臺灣博碩士論文加值系統

早期PLCs控制程式發展軟體大多使用階梯圖程式（Ladder Diagram, LD）語言，其語法簡單易學，因此被廣泛使用於PLCs應用程式之開發。但其欠缺許多高階語言之特色，例如變數資料結構、數值運算能力、物件導向設計方式及程式執行控制等，此外，其程式之語法及語意亦隨其PLCs硬體平台之不同而異。IEC 61131-3係由國際電工聯盟所制訂之國際標準，該標準除具備前揭高階語言之特色外，更定義一組完整的程式發展工具。本論文將應用IEC 61131-3標準提供之圖形化語言（SFC、FBD、LD）及文字敘述語言（ST），以階層式架構方式開發應用程式。其步驟依序為定義控制系統之功能、解析控制系統成有限個可處理之邏輯單元及選用適合開發系統之IEC 61131-3標準語言，最後於符合IEC 61131-3標準之控制器上驗證程式。基於此結構化之程式架構及標準之程式開發工具，不僅提升了程式開發之效率，更因其標準化而縮減了使用成本，例如人員訓練、及後續之安裝及維護。

Traditionally, PLCs programming languages have been based around the Ladder Diagram, which is relatively simple and easy to learn, but lack many features in modern high-level languages, such as data structure, arithmetic operation, object oriented and execution control. Furthermore, the syntax and semantic of which are hardware dependent. IEC 61131-3 is an international standard defined by the International Electrotechnical Commission which defines the syntax and the semantics of the programming language set for PLCs. The aim of IEC 61131-3 is to improve the programming of PLC-based industrial systems by adopting the features mentioned above for modern high-level languages. In this thesis, we will use the programming language set defined by IEC 61131-3 and programming methodology proposed to develop application for frequency converter. Firstly, we define the function of the control problem and consider the feasibility. After that, the control problem will be broken into more manageable components such as deterministic modules (Steps and Transitions) and functional modules (I/O and PID etc). The proper languages (LD, FBD, ST) will be used to develop the certain module based on its characteristics. Finally, we will use the MMI interface featured by IEC 61131-3 to proceed with installation and debugging. Based on the structural programming methodology, we will have a lot benefits such as reducing training costs, less developing time, simple installation and easy maintenance.

目錄
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英文摘要
誌　　謝
圖表索引
第一章 緒論
1.1 研究背景與動機
1.2 研究貢獻
1.3 章節概要
第二章 IEC61131-3觀念
2.1 簡介
2.2 IEC61131-3程式架構
2.2.1 組態
2.2.2 資源
2.2.3 任務
2.2.4 程式組成單元
2.3 IEC 61131-3變數型態
2.4 IEC 61131-3資料型態
2.5 IEC 61131-3結構化程式設計
2.5.1 解析
2.5.2 模組化
2.5.3 程式開發步驟
2.6 討論
第三章 IEC61131-3標準程式語言
3.1 簡介
3.2 IL程式語言
3.2.1 IL程式語言之架構
3.2.2 IL程式語言之語法及語意
3.2.3 IL程式語言特點
3.3 ST程式語言
3.3.1 ST程式語言之架構
3.3.2 ST程式語言之語法及語意
3.3.3 ST程式語言特點
3.4 LD程式語言
3.4.1 LD程式語言之架構
3.4.2 LD程式語言之語法及語意
3.4.3 LD程式語言之特點
3.5 FBD程式語言
3.5.1 FBD程式語言之架構
3.5.2 FBD程式語言之語法及語意
3.5.3 FBD圖形元件執行流程順序
3.5.4 FBD程式語言特點
3.6 SFC程式語言
3.6.1 SFC程式語言之架構
3.6.2 SFC程式語言之語法及語意
3.6.3 SFC程式語言之執行順序
3.6.4 SFC程式語言之特點
3.7 討論
第四章 支援IEC 61131-3之變頻器
4.1 前言
4.2 VACON變頻器之硬體架構
4.2.1 控制單元
4.2.2 功率單元
4.3 VACON變頻器之軟體開發工具
4.3.1 NCDrive
4.3.2 NC 1131-3
4.3.3 NCLoad
4.3.4 NCDef
4.4 VACON變頻器之使用者介面
4.5 ModBus通訊協定
4.5.1 Modbus訊息架構
4.5.2 Modbus傳輸方式
4.6 討論
第五章 IEC 61131-3應用程式
5.1 簡介
5.2 IEC 61131-3範例系統
5.3 IEC 61131-3設計流程
5.3.1 定義系統之控制流程
5.3.2 架構控制系統之外部介面
5.3.3 定義控制系統之輸出變數
5.3.4 定義控制系統之輸入變數
5.3.5 解析控制系統成有限個可處理之邏輯單元
5.3.6 撰寫系統步驟及轉態邏輯之動作方塊或程式
5.3.7 定義POU之執行週期
5.3.8 進行連結、編譯及下載
5.4 人機介面
5.4.1 ModBusSrv元件
5.4.2 VB控制項
5.5 系統輸出結果
5.6 討論
第六章 結論
6.1 結論
6.2 建議
參考文獻
附錄A
A.1 IEC工作小組架構
A.2 IEC 61131-3發展歷史
A.3 PLCopen組織功能及架構
A.4 IEC 61131-3軟體驗證
附錄B
B.1 IEC 61131-3關鍵保留字
B.2 IEC 61131-3定義符號
作者簡介
授 權 書

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