4.Содержание стандарта iec 61131.3.

IEC 61131-3 – международный стандарт для программ PLC, установленный Международной Электромеханической Комиссией – IEC . Он определяет языки программирования и структурирующие элементы, которые используются для написания программ PLC.

Эта система позволяет создавать структурированные программы, используя высокую степень модуляризации. Такой подход повышает эффективность, позволяя повторно использовать проверенные программы и подпрограммы, и уменьшает количество ошибок программирования. Благодаря методам структурного программирования IEC 61131-3 облегчает процедуры поиска ошибок, позволяя независимо проверять операционные элементы программы. Одно из важных преимуществ IEC 61131-3 заключается в том, что он помогает процедурам управления проектами контроля качества. Иногда считают, что метод программирования IEC требует дополнительной работы для создания конечного кода. Однако общепринято, что преимущества структурированного подхода над «неструктурированными» и «открытыми» методами программирования обеспечивают IEC 61131-3 заслуживающее внимания преимущество. Стандарт IEC 61131-3 поощряет хорошо структурированную разработку ПО, ее подробное документирование и обеспечивает возможность гибкого выбора языка из пяти возможных. Текстовый язык высокого уровня ST обеспечивает структурированное программирование. Его синтаксис очень напоминает Паскаль и поддерживает широкий диапазон стандартных функций и операторов. Диаграмма функциональных блоков (Function Block Diagram, FBD) – графический язык, позволяющий изображать сигнал и потоки данных функциональными блоками и повторно использовать фрагменты ПО. FBD считается наиболее удобным для выражения взаимосвязи алгоритмов работы системы управления и логики. IEC Ladder Diagram позволяет также выполнять связь определенных пользователем функциональных блоков и функций и, соответственно, может использоваться в иерархических проектах. Список инструкций (Instruction List, IL) похож на низкоуровневый, ассемблероподобный язык, и его предпочитают применять большинство разработчиков современных PLC. Наконец, последовательная функциональная диаграмма (Sequential Function Chart, SFC) представляет собой графический язык для изображения поведения системы управления во времени и при наступлении тех или иных случаев. Стандарты IEC 61131 с 2001 г. официально применяются в России: введен ГОСТ Р 51841-2001, а в Украине с 2002 г. можно ориентироваться на ДСТУ 4108-2002, которые являются не чем иным, как переведенным и адаптированным стандартом IEC 61131-2 «ПРОГРАММИРУЕМЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ. Общие технические требования и методы испытаний». В настоящее время службами Госстандарта проводятся работы по адаптации остальных разделов IEC 61131. Языки программирования стандартизированы Международным электротехническим комитетом (IEC). Структура стандарта IEC 61131-3 включает три графических и два текстовых языка. Кроме того, языки могут использоваться в одном редакторе, иными словами, допускается работа с использованием смешения языков.

Язык последовательных функциональных схем (Sequential Function Chart, SFC)—это графический язык, предназначенный для описания последовательных операций. Процесс представляется в виде множества четко определенных шагов, соединенных переходами. К каждому переходу прикреплено логическое условие. К каждому шагу прикреплен набор действий. Условия и действия описываются при помощи других языков (ST, IL или LD). Из условий и действий могут вызываться любые функции или функциональные блоки, написанные на любом языке. Прототипом языка послужил язык Grafcet. Язык Релейных диаграмм (Ladder Diagram, LD) — графический язык программирования для булевых переменных, из которых составлены логические выражения, комбинирующие контакты (входы) с витками (выходами). Язык LD позволяет описывать работу с булевыми данными, помещая графические символы в схему программы. Прототипом языка послужили несколько вариантов языков релейно-контактных схем. Язык Функциональных блочных диаграмм (Functional Block Diagram, FBD) — графический язык, похож на язык LD. Оба языка используют один редактор. В языке FBD применяются функциональные блоки, которые имеют вид микросхем. Язык позволяет программисту создавать процедуры, используя существующие функции из стандартной библиотеки или из секции «Функции» или «Функциональные блоки». Структура языка повторяет структуру LD.

Список инструкций или IL (Instruction List) — текстовый язык низкого уровня. Инструкции всегда относятся к текущему результату (или IL регистру). Определяет операцию, которая должна быть выполнена с текущим результатом и операндом. Результат операции запоминается в текущем результате. Прототипом языка послужил язык ассемблера.

Структурированный текст ST (Structured Text) — текстовый структурированный язык высокого уровня, разработанный для процессов автоматизации. Этот язык в основном используется для создания сложных процедур, которые не могут быть легко выражены при помощи графических языков. ST является языком для описания действий внутри шагов и условий языка SFC или действий и тестов языка FC. Прототипом языка послужил язык Grafcet.

Язык потоковых диаграмм (Flow Chart, FC) — графический язык, использующийся для описания последовательных процессов в виде потоковых диаграмм. Потоковая диаграмма состоит из действий и тестов. Между действиями и тестами находятся ориентированные связи. Действия и тесты могут быть описаны с помощью языков ST, LD или IL. Функции и функциональные блоки любого языка (кроме SFC) могут быть вызваны из действий и тестов. Программа FC может вызывать другие программы FC. Вызываемая FC-программа — это подпрограмма вызывающей FC-программы. Применение языков стандарта IEC 61131-3 сокращает количество ошибок, которые ведут к непредсказуемым последствиям и, не только когда отключается защита, — Чернобыль. Языки позволяют расчленить проект на уровни. Тем самым сокращается время разработки и проект делается прозрачным, не говоря о том, что снимается ряд проблем в обучении, отладке, обслуживании и консультировании проектов. Унификация делает возможным многократное использование программного обеспечения. Стандарт позволяет использовать два способа составления проекта: сверху вниз и наоборот. Можно разделить проект на составные части, описать переменные и связи или приступать к составлению блоков и функций. Оба пути приведут к желаемому результату. Ресурсы, программируемые в среде Workbench, компилируются для получения TIC-кода, который затем загружается на конфигурацию и выполняется ядром. Компилятор также поддерживает генерацию C кода ресурса.