本文主要對ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準的一些主要特點、國際組織及ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準在國內(nèi)外的發(fā)展情況作了簡單介紹，以讓讀者對ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準的基本情況及其所具有的諸多優(yōu)點有一總體認識，為讀者進一步閱讀后續(xù)文章做了必要鋪墊。

    ＩＥＣＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ６１１３１－３是ＩＥＣ ６１１３１國際標準的第三部分，是第一個為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計提供標準化編程語言的國際標準，它得到了世界范圍的眾多廠商的支持，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廠家的技術(shù)、編程語言、方言等的基礎(chǔ)之上，形成的一套新的國際編程語言標準。６１１３１－３國際標準隨著可編程序控制器ＰＬＣｓ技術(shù)、編程語言等的不斷進步也在不斷地進行著補充和完善。

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

    ＩＥＣ ６１１３１國際標準包括８部分。Ｐａｒｔ １：綜述；Ｐａｒｔ ２：硬件；Ｐａｒｔ ３：可編程語言；Ｐａｒｔ ４：用戶導(dǎo)則；Ｐａｒｔ ５：通信；Ｐａｒｔ ６：現(xiàn)場總線通信；Ｐａｒｔ ７：模糊控制編程；Ｐａｒｔ ８：編程語言的實施方針。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(chǔ)。ＩＥＣ ６１１３１－５是ＩＥＣ ６１１３１的通信部分，通過ＩＥＣ ６１１３１－５，可實現(xiàn)可編程序控制器與其它工業(yè)控制系統(tǒng)、如機器人、數(shù)控系統(tǒng)、現(xiàn)場總線等的通信。

１　采用ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準的必要性

１.１對系統(tǒng)“開放性”的要求

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

１.２傳統(tǒng)ＰＬＣ梯形圖編程的缺點

     不同ＰＬＣ產(chǎn)品的梯形圖符號和編程變化很大。

    有限的數(shù)據(jù)封裝能力，很難將一個復(fù)雜的程序分解為數(shù)個簡單的程序部分：現(xiàn)在的梯形圖編程，一個程序塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)還缺乏對外部隱藏其數(shù)據(jù)的封裝能力，因而，一個大的程序要想分解為幾個簡單的小程序，并且各個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(xiàn)在編程的一個發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的ＰＬＣ不能通過重復(fù)調(diào)用相同的邏輯策略和算法實現(xiàn)程序重復(fù)使用。

    不支持數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：在許多復(fù)雜的應(yīng)用中，程序需要把一些數(shù)據(jù)組織成象高級語言ＰＡＳＣＡＬ、Ｃ中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)那樣的數(shù)據(jù)類型，而目前的梯形圖程序還不支持數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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

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

    執(zhí)行算術(shù)操作的局限性：傳統(tǒng)的ＰＬＣ梯形圖程序?qū)λ阈g(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

    因采用一致的ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準編程，各個ＰＬＣ廠家的編程系統(tǒng)都是統(tǒng)一的，因而，對用戶來說具有如下優(yōu)點：

    減少了人力資源如培訓(xùn)、調(diào)試、維護和咨詢的浪費

    高水平軟件再使用性，它主要解決控制中的問題   

    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

    連接來自不同程序、項目、公司、地區(qū)或國家的部件

２ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準的主要特點

２.１ＩＥＣ ６１１３１－３標準開發(fā)的程序具有完美的結(jié)構(gòu)，支持進行“頂－底”或“底－頂”的程序開發(fā)。允許一個程序被分解為幾個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?qū)﹀e誤類型數(shù)據(jù)具有很強的檢測能力。當一個程序員試圖向一個變量寫一個錯誤類型數(shù)據(jù)時，新標準的ＰＬＣ程序能自動檢測出來，傳統(tǒng)的ＰＬＣ程序是無能為力的。

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

２.４支持復(fù)雜的順序操作功能處理。ＩＥＣ ６１１３１－３程序可通過一個稱為順序功能圖的圖形化語言將一個復(fù)雜的順序功能行為或操作分解并進行描述。

２.５支持數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一個ＩＥＣ ６１１３１－３程序中，可象高級語言ＰＡＳＣＡＬ、Ｃ那樣，用戶在程序中對某一具體設(shè)備定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)，這大大地增強了程序的可讀性，并保證了結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)能正確地存取。

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

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

３ＩＥＣ 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，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：通過在眾多的程序開發(fā)環(huán)境中應(yīng)用這個標準，用戶即可在不同品牌產(chǎn)品和不同類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(quán)的研究機構(gòu)頒發(fā)合格的認證證書，從而促進該標準的實施。ＰＬＣＯｐｅｎ成立于１９９２年，總部設(shè)立于荷蘭，其支持機構(gòu)分設(shè)于美國ＩＬ的Ｅｌｇｉｎ和日本的東京。銷售商、用戶和研究單位作為ＰＬＣＯｐｅｎ會員單位會享有很多利益。ＰＬＣＯｐｅｎ的網(wǎng)站地址為：ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｌｃｏｐｅｎ．ｏｒｇ，ＰＬＣＯｐｅｎ出版季度簡報“ＰＬＣＯｐｅｎｉｎｇ”，可免費獲取。

３.２ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準的發(fā)展

３.２.１傳統(tǒng)的ＰＬＣ公司的編程系統(tǒng)對ＩＥＣ ６１１３１－３的支持情況

    傳統(tǒng)的ＰＬＣ公司如西門子、三菱、Ｒｏｃｋｗｅｌｌ、ＭＯＥＬＬＥＲ、ＬＧ、ＧＥ－ＦＡＮＵＣ等公司編程系統(tǒng)的開發(fā)均是以ＩＥＣ ６１１３１－３為基礎(chǔ)或與ＩＥＣ ６１１３１－３一致。盡管這些編程工具距離標準的ＩＥＣ ６１１３１－３語言還有一定距離，但這些公司的編程系統(tǒng)會逐漸或終將與ＩＥＣ ６１１３１－３編程語言一致，是毋庸置疑的。

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

     因為ＩＥＣ ６１１３１－３編程語言是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廠家的技術(shù)、編程語言、方言等的基礎(chǔ)之上，形成的一套新的國際編程語言標準。它既反映了各ＰＬＣ廠家編程語言的合理的、共性的東西，又形成了新一代編程語言規(guī)范的基礎(chǔ)。任一符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的獨立編程工具通過適當?shù)男薷?，是完全可能?yīng)用于一個具體的ＰＬＣ目標系統(tǒng)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ＯＥＭ方式為世界眾多ＰＬＣ廠家提供了編程系統(tǒng)，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(yīng)用情況

    ＩＥＣ ６１１３１－３等編程軟件運行于ＰＣ環(huán)境，通常稱為軟邏輯ＰＬＣ或ＳｏｆｔＰＬＣ，它構(gòu)成了開放性應(yīng)用系統(tǒng)。由于軟邏輯的開放性，使之能方便而又可靠地連接不同供應(yīng)商的各種Ｉ／Ｏ裝置、現(xiàn)場總線、網(wǎng)絡(luò)、ＰＣ機等，從而滿足了系統(tǒng)最佳化要求，它完全克服了傳統(tǒng)ＰＬＣ的缺點。軟邏輯ＰＬＣ是一種功能強大、全面開放的控制解決方案。除了ＰＬＣ，還應(yīng)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。世界著名的軟邏輯ＰＬＣ公司主要有：德國的Ｋｌｏｐｐｅｒ － ＷｅｉｇｅＫＷＳｏｆｔｗａｒｅ Ｋｉｒｃｈｎｅｒ Ｓｏｆｔ ＧｍｂＨ Ｓｏｆｔｉｎｇ ＧｍｂＨ，ＤＥＬＴＡＬＯＧＩＣ，美國的Ｉｎbbbｌｕｔｉｏｎ等公司。

４ＩＥＣ ６１１３１－３國際標準在國內(nèi)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(yīng)用協(xié)會，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)布實施。在當時，ＩＥＣ ６１１３１－３標準的重要性還不為很多人所認識，所以，ＩＥＣ ６１１３１－３標準并沒有得到很好的推廣?？偟恼f來，由于我國ＰＬＣ廠商與世界ＰＬＣ廠商在技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量方面還存在著巨大差距，故在應(yīng)用和推廣ＩＥＣ ６１１３１－３標準方面還與世界水平存在著很大差距。但在當前世界各ＰＬＣ廠商正越來越多地采用或使用ＩＥＣ ６１１３１－３標準的形勢下，在我國推廣應(yīng)用ＩＥＣ ６１１３１－３標準的工作勢在必行。同時，我們也可喜地看到，國內(nèi)有些廠家的ＰＬＣ產(chǎn)品已經(jīng)開始使用符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的編程系統(tǒng)，如北京和利時公司的ＦＯＰＬＣ產(chǎn)品的編程系統(tǒng)，即是一種符合ＩＥＣ ６１１３１－３標準的編程工具，并且該系統(tǒng)已在多項實際工程中得到了應(yīng)用。從最近舉辦的國際現(xiàn)代工廠／過程自動化展覽、多國儀器儀表等展覽看，已有多家ＩＥＣ ６１１３１－３編程系統(tǒng)制造商如德國的ＫＷ軟件公司、美國的Ｔｈｉｎｋ ＆ Ｄｏ公司等進入中國市場。

    １９９９年６月，ＰＬＣＯｐｅｎ組織派員參加了由中國機電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會舉辦的ＦＡ／ＰＡ’９９國際現(xiàn)代工廠／過程自動化技術(shù)與裝備展，并與協(xié)會討論了在中國建立辦事處的事宜。協(xié)會負責(zé)在國內(nèi)推廣應(yīng)用ＩＥＣ ６１１３１－３標準及ＰＬＣＯｐｅｎ組織在中國的工作。

５ＩＥＣ ６１１３１－３標準的實施

    在一個編程工具中，要滿足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現(xiàn)標準，提供給制造商的自由度是很大的。許多現(xiàn)有的ＩＥＣ編程環(huán)境提供符合bbbbbbｓ環(huán)境的用戶界面：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國際標準中沒有做規(guī)定，此外，供應(yīng)商提供的開發(fā)環(huán)境是有所不同的。

６結(jié)論

    ＩＥＣ６１１3１－３國際標準在技術(shù)上的實現(xiàn)是高水平的，因此有足夠的發(fā)展空間和變動余地，這使得該標準能很好地適應(yīng)下一個世紀。ＩＥＣ６１１３１－３國際標準已對整個控制領(lǐng)域形成了巨大的沖擊，它并不局限于ＰＬＣ市場，它還適用于運動控制市場，分散控制系統(tǒng)和以工業(yè)ＰＣ為基的軟邏輯，ＳＣＡＤＡ等。其適用的市場領(lǐng)域還在不斷擴大。采用或應(yīng)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，采用或應(yīng)用符合ＩＥＣ６１１３１－３國際標準的產(chǎn)品，也注定會成為我國工業(yè)控制領(lǐng)域的趨勢。