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“我们所说的自动化软件是什么意思?位于佐治亚州罗斯韦尔的贝加莱工业自动化公司的销售工程师Nathan Massey问道。一个技巧问题吗?更像是一个思想启动器。

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Massey认为,自动化软件不应该仅仅被看作是实现特定任务自动化的一个规定过程;它应该是一种创建一系列软件工具的方法,用于自动化各种各样的任务。

他说,贝加莱的自动化工作室(Automation Studio)就是基于这种方法,这是一套集成的开发工具,旨在让工程师和程序员在标准化的环境中创建应用程序,然后将它们移植到选择的控制平台上。

梅西说:“这个单一的软件包用于与贝加莱的所有产品进行编程和通信。”他指出:“它使用库和函数块以及IEC 61131-3语言和ANSI C使编程变得灵活和可重用。”他指的是国际电工委员会的61131-3标准和美国国家标准协会发布的C编程语言。“它还提供Unicode支持、远程诊断、与企业资源规划(ERP)系统的连接和版本控制,”Massey继续说。

这种方法有望加快开发时间,并在项目的整个生命周期内节省各种成本,贝加莱并不是唯一采用这种方法的公司。“在自动化供应商中,这是一种越来越普遍的方法,”罗克韦尔自动化公司Logix软件营销经理Ron Bliss指出。

抽象和继承

“在我们的Logix家族中,我们有一系列的控制平台,”他继续说,“但是我们的开发环境被设计成对用户来说是一样的,不管他们想控制什么应用程序。使用相同的编程工具和相同的指令集。”从个人计算机(PC)编程引入的抽象概念在这里发挥了作用。它是一个通过屏蔽一些细节来简化编程的过程,以便让用户能够专注于其他细节。

Bliss说:“我们为用户提供了一种工具,他们可以在不受特定硬件平台限制的情况下组织控制执行。”从某种意义上说,它们是从硬件中抽象出来的,因为硬件的局限性不会在编程环境中表现出来。然后,一旦他们开发了自己的应用程序,系统编译并构建适合目标控制平台的源代码。”这不仅有助于减少最初的开发时间,而且还促进了程序的重用,尽管目标应用程序或所使用的硬件的规模发生了变化。

工作室的方法得到了另一个从PC世界借来的概念的帮助:继承,或通过使用现有的、先前验证过的对象创建新对象的能力。这允许创建标准化库,其组件可以通过附加指令进行修改。除了减少开发时间和确保一致性,这还会在其他方面影响组织。

“比如说,你是一个终端用户,你把你的代码交给你的一个系统集成商,然后他发现了某个方面的问题,”布利斯解释道。“可以进行必要的更改,然后通过一个简单的导入操作,您可以替换现有的代码,并在整个系统中继承更改,而不必手动编辑发生特定问题的每个实例。”

语言的灵活性

自动化供应商Wago公司的产品经理Mark DeCramer说,标准化编程语言,如IEC 61131-3中所包含的语言,是工作室方法的核心。,表明。引用他的公司的CoDeSys集成编程环境,他指出,该环境使用IEC 61131-3,允许用户使用该标准的四种语言中最有效的一种来开发他们的应用程序或例程。

“像梯形图和顺序函数图这样的语言在我们的行业中很流行,”他观察到,“但是使用这些语言编写排序、文件访问和许多其他例程会很麻烦。 这些例程可以编写为函数块并存储在库中,在库中它们可以很容易地重用和在用户之间共享,减少软件开发时间。”

DeCramer继续指出了这种多语言功能的其他优势。结构化文本编程语言允许IF-THEN-ELSE、DO WHILE、FOR-NEXT和CASE语句等结构,这使得编写格式良好的软件成为可能。 同样的软件可以用梯形逻辑编写,但是生成的代码将充斥着JUMP语句和脱节的逻辑,使其难以阅读、重用,特别是排除故障。用结构化文本编写的逻辑也很容易注释,从而使软件更具可读性。”

“易于排除故障”引出了集成工作室方法的另一个卖点:易于维护。首先,使用单一软件程序,而不是针对运动、人机界面(HMI)、逻辑等单独的软件包,这一事实简化了维护,同时降低了成本。内置诊断系统,如S7-PDIAG提供的那些,Simatic步骤7编程和配置环境的组件,来自供应商西门子能源和自动化公司,Alpharetta, Ga。,帮助用户在应用程序开发过程中配置流程诊断,提供监视功能和故障检测,然后向HMI报告这些故障,如限位开关故障或电机过载。

类似地,来自加州Temecula的自动化供应商Opto 22的PAC项目软件套件,是一种基于流程图的系统,与Snap可编程自动化控制器(PACs)一起使用,提供了一系列旨在加快维护的集成功能,包括通过直接写入模拟点或数字点的测试能力,以及远程监控。

间接的好处

今天的集成编程环境所节省的时间不仅影响了设计的速度,而且潜在地影响了过程本身。Nipun Mathur说:“今天,我们看到许多机器制造商正与越来越小的机器设计团队打交道,开发时间越来越短,他们正在利用功能块来应对这些挑战。”

Mathur是位于德克萨斯州奥斯汀的供应商国家仪器公司(NI)负责运动控制和机电一体化的产品经理,他特别谈到了NI的集成编程环境LabView中的功能块设施。这些,再加上LabView的其他功能,允许用户为一种类型的硬件平台开发他们的应用程序,并将其扩展到另一种类型的平台,并且通常可以快速进行更改。

Mathur继续说:“这种环境的一大优点是,它促进了更多的集成开发,因此您的控制工程师、电子工程师、控制设计程序员——所有需要参与应用程序开发的人——将更加同步并更早地参与到开发中。现在的情况是,如果你有一年的时间来开发一台机器,机械工程师只需要8个月的时间,然后控制工程师来了,他要在剩下的时间里不惜一切代价让机器工作。因此,他只能使用现成的解决方案。如果采用更集成的机电一体化方法,控制工程师就有更多时间定制最适合该应用的解决方案。”

Mathur引用了加利福尼亚州圣克拉拉的OptiMedica公司及其PASCAL(模式扫描激光)光凝器的控制系统,作为集成开发环境所促进的创新设计的一个例子。

把伤害取出来

激光光凝是一种利用定向激光脉冲对患者周围视网膜进行有控制的破坏的方法。这是一种常用且非常有效的治疗糖尿病引起的视网膜疾病的方法,但它也有一个缺点。OptiMedica联合创始人兼首席工程师迈克尔·威尔特伯格解释说:“这对患者和医生来说都非常乏味。“眼科医生一次只能处理一个烧伤,而治疗可能需要多达2000个烧伤。一个完整的疗程通常需要2到4次,每次持续12到15分钟。”

,这很伤我的心。威尔特伯格说,这感觉就像“把烙铁插进你的眼球里”。难怪许多病人不愿意再来,即使这种治疗可能是保留他们视力的最好希望。

OptiMedica给自己设定了一个挑战,开发一个更精确、更自动化、更少痛苦的光凝剂,成为一个完全集成的模式扫描激光系统,为实施治疗的医生提供显著提高的性能,并增强患者的治疗体验。该公司使用LabView的集成编程环境来完成这项工作。

Wiltberger指出:“通过单一的图形开发平台,我们能够高效地设计和原型机。”在传统的视网膜激光光凝方法中,医生使用机械操纵杆和脚踏将100毫秒的激光脉冲传送到视网膜周围异常血管。

“我们发现,自动传输多个更短的脉冲,而不是手动放置一系列病灶,可以提高精度和安全性。通过在LabView中编程,我们能够改变每个脉冲的时间和功率,以优化速度和精度,同时仍然通过创建集成的中央凹隔离区模式来保护中央凹。”而且,通过将激光脉冲时间从100毫秒缩短到10毫秒,并且在每次踩下脚踏板时,可以实现多个点的自动化,新的PASCAL系统显著减少了整个过程的时间,也减少了患者感到的不舒服的程度。不再有烙铁

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