PLC软件在智能制造时代的应用需求

PLC作为一类重要的工业控制器装置，之所以能够在长达数十年的工控市场上长盛不衰，重要原因是软件与硬件发展的相辅相成、相得益彰。

IEC 61131-3标准推动PLC在软件方面的进步，体现在以下方面：

1）编程的标准化，促进了工控编程从语言到工具性平台的开放；同时为工控程序在不同硬件平台间的移植创造了前提条件。

2）该标准为控制系统创立统一的工程应用软环境打下坚实基础。从应用工程程序设计的管理，到提供逻辑和顺序控制、过程控制、批量控制、运动控制、传动、人机界面等统一的设计平台，以至于将调试、投运和投产后的维护等统统纳入统一的工程平台。

3）应用程序的自动生成工具和仿真工具。

4）为适应工业4.0和智能制造的软件需求，IEC 61131-3的第3版将面向对象的编程（Object Oriented Programming，OOP）纳入标准。

在IEC 61131-3标准发布之前，人们已开发了许多为PLC控制系统工程设计、编程、运行，乃至管理的工具性软件，其中包括控制电路设计软件包、接线设计软件、PLC编程软件包、人机界面和SCADA软件包、程序调试仿真软件以及自动化维护软件等。尽管这些软件都是为具体的工程服务的，但是，即使在对同一对象进行控制设计和监控，它们却都互不关联。不同的控制需求（如逻辑和顺序控制、运动控制、过程控制等）要用不同的开发软件；在不同的工作阶段（如编程组态、仿真调试、维护管理等）又要用不同的软件；而且往往在使用不同的软件时必须自行定义标签变量（tags），定义变量的规则又往往各取其便，导致对同一物理对象的相同控制变量不能做到统一的、一致的命名。(www.xing528.com)

缺乏公用的数据库和统一的变量命名规则，造成在使用不同软件时不得不进行烦琐的变量转换，重复劳动导致人力资源成本高、效率低下。

工控编程语言是一类专用的计算机语言，建立在对控制功能和要求的描述和表达的基础上。作为实现控制功能的语言工具，工控编程语言不可能是一成不变的。其进步和发展必然受到计算机软件技术和编程语言的发展，以及它所服务的控制工程在描述和表达控制要求和功能的方法的影响。

但是不论其如何发展和变化，这些年来的事实表明，它总是在IEC 61131-3标准的基础和框架上展开的。这就告诉人们，IEC 61131-3不仅仅是工控编程语言的规范，也是编程系统的实现架构的基础和参照。

长期以来PLCopen国际组织注重与许多国际标准化组织和基金会（譬如ISA、OPC基金会等）合作，开发了基础性的规范。这些工作都为智能制造和工业4.0的应用和发展做了许多先导性的探索和准备，打下了坚实的基础。

多年来PLCopen^一直坚持与开放标准化组织合作建立一种开放标准的生态系统。譬如与OPC基金会合作开发的IEC 61131-3的信息模型（2010年5月发布）、IEC 61131-3的OPC UA Client FB客户端功能块（2015年3月发布）、IEC 61131-3的OPC UA ServerFB服务端功能块（2015年3月发布）。例如，这些开放标准已经成功地应用于包装行业建立PackML系列规范大大简化了包装机械与上位生产管理系统的通信。

这些标准扩大了如今广泛运用于计算技术行业的SOA面向服务架构的应用范围，同时也推进了一度落后于计算技术和软件的自动化系统技术，使其快速跟上IT技术的进展。