IEC61131-3為PLC編程開發定義了一個軟件模型，該模型描述瞭如何採用分層/分級的方法將一個複雜的項目分解成若干小的組成部分，並定義了各部分之間的接口規範。今天這篇文章，我們來介紹下這個軟件模型，並結合西門子PLC、Codesys軟PLC分析下該模型。
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下面這張圖就是IEC61131-3定義的軟件模型：
軟件模型
從圖片中可以看出，該軟件模型定義了配置、資源、任務、程序組織單元(功能、功能塊、程序)、全局變量、訪問路徑等等。我們來詳細介紹下：
1、配置（Configuration）
配置位於軟件模型的最上層，可以理解成一整套控制系統。對於小型控制系統而言，比如一個由CPU ST20組成的簡單控制系統，屬於一個配置；而對於複雜控制系統，比如一個由多個CPU組成的、具有分佈式模塊的控制系統，也屬於一個配置。配置就是一套控制系統，或者是一套設備，在Codesys V3版本之後直接將其稱為“設備”；一個配置由一個或幾個資源組成。
2、資源（Resource）
資源位於軟件模型的第二層，用於支持任務的運行。對於一個小型控制系統，比如上面說的CPU ST20系統，資源可以理解為CPU本身。對於具有多個CPU的大型系統，每一個CPU都是一個資源。資源可以包含多個任務、程序組織單元等。在Codesys V3版本之後，資源被稱為“應用”。
3、任務（Task）
任務是程序的調度者，用來執行一個或多個程序(Program)。任務分為很多類型，比如：主任務、週期性執行的任務、由中斷觸發的任務等等。西門子PLC中的組織塊就屬於任務的角色，OB1相當於主任務、OB30~OB38屬於週期性執行的任務、OB82屬於診斷中斷的任務等等；在Codesys中，任務分為週期型(Cyclic)、事件型(Event)、自由運行型(Freewheeling)、狀態觸發型(Status)。週期型任務是以固定時間間隔來執行；事件觸發型任務在事件變量的上升沿開始執行；自由運行任務其內部程序在任務啟動時就開始執行，程序的執行不受掃描週期的影響；狀態觸發型任務當其狀態變量變為TRUE時開始執行；任務具有不同的優先級，優先級高的任務可以中斷優先級低的任務而搶先執行；
4、程序組織單元(Program Organization Unit,POU)
程序組織單元是用戶程序的基本單位，包括變量聲明區和代碼區兩部分。變量聲明區用來定義該POU中使用的變量的名稱、類型及初始值；代碼區是使用IEC61131-3推薦的五種編程語言寫的程序代碼。
IEC61131-3定義了三種程序組織單元：功能(Function)、功能塊(Function Block)和程序(Program)。
功能(Function)是包含局部變量和指令的代碼，可以設置輸入/輸出參數。功能沒有靜態變量，因此每次調用都會產生同一個結果；
功能塊(Function Block)與功能的區別在於它有屬於自己的存儲區，可以存放靜態變量。功能塊也可以設置輸入/輸出參數，但由於程序代碼中靜態變量可能發生變化，因此對於功能塊的調用並不一定產生同樣的結果；
可以將程序中經常使用的代碼（比如電機運行控制）寫成功能或者功能塊，這樣就可以反覆調用。既能節省項目編程的時間，又提高了程序的可讀性，體現了該軟件模型將複雜任務分解成小的簡單模塊的思想。
程序(Program)可以分為主程序與子程序，可以被任務啟動，並調用功能或者功能塊。程序中可以定義全局變量、地址映射、局部變量等等；
5、全局變量、訪問路徑
全局變量用於程序組織單元之間交互數據，訪問路徑提供了當前配置對外通信的接口。
好了，關於IEC61131-3的軟件模型就先介紹到這裡。後續文章我們會繼續該標準的介紹。
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