0114 【萬(wàn)泉河】PLC通用編程理論
有沒(méi)有想過(guò)，PLC行業(yè)有哪些通用編程理論？
在回答這個(gè)問(wèn)題之前，首先要把概念界定清楚。
首先得是所有PLC，行業(yè)內(nèi)所有廠家的都算在內(nèi)。這個(gè)理論得能通用于所有品牌所有型號(hào)，而不能是只針對(duì)其中的某個(gè)品牌，某個(gè)型號(hào)。 那樣的算不上理論，頂多可以算是它家的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，或者對(duì)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的深度理解應(yīng)用。
其次只能是PLC，不能把PLC之外的外圍工藝算進(jìn)來(lái)。外圍工藝有的確實(shí)挺難的，但只是那個(gè)工藝難，與PLC并沒(méi)有什么關(guān)系， PLC頂多是作為一個(gè)載體工具實(shí)現(xiàn)了他們需要的工藝功能，一方面，這套工藝解法離開(kāi)了那個(gè)行業(yè)，如果到了更多應(yīng)用PLC的行業(yè)，毫無(wú)用處。那就算不上PLC的編程理論。另一方面，同樣的工藝，也完全有可能被人用PLC之外的其他控制器實(shí)現(xiàn)，比如單片機(jī)MCU， MPU ，DSP , CNC，F(xiàn)PGA，嵌入式，甚至工控機(jī)，觸摸屏等都能實(shí)現(xiàn)，使用了同樣的解法，控制了同樣的工藝設(shè)備，那么就不能稱(chēng)之為PLC理論。
按照上述的2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)套下來(lái)， 很多大家習(xí)以為常的認(rèn)為的編程理論方法好像都不符合了。
比如卷繞算法。 根據(jù)材料的線(xiàn)速度，角速度，計(jì)算直徑，根據(jù)糾偏系統(tǒng)的偏差測(cè)量張力，計(jì)算估計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)到滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算和動(dòng)態(tài)控制速度和張力，這些是這個(gè)工藝本身的控制理論方法，掌握了之后可以用PLC實(shí)現(xiàn)，也可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，更可以用更多的其它的控制器實(shí)現(xiàn)。 甚至掌握的好的高手，可以自己開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的控制器，封裝好了以后，作為一個(gè)單獨(dú)的產(chǎn)品，輸送給全行業(yè)使用。
然后使用者拿到后，不需要懂得其原理，只需要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單設(shè)定，甚至連簡(jiǎn)單設(shè)定都不需要，系統(tǒng)自動(dòng)可以識(shí)別優(yōu)化參數(shù)，然后就把工藝設(shè)備馴服控制到乖乖聽(tīng)話(huà)。這樣的是真高手。 這樣的公司是真的有技術(shù)含量，可以為客戶(hù)提供真正的技術(shù)價(jià)值。
相似的例子還有PID。這大家就更熟悉了。 很多做PID表的專(zhuān)用廠家，其控制模型當(dāng)然是完全封裝的，不對(duì)外的。但其控制效果比我們自己用PLC來(lái)寫(xiě)PID程序塊，哪怕是套用廠家寫(xiě)好的PID自?xún)?yōu)化功能，控制效果也好很多。
所以這些都不能算到PLC的編程理論里面。
那么還有什么，起保停？狀態(tài)機(jī)？
沒(méi)錯(cuò)，起保停確實(shí)是PLC行業(yè)的通用理論。 然而它是PLC的先天基因，甚至比PLC誕生的還早，整個(gè)PLC這個(gè)產(chǎn)品就是從繼電控制硬件線(xiàn)路發(fā)展來(lái)的，即便PLC發(fā)展到今天，更高性能的CPU芯片都用上了，但起保停的理論不變，一直是可以使用的。 當(dāng)然，我也早就寫(xiě)過(guò)文章，分析過(guò)PLC編程中的起保停與SR的關(guān)系，以及與高級(jí)語(yǔ)言IF THEN 語(yǔ)句的關(guān)系。
而狀態(tài)機(jī)，其實(shí)本質(zhì)上就是個(gè)大號(hào)的起保停，或者倒過(guò)來(lái)說(shuō)，起保停就是個(gè)小號(hào)的狀態(tài)機(jī)。只不過(guò)狀態(tài)機(jī)的模式狀態(tài)會(huì)有13種或者17種，而起保停的狀態(tài)只有區(qū)區(qū)的4種或6種。
所以，你可以用IF THEN寫(xiě)出來(lái)起保停相同的邏輯，但要寫(xiě)狀態(tài)機(jī)的邏輯，就只能用CASE語(yǔ)句了。 當(dāng)然， 我們倒過(guò)來(lái)看， 狀態(tài)機(jī)的編程思路是從高級(jí)語(yǔ)言學(xué)來(lái)的，原本就是從他們的SWITCHE CASE語(yǔ)句照抄過(guò)來(lái)的。 還真算不上PLC通用編程理論了。 你總不能說(shuō)IF THEN是一種編程理論方法吧？同樣的道理。
所以同理，我一直在宣揚(yáng)的面向?qū)ο蟮木幊谭椒ǎ膊荒芩阕鱌LC通用編程理論。 那原本是計(jì)算機(jī)軟件編程行業(yè)幾十年前就有的舊貨，我只不過(guò)把它成功應(yīng)用到PLC行業(yè)，當(dāng)然同時(shí)也有更多工程師也在嘗試把它應(yīng)用到PLC中，我只不過(guò)是應(yīng)用更早，更徹底，也更領(lǐng)先一步把理論總結(jié)成章，寫(xiě)成了文章和書(shū)，也愿意把真正工程應(yīng)用的案例樣板拿出來(lái)分享（非免費(fèi)）而已。
而其他同行為什么沒(méi)有人分享出來(lái)同樣有價(jià)值的知識(shí)呢？是他們不喜歡或是看不到其中存在的價(jià)值？還是他們自己做出來(lái)應(yīng)用在自己的行業(yè)中已經(jīng)賺得盤(pán)滿(mǎn)缽滿(mǎn)不在乎這點(diǎn)了？還是他們行業(yè)實(shí)在機(jī)密得很，不方便分享？
要我看，都不是。
我一直想找一些同行的佼佼者，有錢(qián)有閑有技術(shù)有能力，然后可以合謀合作做一些事情。 然而一直都找不到。 很多被行業(yè)公認(rèn)的大師高手，其實(shí)還是要被日常工作所累，自己自由的時(shí)間根本不多。 所以基本上可以否定了前兩條。
而第三條，就更不可能了。 按照本文的觀點(diǎn)，通用的技術(shù)理論方法可以超越于行業(yè)的。 如果所做的設(shè)計(jì)有行業(yè)工藝機(jī)密，那可以脫敏后拿出來(lái)啊！甚至可以不針對(duì)具體項(xiàng)目，就找一點(diǎn)簡(jiǎn)單控制對(duì)象， 80個(gè)指示燈，80個(gè)雙聯(lián)開(kāi)關(guān)，80個(gè)模擬量，80，800臺(tái)傳送帶電機(jī)等等。
所以，總結(jié)下來(lái)， 要把面向?qū)ο蟮姆椒◤氐讘?yīng)用到PLC行業(yè)，還不是簡(jiǎn)單的了解了庫(kù)的封裝，類(lèi)的派生繼承多態(tài)就可以實(shí)現(xiàn)的。 背后還需要一些適用于PLC行業(yè)的專(zhuān)用理論。
除此之外，讀者們是不是很難找到一些符合條件的理論了？
我還真替大家找到了一個(gè)：IO映射。
這是一個(gè)從名字就可以知道實(shí)現(xiàn)方法所有內(nèi)容細(xì)節(jié)的方法理論，雖然淺顯，但確實(shí)通用，也被好多同行奉為核心技術(shù)。而恰恰是我一直以來(lái)反對(duì)使用的技術(shù)。我有寫(xiě)過(guò)好多篇不建議使用IO映射的文章。
但我首先要對(duì)很多只熟悉倍福TC2的用戶(hù)做個(gè)解釋。倍福的PLC使用的CODESYS的內(nèi)核，其硬件組態(tài)和軟件編程是分開(kāi)的2個(gè)軟件。到TC3以后雖說(shuō)集成到了一起，但本質(zhì)上也還是2家人。
所以，硬件組態(tài)的通道要和軟件系統(tǒng)的變量有對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要做一一對(duì)應(yīng)的映射，名字就叫做IO映射，這是軟件的操作過(guò)程。
以往我提到不用IO映射的時(shí)候，就有倍福的用戶(hù)質(zhì)疑我， 不做IO映射，軟件都無(wú)法和硬件物理世界產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，還如何控制設(shè)備？
是這樣，那些做IO映射的編程方法，是在PLC系統(tǒng)已經(jīng)有IQ變量得到了與物理量的通訊之外，又單獨(dú)做了一層IO映射，把數(shù)據(jù)映射到了另外的變量，M, DB 中。 即，對(duì)應(yīng)到倍福，他們相當(dāng)于是要做2次IO映射！
我為什么會(huì)想到這一點(diǎn)，以及為什么會(huì)想到這個(gè)話(huà)題，是因?yàn)槲铱吹搅艘粡垐D，一張工控行業(yè)需要掌握的技能的思維導(dǎo)圖：
然后我就發(fā)現(xiàn)了，在PLC編程領(lǐng)域，除了我看不上的IO映射之外，整個(gè)行業(yè)還沒(méi)有什么可以值得學(xué)習(xí)的通用理論。
而煙臺(tái)方法，則是填補(bǔ)了這個(gè)空白。
我在用煙臺(tái)方法實(shí)現(xiàn)PLC的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)編程的同時(shí)，打通了許多理論基礎(chǔ)。 然而我又不是太善于總結(jié)，理論都三步在許多零零星星的編程技能方法的文章里了。要說(shuō)有總結(jié)，工控行業(yè)五連鞭可以勉強(qiáng)算是了。
萬(wàn)線(xiàn)圈， 不用MT, 不用交叉索引， 不用IO映射， 抵制UDT。 ……工控行業(yè)五連鞭
這其中恰恰就包含了不用IO映射的理論。
理論的總結(jié)歸納，難度還是比較大的。有的時(shí)候做出來(lái)容易，但要提煉上升總結(jié)為理論，就很難。 其中一個(gè)最大的難題是：理論的命名。
我們?cè)谧x書(shū)的時(shí)候，導(dǎo)師教導(dǎo)我們的，就是反對(duì)隨意創(chuàng)造概念，亂命名。 把一些已經(jīng)存在的概念方法，自己套用后再起個(gè)標(biāo)新立異的名字，就成了自己的獨(dú)創(chuàng)了。 這一點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域和管理領(lǐng)域，特別常見(jiàn)，也特別討人厭。 一些所謂的行業(yè)大師,專(zhuān)家，其實(shí)只不過(guò)是PPT大師，創(chuàng)新詞高手而已。
我在前面2篇文章：
1218 【萬(wàn)泉河】翹空之美--每一個(gè)PLC工程師都應(yīng)該了解的真相
0103 【萬(wàn)泉河】PLC程序塊INOUT管腳的倒置用法
其中的翹空和倒置，都是我新創(chuàng)的詞匯。不是為了獵奇而非要獨(dú)創(chuàng)，而實(shí)在是沒(méi)有找到合適的已經(jīng)通行的詞匯。 而正因?yàn)榇耍也趴梢孕歼@是自己獨(dú)創(chuàng)的理論。
其中的翹空，還被人評(píng)價(jià)用留白比較符合他的認(rèn)知習(xí)慣。
怎么說(shuō)呢，就相當(dāng)于一個(gè)大齡剩女，你可以描述她是獨(dú)身主義，也可以描述她是沒(méi)人要嫁不出去。 但前者是自己主動(dòng)選擇的，后者則是被動(dòng)的。
我們選擇給FB的管腳翹空的時(shí)候，是我們主動(dòng)的選擇，而且以此為美。 而留白的詞匯就顯得蒼白，分明是被錯(cuò)過(guò)，被忽視的感覺(jué)。
但不管怎樣，我第一個(gè)提出了這個(gè)理論方法，那么我就有它的命名權(quán)。 哪怕我名字起的再不合適，后來(lái)者也只能遵循沿用。 你哪怕有能力起個(gè)再貼切的名字，只要是發(fā)表的理論比我晚，說(shuō)起來(lái)也是照抄了我的理論。甚至自己沒(méi)有任何建樹(shù)，只是在名稱(chēng)方面指手畫(huà)腳的，就更是沒(méi)有什么意義了。
我們知道，工控行業(yè)的工程師里面，有許多是自命不凡桀驁不馴的優(yōu)秀人才。
對(duì)于這些人，可以問(wèn)一句，本文中提到的這些理論，服不服？
我猜，一定會(huì)有很多人提出來(lái)：不服！
我就最喜歡這樣的能人了。 很簡(jiǎn)單， 不服的話(huà)，就自己貢獻(xiàn)創(chuàng)造一兩個(gè)自己專(zhuān)屬的理論。PLC的入門(mén)門(mén)檻很低，從事PLC行業(yè)需要的理論也很淺，任何人都很容易對(duì)行業(yè)的發(fā)展做出點(diǎn)貢獻(xiàn)。做出來(lái)了以后，才可以有底氣說(shuō)：不服！而在此之前，如果兩手空空，只憑嘴巴不服的話(huà)，那這種不服只是自己釋放負(fù)面情緒，是無(wú)能的體現(xiàn)，并不會(huì)得到任何人的尊重。對(duì)行業(yè)也更無(wú)任何貢獻(xiàn)。
總結(jié)一下：目前為止，煙臺(tái)方法為PLC通用編程貢獻(xiàn)了99.9%的理論。
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