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PLC和工控機的軟件特性

  • 分類: 技術論壇
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2016-05-23
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【概要描述】 PLC、工控機和現場總線為工業自動化提供了很好的底層控制硬件基礎。隨著軟件技術的迅猛發展,控制軟件不再是單調的數字和菜單操作界面,而是圖形化的人機交互工具。好的工控軟件包括了從底層的數據采集、數據庫、控制邏輯運算到高層的人機圖形界面(MMI)。這里,ibbgames從工控軟件體系結構而不是個別軟件功能的角度介紹PLC和工控機的應用軟件應該具備的特性。

PLC和工控機的軟件特性

【概要描述】 PLC、工控機和現場總線為工業自動化提供了很好的底層控制硬件基礎。隨著軟件技術的迅猛發展,控制軟件不再是單調的數字和菜單操作界面,而是圖形化的人機交互工具。好的工控軟件包括了從底層的數據采集、數據庫、控制邏輯運算到高層的人機圖形界面(MMI)。這里,ibbgames從工控軟件體系結構而不是個別軟件功能的角度介紹PLC和工控機的應用軟件應該具備的特性。

  • 分類: 技術論壇
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  • 發布時間:2016-05-23
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PLC、工控機和現場總線為工業自動化提供了很好的底層控制硬件基礎。隨著軟件技術的迅猛發展,控制軟件不再是單調的數字和菜單操作界面,而是圖形化的人機交互工具。好的工控軟件包括了從底層的數據采集、數據庫、控制邏輯運算到高層的人機圖形界面(MMI)。這里,ibbgames從工控軟件體系結構而不是個別軟件功能的角度介紹PLC和工控機的應用軟件應該具備的特性。
微軟為制造業的分布式網絡結構提出了一個功能強大的概念,它包括了企業資源規劃(ERP)和制造資源規劃(MRP)的主要功能、控制、人機界面與數據采集和監控(SCADA)、制造執行系統(MES)、批量控制與設備界面等,但它們同時增加了用戶成本以及共享數據的難度。
因此,在1998年,微軟公司引入了Windows分布式互連網絡應用的概念,簡稱WindowsDNA。它是在企業內將各種商業應用軟件進行無縫連接的一種結構。這種結構可以使制造業的軟件開發商開發出強壯的、具有多種特性的產品,并使最終用戶將其各自獨立的制造和商業軟件應用集成到一個數字神經系統中去。
各個控制設備生產廠家如羅克韋爾自動化公司,通過其產品和與微軟的合作,正在將WindowsDNA結構引入制造業。這些公司在制造業軟件開發過程中具有自己的策略框架,如羅克韋爾互聯網應用結構,或稱RNA,就是與微軟提出的為企業定義的DNA結構緊密平行的一種。
建立在微軟的WindowsNT和Windows9X操作系統和用戶接受的微軟Office套件、微軟BackOffice工具的基礎上,微軟公司于1998年引入了DNA結構。WindowsDNA立刻被采納為連接在一個單獨的企業分布式大系統中多種產品的策略結構。
DNA包含了傳統的計算機系統并允許組成可變結構的Client/Sever系統,該系統可以提高技術等級以及進行應用革新。WindowsDNA的關鍵元素包括工具、集成存儲、商務過程、用戶界面和導航。
更詳細地說,DNA具有如下特征:
公共的操作系統和網絡;
公共數據訪問;
BackOffice工具和服務;
公共的應用底層結構;
與微軟的Office應用集成;
強有力的開發工具;
可遺傳的系統集成工具;
正如微軟定義的那樣,制造業的WindowsDNA包含了企業資源規劃/制造資源規劃,控制(不論其為分布式、基于PC的或PLC)、人機接口和SCADA,制造執行系統、批處理和設備接口。沒有制造業的DNA,那么在這些應用功能之間的鴻溝只能由用戶界面和驅動設備來填補。這將會使業主系統的成本增加,并且由于數據格式問題而很難共享數據。
早在80年代中期,羅克韋爾自動化在其CIM版本中首先確定了將工廠底層與上位計算機系統連接的需求。但是,直到現在實現以上概念的軟件和硬件的核心技術才成熟,它們包括商業方面的應用如數據采集和監控、人機界面(HMI)、批量控制(Batch)、MES、ERP接口、基于PC總線的控制和通訊。
以RNA結構為例,它包括了:
1、操作系統平臺
包括了從最早的Win3.1環境的人機界面和編程軟件到WindowsNT開發全功能人機界面。隨著WindowsCE的到來,一些公司正計劃提供基于CE的全套的PLC編程、人機界面和控制軟件。
2、COM和DCOM
建立COM(組件對象模型)和DCOM(分布式組件對象模型)使得產品具有互操作性、擴展性和靈活性。COM與其它工控軟件產品的結合增加了提供集成套裝軟件(ProcessPak和ControlPak)的能力,還增加了各獨立軟件的模塊化程度和促進某公司產品與其它廠家產品的集成能力。例如,羅克韋爾軟件RSSQL是一個數據登入和傳送處理的系統,采用COM技術提供連接控制系統和企業數據庫系統的雙向聯系,是支持制造業DNA數據庫環境的版本。
3、VisualBasic的應用
微軟認為VB是在DNA框架內實現內部集成的關鍵技術。VBA為DNA結構提供了三大益處,首先,它為最終用戶提供不需要學習特定語言而能編制自己的實際應用程序的標準方法;其次,VBA提供了多個應用間共享數據或集成功能的方法,例如,它允許人機界面軟件可以利用微軟的Excel表格的功能,這是一個系統模型公司的產品,具有計算功能和生產計劃功能;最后,最終用戶如將內嵌VBA產品集成到基于DNA的制造信息系統,它能夠使目前工業界眾多使用VB作為系統快速開發工具的工程師們提升其軟件產品。
4、ActiveX
ActiveX技術的應用日益廣泛,許多廠商推出的產品都支持ActiveX。羅克韋爾軟件公司首先為制造工業的應用軟件引入了ActiveX技術,并且是第一個授權的軟件開發商,同時能將VBA嵌入到核心產品中去。
5、OPC-過程控制OLE
DDE是微軟為front-office應用開發的共享小量相對不變的數據的技術。與DDE不同,過程控制OLE技術面向制造環境的控制性能、結構和可靠性而設計。微軟的制造業DNA確定了設備、控制應用和商業應用間應該具有開放性和互操作性接口特征(OPC)。羅克韋爾是OPC組織制定者和主要開發者。OPC負責建立基于COM技術的應用規范,它允許所有的應用程序采用同樣的基于COM技術的接口去訪問數據,簡化了數據的采集和共享方法。
根據以上要求采用了制造業DNA的許多技術后,羅克韋爾還提供面向企業和工業的集成軟件包,如用于批量控制的RSBatch、RSView32、RSLogix等可用于對功能框圖進行編程。它們也利用COM集成、VBA和OPC為應用間提供互操作性和與企業的其它層連接。控制軟件包還為連接I/O、PC總線的控制、編程、VBA和COM對象提供相同的互操作性。
制造業信息技術的最高境界是采用無縫連接、投資有效、規模靈活和兼顧未來的發展的思想并在企業內共享從工廠底層采集的數據。RNA的技術保證了其用戶用他們的現有軟件去實現基于DNA的環境。只有當企業能夠得到足夠的信息以制定更好的決策、將其供應渠道和運作結合起來,才能使其整個系統更接近用戶。雖然計算機硬件和網絡技術已有很大發展,在軟件領域仍還有很多的工作要做。

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