Стандарт IEC 61131. Стандартные языки IEC 1131-3. Ограничения стандарта IEC 61131-3

Лекция 13.

1. Стандарт  IEC 61131.

2. Ladder Diagram (LD).

3. Instruction List (IL).

4. Structured Text (ST)

5. Sequential Function Chart (SFC)

6. Ограничения стандарта IEC 61131-3.

Стандарт  IEC 61131

1979 г.  : Международная Электротехническая Комиссия IEC основывает 
Рабочий Комитет 65A  для разработки стандарта для Программируемых Логических Контроллеров (PLC) .

Цель:  соответствовать возрастающей сложности систем управления и разнообразию PLC, применяемых в них.

Содержание  стандарта  IEC 61131

IEC 61131-1 – Общие положения (1992);

IEC 61131-2 – Спецификации и испытания оборудования(1992);

IEC 61131-3 – Языки программирования (1993);

IEC 61131-4 – Рекомендации пользователям;

IEC 61131-5 – Спецификация сервисных служб сообщений.

Преимущества КЛИЕНТОВ согласно IEC 61131-3:

ü Уменьшение стоимости обучения.

ü  Однородность пользовательских приложений: структура программ идентичная, предопределенные объекты.

ü  Разнообразие стандартных языков: каждая функция приложения может быть запрограммирована наиболее подходящим языком.

Преимущества КОНСТРУКТОРОВ согласно IEC 1131-3:

ü Соответствие техническим требованиям для новых приложений, которые предписаны  клиентами согласно стандарту;

ü  Упорядочение языков программирования PLC  и появление дополнительных функций по сравнению с обычными средствами разработки программного обеспечения.

Стандарт IEC 1131-3 определяет :

ü языки программирования,

ü  и для всех языков:

                    – синтаксис и вид объектов,

                    – структуру программного обеспечения,

                    – объявление переменных.

Стандартные языки IEC 1131-3:

ü LADDER DIAGRAM (LD) или язык лестничных диаграмм (лестничной логики);

ü FUNCTION BLOCK DIAGRAM (FBD) или диаграмма (схема) функциональных блоков;

ü INSTRUCTION LIST (IL) или список команд;

ü STRUCTURED TEXT (ST) или
структурированный (литеральный) текст;

ü SEQUENTIAL FUNCTION CHART (SFC) или последовательная функциональная карта (диаграмма).

Объекты языка

Объявление переменных:

ü не предопределенные объекты должны иметь
  имя и тип, объявленные программистом.

Предопределенные объекты распределены зоны :

ü зона памяти (%M);

ü зона входов (%I);

ü зона выходов (%Q);

     Это:

ü биты (X);

ü байты (B);

ü слова (W);

ü двойные слова (D);

ü длинные слова (L) – 64 бита.

Примеры:

ü  слово зоны входов: %IW53

ü  слово зоны памяти: %MW30

ü  бит зоны памяти: %MX41 или %M41

ü  двойное слово из зоны памяти: %MD48

ü  таблица из 8 слов: %MW4:8

ü  бит слова : %MW0: X4

ü  бит зоны выходов: %QX21 или %Q21
  ( X  может пропускаться).

Ladder Diagram (LD)

Основные характеристики:

–   графические элементы, организованные в сеть релейно-контактных схем;

–   графическая форма используемых элементов;

–   прохождение схем через связанные элементы;

–   используемые элементы: контакты, реле  функции, функциональные блоки, управляющие элементы ( переходы, возвраты, ...) .

Function Block Diagram (FBD)

Основные характеристики:

ü представление функций через блоки, связанные между собой;

ü нет соединений между выходами функциональных блоков;

ü прохождение сети: выход блока соединяется со входами одного или нескольких блоков;

ü метка сети ограничивается знаком ":" справа.

Instruction List (IL)

Основные характеристики:

ü последовательность команд , каждая начинается с новой линии;

ü одна команда = один оператор + один или несколько операндов, разделенных запятыми;

ü метка - выборочно,  после нее ставится ":" ;

ü комментарий - выборочно, начинается и заканчивается через (*  *) соответственно;

ü функциональные блоки запускаются с помощью оператора (СAL) или через использование входов функциональных блоков.

Пример программирования счетчика:

   CAL   C10(CU:=  %IX10,  PV:= 15) 

 эквивалентен набору:

                   LD    15

                   PV    C10

                   LD    %IX10

                   CU    C10

Пример:

  Метка       Оператор        Операнд                    Комментарий

  ПУСК:      LD                   %IX1  (* кнопка *)

                   ANDN              %MX5

                   ST                    %QX2   (* пуск *)

  L10      :    LD                    %IW12

                   ADD                 1

                   ST                     %MW41

JMP                   SET_OUT

Structured Text (ST)

    Основные характеристики:

ü  Синтаксис подобный Pascal, позволяющий программировать сложные алгоритмы;

ü  Последовательность команд с использованием переменных, управлением функциями и функциональными блоками, использование операторов, повторения, условного выполнения;

ü  По  окончании  ставится “;" .

  Пример:    

            J:=1

          WHILE J<=100 & X1< >X2 DO

          J:=J+2 ;

          END_WHILE ;

Sequential Function Chart (SFC)

Основные характеристики:

ü предназначен для описания функций
    последовательных операций ;

ü шаги (этапы) представляются графически
   блоком или литерально через конструкцию
   общую языкам IL и ST:

STEP...………...........END_STEP

ü переходы представлены графически через
   горизонтальную линию или литерально через
   конструкцию :         

            TRANSITION............END_TRANSITION

Основные характеристики (продолжение):

ü условие перехода в языках LD, FBD, IL или ST;

ü действия ассоциированные с шагами: булевые переменные или часть программы,
написанная на одном из пяти языков;

ü ассоциация действий с шагами в графической или литеральной форме.

 

Sequential Function Chart (SFC)

Ограничения стандарта IEC 61131-3

ü не фиксируется имя задач;

ü нет минимального количества функций, готовых к реализации;

ü сервисные утилиты и средства разработки-отладки приложения (редакторы, языки, документирование) не определены;

ü нет точных правил выполнения программы;

ü не описана конвертируемость языков (LD в IL, FBD в ST).