1、 PDF外文：http:/ 基于标准化 数字处理信息的 PLC 软件 自动生成 摘要： 为满足汽车产业中的诸多挑战， 研究 新的集成的 生产规划与 提速生产 过程 的 方法是必要的。因此 ,鉴于 汽车产业实体店需要的特殊关注，一个基于标准化数字处理信息的全自动 PLC 软件生成的概念被引入了。 PLC 软件生成的基础是一个数字 化 处理 规划，它用图形化的方法描述 生产步骤。由于
2、这种 PLC软件生成的特殊需求，引入了新 的进程元素及属性 。所以 进程规划 包含了 PLC 程序所有逐步专业化的必要信息。本文还给出一 种规格 扩展 带有 特 殊资源 PLC 功能模块的数字处理信息 。 关键词： PLC；软件自动生成； 进程规划； IEC 61131 3 1 前言 由于主要市场划分中竞争的日益激烈 ，汽车制造商忙于通过大量的产品来 增强 竞争力。相应的，创新和模型的周期不断减小。 激烈 的竞争状况不可避免地导致在整 个生产 规划 和提 速生产 过程的加度复杂化。另外，未来 生产 工程 项目成熟的机会也大大减小。 如今 ,生产
3、规划阶段的活动 (机械设计 ,电子设计 ,控制工程 ),几乎都要按顺序 完成，特别是 机械设计 没有差不多 完成之前不进行控制工程的设计。除此之外 , 在机械设计和控制工程间存 在很大的差距 ， 尤其在使用不同的工作方法、工具、 使用 不同 的具体 部门 的 条款时这种现象格外明显。 具体部门的差异不可避免的造成 信息的丢失，重复的手动输入，额外的迭代循环以及对 PLC 项目高度 的时间压力。 为了应对这些挑战，新 的规划 方法必须 鼓励 同时工程。本文中介绍的全自动 PLC软件生成的新方法便能够为同时工程做出 重 大 贡献。作为概述 ，该文以一个看待这个问题重要而有代表性的方法的
4、简单描述作为开始， 基于现存方法明确的优点和弊病，给出了对于一个全自动 PLC 软件生成的新的综合方法的要求。 简短的介绍了数字 化 工厂的概念之后， 介绍 了 能够满足前面 所提要求的新方法，包括了从数字化进程规划到一个符合 IEC 61131 3 规则的 PLC 程序等几个步骤。最后，给出了 这种 新方法 应用 改进的商业软件 工具 的应用实例。 2现有的全自动 PLC 软件生成方法 在接下来的部分给出了 不同的 全自动 PLC 软件生成 的 具有代表性的方法，此外，也指出了 具体 概念的优点和不利之处。 2 1 DFG 项目 D
5、isPa(分布式过程自动化 ) 在 DisPa 这个 研究项目 中采用了面向对象 的方法， 使得 可执行 PLC 软件代 码的生成基于一个抽象的 、 神经系统模型。该模型用 扩展 的统一建模语言 UML 生成，以适应控制工程的特殊要求。由于采用了 UML，模型发展的模块化和结构化有了保障，而为了加速和透明工程流程又使用了标准的可复用的 软件 组件。用一个含有 28 个传感器和 19 个 致动器 的屏幕对象做比喻给出了基于 UML 的 PLC 软件生成的概念，用一种 专用 的开发软件把 UML 模型翻译 成 符合 IEC 61131 3 标准的 PLC 软件 代码 ， 然后把这段代码
6、以结构化文本（ ST）的形式送入 PLC 编程工具 CoDeSys。 2 2基于实验室网络的全自动 PLC 软件生成 在文献 2,3中给出了 的一个 基于信号解释说明网 (SIPN)的 全自动 PLC 软件生成的概念， 其基本思想 与基于 UML 方法的研究项目 DisPa 是相似的 。 模仿 标准的 描述语言 UML， SIPN 采用了一种面向过程 控制算法 的 透明的图形 化的 描述 方法， 通过 专门 的 翻译 软件 ，可将 这些 SIPN 译 成 可执行的 IL 代码（ IL：指令表）。 为 了加强原型的可用 性 ，生成了一种基于 项目的，把符合 PLC 开放标
7、准的 SPIN 生成 IL 代码的 程式 Mathematica。因此， SPIN 不仅是一种专用工具，也可以当作独立的 PLC 编程语言来使用。对比 IEC 61131-3 中所述的编程语言，采用 SPIN 的 一个重要 优势在于 SPIN的专用算法自动分析程序的透明度和正确性。 2 3有关于 Osmers 的基于虚拟现实软件（ VR）的 PLC 软件生成 Osmers 的论文着目于在 VR 技术的帮助下 提高 PLC 的预测 。在规划阶段制造单元被分配到虚拟环境， PLC 编程在相同的模式下进行， 这是在一个图形化、交互方式下完成的。全自动 PLC 代码生成的基础是
8、电子元件 (传感器，致动器 )。这些 对象 都化做三维图像被嵌入到单元模型里。在下一步中通过与用户预先互动（可视 化 程序），把这些独立的对象逻辑连接到布尔操作器上 ， 借助于一个特别发达 的 IL 专有的编译器，这些信息就从虚 拟现实工具转变成了机器可识别的模式 ， 然后生成的 PLC 代码被 下载到一个 PLC 编程工具。 Osmers 所 开发的这个软件 的 专用 传输 的概念可以由虚拟现实工具 VRT(Superscape 有限公司 )以及 PLC 编程工具 STEP 7(西门子 )来实现。 2 4 BMBF 的项目 MODALE BMBF 项目 MODALE
9、关注的焦点在于公司范围内，参与在自动化生产单元规划过程的各不同部门之间的数据交换。为此 ,开发了面向本体的相关模型 嵌入在一种技术基础设施中 执行中央数据拨号功能。基于这些技术条件，数字规划工具的数据在语义桥梁的 帮助下输出和转移到面向本体的相关模型上。此处数据发生转换，生成的数据输入到各自的目标应用。因此可以做到在不同的 IT 工具之间交换数据规划信息而不会丢失。 使用初等实例论证了 IT 基础设施的原型转换以及主要可操作性的验证。一个实际场景着目于一个与 IEC 61131-3 相关的 PLC 序列运行功能表的自动生成。基本模型是一种用 PLC 专用信息 (例如转换 )生成生产
10、规划与改善规划的数字过程开发计划。该模型使用一种特殊扩展的 RDF 出口 (RDF:资源描述框架 )，参考相关模型转化并最终以 SFC 格式输入到目标系统。数字过程开发计划由 DELMIA 公司的数字过程规划工具 DELMIA 过程工程师 (DPE)生成。使用 Open PCS 作为 PLC 编程工具，有公司的信息小组开发并分派。 2 5过程仿真调试的 PLC 软件生成 相比于前面部分提到的方法 ,IT工具过程仿真模拟代表了 Tecnomatics与西门子合作于 2002 年开发的一种商业软件工具。 PLC 软件自动化生成的基础是一个数字三维单元模型和本单元的数字化进程描述。仿照 MODALE 项目延伸的方法，数字化进程描述随控制技术信息增强，例如，输入 /输出信号。通过手动添加所需参数或将资源 (夹、阀门、机器 人等 )与数字进程模型中相对应的操作连接均可增强描述。通过这个增强的进程模型和一个西门子开发的软件翻译器即可生成一个 PLC 编程工具 STEP 7 的可执行 PLC 程序。生成的程序包含了符号表中所有相关的输入 /输出信号以及一个描述在 S7 图中的进程流的 SFC。
