Logix5000面向“对象”技术在电子皮带秤控制系统中的应用.docVIP

Logix5000面向“对象”技术在电子皮带秤控制系统中的应用 　　摘 要 　　本文介绍了AB公司Logix5000开发平台自动内存管理的面向“对象”技术在电子皮带秤控制系统中的应用。应用该技术在多传感器、多秤台联合监控的电子皮带秤程序开发中比以往开发方式更高效，尤其在一拖多（一台PLC控制器控制多台电子皮带秤输送机）的多传感器、多秤台联合监控的电子皮带秤程序开发中优势更突出，是传统的开发方式无法企及的。 　　【关键词】Logix5000 面向对象 Tag 结构体 电子皮带秤 PLC编程 数据结构 　　电子皮带秤控制系统由PLC、输入输出模块、执行的电子元器件及PLC软件等组成，电子皮带秤控制系统的开发主要工作是对PLC应用程序的开发。 　　PLC应用程序由算法和数据结构（也即数据，Logix5000开发环境里习惯称为标签Tag，定义变量称为定义标签）组成，通过应用程序对数据的运算，实现对数据的处理和设备的控制。简言之，PLC控制过程就是PLC应用程序对数据进行运算处理，将运算结果送到执行单元执行的过程。PLC程序开发存在一个普遍的问题是很多开发平台无法定义有意义的变量名，如AB公司SLC500系列PLC，它的应用程序开发平台是Logix500，变量定义（如定义实数：F12：0）是面向机器的，可读性差。虽然可以对变量添加有意义的注释，增加可读性，但是注释无法上传下载，要想上传带注释的有实时数据的程序，除非随时带着有注释的源程序上传，就算带有注释，可读性也很差，给程序维护升级等带来一定困难，而且在开发测试阶段就要制作好变量表，以便调试及以后维护升级时随时查找，PLC应用程序开发人员对变量的识别读取耗费了大量的时间精力，开发、修改及升级程序容易出错且效率低下。如何提高PLC应用程序的开发效率，让程序开发人员把更多精力放在对逻辑及算法的优化上来成为亟待解决的问题。AB公司的Logix5000开发平台支持面向“对象”的自动内存管理技术，理论上可以解决了这一问题，但在电子皮带秤控制系统开发中还没有应用。 　　1 面向对象的程序设计概念 　　面向对象程序设计方法OOP（Object Oriented Program）直接以现实世界中的事物为中心来思考问题，按照事物的本质特征把它们抽象为对象，作为构建软件系统的基础。程序与现实世界之间具有极强的对应关系，大大降低了软件开发的难度。 　　1.1 类的概念 　　类是对所有具有相同属性的事物的抽象概念，相当于模具；而对象是类中的一个实体，相当于是用模具制造出来的一个产品。同一类设备的控制方法、信号反馈、故障检测等操作相同或相似。 　　电子皮带秤可以抽象为一个大类（如类dzc，见图1），其下有输送机、电控系统二个子类，输送机下面有传感器、秤台等对象，对象与包含它的类之间、子类与包含它的上一级别类之间可以层层嵌套，反映出电子皮带秤的真实属性及对象与对象、对象与类之间所属关系。 　　1.2 封装 　　封装将数据与操作数据的源代码有机结合成类。封装将对象的属性和方法形成一个不可分割的整体；只保留有限的对外接口，并尽可能隐藏内部的具体细节。封装在对象与外界之间建立了一道屏障，使外界只能通过对象所提供的接口与对象发生联系，而不能直接修改对象的属性值。 　　一台电子皮带秤拥有多个传感器，这些传感器具有相同的属性，可将这些属性的数据结构抽象出来，封装在一个类或对象里。这就大大减少了变量的定义、优化了数据结构，提高编程和维护的效率。 　　2 数据结构的概念 　　数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。在任何问题中，数据元素之间都不是孤立的，而是存在着一定的关系，这种关系称为结构（Structure）。 　　2.1 数据（Data） 　　数据是外部世界信息的载体，它能够被计算机识别、存储和加工处理，是计算机程序加工的原料。计算机程序处理各种各样的数据，可以是数值数据，如整数、实数；也可以是非数值数据，如字符、文字、图形、图像、声音等。 　　2.2 数据元素（Data Element）和数据项（Data Item） 　　数据元素是数据的基本单位，在计算机程序中通常被作为一个整体进行考虑和处理。数据元素有时也被称为元素、结点、顶点、记录等。一个数据元素可由若干个数据项（Data Item）组成。数据项是不可分割的、含有独立意义的最小数据单位，数据项有时也称为字段（Field）或域（Domain）。 　　2.3 数据对象（Data Object） 　　数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。例如，整数数据对象是{0，±1，±2，±3，…}，字符数据对象是{a，b，c，…}。 　　2.4 数据类型（Data Type） 　　数据类型是高级程