IEC 61131-3:该控制编程标准的接受率是多少?

在北美，对IEC 61131-3编程语言标准的低认识和有限的采用表明需要它的情况很少。控制工程作为AutomationDirect的定制研究项目的一部分，该公司最近对其读者进行了调查，以了解工业控制IEC 61131-3标准的认识和使用水平，并找出可编程逻辑控制器(plc)的程序员首选哪种语言。［注:这是修订后的在线版本控制工程， 2016年1月，印刷版和数字版封面故事:“更智能高效的PLC编程。”这个在线版本澄清了以前批准的编辑)

来自符合资格要求的参与者的回复超过586份，包括相关的采购影响力和权限，以及硬件指定或PLC编程的责任。调查显示，北美对这一编程标准的认识较低，采用程度有限，这表明需要应用该标准的情况很少。

受访者最常见的工作职能是系统或产品设计;控制或仪表工程;或系统集成或咨询。这些职能占受访者的60%以上。大约三分之一的职能包括工艺、生产或制造工程;操作或维护;或者其他工程。几乎10%的参与者是一般或公司管理人员，这个群体更有可能指定而不是程序plc。

大多数受访者(超过60%)就职于员工人数超过100人的公司，有些公司的员工人数超过1000人。然而，最大的参与者群体(近40%)来自员工人数少于100人的公司。

就公司类型而言，plc的最终用户是最大的受访者群体，占近40%，几乎一半的受访者是系统集成商、原始设备制造商(oem)或机器制造商。受访者广泛分布在美国各地

关于PLC编程，PLCopen说了什么

IEC 61131-3标准已经存在了近25年，包括一系列编程语言。IEC将其定义为plc编程的国际标准。PLCopen是一个非营利性的工业贸易组织，主要致力于IEC 61131-3，并拥有关于该标准的重要信息。

PLCopen网站将IEC 61131-3描述为“工业控制编程的唯一全球标准”。它通过标准化编程接口协调了人们设计和操作工业控制的方式。”该组织表示，IEC 61131-3提供了一个具有通用结构的标准编程接口。

该标准定义了顺序功能图(SFC)语言，该语言用于构造程序的内部组织。它增加了四种相互关联的编程语言，包括两种图形语言，梯形图(LD)和功能框图(FBD);以及两种基于文本的语言，指令列表(IL)和结构化文本(ST)。使用逻辑元素、已定义的数据类型、任务结构和调度以及执行控制，理论上可以对每个程序进行结构化，以提高可重用性、减少错误、提高编程和用户效率。

PLCopen一直在与技术委员会合作，为标准添加扩展。这些活动的结果是增加了许多功能，包括运动控制、安全、OPC UA通信、XML模式、可重用性级别定义和一致性级别。

意识水平

那么PLC采购员和程序员对IEC 61131-3有多熟悉呢?当控制工程在对其读者的调查中，高达85%的受访者表示他们要么不熟悉，要么只是有点熟悉(图1)。尽管该标准在欧洲或世界其他地区得到了广泛的接受和使用，但在北美并没有太大的影响。对于美国的许多受访者来说，实现它似乎并不是优先考虑的问题或要求，因为在20多年后，绝大多数在北美工作的程序员充其量只是稍微熟悉这个标准。

超过40%的受访者表示不熟悉该标准，这些受访者中最集中的是那些自称是PLC程序员的人。反过来说，在那些说自己会写程序的人当中，只有15%的人表示非常熟悉。

为什么使用plc支持IEC 61131-3编程?

在使用或指定plc的受访者中，他们说他们熟悉IEC 61131-3，下一个问题是他们为什么使用它。答案(图2)表明，它的使用似乎并不是北美工业自动化市场的首要需求。最常被引用的原因(39%)仅仅是因为PLC产品随语言而来。四分之一的终端用户指定了IEC 61131-3编程语言，其中一些可以归因于美国公司将机器运往欧洲或亚洲。

事实上，不到10%的PLC应用需要IEC 61131-3的功能，而更大比例的不编程PLC的受访者表示，这是因为它是指定的，这暗示了一些总数是由硬件选择和选择驱动的。

有关用户编程首选项、重要特性表、对第二种编程语言的首选项以及其他资源的链接的更多信息，请参阅下一页。

用户编程首选项

当545名受访者被问及哪些语言和功能非常重要时，梯形图显然是主要的编程语言(见表)，功能块紧随其后。

在向调查参与者提出的第二个功能块问题中，大多数人表示他们使用梯形图中的功能块。创建自定义功能块并将其嵌入梯形逻辑的能力被视为PLC编程的一个重要特性。

结构化文本语言超越其他基于文本的编程方法并不令人惊讶。然而，有趣的是，指令列表和语句列表都超过了C或Basic语言的使用。显然，受访者使用pc创建C或Basic代码并下载到plc中，尽管这是硬件和软件通常支持的功能。使用Microsoft . net和其他以pc为中心的编程技术的程序员可能会有一个非常重要的项目列表。

表格:受访者认为非常重要的语言和功能

可运输性并不现实

IEC-61131-3标准的目标之一是为客户提供在一个供应商的编程环境中使用IEC-61131-3语言开发算法和软件代码的能力，然后将其传输到另一个供应商的环境中，很少或没有更改。在讨论和内部研究中，用户认为这个功能听起来不错，但很难实现。

软件导出和导入功能并不容易实现，在许多情况下，互操作性的真正程度是值得怀疑的。用户发现，在不同的供应商控制器平台之间切换时，他们不得不重写程序。在某些情况下，这些可移植性函数减少了重写的数量，但并没有完全消除重写。在某种程度上，供应商对此负有责任，因为并非所有供应商都遵循该标准以实现可移植性。

也许最终用户所需要的可移植性水平超出了供应商愿意提供的范围，因为这需要供应商之间进行大量的合作。这种合作需要相互透露大量的PLC硬件和编程软件设计细节，这可能是一个不现实的目标。

梯形图，函数块编程

尽管85%的受访者认为梯形图是最重要的语言，但研究下一层中出现的其他语言可能会很有趣。受访者还强烈推荐函数块编程(图3)，这种编程方法在亚军中占51%，是PLC的第二语言选择。

在IEC 61131-3中指定的其他三种编程方法中，顺序功能图、指令列表和结构化文本都没有被超过13%的受访者列出。也许这是一个原因，也可能是一个症状，但无论如何，IEC 61131-3在促进这些编程方法方面对美国plc市场没有太大的影响。

在北美工作的程序员似乎不需要这个功能，因为在许多情况下，梯形图和功能块可以有效地编程来解决逻辑需求。即使从纯技术角度来看，这三种方法中的一种可能是更好的选择，但由于受访者不熟悉，使用可能会受到限制。

相关客户调查

在类似的调查中，AutomationDirect调查了现有的PLC客户，发现结果非常相似控制工程的关于IEC 61131-3的知识、使用和接受的调查。超过75%的AutomationDirect客户不熟悉该标准。同样，大多数被调查的用户没有使用符合IEC 61131-3标准设计或编程的PLC。同样，到目前为止，梯形图编程是客户中最常见的方法，功能块的使用占据了第二位。

PLC应用通常要求使用高级编程语言和技术。虽然梯形图仍然是最简单和最流行的方法，但这种编程方法可能不是最有效的方法，它也不能提供一些更复杂的语言可用的函数。功能块是美国程序员和plc说明符选择的下一种语言，而且，作为额外的奖励，它们有不同的形式，例如嵌入在梯形图中，独立的功能块图编程，以及自定义、用户定义的功能块。

IEC 61131-3标准已经存在了20多年，其功能还在不断增加。它已经成为欧洲和世界其他地区的标准，随着时间的推移，北美对其采用的兴趣可能会增长。一些向世界其他地区运送产品或系统的美国原始设备制造商、机器制造商和系统集成商经常使用它。

然而，正如研究显示的那样，大西洋彼岸的大多数用户还没有完全接受它的价值主张。在未来的20年里，它可能会得到更广泛的部署，但与此同时，梯形图和函数块编程将继续把自动化带到大多数PLC程序员的手中。

杰夫·佩恩是AutomationDirect自动化控制集团的产品经理;由内容经理马克·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

关键概念

• 当控制工程在接受调查的读者中，85%的受访者对IEC 61131-3不熟悉或仅略熟悉。
• 在北美工作的程序员似乎不需要IEC 61131-3功能，因为在许多情况下，梯形图和功能块可以有效地编程来解决逻辑需求。
• 在接下来的20年里，也许该标准将在北美得到更广泛的应用。

考虑一下这个

调查显示，北美地区对IEC 61131-3标准的认知度较低，采用情况有限，这表明需要使用该标准的情况很少。

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