Ym maes awtomeiddio diwydiannol, mae rhesymeg ysgolion yn parhau i fod yn un o'r ieithoedd rhaglennu a ddefnyddir amlaf; fodd bynnag, ar gyfer gwrthrychau rheoli mwy cymhleth, mae rhaglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrychau yn sicr yn ddull hynod effeithlon. Yn gyntaf, gadewch i ni drafod-rhaglennu gwrthrychol:
Mae rhaglennu gwrthrychol yn batrwm rhaglennu uwch mewn-ieithoedd cyfrifiadurol lefel uchel. Gellir cymhwyso'r athroniaeth ddylunio hon hefyd i raglenni PLC mewn systemau rheoli diwydiannol. Er na allwn weithredu llawer o nodweddion rhagorol rhaglennu gwrthrychol-fel "heritance"-ac efallai nad yw'r iaith PLC hyd yn oed yn meddu ar nodweddion gwrthrych-iaith raglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrych, mae cysyniadau sylfaenol rhaglennu gwrthrychol yn ddosbarthiadau ac achosion dosbarth (hy gwrthrychau). Dim ond angen i ni ddefnyddio'r cysyniadau hyn. Mewn rhaglennu cyfrifiadurol, mae angen i ni haniaethu a chyffredinoli rhai endidau i ddiffinio dosbarthiadau. Mewn systemau rheoli diwydiannol, fodd bynnag, mae gwrthrychau rheoli megis moduron a falfiau yn gategorïau rheoli wedi'u diffinio'n glir; gallwn ddiffinio dosbarthiadau ar eu cyfer yn uniongyrchol heb fod angen tynnu. Bydd yr adrannau canlynol yn defnyddio iaith raglennu Step7 Siemens ac iaith raglennu Unity Schneider i egluro rhaglennu gwrthrychol ar gyfer CDPau.
I. Dulliau Gweithredu
Gweithredir rhaglennu gwrthrychol yn Step7 gan ddefnyddio blociau ffwythiannau (FB). Pan fydd y pwnc hwn yn codi, mae pobl yn aml yn meddwl am y dull rhaglennu modiwlaidd a gynigir gan Siemens. Yn wir, dyma'r un cysyniad, ond nid yw termau fel "modularization," "blociau data cefndir," a "cefndiroedd lluosog" a gyflwynwyd gan Siemens bob amser yn caniatáu i ddefnyddwyr ddeall a chymhwyso'r athroniaeth ddylunio ardderchog hon yn glir.
Fodd bynnag, os byddwch yn mynd ato o safbwynt rhaglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrych, gallwch gael dealltwriaeth well o lawer o'r patrwm dylunio hwn. Ystyrir "bloc FB" fel "dosbarth"; gellir ei weld fel grŵp o god ar gyfer gwrthrychau rheoli tebyg. Er enghraifft, ar gyfer y gyriant amledd newidyn MM440-, gallwch ysgrifennu bloc FB o'r enw "MtrMM440." Mewn rhaglennu gwrthrychol, gelwir hyn yn "dosbarth." Pan fydd angen i chi raglennu rheolaeth ar gyfer modur penodol, gallwch aseinio bloc DB cefndir iddo-mewn rhaglennu gwrthrychol, gelwir hyn yn weithrediad y dosbarth (hy, creu enghraifft o'r dosbarth: gwrthrych). Pan fydd angen i chi reoli moduron lluosog, gallwch chi neilltuo gwahanol DBs cefndir i'r bloc FB hwn, sy'n cyfateb i greu achosion lluosog o'r dosbarth.
Mae Step7 yn cynnwys math arall o floc rhaglen: bloc y CC. Cyfeirir at raglennu sy'n defnyddio blociau FC yn bennaf fel rhaglennu strwythuredig mewn systemau Siemens, y gellir eu analogeiddio i raglennu gweithdrefnol mewn rhaglennu cyfrifiadurol -hynny yw, rhaglennu sy'n seiliedig ar swyddogaeth yn unig-.
Mae rhaglennu gyda meddalwedd Schneider's Unity yn rhoi gwell dealltwriaeth o raglennu gwrthrychol. Mae ei ddiffiniadau DFB yn cynnwys paramedrau mewnbwn/allbwn, newidynnau preifat/cyhoeddus, a gweithredu cod-sy'n union elfennau sylfaenol "dosbarth" mewn rhaglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrych cyfrifiadurol-. Mae creu enghraifft o ddosbarth (gwrthrych) mor syml â chreu newidyn "Boolean" rheolaidd; does ond angen i chi ddiffinio newidyn o'r "dosbarth" hwn yn "Function Blocks."
Mae Step7 ac Unity yn cefnogi dulliau rhaglennu gweithdrefnol a gwrthrychol. Mae'r gwahaniaeth rhwng y ddau ddull hyn yn debyg i'r gwahaniaeth rhwng rhaglennu yn C a C++ mewn -ieithoedd cyfrifiadurol lefel uchel.
Yn yr esboniad a ganlyn, cyfeirir at FBs yng Ngham 7 a DFBs mewn Unity fel "dosbarthiadau," tra bydd y cyfuniad o FB a DB cefndir yn Step7, yn ogystal ag achosion o DFBs mewn Unity, yn cael eu cyfeirio fel "gwrthrychau."
II. Gwrthrych-Saernïaeth Rhaglennu sy'n Canolbwyntio
Mae'r drafodaeth uchod yn ymdrin â manylion gweithredu, ond mae athroniaeth rhaglennu wedi'i seilio ar bensaernïaeth rhaglenni. Nid yw defnyddio dulliau gwrthrych-yn unig mewn rhan benodol o'r cod yn golygu bod y rhaglen gyfan yn canolbwyntio ar wrthrych. Mae angen dull gweithredu sy'n seiliedig ar yr agweddau canlynol ar y math hwn o raglennu:
1. Dyluniad cylched strwythuredig.
Mae'r adran hon yn canolbwyntio'n bennaf ar linellau cynhyrchu awtomataidd; ar gyfer offer peiriant annibynnol, gellir defnyddio strwythur symlach:
<1>Haen Llinell Gynhyrchu Awtomataidd: Dyma'r lefel uchaf, sy'n cynnwys prif PLC sy'n rheoli'r gwahanol barthau oddi tano.
<2>Haen y Prosiect: Mae gan yr haen hon system ddosbarthu pŵer annibynnol ond dim PLC; mae'n cynnwys modiwlau dosbarthedig yn unig a reolir gan y llinell gynhyrchu awtomataidd. Fel y mae'r enw'n awgrymu, mae ganddo lefel uchel o annibyniaeth a gellir ei ddylunio a'i weithgynhyrchu fel prosiect ar wahân. Pan fydd y llinell gynhyrchu awtomataidd yn gymharol fach, efallai y bydd yr haen hon yn cael ei hepgor.
<3>, Lefel Grŵp Swyddogaethol: Yn seiliedig ar raniadau proses, mae segmentau offer sy'n cyflawni swyddogaeth broses benodol yn cael eu grwpio'n grŵp swyddogaethol. Mae'r grŵp hwn yn perthyn i'r Lefel Peirianneg; pan fydd y Lefel Peirianneg yn cael ei hepgor, mae'n perthyn i'r Lefel Llinell Gynhyrchu Awtomataidd. Nid yw rhaglennu gwrthrychol o reidrwydd yn gofyn am ddefnyddio'r strwythur uchod, ond mae strwythur trydanol wedi'i ddylunio'n dda yn fwy ffafriol i raglennu gwrthrych.
2. Mae'r holl resymeg ar gyfer unrhyw wrthrych rheoli yn cael ei weithredu o fewn "dosbarth."
I gyflawni hyn, mae angen dadansoddi gwybodaeth sy'n ymwneud â'r gwrthrych rheoli. Er enghraifft, ar gyfer modur, rhaid ystyried y wybodaeth berthnasol ganlynol:
Gwybodaeth Mewnbwn:
<1>, Gwybodaeth amddiffyn cylched, megis torrwr cylched y modur a ras gyfnewid thermol.
<2>, Gwybodaeth amddiffyn swyddogaethol, megis switshis terfyn ar gyfer moduron symud, switshis pwysau ar gyfer cefnogwyr, a switshis lefel olew ar gyfer pympiau olew.
<3>Amodau cychwyn a stopio: Er y gallai'r amddiffyniad cylched a'r amddiffyniad swyddogaethol a grybwyllir uchod achosi i'r modur roi'r gorau i redeg, ac y gall ailosodiad ysgogi ailgychwyn, yr amodau y cyfeirir atynt yma yw'r rhai ar gyfer cychwyn a stopio yn ystod gweithrediad arferol-megis camau mewn proses reoli ddilyniannol.
<4>Dulliau rheoli: megis llaw ac awtomatig.
<5>Ailosod namau: Ailgychwyn y system trwy signalau ailosod.
Gwybodaeth allbwn:
<1>Allbynnau rheoli, fel y prif gyswllt sy'n rheoli'r modur.
<2>Allbynnau gwybodaeth statws
<3>Allbynnau nam
Gwybodaeth Storio Statws:
Newidynnau canolradd a ddefnyddir ar gyfer gweithredu cod, yn ogystal â newidynnau statws y gall AEM eu darllen. Integreiddiwch yr holl wybodaeth uchod i mewn i un dosbarth a safonwch baramedrau'r dosbarth cymaint â phosibl. Fodd bynnag, mae rhai gwahaniaethau o hyd o gymharu ag -ieithoedd rhaglennu lefel uchel. Ar gyfer Cam7, y safon i'w dilyn yw: gweithredir strwythur rhaglen gan ddefnyddio FCs, a gweithredir rheolaeth gwrthrychau gan ddefnyddio FBs, fel y dangosir gan y fframwaith strwythurol canlynol (y mae ei strwythur trydanol yn seiliedig ar y cyflwyniad uchod): Dim ond pensaernïaeth rhaglen PLC garw yw hon; dylai pensaernïaeth dda fod yn fwy cynhwysfawr a gwyddonol.
3. Cynllunio Strwythurau Data yn Ofalus
Mae diffinio strwythurau data yn hollbwysig, a dylech ymdrechu i uno'r strwythurau hyn gymaint â phosibl heb boeni am ofod storio; mae cof PLC modern yn ddigon i gynnwys llawer iawn o ddata. Mae'n werth nodi, yng Ngham 7, y dylech osgoi diffinio -mathau wedi'u diffinio gan ddefnyddwyr (UDTs) y tu allan i ddosbarthiadau pryd bynnag y bo modd; yn lle hynny, diffiniwch nhw o fewn y dosbarthiadau. Er y gall hyn arwain at ddyblygu diffiniadau o'r un strwythur ar draws gwahanol ddosbarthiadau, mae'n cynyddu annibyniaeth y dosbarthiadau.
Yn yr adrannau canlynol, byddwn yn cymharu'r ddau ddull rhaglennu hyn:
Manteision Rhaglennu Gwrthrychol O'i gymharu â rhesymeg ysgolion, mae rhaglennu gwrthrychol yn cynnig y manteision canlynol:
• Mae'r cod yn gludadwy ac yn hawdd ei ailddefnyddio;
• Mae'n hawdd defnyddio ffwythiannau mathemategol, dolenni, a lluniadau eraill;
• Dysgir rhaglennu gwrthrychol ym mron pob cwrs rhaglennu cyfrifiadurol;
• Gall Cod redeg ar lwyfannau caledwedd amrywiol.
I feistroli-rhaglenni sy'n canolbwyntio ar wrthrych, yn gyntaf rhaid i chi ddeall y cysyniad o wrthrychau a sut i'w defnyddio. Unwaith y bydd gwrthrych neu ddosbarth wedi'i ysgrifennu, gellir ei ailddefnyddio'n hawdd trwy alwadau lluosog. Er enghraifft, crëwch wrthrych i reoli modur, sy'n trin yr holl fewnbynnau, allbynnau a namau. Pan fo angen, gellir rheoli moduron lluosog trwy gyflymu'r gwrthrych rheoli sengl hwn sawl gwaith. Gelwir hyn yn amrantiad ar-alw. Pan fydd angen rheoli moduron lluosog, gellir defnyddio'r gwrthrych sengl hwn dro ar ôl tro. Fe'i gelwir pan fo angen, a chrëir enghreifftiau wrth iddynt gael eu defnyddio.
Mae gan bob enghraifft o bob modur ei nodweddion ei hun, megis stop modur, rhediad modur, cyflymder modur, a gorlwytho modur. Mae'r rhan fwyaf o'r gwaith rhaglennu yn cael ei gwblhau pan fydd y gwrthrych yn cael ei greu gyntaf. Mae hon yn ffordd wahanol o feddwl i resymeg ysgol, ac mae'n fwy pwerus oherwydd unwaith y bydd gwrthrych wedi'i adeiladu, mae'n hawdd ei ddefnyddio a'i ailddefnyddio. Mae rhaglennu gwrthrychol yn ei gwneud hi'n haws cyflawni swyddogaethau mathemategol cymhleth, cyfrif dolen, araeau, ac is-reolweithiau nythu. Mae bron pob cwrs rhaglennu cyfrifiadurol-boed mewn tiwtorialau ysgol uwchradd, coleg, neu ar-lein-yn addysgu'r cysyniad hwn. Mae'r cod a grëwyd yn gludadwy a gall redeg ar lwyfannau caledwedd amrywiol.
"Mae rhesymeg ysgol yn dilyn fformat diagramau ysgol drydanol a ddefnyddir mewn systemau rheoli cyfnewid, a gall y rhan fwyaf o bobl ei ddysgu a'i feistroli'n gyflym."
Fodd bynnag, o gymharu â rhesymeg ysgol, mae gan raglennu gwrthrych-yr anfanteision canlynol:
• Cost uwch;
• Cromlin ddysgu fwy serth;
• Nid yw datrys problemau yn arbennig o hawdd i bersonél cynnal a chadw;
• Fel arfer mae angen ei grynhoi cyn lanlwytho'r cod ffynhonnell i'r prosesydd.
O'i gymharu â rhesymeg ysgol, mae rhaglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrychau yn aml yn gofyn am fwy o gof a mwy o bŵer prosesu, gan arwain at gostau uwch. Mae'n bosibl y bydd yn cymryd mwy o amser i ddysgu iaith raglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrych. Mae'n debygol y bydd angen cyfarwyddyd dosbarth, ac mae meistroli'r cysyniadau craidd yn gofyn am amser sylweddol, ymarfer, profi a chymhwyso. Rhaid i raglenwyr astudio rhaglennu gwrthrychol yn aml i ddefnyddio olrheinwyr i olrhain cod neu ddadfygwyr i resymeg dadfygio. Gyda'r math hwn o raglennu lefel uchel, gall fod yn anodd gweithredu galluoedd monitro ar-lein amser real.
Cyn lawrlwytho'r cod ffynhonnell i'r rheolydd, rhaid ei lunio. Yn nodweddiadol, nid yw'r cod ffynhonnell yn cael ei storio yng nghof y prosesydd. Mae hyn yn golygu bod yn rhaid bod yn ofalus wrth wneud copïau wrth gefn o'r cod ffynhonnell, gan nad oes modd golygu'r cod a luniwyd fel arfer. Gyda rhaglennu gwrthrych-, rhaid cysylltu ffeiliau llyfrgell ag adnoddau eraill a ddefnyddir yn ystod y broses grynhoi. Heb ddealltwriaeth o gysylltiadau ac adnoddau, bydd yn anodd cael y rhaglen i redeg.
Manteision Rhesymeg Ysgol:
Mae rhesymeg ysgol yn-ddull codio dogfennu syml a hunan-mae rhai hyd yn oed yn cwestiynu a yw'n gymwys fel iaith raglennu. Mae'n dilyn fformat y diagramau ysgol a ddefnyddir mewn systemau rheoli ras gyfnewid, a gall y rhan fwyaf o bobl ei ddysgu a'i feistroli'n gyflym. Hon yw'r unig iaith raglennu a ddefnyddiwyd yn eang ym maes awtomeiddio peiriannau ers degawdau, a bydd yn parhau i fod yn un o'r ieithoedd rhaglennu sylfaenol yn y diwydiant awtomeiddio hyd y gellir rhagweld.
Dros amser, wrth i bobl o gefndiroedd a meysydd amrywiol ddod i mewn i'r diwydiant, mae ieithoedd rhaglennu amrywiol wedi'u cyflwyno i'r pecyn cymorth awtomeiddio diwydiannol. Mae'r rhain yn cynnwys rhaglennu bloc swyddogaeth, testun strwythuredig, rhaglennu cyflwr, a siartiau swyddogaeth dilyniannol. Y pedair iaith raglennu hyn, ynghyd â rhesymeg ysgol, yw'r ieithoedd rhaglennu safonol a ddiffinnir gan safon IEC 61131-3 y Comisiwn Electrotechnegol Rhyngwladol (IEC).
Y rhesymeg y tu ôl i IEC 61131 yw, os yw pob gwerthwr yn cadw at y safon hon, yna-i raddau o leiaf-dim ond y pum iaith raglennu hyn y byddai angen i berson eu dysgu er mwyn newid yn hawdd rhwng llwyfannau a gynigir gan wahanol werthwyr. Fodd bynnag, nid yw hyn yn wir.
Mae'r un peth yn wir am resymeg ysgol sylfaenol (fel defnyddio cysylltiadau cyfnewid a choiliau); fodd bynnag, wrth raglennu, rhaid dysgu cystrawen pob gwerthwr a phrofiad y defnyddiwr, yn ogystal â manylion sut i ddefnyddio eu platfform rhaglennu. Er gwaethaf y diffyg safoni, mae rhesymeg ysgolion yn cynnig y manteision canlynol dros raglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrych:
• Mae'n{0}}addas iawn ar gyfer rheoli peiriannau a phrosesau;
• Mae'n haws ei ddeall oherwydd ei fod yn ei hanfod yn-dogfennu;
• Mae'n hwyluso datrys problemau'r system a reolir;
• Mae'n hawdd dadfygio;
• Fel arfer gellir storio'r cod ffynhonnell yn y prosesydd.
Mae rhesymeg ysgol yn addas iawn-ar gyfer rheoli peiriannau a phrosesau, yn enwedig ar gyfer systemau awtomeiddio gyda nifer fawr o fewnbynnau ac allbynnau arwahanol (I/O). Dros y blynyddoedd, mae rhesymeg ysgolion hefyd wedi'i wella'n barhaus i drin analog I / O, gan ei gwneud yn fwy addas ar gyfer ystod eang o gymwysiadau rheoli prosesau
O'u cymharu â chymwysiadau rheoli peiriannau, fel arfer mae gan gymwysiadau proses gyfran uwch o I/O analog.
Gan fod rhesymeg ysgolion yn haws i'w defnyddio na rhaglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrychau, gall llawer o dechnegwyr a pheirianwyr medrus ei dysgu'n gyflym. Mae'r rhesymeg yn hynod systematig a threfnus, ac mae ei natur hunan-ddogfennu ei natur yn ei gwneud hi'n haws ei deall a'i meistroli. Cyn i ddyfais gael ei actifadu, rhaid i bob llinell o god werthuso i fod yn wir. Os oes pum modur i'w rheoli, mae angen o leiaf bum llinell o god, sy'n symleiddio'r broses yn fawr.
"Mae cod ffynhonnell rhesymeg ysgol a disgrifyddion fel arfer yn cael eu storio o fewn y rheolydd, gan ddileu'r angen i gael mynediad i'r cod ffynhonnell a thrwy hynny gael gwared ar y rhwystredigaeth y mae rhaglenwyr yn aml yn ei brofi wrth geisio deall rhaglenni sydd wedi'u llunio."
Ar gyfer peirianwyr trydanol a phersonél cynnal a chadw, mae rhesymeg ysgol yn reddfol iawn. Er bod rhesymeg ysgol yn gofyn am feddylfryd gwahanol na rhaglennu gwrthrychol, gellir ei meistroli'n gyflym trwy astudio, ac mae'n cymryd llai o amser i ddeall cod a ysgrifennwyd gan eraill. Mae'n gwbl glir pan fo'r rhesymeg yn wir a phan mae'n anwir. Gall hyd yn oed y rhai sydd â phrofiad rhaglennu cyfyngedig amgyffred cysyniadau fel cyflyrau ymlaen / i ffwrdd, egni coil, newidynnau cymharu, a swyddogaethau mathemategol cyffredin yn hawdd.
Mae'n syml ac yn hawdd ei ddefnyddio, gan symleiddio datrys problemau a dadfygio. Wrth fonitro'r rhesymeg, mae'n hawdd deall yr amodau gweithredu cyfredol. Nid oes angen gradd meddalwedd na sgiliau rhaglennu uwch. Gyda rhesymeg ysgol, gall personél cynnal a chadw a pheirianneg olrhain y broses yn hawdd a deall beth sy'n digwydd. Gellir meddwl am resymeg ysgol fel gwirlen: os yw'r rhesymeg ar y chwith yn wir, gweithredir y rhesymeg ar y dde.
Mae cod ffynhonnell rhesymeg ysgol a disgrifyddion fel arfer yn cael eu storio yn y rheolydd. Mae hyn yn dileu'r rhwystredigaeth y mae rhaglenwyr yn aml yn ei chael wrth geisio deall cod a luniwyd heb fynediad i'r cod ffynhonnell-problem sydd hefyd yn gyffredin mewn rhaglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrych.
Fodd bynnag, o'i gymharu â-rhaglenni sy'n canolbwyntio ar wrthrych, mae gan resymeg ysgolion yr anfanteision canlynol hefyd:
• Mae rhaglenwyr cyfrifiaduron a gweithwyr TG proffesiynol yn anghyfarwydd â rhesymeg ysgol;
• Mae'n anodd cyflawni swyddogaethau mathemategol, prosesu testun, a phrosesu data;
• Mae'n dibynnu ar amser sgan;
• Mae angen caledwedd arbenigol i'w weithredu, megis rheolydd rhesymeg rhaglenadwy (PLC).
Mae rhesymeg ysgol yn iaith symbolaidd y mae rhaglenwyr cyfrifiadurol a gweithwyr TG proffesiynol yn anghyfarwydd â hi, gan nad ydynt yn ei dysgu yn yr ysgol. Gall fod yn anodd trin swyddogaethau mathemategol, llinynnau testun, a data mewn rhesymeg ysgol, yn bennaf oherwydd nad oedd rhesymeg ysgol wedi'i chynllunio'n wreiddiol i drin y swyddogaethau hyn.
Mae rhesymeg ysgol hefyd yn dibynnu ar amser y sgan. Mae angen mwy o amser ar raglenni mwy i sganio a phrosesu'r rhesymeg. Wrth weithredu rhesymeg ysgol, mae'r system yn darllen mewnbynnau, yn sganio'r rhesymeg, yn diweddaru tablau data ac allbynnau, yn perfformio cyfathrebu, ac yna'n ailadrodd y gylchred. Gellir gweithredu nodweddion megis ymyriadau a thechnegau rhaglennu eraill i sicrhau bod rhesymeg benodol yn cael ei gweithredu'n gyflymach.
Er y gall CDPau sy'n seiliedig ar feddalwedd sydd wedi'u ffurfweddu â rhesymeg ysgol redeg ar gyfrifiadur personol, fel arfer mae angen i'r caledwedd (fel PLC) fod yn gydnaws â'r feddalwedd rhaglennu, a'r peth gorau yw prynu'r ddau gan yr un gwerthwr. Mae hyn yn sicrhau cydnawsedd, ond nid yw'n arbennig o gyfleus os ydych chi'n dymuno newid gwerthwyr.
Yn ogystal â chymharu manteision ac anfanteision rhesymeg ysgolion a rhaglennu sy'n canolbwyntio ar wrthrychau, dylai defnyddwyr hefyd werthuso sut y bydd yr ieithoedd rhaglennu hyn yn cael eu defnyddio yn yr amgylchedd lle byddant yn cael eu defnyddio. Os yw ffatri neu gyfleuster eisoes wedi safoni ar resymeg ysgol, ni anogir gosod rhaglennu gwrthrychol yn ei le, hyd yn oed os yw'r olaf yn fwy addas ar gyfer y rhaglen. Wrth i'r defnydd o raglenni sy'n canolbwyntio ar wrthrychau barhau i dyfu, disgwylir iddo gydfodoli â rhesymeg ysgolion am ddegawdau i ddod. Byddai gweithiwr proffesiynol ym maes awtomeiddio sy'n meddwl yn cael ei gynghori'n dda-i feistroli'r ddwy iaith.