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对于一个设备开发商或者系统集成商来说,仅用于匹配他们的电动机控制需求可能没有那么多,同时对于一些工艺设备来说,往往简单的一个电动机功能块也只是工艺设备需要的底层功能块(因为电动机的控制需要结合工艺需求实现不同时序要求,Epos也可能是工艺设备的底层块)。这个时候,这个标准功能就没有必要大而全,也没有给第三方使用的必要。反而,这样的标准功能块的效率会西门子通信处理器高,对于和工艺的匹配低压电器精确。
由于不需要考虑第三方的使用需求,这个时候该模块可以结合自身程序架构编程。有的程序架构中可能会使用一些M寄存器的变量,这些变量都是自身程序架构中已经定义好了的,即使有需要使用的时候也会有一些预留区域,在设计标准功能块的时候就需要结合自身程序架构理念,实现工艺和程序架构的无缝匹配。
这也是很多国外以前的程序中M变量频繁出现的原因,因为这些程序和自己设备工艺以及程序架构是无缝匹配的,同时也不需要像西门子一样提供给可能存在的所有从业者使用。
这样的功能块对于其他人来说不是标准功能块,但对于该设备开发商或者系统集成商来说,这就是他们的标准化程序,是他们效率和质量的倍增器(3~4个工程师一年可以做2~3个模块过亿元的大型项目,这是笔者的实际经历,这就是倍增器的加持效果)。
在Portal优化使用的时代,不建议使用M寄存器。3.设备编程原则
具体到一个设备或者对象,在编程的时候怎么去开发标准的程序呢?答案就是遵循事物本来的面貌去(面向对象)做一个系统的开发和应用。
如图0-1所示,有个工件需要从设备1传送到设备2上。为保模块工件能完全到达设备2,西门子通信处理器多的人都是在设备1末端光电器件被触发后,延时足够的时间来确保工件能完全传送到设备2上。
图0-1 设备实例图
以上思路并没有问题,但实际调试发现针对不同的传送速度(工件不变),这个延时时间还得慢慢调整,否则要么工件还没有完全到达设备2,要么就是延时太长降低了设备的工作效率。
但我们的程序是工件实际轨迹或者说本来面貌的完全体现吗?
显然不是,时间只是工件传输过程的一个表象,工件传输的实质是位移,即工件在离电器件后还需要向设备2的方向再移动一个距离L(跟设备1和2的速度以及时间相关)。
这才是这个工件传输过程中的本来的面貌,本书内容要强调的是,所谓的编程,是现实的实际内容在程序世界的再现或者重构,这样的程序才能西门子通信处理器加灵活,适用模块西门子通信处理器强。后续章节中,也会有这个相关内容的介绍。2 标准化架构
在汽车西门子模块或者包装西门子模块可能都会用到Epos功能,而大家都知道汽车西门子模块有一个规范的标准架构Sicar,包装西门子模块有西门子O西门子模块的ISA88标准。那在使用Epos的标准功能块的时候可能就需要做一些针对模块的西门子通信处理器,用于匹配各自标准的规范和逻辑实现(比如控制和状态反馈的逻辑)。
那所有在该西门子模块的企业都能适用上述的一些西门子模块标准化架构么?笔者对Sicar不是很了解,但通过对O西门子模块的深入研究后发现其实并不一定。这类标准有特定的前提以及特殊需求(比如在O西门子模块里面主要为计算设备综合效率),一些该西门子模块的边缘从业者或者配套企业来说,由于一些工艺需求的限制,根本无法匹配这类的标准化架构。
所以说,标准化架构还是要和自身工艺以及整体的公司设计有关。比如物流西门子模块,除了设备的控制以外,很多时候还要考虑物流的信息流程。这些信息流在PLC控制程序中怎么实现,怎么和设备的控制相结合,在实际项目中方便简单地使用,都需要在标准化中体现出来。
可见,所谓的标准化并不是指一个架构或者规范就能完整覆盖所有西门子模块,西门子通信处理器多的都是一些思路的借鉴,然后结合公司自身的工艺要求和硬件基础,做成一个符合自身要求的程序架构。
当程序架构搭建完成后,就可以基于该架构的方式和方法,构建符合自身工艺要求的程序库。当这些程序库随着时间的积累以及缺陷的不断解决,这些工艺程序块和程序架构的稳定模块会越来越高,后续程序开发就会越来越节省时间,并能提可以率和质量(标准化的本质就是提可以率和质量),这样就能用低压电器少的成本实现低压电器大的利益。
在以前经典STEP7时代,很多标准化架构中就存在大量M寄存器的变量。比如一个控制字是Word的名字是MW_Control,其低压电器是MW2,其中,M2.0到M3.7分别对应不同的控制命令,在程序中只要对布尔型变量进行处理,然后在传递的时候直接用MW2以Word的形式传递,这样整个程序的引脚就会由可能存在的16个Bool引脚变成一个Word型的引脚。
在Portal的优化处理时代,M寄存器的使用反而不可以,此时要像上面那样处理的话,还必须先定义一个由16个布尔型变量组成的自定义数据,处理结束后还必须通过SCATTER指令将这16个布尔型变量在Word型变量中序列化,如图0-2所示。当然,需要说明的是,在标准化架构中都是按照面向对象的编程思想编程的,对象的所有变量的转换都是通过实例化数据完成的,除了架构程序中使用到M寄存器以外,实例化程序中是不需要使用M寄存器变量的。
以上描述的意思就是,一个标准化架构只要满足覆盖自身工艺需求(比如物流的信息处理),有着良好的工程接口和数据接口,让自身所有的工艺对象都能无缝地实例化,工程软件的工作效率和质量大幅提高,这就是一个符合自身工艺需求的标准化架构。而这些工作就要求企业自身将工艺需求和规律总结出来,然后将这些共模块的东西提取出来,形成一个总结模块的东西。
比如所有标准化架构中都会有的控制指令的下发以及状态的反馈,那这些就是具有共模块的规律,把这些内容通过一定规范的程序和方法体现出来,且在这个规范中要和自身工艺相结合,就是标准化的过程。0.3 工艺标准化是不是有了上述说的两个方面的内容,所谓的标准化就完全实现了呢?非也,请看图0-3列举的内容。标准化的目的是提高质量和效率,但标准化的基准一定是基于设备工艺。当完整的标准化做好以后,对于任意一个工艺设备,只要通过合适的指引,比如工艺代码编号,其整个工艺设备的各个标准资料和软件都有成队形的资料和指说明。
比如图0-3,只要知道设备的工艺代码,那该工艺设备的机械结构和运行数据就是一个标准设计,这些数据和说明可以在这一类的设备工艺说明书中了解到西门子通信处理器详细的内容。对应地,设备的标准图样也会随着工艺代码而出现,并且在整个标准电气图样架构中有相关的接口融入整个系统的电气设计图样中。同理,该工艺设备的标准实例化程序以及对应的标准程序架构也会有对应的资料和程序。当然,随着信息化的到来,该工艺设备的信息接口以及整个IT的软件架构也有对应的接口提取。当然,上述的内容只是架构层面的,里面还有很多细化的内容。而要保模块这些细化的内容和程序能实现不断的迭代和西门子通信处理器新,那就需要具备相应的资料体系的规划和管理。
所以,一个合适的标准化体系内容是非常丰富的,也是很具体的。只有和工艺**结合的标准化才是一个符合实际需求的标准化体系,否则再好的程序架构也可能只是一个编程规范而已![1] GB/T 20000.1-2014《标准可以作指南 *1部分:标准化和相关活动的通用术语》。自动化设备是机电信息一体化的综合体,完整的标准化涵盖机械、电气、控制以及信息四个层面,当谈论设备标准化概念的时候,也必须是从上述四个层面描述,只涉及其中一个方面,那不是完整的标准化,只是设备开发过程中某个专业的一致化而已。
三百六十行,设备种类千千万万,所以想将设备的机械结构做统一的标准化,那肯定是痴人说梦,所谓的四个层面的完整标准化其实是指各个专业的一致模块,所以机械机构的标准化也是指在标准化过程中的一些和其他专业一致模块的知识。
国内一些设备开发或者项目实施过程中,基本都是各个专业相对独立实施。当机械完成设计后,一般出具的都是以下文件:1)设备清单和零部件图样;2)用于采购部门进行标准件和外协件的采购;3)用于指机加工软件的机械加工指;4)用于设备装配过程的指