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IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用領(lǐng)域的概括描述

作者: 時間:2012-04-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

61131-3的XML格式及其應(yīng)用

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/149186.htm

  隨著 61131-3被廣泛接受,經(jīng)濟競爭的環(huán)境日益嚴(yán)峻,而在工業(yè)控制軟件的開發(fā)成本和工程成本日益上升的形勢下,希望能在不同的軟件開發(fā)環(huán)境之間交換其程序、函數(shù)/功能塊庫和工程項目的需求越發(fā)高漲。考慮到編程僅僅是控制軟件完整應(yīng)用開發(fā)套件的一個環(huán)節(jié),為規(guī)范它與其他環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)交換的接口,有必要提供為實現(xiàn) 61131-3編程的數(shù)據(jù)交換規(guī)范。通過為IEC 61131-3規(guī)定一種XML的格式,倡導(dǎo)一種開發(fā)環(huán)境,使得在此基礎(chǔ)上構(gòu)成統(tǒng)一的工程軟件平臺。

  利用PLCopen規(guī)范的XML格式,來實現(xiàn)不同軟件工具的數(shù)據(jù)交換:為統(tǒng)一的工程平臺實現(xiàn)不同控制功能的編程、組態(tài)提供基礎(chǔ);為統(tǒng)一的工程平臺實現(xiàn)設(shè)計、調(diào)試、運行操作、維護各階段功能的前后銜接提供基礎(chǔ);進行不同硬件平臺定義的I/O變量和內(nèi)部變量直接的變換,為控制程序無障礙移植創(chuàng)造前提條件。包括文本化編程語言、圖形化編程語言、結(jié)構(gòu)化編程語言、圖形信息、數(shù)據(jù)類型等信息,都可用XML的格式予以表達。

  舉例來說,由德國的汽車制造商Daimler發(fā)起,聯(lián)合了ABB、KUKA、Rockwell Automation、Siemens等工業(yè)企業(yè)以及一些軟件和服務(wù)商,成立了AutomationML(Automation Markup Language)組織,為的就是通過共同定義數(shù)字化工廠的一種中間格式——自動化標(biāo)記語言AutomationML,并進行化。AutomationML是一種免費的開放標(biāo)準(zhǔn),主要用于制造自動化,包括機器人和物流,但不局限于此。其創(chuàng)新主要在于:在一個單一的根格式(XML格式)下將許多重要工程方面所接受的標(biāo)準(zhǔn)綜合起來予以應(yīng)用。

  IEC 61131-3的OPC UA信息模型

  建立IEC 61131-3的OPC UA信息模型的目的在于提高控制器和可視化裝置(人機界面)、上位信息系統(tǒng)之間通信的復(fù)用性。從長期應(yīng)用的觀點看,將明顯提高工程流程的效率和顯著降低工程成本。設(shè)想當(dāng)某個PLC項目中有許多控制平臺由不同的供應(yīng)商提供,如果用一種可視化工具或MES/ERP,從這些控制平臺的外部來看,他們完全是一樣的。PLCopen之所以選擇OPC UA,是因為使用OPC的統(tǒng)一架構(gòu)解決了如下問題:在監(jiān)控層面如何發(fā)現(xiàn)與之通信的對象;如何使通信對象的數(shù)據(jù)、復(fù)雜數(shù)據(jù)和功能性是完全可利用的;如何使通信可靠、可執(zhí)行,又與操作系統(tǒng)和編程語言無關(guān);如何確保信息安全。

  在2009年德國紐倫堡SPS/IPC/Drives展會、2010年HMI展會以及2010年燈光和建筑展會上分別展出了由多個供應(yīng)商采用OPC的IEC 61131-3信息模型的實物演示。

  嵌入式PLC的發(fā)展趨勢與潛力

  根據(jù)《Control Design》雜志的調(diào)查,2009年美國機械行業(yè)的PLC用戶占2/3,PAC和PC控制合起來只占13%,而嵌入式PLC僅占5%。這可以說明,嵌入式PLC具有很大的發(fā)展空間。

  目前,嵌入式PLC的發(fā)展也呈現(xiàn)多元化,國內(nèi)外均有良好表現(xiàn):德國赫優(yōu)訊推出的將現(xiàn)場總線技術(shù)和PLC技術(shù)結(jié)合的netPLC很有特色;國內(nèi)幾年前就有華中科技大學(xué)在EASY CORE 1.00核心芯片組中加載了嵌入式PLC系統(tǒng)軟件,作為硬件平臺,開發(fā)了多模入通道的嵌入式PLC;還有一種發(fā)展路徑是以開發(fā)PLC與人機界面相結(jié)合的硬件/軟件一體化為目標(biāo)的平臺,充分利用了CASE工具,結(jié)合各類嵌入式芯片的開發(fā)平臺和各種輸入/輸出通道的硬件電路庫,專為機電設(shè)備開發(fā)客制化、具有ODM性質(zhì)的專用PLC。

  嵌入式PLC在我國具有較廣闊的發(fā)展空間,首先在于它十分有利于發(fā)揮我國自動化行業(yè)發(fā)展的兩大特點:有相當(dāng)雄厚的為機電設(shè)備配套的市場基礎(chǔ),并擁有足夠的、性價比全球最優(yōu)的設(shè)計開發(fā)隊伍。我們完全可以以最低的成本、較高的質(zhì)量,并按客制化的要求設(shè)計、生產(chǎn)為機電設(shè)備配套的嵌入式PLC,來代替通用PLC。同時,嵌入式PLC的硬件、軟件、人機界面、通信等各方面的功能設(shè)計靈活,易于剪裁,更貼近各種檔次的機電設(shè)備的要求。嵌入式PLC完全基于嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ),拿來就可用。SoC芯片、嵌入式操作系統(tǒng)與符合IEC 61131-3編程語言標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境等優(yōu)勢,使得其在市場上很容易找到。

  在目前環(huán)境下開發(fā)通用PLC的技術(shù)不難突破,但搶占市場需要大量財力和人力資源投入。在市場已被為數(shù)不多的幾家大公司穩(wěn)固瓜分的今天,走這樣的路線似乎事倍功半。我國小型PLC近年來也有可喜進步的實踐,也同樣證明了這一判斷。



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