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per l'efficienza nel campo dell'automazione IEC
61131.3 lo standard di programmazione industriale
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IEC 61131 - 3
Standard
Versione 2.1, settembre 2006
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PLCopen 2006
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61131.3 lo standard di programmazione industriale
Indice dei contenuti
 Vantaggi della IEC61131-3 per i programmatori
 Storia degli standard internazionali 1970-1995
 Le 7 parti dello standard IEC 61131
 Modelli di software IEC 61131-3
 Le 5 lingue della IEC 61131-3
 Blocchi Funzione e POUs
 IEC tipi di dati , Funzioni e Blocchi Funzione
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Vantaggi della IEC 61131-3

Standard accettato a livello internazionale
• Passo dopo passo tutti i fornitori lo sosterranno.
• Strutture omogenee, delle lingue e del modo di gestire il programma.

Consente di risparmiare tempo
Con il Software con modello unico di dati e di tipo
• Devi solo imparare una volta per i diversi tipi di controllori.
• Riduce incomprensioni ed errori
• Funzioni standard e blocchi funzione
• Riusabilità del software testato.
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Vantaggi della IEC 61131-3
 Supporta la sicurezza e la programmazione di qualità
• Strutturazione facile e comoda
• Nella digitazione dei dati vieta errori di programmazione

Fornisce il miglior linguaggio per ogni problema
•
•
•
•
•
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5 linguaggi di programmazione.
Due linguaggi testuali e due grafici
Un linguaggio a strutturazione panoramica.
Disponibilità di un linguaggio ad alto livello
Possibilità di mescolare diversi linguaggi
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Normalizzazione dei linguaggi
NEMA Formazione della commisione per I controllori programmabili (USA)
GRAFCET (Francia )
DIN 40719, Grafici Funzione (Germania )
NEMA ICS-3-304, Controllori Programmbili (USA)
IEC SC65A/WG6 Formato
DIN 19 239, Controllori Programmbili (Germania )
IEC 65A(Sec)38, Controllori Programmbili
MIL-STD-1815 Ada (USA)
IEC SC65A(Sec)49,PC Linguaggi
IEC SC65A(Sec)67
IEC 848, Grafici Funzione
IEC 64A(Sec)90
IEC 1131-3
Type 3 rapporto di
raccomandazione
IEC 61131-3
cambio di nome
70
77
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Le 7 parti della norma IEC 61131
 Part 1
Panoramica generale e definizioni
IS
 Part 2
Hardware
IS
 Part 3
Linguaggi di Programmazione
IS
 Part 4
Linee guida
IS
 Part 5
Comunicazione
IS
 Part 6
Fuzzy Logic
IS
 Part 7
Relazione tecnica
IS = International Standard
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IEC 61131 - Parte 1 - Panoramica generale

Definizioni e glossario dei termini utilizzati nello standard

Lista dei riferimenti dello standard IEC
 Principali caratteristiche funzionali dei sistemi a controllore
programmabile
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IEC 61131 - Parte 2 - Hardware

Requisiti elettrici, meccanici e funzionali per i controllori
programmabili e periferiche associate

Servizi, condizioni di stoccaggio e trasporto

Informazioni che devono essere fornite dal produttore

Metodi di prova e procedure per la verifica della conformità
dei controllori programmabili e periferiche associate
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IEC 61131 - Parte 3 – Linguaggi di
Programmazione

Software, comunicazione e programmazione

Definizione di cinque linguaggi di programmazione interconnessi

Sintassi e semantica dei linguaggi, due grafici e due testuali:
Instruction List (IL), Structured Text (ST), Ladder Diagram (LD) e Function
Block Diagram (FBD)

Sequential Function Chart (SFC) per la strutturazione del programma
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IEC 61131 - Part 4- Linee guida
Assiste l'utente in:
 Utilizzo delle altre parti del controllore programmabile

Precisa i requisiti per le applicazioni

Selezione e implementazione di sistemi
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IEC 61131 - Part 5 - Comunicazione
 Basato su MMS (Manufacturing Message Specifications)
(ancora in corso )
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IEC 61131 - Part 6- Fuzzy Logic
 Fornisce la definizione di set di controllo fuzzy
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IEC 61131 - Part 7 - Relazione tecnica
 Fornisce linee guida per l'applicazione e l'implementazione di
linguaggi di programmazione per il controllore
programmabile
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IEC 61131-3 Modelli Software
configurazione A
risorsa L
Task1
Program P1
risorsa L
Task2
Task3
Program P2
Program P3
FB1
FB3
FB2
Task4
Program P4
FB4
Variabili globali
percorsi di accesso
Task associati
Associazione dei percorsi di accesso
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Definizione dei termini del modello software
 Configurazione
Un elemento del linguaggio corrispondente a un sistema di controllore programmabile
• Risorsa
Un elemento di lingua corrispondente a una funzione di elaborazione del segnale e la
sua interfaccia uomo-macchina e le funzioni di sensori e attuatori, come una CPU
 Task
• Un elemento di controllo di esecuzione che prevede l'esecuzione periodica o
innescata da un gruppo di unità associata del programma
• Program
Più alto livello di organizzazione delle unità del programma. Può chiamare FB e
funzioni
• FB
Blocco funzione per l’organizzazione del programma. Può chiamare FB e altre
funzioni
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IEC 61131-3:
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Gli elementi comuni
• Set di caratteri
(Inglesi.........)
• Tipi di dati
(BOOL, WORD, INTEGER.................)
• Variabili
(VAR, VAR_input, VAR_output..........)
• POUs, Program Organisation Units
(Function, Function Block...)
• SFC elementi
(Steps, Transitions.................................)
:
• Elementi di configurazione
(Tasks)
• Base per il software di riutilizzo
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No.
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Parola Chiave
Tipo dati
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Bits
BOOL
SINT
INT
DINT
LINT
USINT
Boolean
Short integer
Integer
Double integer
Long integer
Unsigned short integer
1
8
16
32
64
8
UINT
UDINT
ULINT
REAL
LREAL
TIME
DATE
TIME_OF_DAY
or TOD
DATE_AND_TIME
or DT
STRING
BYTE
WORD
DWORD
LWORD
Unsigned integer
Unsigned double integer
Unsigned long integer
Real numbers
Long reals
Duration
Date (only)
Time of day (only)
16
32
64
32
64
Date and time of day
Character string
Bit string of length 8
Bit string of length 16
Bit string of length 32
Bit string of length 64
8
16
32
64
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le 5 Lingue del IEC 61131-3
Instruction List
LD
A
ANDN
B
ST
C
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Step 1
N
FILL
Transition 1
AND
B
Sequential Function Chart
C:= A AND NOT B
Function Block Diagram
A
Structured Text
A B
C
Step 2
Ladder Diagram
C
S
Transition 2
-| |--|/|----------------( )
Step 3
Empty
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Ladder Diagram (LD)

Insieme razionalizzato di simboli a relè
 Basato sul noto stile di programmazione simile al disegno
elettrico
A B
C
-| |--|/|----------------( )
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Instruction List (IL)



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Esecuzione basata su singolo accumulatore
Basato sul tedesco ‘Anweisungsliste’, AWL
Una sola operazione è consentito per linea, come la
memorizzazione di un valore nel registro accumulatore,
LD
A
ANDN
B
ST
C
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Structured Text (ST)




Linguaggio di alto livello
La sintassi assomiglia al PASCAL
Sono possibili istruzioni complesse e istruzioni annidate
Supporto per
• Iterazione ad anello (REPEAT-UNTIL; WHILE-DO)
• Esecuzione condizionata (IF-THEN-ELSE; CASE)
• Funzioni (SQRT(), SIN())
C:= A AND NOT B
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Function Block Diagram (FBD)

Linguaggio grafico, ampiamente usato in Europa
 Elementi del programma che appaiono come blocchi in una
forma analoga a uno schema elettrico
 Utilizzato in molte applicazioni che coinvolgono il flusso di
informazioni o di dati tra componenti di controllo
AND
A
B
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C
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Sequential Function Chart (SFC)
 Linguaggio grafico che fornisce una
rappresentazione grafica del programma
sequenze --> flowchart
 Basato sul Grafcet francese (IEC 848)
 Struttura portante e adatto per la
diagnostica rapida
 Gli elementi di base sono passaggi con
blocchi di azione e transizioni
 I passi consistono in un pezzo di
programma che viene eseguito dopo che
una condizione specificata nella transizione
è soddisfatta
 Programmazione di compiti complessi,
dividendo in parti più piccole
 Ogni elemento può essere programmato in
qualsiasi linguaggio IEC
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Step 1
N
FILL
Transition 1
Step 2
S
Transition 2
Step 3
Empty
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POU = Program Organization Unit
Le POU consentono il riutilizzo del software dal livello macro (programmi)
a livello micro (FB e funzioni).
Una POU è costituita da un header (dichiarazione di variabile) e da un
corpo (istruzioni).
Tipi di POU
Program
Function Block
Function
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Replicati come:
Commenti
Istanze di programma Main,
sottoprogrammi
Istanze FB
Sottoprogramma
con memoria.
Funzioni
Sottoprogramma
senza memoria.
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IEC 61131-3 - Tipi di dati
(BOOL, BYTE, WORD, DWORD, LWORD)
 Tipi bit
(SINT, INT, DINT, LINT)
 Tipi Intero
(USINT, UINT, UDINT, ULINT)
 Tipi Intero senza segno
(REAL, LREAL)
 Tipi Real
(TIME, DATE, TIME_OF_DAY, DATE_AND_TIME)
 Tipi Time
(STRING)
 Stringhe di Caratteri
Sono possibili tipi di dati definiti dall'utente
• Diretto, derivato, enumerati
• Array, structure
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IEC 61131-3 - Function
 Funzioni stringa di bit (AND, OR, XOR, NOT, SHL, SHR, ROL, ROR)
(ADD, SUB, MUL, DIV, MOD, EXPT, ABS,
 Funzioni numeriche
SQRT, LN, LOG, EXP, SIN, COS, TAN, ASIN,
ACOS, ATAN)
(e.g. USINT_TO_DINT, BOOL_TO_BYTE)
 Conversione di tipi
 Funzione di selezione
 Funzioni di comparazione
 Funzioni per stringhe
(SEL, MIN, MAX, LIMIT, MUX)
(GT, GE, EQ, LT, LE, NE)
(LEN, LEFT, RIGHT, MID, CONCAT,
INSERT, DELETE, REPLACE, FIND)
Sono possibili function definite dall'utente
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IEC 61131-3 - Function Blocks
 Bistabili
 Rilevamento di Fronte
 Contatori
 Temporizzatori
(SR, RS, SEMA)
(R_TRIG, F_TRIG)
(CTU, CTD, CTUD)
(TP, TON, TOF, RTC)
Sono possibili function block definite dall'utente
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Missione
Siamo la principale associazione per risolvere problemi relativi
al controllo della programmazione e per sostenere l'uso di
standard internazionali in questo campo.
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PLCopen è stata fondata il 15 giugno 1992 a Giessen, in Germania.
Obiettivo era quello di promuovere IEC 61131-3, informare i clienti e dare
più peso allo standard IEC 61131-3.
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Standardization in Industrial
Control programming
TC6
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