （Value）、数据的品质标识（Quality）和时间戳（Time Stamp）等一组数据组成。
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第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
• 程序组织单元
组成举例
•● OPC技术和 IEC61131-3
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
• 程序组织单元
相互调用
•● OPC技术和 IEC61131-3
处理 实现了工业过程数据交换的标准化和开放性
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
• OPC技术简介
发展趋势和现状
许多硬件中增加了OPC接口，给用户提供了信息访问通道
许多应用软件中增加了客户端功能，可以方便地获取不同的现场 设备中的数据和信息
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第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. IEC61131-3产生原因和发展历程
IEC61131的发展历程
在以上的IEC61131标准中，我们最关心的是第三部分。和第三部 分有关的文件还包括2个技术报告、一个勘误文件和一个修订文 件，这些文件和IEC61131-3是不可分离的。
3. 数据类型
几个重要概念
导出数据类型 结构化数据类型 枚举 数组 数据范围 初始值
•● OPC技术和 IEC61131-3
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
3. 数据类型
几个重要概念
举例
•● OPC技术和 IEC61131-3
OPC DA的关键性技术的扩展和强力延伸 实时运行期间服务器到服务器之间的数据交换
2007.2 V2.0
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10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
• IEC61131-3概述
2个问题
在现场总线技术时代，为什么还要全力学习PLC及其编程技术？ 学习什么样的PLC编程语言？
✓ 技术报告2（IEC TR2-94）是“对扩展IEC61131-3的建议”，它描 述了对IEC61131-3的替代、扩展和修改方案；
✓ 技术报告3（IEC TR3-94）是“可编程序控制器编程语言应用和实现 的导则”，即上面的第八部分；
✓ 一个勘误是关于“对IEC61131-3进行技术勘误的建议”，在该勘误 中纠正了在标准公布后发现的存在于标准中的错误；
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第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. OPC的接口和服务器
OPC服务器的对象模型
OPCServer：负责OPC DA服务器级的信息管理、获取服务器的 状态信息。向OPC客户提供创建OPCGroup对象的功能，通过这 些接口把信息“暴露”给客户端，供其调用。
第一部分 通用信息 主要定义PLC的基本特性和概念，1992年发布。 第二部分 装置需求和测试 主要定义对装置的电气、机械方面的结构和功能要求，
以及相应的合格性测试的标准，1992年发布，现在还在修订中。 第三部分 编程语言 定义PLC的软件结构、编程语言和程序执行方式，它综合了世
界上广泛流行的编程语言的特点，并且使其成为一种面向未来的PLC编程语言。 该部分1993年发布。 第四部分 用户指导 该部分试图从PLC的选择、安装和维护等方面给用户提供一个 指导性的规则。该部分计划在1995年发布，但一直未发布。 第五部分 通信服务规范 该部分是关于PLC之间进行通信，以及PLC和其他设备之 间进行基于MMS（Manufacturing Messaging Services）通信的规范。2000年 发布。
举例
•● OPC技术和 IEC61131-3
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
3. 数据类型
常规数据类型
•● OPC技术和 IEC61131-3
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.3 IEC61131-3编程基础
急需一个标准化和开放性的标准编程语言
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.2 IEC61131-3概述
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. IEC61131-3产生原因和发展历程
IEC61131的发展历程
1979年开始，由TC65B/WG7（Technical Committee 65B/Working Group 7） 来负责PLC标准的制订
一些监控应用软件同时也提供OPC服务器，可以为其他的软件提 供信息访问通道
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. OPC的接口和服务器
OPC的标准接口
定制接口（Custom Interface）：基本接口 自动化接口（Automation Interface） ：Optional
第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
2. OPC的接口和服务器
OPC－DA
•● OPC技术和 IEC61131-3
2007.2 V2.0
第10章OPC技术和IEC611313
10.1 OPC技术
•● OPC技术和 IEC61131-3
2. OPC的接口和服务器
OPC－DX