IEC 1131-3 国际标准简介 IEC （International Electrotechnical Commission）1131-3 是 IEC 1131 国际标准的第三部分,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。该标准得到了世界范围的的众多厂商的支持，但又独立于任何一家公司。该国际标准的制定，是IEC工作组在合理地吸收、借鉴世界范围的各可编程序控制器PLCs）厂家的技术、编程语言、方言等的基础之上，形成的一套新的国际编程语言标准 。1131-3 国际标准随着可编程序控制器（PLCs）技术、编程语言等的不断进步也在不断地进行着补充和完善。 1131-3 国际标准得到了包括有美国AB 公司、德国西门子公司等世界知名大公司在内的众多厂家的共同推动和支持，它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；它定义的一系列图形化语言和文本语言，不仅对系统集成商和系统工程师的编程带来很大的方便，而且对最终用户同样会带来很大的方便；它在技术上的实现是高水平的，有足够的发展空间和变动余地，使得能很好地适应于下一个世纪。IEC 1131-3 标准最初主要用于可编程序控制器PLCs）的编程系统，但它目前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、SCADA 等。1131-3 国际标准正在受到越来越多的国外公司、厂商的重视和采用，1131-3 国际标准因其具有的诸多优点，也正在受到越来越多的国内公司、厂商的重视和采用。 IEC 1131 国际标准包括8 部分：Part 1: 综述；Part 2: 硬件；Part 3: 可编程语言；Part 4:用户导则；Part 5: 通信；Part 6:现场总线通信；Part 7:模糊控制编程；Part 8:编程语言的实施方针。IEC 1131-3 是IEC 1131 中最重要、最具代表性的部分。IEC 1131-3 国际标准将是下一代PLC 的基础。IEC 1131-5 是IEC 1131 的通信部分，通过IEC 1131-5，可实现可编程序控制器与其它工业控制系统，如机器人，数控系统，现场总线等的通信。 一、采用IEC 1131-3 国际标准的必要性 1． 对系统“开放性”的要求 成熟的工业控制市场已经开始对“开放性系统”产品提出了越来越多的要求，IEC1131-3 国际标准正是适应了这种要求。 2． 传统PLC 梯形图编程的缺点 不同PLC 产品的梯形图符号和编程变化很大。 有限的数据封装能力，很难将一个复杂的程序分解为数个简单的程序部分:现在的梯形图编程，一个程序块的内部数据还缺乏对外部隐藏其数据的封装能力，因而，一个大的程序要想分解为几个简单的小程序，并且各个小程序之间具有的清晰的接口是很困难的。 有限的程序可重用性：程序可重用性是现在编程的一个发展趋势，传统的PLC不能通过重复调用相同的逻辑策略和算法，实现程序重复使用。 不支持数据结构：在许多复杂的应用中，程序需要把一些数据组织成象高级语言PASCAL 、C 中的数据结构那样的数据类型，而目前的梯形图程序还不支持数据结构。 支持有限的对顺序操作功能编程：传统的PLC 梯形图编程对顺序操作的处理方法是，为每一个顺序状态提供一个状态位，这种对顺序操作的处理能力是很有限的。 程序执行的局限性：PLC 程序是顺序执行的，执行一次程序的时间取决于程序的长短和复杂性，对很大和很复杂的程序， 执行一次程序的时间就较长，这对有些对时间有苛刻要求的应用，是有很大的局限性的。 执行算术操作的局限性：传统的PLC 梯形图程序对算术操作处理是很困难的。 3． 采用IEC 1131-3 国际标准的优点 因采用一致的IEC 1131-3 国际标准编程，各个PLC 厂家的编程系统都是统一的，因而，对用户来说具有如下优点： 减少了人力资源，如培训、调试、维护和咨询的浪费 高水平软件再使用性，它聚焦于解决控制中的问题减少了编程中的误解和错误 适用于宽环境范围的编程技术：通用的工业控制连接来自不同程序、项目、公司、地区或国家的部件 二、IEC 1131-3 国际标准的主要特点 1． IEC 1131-3 标准开发的程序具有很好的结构，支持进行“顶-底”或“底-顶”的程序开发。允许一个程序被分解为几个功能元素即程序组织单元（POUs），程序组织单元包括功能块、功能和程序。 2． 新标准的PLC 程序对错误类型数据具有很强的检测能力。当一个程序员试图向一个变量写一个错误类型数据时，新标准的PLC 程序能自动检测出来。传统的PLC 程序是无能为力的。 3． 对程序执行的完全控制能力。传统PLC 程序只能顺序扫描、执行程序，对某一段程序不能按用户的实际要求定时执行。IEC 1131-3 程序允许程序的不同部分在不同的时间、以不同的比率并行执行。 4． 支持复杂的顺序操作功能处理。IEC 1131-3 程序可通过一个称为顺序功能图的图形化语言将一个复杂的顺序功能行为或操作分解并进行描述。 5． 支持数据结构。在一个IEC 1131-3 程序中，用户可象高级语言如PASCAL、C那样在程序中对某一具体设备定义数据结构类型数据，这大大地增强了程序的可读性，并保证了结构内的数据能正确地存取。 6． 可柔性地选择编程语言。IEC 1131-3 有三种图形化语言和两种文本语言，变成人员可根据自己的喜好，实际应用的要求自由地选择这五种语言。一个程序的不同部分可用任何一种语言来描述。 7 ． 独立于任一目标系统的编程系统。IEC 1131-3 提供了标准的程序执行的语言和方法，独立于任一具体的目标系统，所以，IEC 1131-3 可最大限度地运行在来自不同目标系统的PLC 上。 三、IEC 1131-3 国际标准在国外的发展 1. PLCOpen 介绍 PLCOpen 是一独立于生产商和产品的国际性协会，主要工作就是支持、宣传和推广IEC1131-3 国际标准。PLCOpen 的目标是：通过在众多的程序开发环境中应用这个标准，用户即可在不同品牌产品和不同类型的控制之间移植控制程序，并且能方便地互换。为了达到这个目标，PLCOpen 致力于提供与/或使用IEC 1131-3 的兼容产品。为保证产品兼容性，由PLCOpen 授权的研究机构颁发合格的认证证书，从而促进该标准的实施。PLCOpen 成立于1992 年，总部设立于荷兰，其支持机构分设于美国IL 的Elgin 和日本的东京。销售商、用户和研究单位作为PLCOpen 会员单位会享有很多利益。PLCOpen 的网站地址为：http://www.plcopen.org , PLCOpen 出版季度简报PLCOpening”,可免费获取。 2. IEC 1131-3 国际标准的发展 2.1 传统的PLC 公司的编程系统对IEC 1131-3 的支持情况 传统的PLC 公司如西门子、三菱、Rockwell、MOELLER、LG、GE-FANUC 等公司编程系统的开发均是以IEC 1131-3 为基础或与IEC 1131-3 一致。尽管这些编程工具距离标准的IEC 1131-3 语言还有一定距离，但这些公司的编程系统会逐渐或终将与IEC 1131-3 编程 语言一致，是毋庸质疑的。 2.2 工控软件公司编程工具对IEC 1131-3 编程语言的支持情况因为IEC 1131-3 编程语言是IEC 工作组在合理地吸收、借鉴世界范围的各可编程序控制器（PLCs）厂家的技术、编程语言、方言等的基础之上，形成的一套新的国际编程语言标准。它既反映了各PLC 厂家编程语言的合理的、共性的东西，又形成了新一代编程语言规范的基础。任一符合IEC 1131-3 标准的独立编程工具通过适当的修改，是完全可能应用于一个具体的PLC 目标系统的。在国际上，符合IEC 1131-3 标准的编程工具主要以德国Klopper-Wiege (KW)软件公司的MULTIPROG、infoteam 软件公司的PDAT 等为代表。KW 软件公司迄今已通过OEM 方式为世界众多PLC 厂家提供了编程系统，如日本的FUJI （富士）、HITACHI（日立）、OMRON（欧姆龙）、MISHUBISHI（三菱）、IDEC（和泉）,美国的ABB、VACON 公司等。 3．基于工业PC 的软逻辑产品应用情况 IEC 1131-3 等编程软件运行于PC 环境，通常称为软逻辑PLC 或SoftPLC, 它构成了开放性应用系统。由于软逻辑的开放性，能方便而又可靠地连接不同供应商的各种I/O 装置、现场总线、网络、PC 机等，从而满足了系统最佳化要求，它完全克服了传统PLC 的缺点。 软逻辑PLC 是一种功能强大、全面开放的控制解决方案。除了PLC，欢应用于DCS、工业网络（包括Internet、Intranet）、HMI 等领域，发展前途是很大的。世界著名的软逻辑PLC公司主要有：德国的Klopper and Weige(KW) Software, Kirchner Soft GmbH, Softing GmbH，DELTALOGIC,美国的Intellution 等公司。 四、IEC 1131-3 国际标准在国内的发展 我国是世界IEC 组织的成员国，国家曾经委托中国机电一体化技术应用协会，翻译、制定了针对IEC 1131 的国家标准第一版国家标准，并于1995 年11 月发布实施。在当时，IEC 1131-3 标准的重要性还不为很多人所认识，所以，IEC