基于公理设计plc软件设计方法

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1、·信息技术·盛方清，等·基于公理设计的PLC软件设计方法基于公理设计的PLC软件设计方法盛方清，王晓勇，陈雨非(1．南京日上自动化设备有限责任公司。江苏南京211151；2．南京工业职业技术学院机械工程学院。江苏南京210046；3．南京航空航天大学。江苏南京210016)摘要：针对现有PLC软件设计方法的不足和PLC工程开发瀑布模型中存在的问题，结合公理设计理论和面向对象方法，提出了基于公理设计的PLC软件设计模型。该模型把自顶向下的层次分析和自底向上的软件编程有机结合，并通过使程序模块功能独立和面向对象的结构化封装，提高了PLC软件的

2、可靠性、可重用性，使软件便于调试和维护，通过实例分析验证了此方法的有效性和实用性。关键词：公理设计；面向对象方法；可编程序控制器；软件设计中图分类号：TH12；TP311文献标志码：B文章编号：16713276(2011)02-0087-04ApproachtoPLCSoftwareDesignBasedonAxiomaticDesignSHENGFang—qing，WANGXiao—yong，CHENYufei(1．NanjingSUNRISEAutomationEquipmentCo．，Ltd．，Nanjing211151，China

3、；2．DepartmentofMechanicalEngineering，NanjingInstituteofIndustryTechnology，Nanjing210046，China；3．NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：FacedwiththeproblemsinthePLCprojectwaterfallmodelandthedeficienciesinPLCsoftwaredesignmethodandin·teg

4、ratingaxiomaticdesigntheoryandObject-OrientedMethod，thispaperpresentsanAxiomaticdesignbasedPLCsoftwaredesignmodel，inwhichthetop-downhierarchyanalysismethodandthebottom-upsoftwaredesignonearecombinedtoimprovethePLCsoftware’SreliabilityandreusabilityandmakePLCsoftwareeasyto

5、bedebuggedandmaintainedbymakingthesoftwaremodulefunctionindependentandtheObject-Orientedsoftwareencapsulation．Finaly，itusesaninstancetotestifytheapproach’Svalidityandpracticability．Keywords：axiomaticdesign；object·orientedmethod；PLC；softwaredesign方面，有较好的柔性和可扩展性。0前言1公理设计由于可

6、编程序控制器(PLC)具有较高的稳定性、可靠性、编程简单等特点，被广泛地应用于工业控制领域，据统公理化设计是美国麻省理工学院机械系的N．P．Suh计现代化的自动化生产设备80％采用PLC进行控制，教授提出的设计理论，其目的是为设计建立科学基PLC已成为工业生产中不可或缺的、应用最广的一类工业础，通过为设计者提供基于逻辑和理性的思维方法和工具控制装置。尽管PLC在现代化工业生产中占有极其重要改善设计活动J。公理化设计原理把设计过程可以分层的地位，但是PLC控制系统的设计一直停留在经验设计阶表示，每一层的各个域(客户域、功能域、物理域、工艺域

7、)段，使项目之间的软件重用性很低，软件的调试过程复杂。中都存在相应的设计元素，即用户需求(CR：CustomerRe—在一个复杂的PLC控制系统开发过程中，后期的调试、维quirement)、功能要求(FR：FunctionRequirement)、设计参护成本往往达到工程成本的80％[23，出现这种现象的主要数(DP：DesignParameter)和工艺变量(PV：ProcessVaria—原因在于前期设计阶段未能采用恰当的设计理论进行工程ble)，高层次的决策将影响低层次问题的求解状态。公理规划，导致后期施工过程中各种功能耦合在一起

8、，加上客户化设计就是在彼此相邻两域之问以“z”字形映射方式进需求在实施过程中仍不断变化，系统某一处改动都涉及到行问题求解的过程，如图1所示。其他部分的变动及程序的大量修改、重写，为了保障修改后