1、1浅议基于 IEC611313 的编程环境设计摘 要：传统的 PLC 编程语言存在标准难以统一，通用性差等难以克服的缺点，研究和设计基于 IEC61131-3 标准的编程环境具有十分重要的意义。 关键词：IEC61131-3 标准 编程环境 随着 PLC 控制系统结构不断向前发展，PLC 编程语言和编程工具在不断更新。但是由于各个 PLC 生产厂家的产品互相不开放，而且各个厂家的硬件各异，其编程方法也是各不相同。传统的 PLC 编程语言一般遵从广大电气自动化人员的专业习惯，易学易用，但是也存在标准难以统一，通用性差等难以克服的缺点。而 IEC61131-3 标准对当代工业可编程控制器中种类繁多
2、的概念及语言进行了标准化，规范了 PLC 的编程语言及其基本元素，为 PLC 软件技术的发展乃至整个工控软件技术的发展，起了举足轻重的推动作用。 为了满足 IEC61131-3 标准对编程环境各项功能的要求，我们可以将软件的内在功能划分为编辑模块、检查模块、翻译模块、编译模块、通讯模块、在线监视模块六大模块，如图 1 所示。 编辑模块：是编程系统最基本的功能块，如图 2 所示，包括文本编辑器和图形编辑器，分别对 IEC61131-3 提供的文本语言和图形语言进行编辑。该模块主要为用户提供一个友好的程序编辑环境，包括具有一定智能的图形编辑环境及文本编辑环境。对于图形语言来说必须能够用鼠2标拖拽系
3、统提供的各种组件进行程序编辑，接受键盘的输入，对各组件、功能块进行标注。对于文本语言除了能够接受用户程序的输入，还需要对用户的输入进行提示，并对输入的文字进行格式化（如将 PLC 保留字、注释等以不同的颜色、字体显示） 。 检查模块：对文本语言程序进行基本的词法和语法错误检查，对图形语言程序进行图元组合错误检查，并对存在的错误进行提示，以规范用户编程，提高编程效率。 翻译模块：图形语言简单直观，易于被广大编程人员接受，但不能被 PLC 识别，也不易进行直接编译。所以在编程完成后，要将图形语言转换成文本语言，以便调用编译器对程序进行进行编译。 监视模块：该模块当程序在 PLC 中运行时以图形和表
4、格的形式及时反映程序执行和参数变化情况，以便及时对程序进行调整和维护。 通信模块：负责上位计算机与 PLC 硬件之间的数据通信，包括用户程序下载、操作命令（如运行、停止等）和硬件配置参数、内存等的记取。 编译模块：将文本语言程序编译成目标代码，再将目标代码生成可下载到 PLC 硬件系统上运行的可执行文件。 除了以上主要功能模块外的其他一些基本功能，如工程管理功能、数据库以及在线帮助等，可以内嵌到以上模块中，并设计树型工程管理器，方便用户对整个工程进行管理。 编程系统工作原理框图如图 3 所示。 明确了系统的基本功能，划分了系统的基本功能模块后，可建立描3述系统外部执行者和系统提供用例之间的联系
5、的 UML 用例图如图 4 所示。从图中可以看出，工程管理器用来管理工程文件，每个工程中又含有一个或多个程序文件。使用者可以通过工程管理器来创建和管理工程，然后通过图形编辑器来编辑 LD、FBD 或 SFC 程序，也可以利用文本编辑器来编辑 IL 或 ST 程序。程序编辑完成以后经过检查模块的检查，若是图形语言程序，使用翻译模块翻译成文本语言，然后调用编译模块生成PLC 可执行代码，最后通过通讯模块下载到 PLC 中去。而 PLC 在执行程序的过程中，通过通讯模块将状态参数以字符串形式送出，利用在线监视功能显示在屏幕上。 图 5 为编程系统配置图，描述系统硬件的物理拓扑结构以及在此基础上执行的
6、软件。它可以清楚地描述硬件设备的配置、通信以及在各硬件设备上各种软件结构和对象的配置。一个 PLC 编程系统通常分为上位机和下位机两部分，上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，下位机是直接控制设备获取设备状况的 PLC。 从图 5 中我们可以看到，整个软件系统安装在 Windows 系统中，包括语言编辑器组件、程序检查模块组件、程序翻译模块组件、程序编译器组件、在线监视器组件、通讯模块组件和数据库组件。 在硬件配置上，编程系统利用计算机串口与下位机 PLC 的串口建立通讯连接，在线监视器模块通过数据库组件与 PLC 数据存储单元之间的数据传输来实现。 IEC61131-3 标准妥善继承了 PLC 发展过程中形成的编程语言多样化4的现实，基于此标准设计 PLC 编程环境可为 PLC 技术的进一步发展提供广阔的空间。 参考文献 1潘勇，高峻雄，王耘波.PLC 的应用和发展J.计算机与数字工程，2007，35（2）：7678 2万涛.基于 IEC61131-3 标准编程环境的研究与开发D.湖北：武汉大学，2005.05 3姚远，丑武胜，陈友东等.软 PLC 编程开发系统的设计和实现J.组合机床与自动化加工技术，2006.06：1418
