Тема 3.2. Программное обеспечение для конфигурирования контроллеров

Сейчас уже можно сказать, что подавляющее большинство контроллеров и систем управления обслуживается программными продуктами, реализующими стандарт МЭК 61131-3.

Удобство программирования контроллеров (в более широком смысле - конфигурирования), является очень важной характеристикой. С появлением контроллеров каждый производитель начал предлагать свои решения по их программированию. В результате к началу 90-х годов сложилась ситуация, когда на рынке программного обеспечения для программирования контроллеров существовало большое количество языков программирования, а стандарты, их объединяющие и регламентирующие, отсутствовали. Все это негативным образом отражалось на стоимостных характеристиках разрабатываемых систем управления (повышенные затраты на подготовку программистов, на создание программ и т. п.).

Стандартом МЭК 61131-3 определяется пять языков программирования контроллеров: три графических (LD, FBD, SFC) и два текстовых (ST, IL).

LD (Ladder Diagram) - графический язык диаграмм релейной логики. Язык LD применяется для описания логических выражений различного уровня сложности.

FBD (Function Block Diagram) - графический язык функциональных блоковых диаграмм. Язык FBD применяется для построения комплексных процедур, состоящих из различных функциональных библиотечных блоков - арифметических, тригонометрических, регуляторов, мультиплексоров и т.д.).

SFC (Sequential Function Chart) - графический язык последовательных функциональных схем. Язык SFC предназначен для использования на этапе проектирования ПО и позволяет описать "скелет" программы - логику ее работы на уровне последовательных шагов и условных переходов.

ST (Structured Text) - язык структурированного текста. Это язык высокого уровня, по мнемонике похож на Pascal и применяется для разработки процедур обработки данных.

IL (Instruction List) - язык инструкций. Это язык низкого уровня класса ассемблера и применяется для программирования эффективных, оптимизированных процедур.

Контроллеры, программирование которых осуществляется со встроенного или выносного пульта, встречаются сегодня достаточно редко. Как правило, это простые специализированные ПЛК, предназначенные для управления освещением по расписанию, регулировки температуры и т. д. Все программирование таких контроллеров сводится обычно к заданию набора констант.

Для программирования ПЛК универсального назначения применяются ПК. Процесс разработки и отладки программного обеспечения происходит при помощи специализированных комплексов программ, обеспечивающих комфортную среду для работы программиста.

Традиционно все ведущие изготовители программируемых ПЛК имеют собственные фирменные наработки в области инструментального программного обеспечения. Безусловно, большинство из них представляют удобные инструменты, оптимизированные под конкретную аппаратуру. Понятно, что в разработке универсальных систем программирования, приемлемых для своих ПЛК и для ПЛК конкурентов, изготовители не заинтересованы.

Кроме того, это достаточно сложная задача. Системы программирования ПЛК небольших фирм в лучшем случае реализуют один из языков МЭК с некоторыми расширениями, призванными сохранить совместимость со своими же более ранними (нестандартными) системами. Крупнейшие лидеры рынка ПЛК предлагают сегодня очень мощные комплексы с поддержкой МЭК-языков, также сохраняющие преемственность и фирменные традиции.