近年工业控制软件发展现状

对一个工业控制系统来说软件的重要性无可置疑。根据国际知名的咨询集团麦肯锡的调查，从1980年到2010年，软件的成本已从总成本的10%上升至40%（见图1-6），而且还有继续上升的趋势。这是因为软件的复杂性、软件出错率和软件开发所需时间都呈指数增长（见图1-7）。

图1-6 软件成本的变化

图1-7 软件复杂性等性能的影响

如何降低工控软件的开发成本、提高工控软件的质量呢？大量事实证明，可行的途径就是彻底实行工控软件的标准化。只有这样才有可能使工业控制系统更可靠和更具有可维护的能力；使所编制的工控软件质量更高，编程的效率更高；也只有这样才能提高工控软件的接受程度和使用率，方便最终用户的应用。

工控软件的标准化有三个目标：软件开发可独立于硬件、软件开发环境具有一致性、软件的安装和维护界面具有一致性。(www.xing528.com)

编程语言是实现软件功能的基础，用什么样的编程语言来编制应用软件，并且为贯穿于整个软件的全生命周期提供坚实的基础和足够的支持，这是开发软件的关键问题。这样的编程语言必须建立在现代软件工程的理论基础之上，用它来实现软件的全生命周期的各种必要功能，它首先必须具备以下特性：①结构化；②可分解；③可重复使用；④软件的执行过程必须可控；⑤必须是可以被认证和被确认的。

如图1-8所示，当今软件编程语言是由专用语言经过机器语言、汇编语言、过程语言、可视化语言发展到面向对象的语言，作为工控编程语言国际标准的IEC 61131-3的最新版本，也把面向对象的编程方法融合到现有的5种语言中去，以适应智能制造和工业4.0发展的需要。

图1-8 编程语言的发展

实现工控软件的标准化首先是编程语言标准化（采用IEC 61131-3）；其次是编程的环境和工具实现标准化（采用IEC 61131-3的软件模型和模块化的编程架构，文本和图形数据交换的XML的IEC 61131-3格式规范）；再次是实现对驱动/运动控制设备的存取标准化（采用PLCopen运动控制规范），不论是集中的运动控制还是分散的运动控制；还要实现机械设备工控软件的功能安全保证（采用PLCopen安全规范），以及实现底层控制器的横向通信集成和垂直通信集成的功能（采用IEC 61131-3的OPCUA模型和PLCopen开发的相关的服务端功能块规范和客户端功能块规范）。

总而言之，现代工业控制软件必须通过标准化、结构化，实现软件的正确性、可靠性、鲁棒性、完整性、持久性、安全性，易于使用。程序结构化使程序结构一目了然，让程序内的各个组成部分的关系清晰，更有利聚焦于问题的解决，同时，程序自成文档，可读性强，还为软件的可复用性打下基础。