上世紀(jì)90年代美國密歇根大學(xué)機(jī)械學(xué)院有位博士寫了一篇評述自PLC問世以來出現(xiàn)的四五十種用于PLC編程語言的文章，時(shí)至今日，除了IEC61131-3所規(guī)范的5種語言應(yīng)用廣泛，以及GRAFCET作為IEC60848國際標(biāo)準(zhǔn)和在美國還有一種流程圖（flowchart）語言還有應(yīng)用之外，其余的幾乎蕩然無存。

為了較好地了解這一發(fā)展過程，我們不妨回顧一下圖1所描述的進(jìn)程。J. H. Christensen是 IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)工作組的主要技術(shù)負(fù)責(zé)人，也是IEC61499標(biāo)準(zhǔn)工作組的第一任主席，他見證了PLC編程語言及其國際標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)過程。他在很多年前給出的這張圖一目了然地表達(dá)了PLC標(biāo)準(zhǔn)和編程語言標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵發(fā)展歷程：1970年美國的電器制造商協(xié)會NEMA成立了可編程控制器委員會，開始制定PLC的標(biāo)準(zhǔn)。

1977年法國和德國分別推出PLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)GRAFCET和Din 40719功能圖。1978年NEMA ICS-3-304可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)問世，是PLC電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)最早的來源。1980年德國的可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)Din 19 239公布。1992年IEC1131-3可編程控制器編程語言標(biāo)準(zhǔn)最終文本完成，1994年更名為IEC61131-3。

圖1PLC編程語言標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程（1970-1996）

（圖源：James H. Christensen）

梯形圖編程伴隨PLC誕生

在20世紀(jì)70年代早期，美國率先用可編程邏輯控制器（PLC）替代硬接線繼電器邏輯電路。梯形圖（LD）編程的發(fā)展提高了行業(yè)的接受度，因?yàn)閳D形化程序圖允許受過很少培訓(xùn)或沒有受過LD編程培訓(xùn)的電工只要遵循每個梯級的邏輯流程，就可以像電氣控制原理圖那樣易于理解，還可以借此用于故障排除。在倡導(dǎo)和推廣梯形圖編程語言上，被譽(yù)為PLC之父的Dick Morley同樣也是功不可沒。

那時(shí)，程序設(shè)計(jì)人員通常會手工繪制梯形邏輯圖，然后將梯形圖轉(zhuǎn)換成一個包含指令和變量的列表。將命令輸入到PLC內(nèi)存中的實(shí)際編程語言稱為指令表（IL）或語句表（ST L），IL語言與PC編程中使用的匯編語言非常相似。接著控制程序?qū)⑼ㄟ^數(shù)字鍵盤輸入控制器的內(nèi)存。由此可見，PLC的硬件一誕生，其編程語言和編程方法也隨之款款而行。

20世紀(jì)70年代后期，市場上出現(xiàn)了價(jià)格低廉的微處理器，個人電腦（PC）應(yīng)運(yùn)而生。PLC制造商也利用這些微處理器來開發(fā)圖形編程設(shè)備。這些設(shè)備使用常開和常閉觸點(diǎn)、輸出線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器和其他數(shù)據(jù)操作和移動指令的圖形表示，把梯形邏輯程序輸入PLC。

那時(shí)的編程終端的用途單一，只能與同一制造商的PLC控制器配套使用，而且大中小型的PLC都有其對應(yīng)的手持式編程器。隨后也出現(xiàn)了一種專用的圖形式編程終端，配有鍵盤和軟盤驅(qū)動器，可通過不同的編程口適配器對大中小型的PLC進(jìn)行編程。與現(xiàn)代在的筆記本電腦相比，那時(shí)的編程終端體積大，也很昂貴，其價(jià)格甚至是當(dāng)時(shí)PC機(jī)的好幾倍。

在20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了在PC機(jī)上運(yùn)行的PLC的編程軟件。有趣的是，這些軟件大部分是由美國的Taylor software、ICOM等第三方公司推出的，而不是PLC制造商自己研發(fā)的。之后那些開發(fā)PLC編程軟件的公司有的被PLC制造商收購，改變了重點(diǎn)，不再是為市場中的各色PLC提供編程軟件，而是只為一家有實(shí)力的PLC廠商服務(wù)；有的倒閉了，不再以原來的形式存在。但是許多來自舊軟件的原始概念和方法仍然存在于當(dāng)前的產(chǎn)品中。

一些原始的PLC軟件編程包可以與多個硬件平臺一起工作，從而在不同的制造商之間形成一致的外觀和感覺。這個早期基于DOS操作系統(tǒng)的軟件的文檔和報(bào)告功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于昂貴的OEM編程終端所提供的功能。PLC制造商認(rèn)識到第三方軟件產(chǎn)品的成功，并開始開發(fā)和銷售具有競爭力的產(chǎn)品。

結(jié)果，這些第三方軟件供應(yīng)商多次易手。Taylor Software被Total Control Products收購，后者后來被GE Fanuc收購。施耐德電氣還收購了包括由Taylor Software 開發(fā)的編程軟件包在內(nèi)的Modicon PLC全部硬件和軟件資產(chǎn)。ICOM編程軟件成為羅克韋爾軟件的一部分。

國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3橫空出世

除了相對廉價(jià)的個人電腦和為個人電腦編寫的PLC編程軟件的出現(xiàn)外，20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了另一個重大發(fā)展，也是PLC歷史上最重要的里程碑之一，即1982年國際電工委員啟動了IEC61131-3規(guī)范的開發(fā)。

由于在美國、歐洲和日本等PLC編程語言呈現(xiàn)多樣化，如美國流行梯形邏輯圖語言、德國偏愛功能圖語言、法國的PLC編程語言標(biāo)準(zhǔn)推薦GRAFCET（SFC順序功能圖的前身），以及日本常用指令表語言等，在制定標(biāo)準(zhǔn)的過程中需要獲得眾多PLC生產(chǎn)商的支持，就必須采取求同存異、相互補(bǔ)充，而不是相互排斥的原則。顯然折衷和平衡是一個比較漫長的協(xié)商過程，但最終還是得到令人滿意、各方都能接受的結(jié)果。

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)PLC在復(fù)雜數(shù)據(jù)和復(fù)雜控制算法編程處理結(jié)構(gòu)化缺失的短板，還專門開發(fā)了一種類似PASCAL語言的結(jié)構(gòu)化文本的語言。在制定編程語言國際標(biāo)準(zhǔn)的過程中，大量的吸取現(xiàn)代軟件概念（例如結(jié)構(gòu)化、模塊化、程序的可復(fù)用性等）和軟件工程技術(shù)的方法（例如軟件統(tǒng)一開發(fā)過程、面向?qū)ο蟮姆椒ǖ龋?，也有力的推動了?biāo)準(zhǔn)編程語言的發(fā)展。

從標(biāo)準(zhǔn)制定的啟動到1993年作為IEC1131國際可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)正式推出，歷時(shí)11年。今天，大多數(shù)主要PLC制造商都在提供符合IEC61131-3規(guī)范的軟件開發(fā)平臺。而且IEC61131-3是迄今為止工業(yè)界唯一的工業(yè)控制編程語言標(biāo)準(zhǔn)，還被DCS、SCADA、PC控制（軟PLC）等系統(tǒng)廣泛采納，成為事實(shí)上的工業(yè)控制編程語言的通用標(biāo)準(zhǔn)。隨著分布式控制系統(tǒng)的強(qiáng)烈需求，在2005年IEC又開發(fā)了IEC61499，作為IEC61131-3的補(bǔ)充和擴(kuò)展，于今也活躍在開放自動化的前沿，這是后話了。

正如IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)所指出的，它的部分內(nèi)容是“為每一種最常用的編程語言定義主要的應(yīng)用領(lǐng)域、語法和語義規(guī)則，簡單但完整的編程元素的基本集合，適用的測試和方法，制造商可以擴(kuò)展或調(diào)整這些基本集，以實(shí)現(xiàn)他們自己的可編程控制器?！蓖瑫r(shí)為了兼容，一個PLC編程包必須至少支持LD（梯形圖語言）、ST（結(jié)構(gòu)文本語言）、FBD（功能塊圖語言）、IL（指令表語言）和SFC（順序功能圖語言）這五種語言中的一種。

IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)非常重要，因?yàn)樗鼮榉显摌?biāo)準(zhǔn)的所有軟件產(chǎn)品帶來了一致性。例如，一個標(biāo)準(zhǔn)IEC定義的函數(shù)在一個品牌為x的PLC運(yùn)行的結(jié)果與在另一個品牌y的PLC是相同的。這種標(biāo)準(zhǔn)化一個有價(jià)值的結(jié)果是，無論什么集成開發(fā)環(huán)境（IDE），只要有相同的定義輸入和輸出，函數(shù)和功能塊看起來都是一樣的。因此，工程師或維護(hù)人員可以快速理解任何制造商軟件的邏輯和程序流程。

IEC61131-3定義了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型、命名約定、程序流程和其他各種編程元素。當(dāng)PLC的OEM聲明其編程軟件符合IEC61131-3時(shí)，這通常意味著該軟件符合該標(biāo)準(zhǔn)的部分內(nèi)容。

PLC制造商和用戶也可以添加自定義擴(kuò)展，功能塊和數(shù)據(jù)類型的標(biāo)準(zhǔn)。這實(shí)際上造成即使這些平臺符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目在平臺之間的無縫移植也不太現(xiàn)實(shí)。2019年在PLCopen開發(fā)的XML的IEC61131-3方案（schemes）的基礎(chǔ)上推出了IEC61131-10，定義了XML文件交換格式，為跨平臺轉(zhuǎn)移項(xiàng)目提供了可能。

目前支持IEC61131-3的編程平臺有：德國的CoDeSys和Multiprog；美國的ISaGRAF和COPA-DATA公司的Zenon Logic；意大利Axel公司的LogicLab等。國內(nèi)近些年也有代碼完全自主化的北京奧特思技術(shù)有限公司的商品化軟件AnyControl問世。

自1993年頒布第一版，IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)于2003年頒布第二版，2013年頒布第三版?；旧鲜敲渴臧l(fā)布一個新的修訂版本。

編程語言不可能是一成不變的，隨著科技和工業(yè)的發(fā)展它會不斷改善和進(jìn)步。不過作為國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要有一定年限的穩(wěn)定期。這兩者之間必須有一個平衡。為適應(yīng)數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，使編程語言能夠適用于PLC、DCS、FCS、運(yùn)動控制、機(jī)器安全及SCADA等工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是智能制造、工業(yè)4.0的大力推進(jìn)，需要不斷努力和完善有關(guān)編程語言標(biāo)準(zhǔn)。

第三版是第二版的改進(jìn)和擴(kuò)展?？紤]到現(xiàn)代編程環(huán)境在很多情況下都涉及到面向?qū)ο缶幊蹋?a href="http://www.nxhydt.com/tags/python/" target="_blank">Python、c++、Delphi、Java等，第三版的重要改進(jìn)是面向?qū)ο筇匦缘募?，包括類以及方法?a target="_blank">接口、功能塊的面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）特性和命名空間等。這些使編程語言進(jìn)一步完善了功能和結(jié)構(gòu)等概念，能夠讓PLC代充分吸取多年來在采用高級別面向?qū)ο笳Z言的軟件開發(fā)中經(jīng)過驗(yàn)證的概念和最佳實(shí)踐。

正是這些概念產(chǎn)生了更易讀、更模塊化、最終更可維護(hù)的代碼。此外，通過讓PLC軟件的開發(fā)變得更加現(xiàn)代和類似于上述高度分布式語言，可能會吸引一大批軟件工程師進(jìn)入PLC開發(fā)領(lǐng)域，最終使PLC代碼可以在企業(yè)軟件組合中占有重要地位。

與第2版相比，這些OOP擴(kuò)展有一些更改或新的定義。例如，一個原來定義為函數(shù)、功能塊或程序的程序組織單元，被擴(kuò)展為包括一個新的類別“類”。功能塊和類可以包含方法。此外，它們是可繼承的，從而分別引出基型、導(dǎo)出功能塊和導(dǎo)出類的概念。

下面列出了最重要的新定義：

目前IEC61131-3第四版的修訂工作正在進(jìn)行中。一個可能較大的變化是如何規(guī)范與IEC61499的互補(bǔ)和結(jié)合，以適應(yīng)工業(yè)技術(shù)發(fā)展對編程語言的要求。

自動化套件標(biāo)志PLC綜合開發(fā)平臺的發(fā)展

為了更好的滿足工業(yè)市場的要求，繼PLC編程軟件廣泛應(yīng)用以后，推出了自動化套件或統(tǒng)一的綜合開發(fā)平臺，為套件/平臺所支持的軟件產(chǎn)品提供一個共享的開發(fā)接口。這樣工業(yè)自動化的用戶可以在一個集成開發(fā)環(huán)境下對多個產(chǎn)品系列（如PLC、HMI和運(yùn)動控制器等）的應(yīng)用軟件進(jìn)行開發(fā)，而無需像以前那樣，對同一個控制對象的不同控制功能要啟動不同的軟件包才能完成應(yīng)用軟件的編制或組態(tài)。

不過有些自動化套件包很少或沒有程序之間的集成，只不過是啟動獨(dú)立軟件的包裝器wrapper）或適配器（adapter），提供對異構(gòu)對象或服務(wù)對象的透明訪問，將請求或所要求的響應(yīng)從一個交互接口轉(zhuǎn)換成另一個接口，但在一個軟件包中輸入的每個數(shù)據(jù)點(diǎn)都需要從第一個程序復(fù)制或?qū)С?導(dǎo)入到另一個程序中。

真正集成的自動化套件軟件作為一個單獨(dú)的包開發(fā)，可以顯著減少程序編制人員的工作量。這種集成開發(fā)環(huán)境從定義PLC項(xiàng)目開始，程序員可以添加其他要支持的設(shè)備（如伺服控制器或安全控制器），軟件自動創(chuàng)建所添加設(shè)備采用的PLC生成的標(biāo)簽，以及所添加設(shè)備自行生成的標(biāo)簽。在創(chuàng)建新標(biāo)簽時(shí)，軟件會自動創(chuàng)建通信路徑和數(shù)據(jù)類型定義。

應(yīng)該注意的是，如果使用隨PLC硬件產(chǎn)品配套的軟件包是不支持其他制造商的產(chǎn)品。當(dāng)制造商停止支持某些設(shè)備的單個軟件時(shí)，需要購買高價(jià)的軟件包來支持廉價(jià)的控制產(chǎn)品。

也有一類相對通用的自動化套件，支持工業(yè)PC實(shí)現(xiàn)軟PLC和嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建客制化的PLC。譬如意大利的Axel套件（Axel Automation Suite）包括一個完整的軟件產(chǎn)品系列：LogicLab（PLC的開發(fā)環(huán)境，支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的5種語言和C語言），LogicView（用于工業(yè)PC的HMI開發(fā)環(huán)境），PageLab（用于嵌入式系統(tǒng)的HMI開發(fā)環(huán)境），SoftTune全客制化的多設(shè)備組態(tài)工具，RunTimes Components（各種開發(fā)好供用戶選用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、現(xiàn)場總線、OPC UA等組件，可加載到客戶的設(shè)備程序中），SoftScope（全客制化的供調(diào)試用的軟件示波器）等。

新的Axel自動化套件3.2.8已投放市場，而且增添了一些新的性能，如開源的工業(yè)OSCAT算法庫，PLCopen Motion庫，以及MQTT引擎的實(shí)現(xiàn)等。

自動化軟件在不斷發(fā)展。它當(dāng)然比早期的在DOS操作系統(tǒng)環(huán)境下的軟件產(chǎn)品做得更好更多?，F(xiàn)在，當(dāng)自動化工程師熟悉了一個品牌自動化套件或開發(fā)平臺，即使轉(zhuǎn)換到另一個品牌也可以很快適應(yīng)，而不用經(jīng)歷一個較長的學(xué)習(xí)過程。這也可看成是標(biāo)準(zhǔn)化的一個直接作用。

IEC61131-3推動了PLC軟件的巨大進(jìn)步

IEC61131-3推動PLC在軟件方面的進(jìn)步，體現(xiàn)在：

編程的標(biāo)準(zhǔn)化，促進(jìn)了工控編程從語言到工具性平臺的開放；同時(shí)為工控程序在不同硬件平臺間的移植創(chuàng)造了前提條件。

為控制系統(tǒng)創(chuàng)立統(tǒng)一的工程應(yīng)用軟環(huán)境，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。從應(yīng)用工程程序設(shè)計(jì)的管理，到提供邏輯和順序控制、過程控制、批量控制、運(yùn)動控制、傳動、人機(jī)界面等統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺，以至于將調(diào)試、投運(yùn)和投產(chǎn)后的維護(hù)等，統(tǒng)統(tǒng)納入統(tǒng)一的工程平臺。

應(yīng)用程序的自動生成工具和仿真工具。

為適應(yīng)工業(yè)4.0和智能制造的軟件需求，IEC61131-3的第3版將面向?qū)ο蟮木幊蘋OP納入標(biāo)準(zhǔn)。

之前已開發(fā)了許多為PLC控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、編程和運(yùn)行，以至于管理的工具性軟件。其中包括PLC編程軟件包、人機(jī)界面和SCADA軟件包、程序調(diào)試仿真軟件，以及自動化維護(hù)軟件等等。盡管這些軟件都是為具體的工程服務(wù)的，但是，即使在對同一對象進(jìn)行控制設(shè)計(jì)和監(jiān)控，它們卻都互不關(guān)聯(lián)。

不同的控制需求（如邏輯和順序控制、運(yùn)動控制、過程控制等）要用不同的開發(fā)軟件；在不同的工作階段（如編程組態(tài)、仿真調(diào)試、維護(hù)管理等）又要用不同的軟件。而且往往在使用不同的軟件時(shí)必需自行定義標(biāo)簽變量（tags），而定義變量的規(guī)則又往往存在較大的隨意性，導(dǎo)致對同一物理對象的相同控制變量不能做到統(tǒng)一的、一致的命名。缺乏公用的數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一的變量命名規(guī)則，造成在使用不同軟件時(shí)不得不進(jìn)行繁瑣的變量轉(zhuǎn)換，重復(fù)勞動導(dǎo)致人力資源成本高、效率低下。

編程語言標(biāo)準(zhǔn)的推廣工作也是一項(xiàng)十分重要的工作，必須在一個非贏利的國際組織的全面規(guī)劃和安排下，積極推廣，才能使標(biāo)準(zhǔn)深入到各種應(yīng)用中，充分發(fā)揮其開功能。PLCopen就是這樣一個矢志不移的國際組織。

其最主要的成果之一就是構(gòu)筑工控編程軟件包的開發(fā)環(huán)境；同時(shí)，還在這些編程系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展為統(tǒng)一工程平臺，作了許多基礎(chǔ)性的開創(chuàng)工作；開展了編程系統(tǒng)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證工作；制定了運(yùn)動控制功能庫，在IEC的開發(fā)環(huán)境里加入了運(yùn)動控制技術(shù)，將PLC和運(yùn)動控制的功能組合在控制軟件的編制中；為實(shí)現(xiàn)IEC61131-3編程與其它環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)交換，規(guī)范了XML格式作為數(shù)據(jù)交換的接口，2019年這個規(guī)范被IEC進(jìn)一步開發(fā)為IEC61131-10，對PLC程序的交互采用形式化描述的方法，使符合標(biāo)準(zhǔn)的平臺不但在編程語言保持一致，而且在標(biāo)準(zhǔn)語言基礎(chǔ)上編制的程序也可能跨平臺實(shí)現(xiàn)共享，這樣便完成了對PLC編程語言層面的關(guān)注上升為對描述層面的關(guān)注；定義了在IEC61131-3的開發(fā)環(huán)境下涉及安全的規(guī)范；公布了《PLC性能的基準(zhǔn)測試方法》，通過所定義的測試概要，以一種客觀的方式，為尋求評估不同PLC平臺真實(shí)性能提供了規(guī)范化的方法。

近些年來PLCopen又陸續(xù)推出若干技術(shù)文檔，如《代碼編制指南》（coding Guideline），《創(chuàng)建符合PLCopen標(biāo)準(zhǔn)的程序庫》（Creating PLCopen Compliant Libraries），《用SFC進(jìn)行結(jié)構(gòu)化》（Structuring with SFC -does & donts），《面向?qū)ο缶幊讨改稀罚℅uidelines for Object Oriented Programming）等。

在《面相對象編程指南》中展示了如何將“經(jīng)典”程序轉(zhuǎn)換為面向?qū)ο蟪绦虻姆椒?，指出：?dāng)以面向?qū)ο蟮姆绞皆O(shè)計(jì)應(yīng)用程序和庫時(shí)，要區(qū)分模塊和命令。模塊代表自動化應(yīng)用程序的一部分，包括它們的軟件功能，也可以根據(jù)需要分層嵌套。例如機(jī)器的角色、傳感器或組件組合可以用“模塊”在代碼中表示。每個模塊都實(shí)現(xiàn)一個通用的IModule接口。

一些模塊還實(shí)現(xiàn)了一個更專門的接口。例如，提供軸功能的模塊正在實(shí)現(xiàn)一個IAxis接口。命令表示模塊的具體操作。它被分配給一個模塊或一組實(shí)現(xiàn)相同接口的模塊。每個命令將實(shí)現(xiàn)一個通用的iccommand接口，并將遵循符合PLCopen功能塊的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。與軸相關(guān)的命令提供一個IAxis類型的輸入，以獲取它們將操作的相關(guān)軸實(shí)例的引用。有了這種結(jié)構(gòu)，就有可能將模塊和命令在面向?qū)ο缶幊虝r(shí)和諧地結(jié)合在一起。

長期以來PLCopen國際組織還注重于許多國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和基金會（譬如ISA、OPC基金會等）合作，開發(fā)了基礎(chǔ)性的規(guī)范，以建立一種開放標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)系統(tǒng)（見圖2）。這些工作都為為智能制造和工業(yè)4.0的應(yīng)用和發(fā)展，做了好些先導(dǎo)性的探索和準(zhǔn)備，從而打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。譬如與OPC基金會合作開發(fā)的：IEC61131-3的信息模型（2010.5發(fā)布），IEC61131-3 的OPC UA Client FB客戶端功能塊（2015.3發(fā)布），IEC61131-3的OPC UA Server FB服務(wù)端功能塊（2015.3發(fā)布）。

這些規(guī)范經(jīng)美國ISA屬下的OMAC的二次開發(fā)，已經(jīng)成功的應(yīng)用于專為包裝行業(yè)系列標(biāo)準(zhǔn)PackML中，大大簡化了包裝機(jī)械與上位生產(chǎn)管理系統(tǒng)的通信。此外，PLCopen還積極與參與美國開放集團(tuán)（The Open Group）經(jīng)管的開放流程自動化論壇OPAF，為新一代的開放自動化系統(tǒng)制定系列標(biāo)準(zhǔn)O-PAS做出了應(yīng)有的努力（圖3）。新一代開放自動化系統(tǒng)的顯著特征是徹底擺脫了原有DCS和PLC硬件和軟件捆綁的枷鎖，采用行之有效的工業(yè)自動化領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)和IT領(lǐng)域的實(shí)際上的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，構(gòu)建具有互操作性、內(nèi)生信息安全、軟硬解耦的分布式控制系統(tǒng)。

圖2 PLCopen與ISA、OPC基金會合作開發(fā)智能制造基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0和智慧工廠的應(yīng)用，如今正在快速推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)。

開放的PLCopen規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)改善了自動化控制系統(tǒng)的設(shè)備可互操作性；運(yùn)用基于IEC61131-3的OPC UA Server FB服務(wù)端功能塊，將簡化了由傳智能感器、控制器與企業(yè)管理系統(tǒng)和生產(chǎn)調(diào)度執(zhí)行系統(tǒng)通信，與云端通信以及與互聯(lián)網(wǎng)通信。

圖3開放自動化趨勢正在重塑DCS和PLC

在配合工業(yè)4.0的參考架構(gòu)模型（RAMI4.0）方面，PLCopen認(rèn)為它此前開發(fā)的各種規(guī)范都很適配RAMI4.0的要求，需要做的是開發(fā)PLCopen相關(guān)技術(shù)功能如何在資產(chǎn)管理殼AAS實(shí)現(xiàn)。例如在圖4中表述的機(jī)械裝置AAS，其中運(yùn)用PLC控制的子模型固件，就是在應(yīng)用PLCopen制定的各種規(guī)范的基礎(chǔ)上由系統(tǒng)集成商按照機(jī)械裝置的技術(shù)要求和工藝要求編制的應(yīng)用程序。目前在歐洲工業(yè)界普遍接受AAS是工業(yè)資產(chǎn)的一種標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字孿生的理念。為了能夠存取AAS中的這些功能，并能提供給在控制器中運(yùn)行的應(yīng)用程序使用，PLCopen定義了一組功能塊。

這樣，程序編制人員便可以用一種協(xié)調(diào)的方式存取相關(guān)的信息。此外，PLCopen正在編寫一份文件，通過PLCopen OPC UA組態(tài)文件展示PLCopen和PackML的集成。遵循應(yīng)用程序開發(fā)的基本規(guī)則，以一種協(xié)調(diào)的方式與機(jī)器進(jìn)行接口，并基于OMAC PackML狀態(tài)機(jī)、模式和Packtags（PackML定義的交換數(shù)據(jù)的標(biāo)簽）集成生產(chǎn)線中的機(jī)器，由于采用標(biāo)準(zhǔn)化的方式集成，操作將變得很容易，有手到擒來的功效。通過結(jié)合OPC UA瀏覽功能，用戶甚至可以搜索新的功能，并更容易地將它們添加為新的應(yīng)用程序的基礎(chǔ)（圖5）。

圖4 PLCopen正在開發(fā)PLCoen相關(guān)技術(shù)功能的AAS實(shí)現(xiàn)

圖5 通過PLCopen OPC UA組態(tài)文件展示PLCopen和PackML的集成

審核編輯：劉清