4/2 IEC 1131 bäddar mjukt
för industrins inbyggare

När automationsvärldens styrsystembyggare säger ”inbyggda system” syftar de på system som utvecklas för fordon, telekom, flyg, och så vidare. Inte på sina egna system. Automationsindustrin är en egen värld.

Styrsystem i produktionsindustrin programmerades klassiskt i reläer och timerhjul som än idag hörs klicka i tvättmaskinerna. När industrin automatiserades accepterades detta av det på den tiden starka amerikanska industrifacket. Mot villkoret att verktygen var begripliga för medlemmarna.

Det betydde nej tack till assembler, C och andra textbaserade språk. Och ja tack till Ladderdiagram, ett grafiskt språk som avbildar reläernas kopplingsscheman.

Reläracken ersattes av programvara och elektrikerna fortsatte arbeta nästan som förut med ett minimum av omskolning. Datorn anpassades till människan istället för tvärtom.

Okänt på universitetet
Automationsvärlden har fortsatt att hålla sig till egna verktyg. Universiteten känner sällan till dem.

– Å andra sidan är språken inte svåra att lära sig så när nya ingenjörer kommer ut så lär de sig snabbt, säger Istvan Ulvros, teknikstrateg på Tetra Pak.

Styrsystemen körs på en hårdvara som kallas PLC (programmable logic controller) motsvarigheten till inbyggarnas processorkort. En PLC kan vara en enkel logikmaskin.

– Men den har också svämmat över sina ursprungliga breddar. På Tetra Pak har vi en PLC med 1 200 utgångar, ett 30-tal analoga signaler, 23 servomotorer och 13 frekvensomvandlare, berättar Istvan Ulvros.

Fem språk i samma program
Möjligheterna är begränsade i Ladderdiagram när det gäller att exempelvis implementera servostyrning, komplexa beräkningar eller PID-reglering.

Bland leverantörerna finns därför ett Babels torn av PLC-språk med kopplingar till allt från Visual Basic till Labview.

Men det finns också en stark standardgrupp, IEC-1131. Den har spikat fem språk, inklusive Ladderdiagrammen.

De fem språken i IEC-1131 i varsitt fönster i miljön Codesys från 3S

Ett genidrag är att de fem språken delar namnrum, som det heter. Det betyder att du kan utveckla olika delar av styrsystemet i olika språk och sedan fritt blanda moduler enligt respektive språks grammatik.

Huvudprogrammet i ett styrsystem kan alltså vara ett Ladderdiagram med en svart låda innehållande en signalbehandlingsalgoritm implementerat i Structured Text (ST), som är 1131standardens textbaserade högnivåspråk.

ST bygger inte på inbyggnadsvärldens populära språk C, utan på det utvecklarvänliga, ”buggavstötande” undervisningsspråket Pascal.

Den som saknar metallsmaken i C kan använda Instruction List, ett assemblerliknade 1131-språk.

Det fjärde språket är Sequential Function Charts – parallella flödesscheman.

”Steal with pride”
Också det sista språket är naturligt parallellt. Function Block Diagram är ett grafiskt dataflödesspråk liknande det som i används i test- och mätmiljön Labview.

Organisationen Open PLC spejar idag efter fler ideer att inkorporera i IEC-1131.

–Steal with pride, säger Istvan Ulvros.

Här finns arbetsgrupper för XML som dokumentformat, för en objektorienterad utökning av ST (analogt med C++), för personsäkra komponenter, för 1131-certifiering och för standardisering av komponenter för rörelsestyrning.