第10章OPC技术和IEC61131-3

2007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1本章内容1.OPC技术2.IEC61131-3概述3.IEC61131-3编程基础4.IEC61131-3的标准功能及功能块5.IEC61131-3编程语言及使用举例6.典型应用●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua210.1OPC技术1.OPC技术简介问题的提出不同的现场总线技术、以太网技术之间的连接问题不同的组态软件之间的数据交换问题不同的现场设备的驱动、升级问题●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua310.1OPC技术1.OPC技术简介基本概念一种工业数据交换的最有效的平台基于微软的OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式服务器是数据的供应方，负责为OPC的客户提供所需要的数据客户是数据的使用方，可以对OPC服务器提供的数据按需要进行处理实现了工业过程数据交换的标准化和开放性●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua410.1OPC技术1.OPC技术简介发展趋势和现状许多硬件中增加了OPC接口，给用户提供了信息访问通道许多应用软件中增加了客户端功能，可以方便地获取不同的现场设备中的数据和信息一些监控应用软件同时也提供OPC服务器，可以为其他的软件提供信息访问通道●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua510.1OPC技术2.OPC的接口和服务器OPC的标准接口定制接口（CustomInterface）：基本接口自动化接口（AutomationInterface）：Optional●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua610.1OPC技术2.OPC的接口和服务器OPC的服务器类型OPC数据访问（DataAccess）服务器OPC报警和事件服务器（Alarm&EventAccess）OPC历史数据访问服务器（HistoryDataAccess）OPC批量服务器（BatchAccess）●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua710.1OPC技术2.OPC的接口和服务器OPC服务器的对象模型OPCServer：负责OPCDA服务器级的信息管理、获取服务器的状态信息。向OPC客户提供创建OPCGroup对象的功能，通过这些接口把信息“暴露”给客户端，供其调用。OPCGroup：用于设定和维护Group对象、管理Item对象，负责OPCDA客户信息的设定与数据访问。OPCItem：最下面一层的对象。一个数据项的Item由数据的值（Value）、数据的品质标识（Quality）和时间戳（TimeStamp）等一组数据组成。●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua810.1OPC技术2.OPC的接口和服务器OPC－DA●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua910.1OPC技术2.OPC的接口和服务器OPC－DXOPCDA的关键性技术的扩展和强力延伸实时运行期间服务器到服务器之间的数据交换●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1010.2IEC61131-3概述1.IEC61131-3概述2个问题在现场总线技术时代，为什么还要全力学习PLC及其编程技术？学习什么样的PLC编程语言？●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1110.2IEC61131-3概述2.IEC61131-3产生原因和发展历程IEC61131-3产生的原因传统PLC编程语言缺陷共性缺点对制造商的依赖性编程语言功能不强程序结构化功能欠缺地址设置不灵活数据处理能力不够控制程序执行路径的功能不强急需一个标准化和开放性的标准编程语言●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1210.2IEC61131-3概述2.IEC61131-3产生原因和发展历程IEC61131的发展历程1979年开始，由TC65B/WG7（TechnicalCommittee65B/WorkingGroup7）来负责PLC标准的制订第一部分通用信息主要定义PLC的基本特性和概念，1992年发布。第二部分装置需求和测试主要定义对装置的电气、机械方面的结构和功能要求，以及相应的合格性测试的标准，1992年发布，现在还在修订中。第三部分编程语言定义PLC的软件结构、编程语言和程序执行方式，它综合了世界上广泛流行的编程语言的特点，并且使其成为一种面向未来的PLC编程语言。该部分1993年发布。第四部分用户指导该部分试图从PLC的选择、安装和维护等方面给用户提供一个指导性的规则。该部分计划在1995年发布，但一直未发布。第五部分通信服务规范该部分是关于PLC之间进行通信，以及PLC和其他设备之间进行基于MMS（ManufacturingMessagingServices）通信的规范。2000年发布。第六部分现场总线的通信关于使用IEC标准现场总线的PLC的通信标准。等待发布。第七部分模糊控制语言关于使用PLC处理模糊逻辑的标准功能块的标准。2000年发布。第八部分PLC编程语言执行的导则指导IEC61131-3编程语言的应用和执行的文件。计划在1998年发布，实际在2003年发布。●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1310.2IEC61131-3概述2.IEC61131-3产生原因和发展历程IEC61131的发展历程在以上的IEC61131标准中，我们最关心的是第三部分。和第三部分有关的文件还包括2个技术报告、一个勘误文件和一个修订文件，这些文件和IEC61131-3是不可分离的。技术报告2（IECTR2-94）是“对扩展IEC61131-3的建议”，它描述了对IEC61131-3的替代、扩展和修改方案；技术报告3（IECTR3-94）是“可编程序控制器编程语言应用和实现的导则”，即上面的第八部分；一个勘误是关于“对IEC61131-3进行技术勘误的建议”，在该勘误中纠正了在标准公布后发现的存在于标准中的错误；一个修订是关于“对IEC61131-3进行修订的建议”。●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1410.2IEC61131-3概述2.IEC61131-3产生原因和发展历程IEC61131的发展历程IEC61131-3的应用现状●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1510.2IEC61131-3概述3.IEC61131-3简介LDFBDSFCSTIL●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1610.2IEC61131-3概述3.IEC61131-3的突出特点良好的结构化编程环境极强的数据类型检测功能支持全面的程序执行控制功能极强的复杂顺序控制功能可以进行数据结构定义编程语言的灵活选择丰富的独立于制造商的软件产品●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1710.3IEC61131-3编程基础1.程序组织单元定义POU（ProgramOrganizationUnit）是用户程序中最小的、独立的软件单元，它是全面理解新语言概念的基础。在IEC61131-3中定义了三种类型的POU，按其功能的递增顺序依次为：功能（Function，FUN）、功能块（FunctionBlock，FB）和程序（Program，PROG）FUN是可以赋予参数但没有静态变量（没有记忆）的POU，当以相同的输入参数调用时，它总是生成相同的结果作为其功能（输出）。例如我们过去常用的算术运算指令。FB是可以赋予参数并具有静态变量（有记忆）的POU，当以相同的输入参数调用时，它的输出状态取决于其内部变量和外部变量的状态，它能记忆状态信息。例如定时器和计数器等。PROG代表PLC用户的最高层，即程序，它能存取PLC的I/O，这些I/O变量必须在该POU或其上层（资源、配置）中予以说明。在其他方面PROG和FB一样。●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1810.3IEC61131-3编程基础1.程序组织单元组成：由三部分组成●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua1910.3IEC61131-3编程基础1.程序组织单元组成举例●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2010.3IEC61131-3编程基础1.程序组织单元相互调用●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2110.3IEC61131-3编程基础2.简单语言元素分界符关键字直接量标识符●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2210.3IEC61131-3编程基础2.简单语言元素举例●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2310.3IEC61131-3编程基础3.数据类型常规数据类型●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2410.3IEC61131-3编程基础3.数据类型几个重要概念导出数据类型结构化数据类型枚举数组数据范围初始值●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2510.3IEC61131-3编程基础3.数据类型几个重要概念举例●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2610.3IEC61131-3编程基础4.变量主要变量输入变量输出变量输入/输出变量全局变量外部变量临时变量存取路径变量●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2710.3IEC61131-3编程基础4.变量变量定义●OPC技术和IEC61131-32007.2V2.0现场总线技术及应用教程CopyrightbyWangYonghua2810.3IEC61131-3编程基础4.变量变量地址的直接表示●OPC技术和IEC611