http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 12:37:31 來源:上海工業自動化儀表研究院 彭瑜
【導讀:xijuanquanqiudejinrongfengbaoweishitijingjidailaijidadeyingxiang,dansihubingweiduikexuejishudefazhangouchengweixie。zheyeqishirenmenzhongxinrenshi,congtuidongrenleijinbuhejingjishehuifazhandeshijiaolaikan,kejijingyingsuoqidejudazuoyongburongxiaoqu。借此機會,我想就近年來圍繞PLC技術和應用領域的長足進步作一些初步的概括和描述。——上海工業自動化儀表研究院 彭瑜】
IEC 61131-3的XML格式及其應用
隨著IEC 61131-3biaozhunbeiguangfanjieshou,jingjijingzhengdehuanjingriyiyanjun,erzaigongyekongzhiruanjiandekaifachengbenhegongchengchengbenriyishangshengdexingshixia,xiwangnengzaibutongderuanjiankaifahuanjingzhijianjiaohuanqichengxu、函數/功(gong)能(neng)塊(kuai)庫(ku)和(he)工(gong)程(cheng)項(xiang)目(mu)的(de)需(xu)求(qiu)越(yue)發(fa)高(gao)漲(zhang)。考(kao)慮(lv)到(dao)編(bian)程(cheng)僅(jin)僅(jin)是(shi)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)完(wan)整(zheng)應(ying)用(yong)開(kai)發(fa)套(tao)件(jian)的(de)一(yi)個(ge)環(huan)節(jie),為(wei)規(gui)範(fan)它(ta)與(yu)其(qi)他(ta)環(huan)節(jie)間(jian)的(de)數(shu)據(ju)交(jiao)換(huan)的(de)接(jie)口(kou),有(you)必(bi)要(yao)提(ti)供(gong)為(wei)實(shi)現(xian)IEC 61131-3編程的數據交換規範。通過為IEC 61131-3規定一種XML的格式,倡導一種開發環境,使得在此基礎上構成統一的工程軟件平台。
利用PLCopen規範的XML格式,來實現不同軟件工具的數據交換:為統一的工程平台實現不同控製功能的編程、組態提供基礎;為統一的工程平台實現設計、調試、運行操作、維護各階段功能的前後銜接提供基礎;進行不同硬件平台定義的I/O變量和內部變量直接的變換,為控製程序無障礙移植創造前提條件。包括文本化編程語言、圖形化編程語言、結構化編程語言、圖形信息、數據類型等信息,都可用XML的格式予以表達。
舉例來說,由德國的汽車製造商Daimler發起,聯合了ABB、KUKA、Rockwell Automation、Siemens等工業企業以及一些軟件和服務商,成立了AutomationML(Automation Markup Language)組織,為的就是通過共同定義數字化工廠的一種中間格式——自動化標記語言AutomationML,並進行標準化。AutomationML標準是一種免費的開放標準,主要用於製造自動化,包括機器人和物流,但不局限於此。其創新主要在於:在一個單一的根格式(XML格式)下將許多重要工程方麵所接受的標準綜合起來予以應用。
IEC 61131-3的OPC UA信息模型
建立IEC 61131-3的OPC UA信息模型的目的在於提高控製器和可視化裝置(人機界麵)、上位信息係統之間通信的複用性。從長期應用的觀點看,將明顯提高工程流程的效率和顯著降低工程成本。設想當某個PLC項目中有許多控製平台由不同的供應商提供,如果用一種可視化工具或MES/ERP,從這些控製平台的外部來看,他們完全是一樣的。PLCopen之所以選擇OPC UA,是因為使用OPC的統一架構解決了如下問題:在監控層麵如何發現與之通信的對象;如何使通信對象的數據、複雜數據和功能性是完全可利用的;如何使通信可靠、可執行,又與操作係統和編程語言無關;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年燈光和建築展會上分別展出了由多個供應商采用OPC的IEC 61131-3信息模型的實物演示。
嵌入式PLC的發展趨勢與潛力
根據《Control Design》雜誌的調查,2009年美國機械行業的PLC用戶占2/3,PAC和PC控製合起來隻占13%,而嵌入式PLC僅占5%。這可以說明,嵌入式PLC具有很大的發展空間。
目前,嵌入式PLC的發展也呈現多元化,國內外均有良好表現:德國赫優訊推出的將現場總線技術和PLC技術結合的netPLC很有特色;國內幾年前就有華中科技大學在EASY CORE 1.00核心芯片組中加載了嵌入式PLC係統軟件,作為硬件平台,開發了多模入通道的嵌入式PLC;還有一種發展路徑是以開發PLC與人機界麵相結合的硬件/軟件一體化為目標的平台,充分利用了CASE工具,結合各類嵌入式芯片的開發平台和各種輸入/輸出通道的硬件電路庫,專為機電設備開發客製化、具有ODM性質的專用PLC。
嵌入式PLC在我國具有較廣闊的發展空間,首先在於它十分有利於發揮我國自動化行業發展的兩大特點:有相當雄厚的為機電設備配套的市場基礎,並擁有足夠的、性價比全球最優的設計開發隊伍。我們完全可以以最低的成本、較高的質量,並按客製化的要求設計、生產為機電設備配套的嵌入式PLC,來代替通用PLC。
同時,嵌入式PLC的硬件、軟件、人機界麵、通信等各方麵的功能設計靈活,易於剪裁,更貼近各種檔次的機電設備的要求。嵌入式PLC完全基於嵌入式係統的技術基礎,拿來就可用。SoC芯片、嵌入式操作係統與符合IEC 61131-3編程語言標準的編程環境等優勢,使得其在市場上很容易找到。
在目前環境下開發通用PLC的(de)技(ji)術(shu)不(bu)難(nan)突(tu)破(po),但(dan)搶(qiang)占(zhan)市(shi)場(chang)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)財(cai)力(li)和(he)人(ren)力(li)資(zi)源(yuan)投(tou)入(ru)。在(zai)市(shi)場(chang)已(yi)被(bei)為(wei)數(shu)不(bu)多(duo)的(de)幾(ji)家(jia)大(da)公(gong)司(si)穩(wen)固(gu)瓜(gua)分(fen)的(de)今(jin)天(tian),走(zou)這(zhe)樣(yang)的(de)路(lu)線(xian)似(si)乎(hu)事(shi)倍(bei)功(gong)半(ban)。我(wo)國(guo)小(xiao)型(xing)PLC近年來也有可喜進步的實踐,也同樣證明了這一判斷。