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IEC61499分布式编程与传统PLC分布式编程比较

1.什么是PLC分布式编程

PLC分布式编程是一种将任务分散到多个独立或协作的PLC中的编程方式,使用通信技术实现数据交互和协同。核心思想是将复杂的控制系统分解为多个子系统,每个子系统负责特定的功能(如输入/输出处理、运动控制、逻辑运算等),从而提升系统的灵活性、可靠性和扩展性。 核心特点 模块化设计 将控制系统拆分为多个功能模块(如主站、从站、IO模块、专用控制器等),每个模块独立运行并通过总线或工业网络(如Profibus、Ethernet/IP、Modbus)连接。 分散控制 每个模块处理局部任务(如某个设备的启停、传感器数据采集),减少中央处理器的负担,降低单点故障风险。 灵活扩展 新增或替换模块时无需修改整体程序,只需调整通信配置,适合生产线升级或工艺变更。 实时通信 通过高速通信协议实现模块间数据同步,确保控制指令和反馈信号的实时交互。

2.传统PLC分布式编程

一个大型的控制系统拆分成不同的控制逻辑,每个控制逻辑是一个独立的采用IEC61131-3编程语言实现的项目,不同控制逻辑(PLC程序项目)通过PLC编程软件进行编译后下载到不同PLC控制器上。PLC控制器之间通过总线进行数据交互(如:modbus、PN、ethercat等)。OT人员在实施这样一个大型控制系统时不但要考虑控制逻辑的设计,还要考虑不同PLC之间的总线支持情况,且还要把不同PLC之间进行交互的数据转换成对应总线的协议,如:假如总线选择的是modbus,那么要把交互的数据转换成modbus协议的地址。这样的分布式方式提高了系统设计难度、调试难度,且不方便查看整个系统的设计结构。

3.基于IEC61499的PLC分布式编程

一个大型控制系统从顶层设计开始,在一个符合IEC61499标准的PLC编程平台IDE(如:EAE、海王星模块工匠、4diac、open61499)里面进行,根据系统业务把不同的控制逻辑封装成IEC61499功能块,再把功能块部署在符合IEC61499的不同PLC控制器上,不同PLC控制器之间的数据交互逻辑直接在符合IEC61499标准的IDE里面通过连线的方式进行配置,由于符合IEC61499的控制器已经定义了功能块之间的通信协议(通信链路可以是:TCP、UDP、串口、ZigBee等),所以用户在使用基于IEC61499标准进行PLC分布式编程设计时不用考虑符合IEC61499标准的控制器之间的通信方式,且还可以在一个IDE页面直观的管理整个分布式系统的逻辑,进行整个系统的调试。

4.IEC61499分布式控制案例

此案例是基于open61499实现的(http://open61499.com.cn)智能楼宇控制系统,open61499是基于IEC61499标准开发的工业编程平台,支持IT(c/c++、lua、python)和OT(结构化文本、梯形图)融合编程、云端部署、本地部署;适配了arm、x86处理器,windows、linux操作系统。

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