IEC 61131-3

IEC 61131-3 — третій розділ міжнародного стандарту IEC 61131 (також, існує відповідний європейський стандарт EN 61131), що описує мови програмування для програмованих логічних контролерів. На 2016 рік актуальною є редакція IEC 61131-3:2013.

Загальна інформація

Стандарт IEC 61131 вперше було опубліковано Міжнародною електротехнічною комісією у грудні 1993 року з метою вирішення проблем уніфікації устаткування промислової автоматизації. Він охоплює вимоги до апаратних засобів, монтажу, тестування, документації, зв'язку і програмування ПЛК. Мови програмування описані у розділі IEC 61131-3. Стандартом описано п'ять мов програмування:

дві текстові:

• ST (англ. Structured Text) структурований текст — Pascal-подібна мова;
• IL (англ. Instruction List) список інструкцій — вид асемблера;

переходу, використовується для програмування автоматів.

і три графічні:

• LD (англ. Ladder Diagram) східчаста діаграма (мова релейних схем) — схема, наближена до класичного технічного електричного креслення;
• FBD (англ. Function Block Diagram) — діаграма функційних блоків — послідовність ліній, що містять функційні блоки;
• SFC (англ. Sequential Function Chart) послідовний ряд блоків (мова діаграм станів) — послідовність програмових блоків з умовами їх застосування.

Текстові мови програмування

Мова ST

Докладніше: Structured text

Мова ST (структурований текст) — мова високого рівня. Синтаксично ST є близькою до мови Pascal. Замість процедур мови Pascal в ST використовуються компоненти програм стандарту IEC.

Мова IL

Докладніше: Instruction list

Мова IL (список інструкцій) є типовим асемблером з акумулятором та переходами за мітками. Набір інструкцій стандартизовано, він не залежить від конкретної платформи. Мова IL дозволяє працювати з будь-якими типами даних, викликати функції та функціональні блоки, реалізовані будь-якою мовою. На IL можна реалізувати алгоритм довільної складності, хоча текст програми буде досить громіздким.

Графічні мови програмування

Мова FBD

Докладніше: FBD

Мова FBD (функціонально-блокові діаграми) є аналогом принципових електричних схем, що реалізують логічні операції. Провідники в FBD можуть проводити струм тобто передавати сигнал (передавати змінні) будь-якого типу (логічний, аналоговий, часовий тощо) між блоками. Блоки можуть виконувати будь-які функції. Виходи блоків можуть бути підключені на входи інших блоків або на виходи ПЛК. Така графічна реалізація програми керування робить її досить наочною для сприйняття і аналізу.

Мова LD

Докладніше: Ladder diagram

Мова LD (мова сходинкових діаграм або релейно-контактних схем, РКС) — графічна мова, що реалізує програму у вигляді структури електричних кіл. Графічно LD-діаграма представляється у вигляді двох вертикальних шин живлення. Між ними розміщені електричні гілки кола, утворені замиканням електричних контактів. Навантаженням у кожної гілки служить реле. Кожне реле має контакти, що можуть бути використані в інших гілках. Послідовне (операція І), паралельне (АБО) сполучення контактів та інверсія (НЕ) утворюють базовий набір логічних операцій. Мова LD може бути використана не лише для побудови релейних автоматів але й для програмної реалізації комбінаційних логічних схем. Завдяки можливості включення в LD функцій та функціональних блоків, написаних іншими мовами, сфера застосування мови суттєво розширюється.

Мова SFC

Докладніше: Sequential function chart

У сімействі мов, регламентованих IEC SFC-діаграми (послідовні функціональні схеми) розташовуються вище стосовно інших чотирьох мов. Діаграми SFC є високорівневим графічним інструментом програмування. Графічна діаграма SFC складається із кроків (станів) і переходів між ними. Дозвіл на перехід визначається умовою (модифікатором). Із кроком пов'язані певні дії керованого обладнання. Опис дії виконується будь-якою мовою IEC (IL, ST, LD абр FBD).

Подальшим розвитком мови є редактор CFC (англ. Continuous Function Chart) — це новіша реалізація FBD-редактора, виконана розробниками для програмованих контролерів SIMATIC S7 компанії «Siemens». З'єднання між входами, операторами і виходами автоматично не встановлюються, їх прорисовують у редакторі вручну. CFC надає можливість створювати довгі розгалужені з'єднання у тому числі, наприклад, зворотні зв'язки.

Значення стандарту

Включення у стандарт п'яти мов пояснюється перш за все історичними причинами. Розробники стандарту зіткнулись з наявністю великої кількості варіацій схожих мов програмування. Мови, що увійшли в стандарт, створені на базі найпоширеніших мов провідних виробників контролерів. Після прийняття стандарту з'явилась можливість створення апаратно-незалежних бібліотек програм, орієнтованих на певні задачі керування (регулятори, керування приводами, модулі нечіткої логіки тощо).

Примітки

1. CFC for S7 Continuous Function Chart. Manual. [ 13 травня 2016 у Wayback Machine.] (англ.)

Джерела

• IEC 61131-3:2013 Programmable controllers — Part 3: Programming languages [ 24 квітня 2016 у Wayback Machine.] (англ.).
• Пупена О. М., Ельперін І. В., Луцька Н. М., Ладанюк А. П. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах. Навчальний посібник. — К.: Ліра-К, 2011. — 500с.
• Robert W. Lewis Programming Industrial Control Systems Using IEC 1131-3, IEE Control Engineering Series, IEE, 1998. (англ.)
• Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Під ред. проф. В. П. Дьяконова . — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. — 256 c. — (рос.)

Посилання

• (англ.)