圖片來源：Yaskawa
作者：Dulce Maria
IEC 61131-3為用戶在自動化流程的各個階段開發高效解決方案提供了可靠的框架，並可用於支持PLCopen功能庫。
PLC編程語言標準IEC 61131-3為用戶提供了一個可靠的框架，在自動化過程的各個階段開發高效的解決方案。該標準包括三種圖形和兩種文本編程語言，用於支持為各種應用和通信設計的PLCopen功能庫，並提供持續支持，創建可重復使用的代碼以滿足不同的構建需求。PLCopen為程序員帶來了三個好處：支持多種編程語言、程序優化和故障排除支持。
01 支持多種編程語言
雖然無法保證PLC之間的代碼可移植性或代碼互操作性，但該標準支持常用的語言，包括三種圖形編程語言:梯形圖（LD）、功能塊圖(FBD)和順序功能圖（SFC），以及兩種文本編程語言：結構化文本（ST）和指令列表（IL）。
在需要升級改造時，這種靈活性允許用戶保持編碼的一致性。如果正在啟動一個新項目，他們可以選擇自己喜歡的編程方法，這也會有所幫助。在某些示例中，用戶可能會發現從結構化文本子程序中創建功能塊，將 PLCopen 功能塊集成到邏輯中以提高性能，或根據故障排除程序重組邏輯是非常有益的。
該標準支持多種語言，可以運行和實施各種應用的PLCopen功能庫，同時用戶可以選擇他們喜歡的語言編程。
▲圖1:在ST:FB中實例化的PLCopen FB Byte_To_Buf，用於處理Modbus通信傳感器輸出/輸入命令的數據交換
02 程序優化：集成和復用
在符合IEC 61131-3標準的編程環境中集成的PLCopen庫，為用戶提供了指南和最佳實踐，以幫助開發高效和可重復使用的PLC程序，同時還提供了其他工具供用戶將PLCopen指南調整到代碼中，以滿足PLC程序所需的內存使用或性能等指標。
PLCopen功能庫的設計和創建，是為了根據配置需求支持和監控項目的邏輯、運動控制、安全、OPC UA-HMI和XML（項目源代碼導出），以及滿足在歸位、協調運動、扭矩控制、凸輪和傳動等方面的應用需求。這些廣泛的功能旨在支持用戶過程的每一步，縮短編程時間。
PLC編程語言標準IEC 61131-3還允許用戶創建可用於保留/恒定值的變量，同時將其分配為全局、本地、外部、臨時或輸入/輸出(I/O)映射。該標準在創建變量方面的開放性使得使用標準功能塊（計數器、定時器等）和函數（類型轉換、位字符串、INTEGER、REAL 等）定制PLCopen庫成為一項可行的任務。對函數/功能塊的調整還能幫助項目更高效地運行，同時用戶還可以在其他項目部分重復使用，從而減少代碼量。
▲圖2: PLCopen FB MC_ReadAxisError可用於確定運動控制軸的錯誤， ErrorID值可提供進一步的描述和分辨率
如果充分利用PLC編程標準，用戶還可以分配基於CPU的配置資源，以根據默認、循環、事件或系統將程序分配給任務。用戶可以為分配的程序分配任務間隔時間、優先級和看門狗計時。配置資源功能是確保應用程序滿足所需時間和執行期望的有益工具。
PLCopen和PLC編程語言IEC 61131-3指南為用戶優化項目提供了可能，同時為完成配置、定制和故障排除提供了額外的措施。
03 支持故障排除功能
作為其開發的一部分，在怨聲載道的編程環境中運行PLCopen，可為用戶提供解決許多PLCopen庫應用程序問題的工具，包括發出錯誤警報的嵌入式邏輯、具有潛在解決方案的錯誤ID/代碼。用戶還可以使用該標準的工具，進一步排除PLCopen的語法錯誤、邏輯錯誤、參數設置錯誤等。
在充分利用PLCopen故障排除功能的過程中，用戶可以實現他們自己的符合IEC 61131-3的響應，以根據他們的需求采取相應的行動，例如監控外部硬件問題（如果他們知道必要的參數）、數據類型和值。它們還可以為生產過程創建錯誤報警和警告。對於運動指令，PLCopen指定了一個狀態圖，可以為各種狀態轉換狀態圖，使用戶可以據此確定軸/組處於什麼狀態。這允許持續的狀態監測，以提供額外的預防措施。
▲圖3: Plopen運動狀態圖：錯誤、歸位、停止等的監控
在符合IEC 61131-3的編程環境中，用戶可以使用各種工具來調試離線和在線格式。在線工具可以監控輸入或輸出值，同時檢查來自設備或傳感器的狀態更新，或者用戶程序中的執行流。如果用戶需要進一步的診斷，使用兼容的圖形工具也可以幫助解決意外行為。在離線設置中，用戶可以比較項目，管理項目版本和跟蹤修改，確保項目保持正確配置，變量具有合適的數據類型、范圍、內存分配以及必要的初始化。
雖然在符合IEC 61131-3編程環境和PLCopen解決方案中有許多工具可用，但在下載到物理硬件之前，修改項目代碼以找出潛在錯誤始終是最佳做法。
關鍵概念：
■ 了解PLCopen支持的編程語言類型。
■ 了解程序優化的好處以及用戶如何集成和復用代碼。
■ PLC編程需要能夠幫助用戶做出更好決策的框架和結構。
思考一下：
您如何在編程中使用PLCopen，它扮演什麼角色？