前 言
２０ 世紀 ７０ 年代， 可編程邏輯控制器的誕生促使工業(yè)進入 ３.０ 時代， 制造過程自動化程度 得到大幅度提升。 過去 １０ 年， 隨著計算機與信息技術的高速發(fā)展， 工業(yè)數(shù)字化得以迅速普及。 工業(yè)軟件是企業(yè)生產過程實現(xiàn)自動化與信息化的關鍵， 涉及設計、 編程、 工藝、 控制、 監(jiān)控、 通信、 管理等所有環(huán)節(jié)。 工業(yè)軟件往往需要根據(jù)過程控制、 運動控制、 離散制造等不同行業(yè)的 工藝需求進行定制， 以提升企業(yè)生產效率、 優(yōu)化配置資源以及提升產品的質量。 現(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng) 內各種語言共存， 例如 Ｃ／ Ｃ＋＋語言、 ＩＥＣ ６１１３１－３ 所包含的 ５ 種 ＰＬＣ 編程語言， 各種 .ＮＥＴ／ ＨＴＭＬ５／ ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ 等人機界面編程語言， 甚至使用 Ｐｙｔｈｏｎ 作為嵌入式機器學習等。 除此之外， 設備與設備之間的信息通信也不暢， 單控制器與傳感器之間所使用的工業(yè)互聯(lián)網總線就有二十 余種。 后， 可視化的模型同樣也是必不可少的。 可視化建模語言能夠給用戶提供直觀的系統(tǒng) 設計， 特別是對高復雜性的系統(tǒng)， 抽象化模型可以提升系統(tǒng)設計的效率。
ＩＥＣ ６１４９９ 的出現(xiàn)為以上挑戰(zhàn)給出了可行的技術路徑。 作為可執(zhí)行的建模語言， ＩＥＣ ６１４９９ 標準提供了統(tǒng)一的功能塊接口定義、 分等級的功能塊網絡、 部署模型以及管理協(xié)議， 為模塊化抽象系統(tǒng)設計提供了強有力的支持。 每個 ＩＥＣ ６１４９９ 功能塊可以定義多個邏 輯， ＩＥＣ ６１４９９ 標準并未指定編程語言， 因此這些語言編寫的功能塊都能封裝到模塊 中。 ＩＥＣ ６１４９９ 標準同時也提供了復合功能塊類型， 使得結構化分層級的封裝編排有了 用武之地。 ＩＥＣ ６１４９９ 標準的部署模型允許在同一個系統(tǒng)內設置多個并行的應用， 并且 多個應用可以分別運行在不同的設備上， 而每個應用中的功能塊網絡也可以分別部署 到不同的設備上。 此部署模型將復雜的設備間數(shù)據(jù)交互抽象化， 通過管理協(xié)議自動部 署， 可以大幅度提升系統(tǒng)開發(fā)的效率。
本書是基于 ２０１２ 年發(fā)布的 ＩＥＣ ６１４９９ 標準第二版， 結合幾位作者多年的教學和實踐經 驗總結而來。 本書在編寫過程中根據(jù)我國讀者的閱讀習慣與初學者的學習路徑對標準內容介 紹的次序做出了相應的調整。
本書以 ＩＥＣ ６１４９９ 標準內容為框架， 從 ＩＥＣ ６１４９９ 的發(fā)展歷史開始， 按順序介紹了 ＩＥＣ ６１４９９ 標準的核心機制及體系架構、 各類型功能塊定義與基本概念、 開發(fā)技巧及設計 范式、 擴展功能以及開發(fā)工具等內容。 本書通過若干實例來講解 ＩＥＣ ６１４９９ 的各個知識點， 幫助讀者快速掌握 ＩＥＣ ６１４９９ 核心概念。
在此特別感謝 ＩＥＣ ６１４９９ 標準委員會首任主席 Ｊａｍｅｓ Ｈ.Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ 博士、 ＰＬＣＯｐｅｎ 中國 區(qū)名譽主席、 教授級高工彭瑜， 以及施耐德電氣高級副總裁龐邢健先生為本書作序 （Ｃｈｒｉｓ? ｔｅｎｓｅｎ 博士所寫的序為英文， 序一為其中文譯文）。
作 者
２０２１ 年 ６ 月