使用抽象来减少机器集成的工作量

机器的集成阶段可能需要相当长的时间。使可编程逻辑控制器(PLC)软件与适用的硬件相匹配，并确保软件应用程序按机器内指定的方式执行。为了减少这种工作量，可以将重点放在PLC软件开发过程以及所使用的工具和适用的过程上。一种解决方案是创建一个更高的抽象级别，其中接口在应用程序软件的开发过程中是隐藏的。这有助于专注于PLC软件应用程序中特定功能的创建。在后面的阶段，可以决定需要哪些特定的硬件要求，例如伺服驱动器。硬件供应商将注意交付软件到硬件的正确映射。

基本思想是使用预定义的功能块，如逻辑和运动在最低抽象级别，由PLCopen并由许多供应商实施。

基于这些功能，可以在用户定义的函数块类UDFB中创建特定于应用程序的功能。在图1中，显示了两个级别:第一个级别用于在正确的同步模式下启动和停止机器的通用功能;第二级具有专用于应用的功能，如切割、密封、填充和封盖。通过创建这些经过测试和文档化的高级功能，可以减少创建应用程序所需的规模和工作量。一个减少了整合阶段所需的时间。

由于在操作和维护不同机器时的协调、观感，强烈建议在控制器之上实现一个状态机。

抽象编程软件的流包装器示例

流动包装机是一种机器，它将预先分类的产品用箔纸包裹在所有的边，这是密封的，并切成长度。由于所包装产品的特点各不相同，所以机器配置也各不相同。

可以使用上面定义的抽象来创建基本的应用程序软件，通过映射到特定选定的硬件功能，可以很容易地进行集成。

基本操作流程包装，伺服驱动器，控制器

流量包装器的基本功能可以通过三个伺服驱动器连接到一个虚拟驱动器来实现:

1. 产品进料链(M1)
2. 给膜和对膜(M2)以及密封
3. 剪长度部分(M3)

为了控制这些伺服电机，控制器中使用了一个“虚拟线轴”(虚拟电机)。这个虚拟线轴操作机器就像一个传统的机械线轴，但当然增加了灵活性，这是机械版本所缺乏的。所有三个伺服电机都通过GearIn和Camming等功能的控制软件耦合到这个虚拟线轴上。机械环节被软件功能所取代。

进给伺服与虚拟线轴是一对一的关系，可以看作是虚拟线轴的物理表示。第二个电机跟随虚拟线轴，同时保持胶片上的打印与其余过程对齐。第三个电机通过特殊设计的轮廓连接到虚拟线轴上。这一轮廓保证了薄膜的密封和切割是在正确的长度和正确的速度。

在这个基本概念上还可以添加其他功能。已知有多达6个轴的机器。

关于软件开发、标准的说明

应用软件需要一种结构化的方法来为可配置的软件和硬件的独立性提供基础。IEC 61131-3标准和PLCopen运动控制功能块为此提供了良好的基础。所提供的功能包括凸轮，齿轮和齿轮在位置的功能，需要将相关伺服驱动器映射到正确的轮廓。

这样，铝箔上的标记就被纠正了，所以打印出来的东西与要包装的产品是一致的。此外，切割长度是通过轮廓完成的，所以刀在切割过程中以铝箔的速度运行，同时运行得更快或更慢，以创建正确的长度。

在配置方面，每个控制硬件平台开发一个程序，涵盖不同的尺寸和配套的伺服电机数量。通过包括配置在内的其他标准化，甚至可以更进一步:针对不同平台的一个软件程序。

有了更高功能级别上的通用性，再加上更好的错误跟踪方法，并在更深层次上添加调试功能例程，这些机器的操作和维护更简单，从而减少了对帮助的需求。这支持了生命周期成本降低的理念。最终用户很容易看到这些降低的服务和维护成本，从而获得较高的接受度。

总体而言，使用全球标准为原始设备制造商(OEM)供应商以及用户提供了明显的好处:

1. 人人都能学习和理解的世界性软件标准。
2. 新机器的开发和安装更快、更可预测、更容易。这使得机器的安装时间更短，风险更小，意味着生产线的生产速度更快。在全尺寸生产过程中，检查最后一个bug通常需要一个月的时间，现在只需几天就可以完成。
3. 针对特定机器的软件不再针对特定的硬件类型或品牌开发。如果硬件供应商使平台过时甚至不复存在，对软件的投资在很大程度上是受到保护的，因为它可以移植到不同的硬件品牌。客户的投资是安全的。

当然，这是一个相对简单的例子。没有真正的馈入，也不包括包装产品的处理。这些功能可以以类似的方式添加。此外，适用的安全方面没有包括在这里，但可以耦合到PLCopen安全功能。

在这种情况下，产品流动是水平的，而在袋灌装过程中，这通常是垂直的(垂直灌装和成型机)。

埃尔科·范德瓦尔，董事总经理，PLCopen是CFE Media的内容合作伙伴。由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

更多的答案

关键词:抽象层，PLC编程，系统集成

更高的抽象级别有助于专注于软件应用程序中特定功能的创建。

这有助于加快系统集成过程，简化程序。

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其他应用能从抽象级别中获益吗?

欲了解更多信息，请查看:www.PLCopen.org

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