以支持为中心的企业控制:控制逻辑基础

今天的程序员使用通用标签名来描述阶梯逻辑指令。该特性使设计人员能够使用固定的内存地址放弃对梯形逻辑指令的引用。新的应用程序也承诺将自动将设计信息转换为梯形逻辑应用程序。与流程图程序一样，这些应用程序在创建主要基于状态的梯形逻辑应用程序方面取得了有限的成功。

作为一种衡量成功的方法，一些制造商希望在有人故意删除控制器的整个程序后，应用程序能够自动重新生成控制应用程序。即使有可能，自生成应用程序会改善正在进行的机器支持吗?一些新的应用程序已经接近了，但没有一个声称在大量不同类型的机器上取得了实际成功。

为许多类型的机器和输送机自动生产可靠的控制应用程序的真正障碍是什么?如果系统战略家不认识到运动检测是所有控制应用的基础构建块，设计将失败。在这种情况下，术语“失败”意味着他们不能从基本设计信息中生成所有需要的逻辑。

四个设计术语

一旦战略家认识到移动检测的重要性，他们就必须专注于提供使用各种设计方法集成相关触发器的应用程序。以下术语有助于描述各种设计方法:

• 设计规格表:标识对设计方法至关重要的关键属性的文档。
• 基于模板的设计:一种依赖于重复使用一组预定义的工作逻辑电路的开发技术。
• 基于规则的设计:一种开发技术，需要从根信息源生成逻辑电路元件的规则。
• 表格设计:一种开发技术，它需要扩展、收缩和格式化数据访问和移位寄存器应用程序的规则。

一些自动代码生成方案完全依赖于基于模板的设计标准库。设计人员只需从库中剪切和粘贴分组电路，即可组装所需的控制应用程序。大多数设计人员不会认为这种复制过程是一种自动生成代码的方法。虽然机器供应商经常采用这种方法，但制造商只能实现很小的成本节约。这种复制技术不能提高操作支持能力。

战略家可以通过每种方法如何产生机器控制器逻辑来识别基于表、规则和模板的设计方法。基于表的方法创建负责在应用程序、系统和站点之间移动数据的逻辑。

矩阵结构有帮助

设计人员使用矩阵结构来定义:1)数据顺序，2)数据字段格式，以及3)联锁将数据传递给其他逻辑模块的位置。基于表的技术产生的逻辑只不过是用于定义数据的基于模板的逻辑。模板方法使用逻辑复制过程来创建需要连接到其他逻辑的应用程序。控制设计人员通过使用设计规格表中描述的详细设计信息构建许多相互依赖的电路来产生基于规则的逻辑应用程序。

设计规格表对这三种设计方法都至关重要。对于基于规则的设计，有一个单独的规格表用于:1)检测对象的执行器，2)指定工作模式电路的标准，3)启用输出设备，以及4)联锁逻辑模块。用于检测对象执行器的规格表确定了应用运动检测方案的机械，电气和逻辑特性。用于指定工作模式标准的规格表确定了构建特定模式电路的条件。用于启用输出设备的规格表定义了相反的运动输出信号，所需的操作模式以及激活和停用运动所需的特殊控制特性。对于基于表的设计，规格表定义了数据模式和结构需求。对于基于模板的设计，规格表定义了模板类型、所需的外部输入和输出信号以及复制它的规则。

许多控制系统战略家将控制应用定义为分层的。一些战略家使用多层金字塔来表示控制器应用程序的层次结构。层的数量及其分配的应用类型通常因战略家而异。

控制系统金字塔

图1显示了一个控制系统金字塔。重要的是要认识到，在每一层之间显示的明确边界并不意味着一个排他性的接口。每一层中的应用程序都可以访问其他层中的某些类型的信息。分层顺序显示了每个应用程序的重要性。更重要的是，金字塔显示了一个基本的触发层。

金字塔中的触发层是一个基于规则的设计层，包括用于武装和发射一次性信号的电路。这一层的电路非常重要，也是本文的主要主题。下一个最高的基础设施层是基于规则的设计层，它包含一组已定义的电路，用于启用外部电路和操作模式信号。控制层在基础设施层之上。控制层包含使用基于规则的设计方法产生的电路。这一层包括控制机械运动、设备行为和相关用户界面的电路。控制物体和机构运动的规则也是本文的主题。金字塔显示诊断层在控制层之上。这一层还包括基于规则的电路，旨在与控制层中的电路兼容。

因此，诊断层与控制层具有无缝连接。诊断层之上是数据交换层。这个基于表格的设计层包含用于控制控制和诊断电路的可变特性的电路。需要转换系统提供的信息，这些信息会影响在这一层找到的电路。必要时，数据交换层包括用于与活动部件保持信息同步的电路。数据交换层是下一个最高的基于系统的应用层。系统应用层是一个基于模板的设计层，包含收集和传递系统信息的应用电路。设计人员将与读卡器和其他用于启用系统应用程序的设备交互的电路置于这一层。此层仅适用于驻留电路能够检查触发层中启用的单次信号的情况。最顶层的通信驱动层是一个基于模板的设计层，其中包括用于建立和维护与上层系统组件的通信的电路。

当支持人员可以与控制系统金字塔的所有层进行交互时，制造商将实现真正的成本节约。当支持人员具有改进的能力来改变设计信息以影响主动运行的可编程逻辑控制器(PLC)程序时，这是可能的。制造商的真正价值来自于通过让支持人员了解如何与所有控制系统应用程序交互来最大限度地减少混乱。为此，支持人员必须具有通过与规则、设计规范和基于表的配置信息交互来更改逻辑电路的能力。

Daniel B. Cardinal是Insyte Inc.的工程顾问，在汽车行业实施集成调度和零件识别应用程序。编辑乔伊·张，数字项目经理，控制工程，jchang@cfemedia.com．

关键概念:

• 今天的程序员使用通用标签名来描述阶梯逻辑指令。
• 该特性使设计人员能够使用固定的内存地址放弃对梯形逻辑指令的引用。
• 一些自动代码生成方案完全依赖于基于模板的设计标准库。

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