工控PLC的ST程序架构讲解02

上一篇说到ST编程的架构，今天讲交互思路，重复调用的优势，ST语言的优势和面向对象与面向过程的区别！

通信交互：

ST编程的架构，由很多独立的子程序或者功能块组成，这就表明各个功能块之间，或独立的功能之间必须要交互。因此，其首先必须具有交互数据。各个独立硬件之间也需要通信！

数据结构

如上图中，每个单元都具有”Data”数据结构。Data里面存储了当前单元的状态信息。而其它单元可以通过Data去读取该单元的状态，也可以直接对Data进行写操作，修改状态。

本文对功能块(FB) 的使用方法，和传统介绍的方法不太一样，构思巧妙，用法独特：利用了FB的特性，在某些场合把FB当作了数据结构来使用。例如伺服轴“Axis_PTP_CoE”采用了类似的思维。读者就可以简单地把它们当作数据结构来看待。

数据结构

本程序的交互逻辑是：

各个单元之间：通过“Data”数据进行交互。

维护和重复调用的优势：

制造系统作为一个复杂的大系统，它的开发与维护日趋变得异常困难。

基于模块化的思想，可以对模块单元程序进行重复调用。每个单元模块都有其独立的程序区、数据区和设置区。在重复调用该单元时，直接复制整个单元模块，就能把该单元相关的逻辑、接口、数据、参数等等一同复制过来，简单便捷。外围辅助程序的编写，也已经可以即拿即用。

ST 语言的优点:

ST语言的优势

面向对象/面向过程的有机结合

面向过程很好理解，指的是程序员接到需求，会把它拆成一个一个的命令，然后串起来交给计算机去执行。举个例子，客户说要把大象装进冰箱里。程序员列了几个步骤：

把冰箱门打开。

把大象装进去。

把冰箱门关上。

上面每一个步骤，程序员都会用一个「函数」来实现。「函数」是一些代码的集合体，每个函数可以实现一个功能。比如我要定义一个打开冰箱门的函数：

所有函数定义好了之后，依次调用就可以了：

openTheDoor()；

pushElephant()；

closeTheDoor()；

需求完成，顺利交工。但是你以为这样就结束了？Naive。客户说才刚刚开始呢。

「我要把大象装微波炉里」

「我要把狮子也装冰箱里」

「我要把大象装冰箱，但是门别关，敞着就行」

如果还是用面向过程的方法来应付，每次需求的变更，程序员就要把整个系统通读一遍，找出可用的函数（如果没有就再定义一个），最后依次调用它们。最后系统越来越杂乱无章难以管理，程序员不堪重负。

面向对象从另一个角度来解决这个问题。它抛弃了函数，把「对象」作为程序的基本单元。那么对象到底是个什么东西呢？对象就是对事物的一种抽象描述。人们发现，现实世界中的事物，都可以用「数据」和「能力」来描述。比如我要描述一个人，「数据」就是他的年龄、性别、身高体重，「能力」就是他能做什么工作，承担什么样的责任。

例如你可以让「狗」这个对象「吃狗粮」，就可以把「吃狗粮」的命令发给「狗」让其执行，然后我们就实现了「狗吃狗粮」的需求。

现在对象有了，如何进行面向对象的编程呢？很简单，依次向不同的对象发送命令就可以了。回到上面的例子，用面向对象来实现，我们会先定义一个「冰箱」对象，它的「数据」就是当前的冷冻温度，或者该冰箱已经有了多少头大象，「能力」就是开门、关门。还有一个「大象」对象，它的「数据」可以是大象的智商、体积，「能力」就是「自己跑到冰箱里去」。然后我们依次：

向冰箱下达「开门」的命令。

向大象下达「进冰箱」的命令。

向冰箱下达「关门」的命令。

总结为：“面向过程”是做一件事，“面向对象”是造一堆东西。

牛羊自动称重系统

　　一、系统概述：

　　称重在畜牧养殖过程中具有非常重要的意义。使用称重方式监控牛的体重，可直观的监控后备牛的生长情况，增重是否达标，饲料效率情况等。

　　本设备是集：自动智能称重、自动电子耳标识别、自动数据上传、软件自动获取数据及软件自动分析为一体的自动化设备。设备自动化程度高、数据精准、操作简易，便于实现牛场高效、精细化的养殖管理。

　　二、操作过程

　　1) 将设备安装至通道内

　　2) 设备通电后，即可自动归零

　　3) 此时进口门打开、出口门关闭

　　4) 将牛赶到通道内

　　5) 牛进入设备后，进口门自动关闭。此时，若进口门关不到位，则判断可能夹住牛了，进口门自行打开然后再次关闭

　　6) 进口门关到位后，自动称体重，读取该牛的电子耳标，并将体重和电子耳标号存储，并通过无线（不需牛场内布网）上传给电脑

　　7) 打开出口门放牛出去，同时启动自动喷气装置，尽快将牛驱离

　　8) 牛出设备后，关闭出口门，再次自动归零

　　9) 然后打开进口门，第二头牛进入

　　三、设备介绍

　　1、称重部分

　　（1）称重速度：牛只上秤后，即可自动的将其体重数据定格显示在屏幕上，称重时间仅需3~5秒。

　　（2）称量精度：动态称重精度可达1‰。设备采用高速工业仪表，内嵌活体称重算法，进而采集到动物的实际体重。系统自动称量出的数据，与该牛只全麻醉后称量的静态数据比较,误差不超过1‰。

　　测试方法：可通过人员进行精度验证，首先称量出人静止站立在秤上的重量，然后人员在秤上进行无规则的活动，系统自动称量出动态重量，两个重量的差值可做到误差不超过1‰。

　　2、耳标识读介绍

　　（1）电子耳标读写器：采用134.2KHz频段，大尺寸天线，有效识读距离1米，识读率100%，识读速度0.5秒，防尘防水。

　　（2）电子耳标：(选配)具备识别码，134.2Khz频段，防尘防水。

　　3、称重平台

　　牛只站立平台，全铝合金材质，可移动，承重力2000Kg。

　　秤台长2.1米，总宽0.7米，站立宽度0.4米，上秤高度0.07米。

　　4、自动进出口门

　　为全自动气动门，开关门速度可调，开关门力量可调，进口门采用自感应式弹簧门，夹住牛只后可自行打开，保护牛只不被夹伤。

　　5、三级分群门

　　为方便监控牛只体重，可将不同大小的牛，自动分至3个圈舍。

　　6、数据上传

　　电子耳标、体重量等数据通过无线串口（不用场内布网）。上传给电脑（客户自行配置电脑），无线通讯距离500米。

　　四，设备尺寸 ：

　　外观尺寸：长4.5m*宽1m*高2.2m

　　笼内尺寸：长2.4m*宽0.8m*高1.9m

　　上秤高度：7cm

　　整机重量：约520Kg

　　五，工作环境 ：

　　电压：设备电压：DC24V，配电池；空压机电压：AC220±10%

　　温度：-25℃~60℃

　　湿度：小于90%不可结露

　　六，设备组成 ：

　　1.电控部分 ：

　　（1）耳标读写器：读取动物只的电子耳标，通过串口上传到PLC。

　　（2）电子耳标：（行业通用，用户选配）用于识别动物只的电子身份，具有性，防脱落，安装在动物右耳上；

　　（3）电控柜：核心控制单元，内置称重仪表、PLC、触摸屏、电源转换器。接收称重传感器、开关信号，通过PLC处理，控制输出；

　　（4）电磁阀：接受PLC信号，控制气缸开关；

　　（5）气缸：将电信号转换成机械动作，控制机械开关；

　　（6）接近开关：检测 进口门关到位与否。并将电信号输入给PLC。

　　2.工作模式介绍：

　　（1）训练模式： 对预测定的牛只进行训练，以让牛只熟悉设备，减少应急。在触摸屏上设置本模式，则所有门全部打开，牛只可直接通过设备。

　　（2）称重分群模式 ：本模式旨在对牛只称重、读耳标、按设定的重量分群、数据上传电脑。

　　工作流程如下 ：

　　启动 自动去皮 进口门开出口门 关分群门A C常闭，分群门B常开 牛进入设备 关闭进口门（如夹到牛，则可快速打开，并再次关闭） 称重 读耳标 根据所设置的分群重量进行分群 打开对应的分群门 打开出口门 判断牛离开 复位出口门、分群门 数据上传 再次打开进口门，本次流程结束。

　　（3）耳标分群模式 ：本模式旨在对牛只称重、读耳标、据预设的耳标进行分群、数据上传电脑。

　　工作流程如下：

　　启动 自动去皮 进口门开 出口门关 分群门A C常闭，分群门B常开

　　牛进入设备 关闭进口门（如夹到牛，则可快速打开，并再次关闭） 称重 读耳标 据预设的耳标进行分群 打开对应的分群门 打开出口门 判断牛离开

　　复位出口门、分群门 数据上传 再次打开进口门，本次流程结束。

　　七，设备嵌入式软件介绍

　　（1）主界面

　　本界面实时显示测定设备数据上传给电脑的测定数据。本数据是测定原始数据

　　电子耳标--为15位的数字编码

　　体重--是当前正在称重的动物的体重

　　栏位--是当前正在称重的动物，被分栏的门号，其中包括A、B、C 3级门

　　记录日期及时间--记录当时测定的日期时间

　　（2）明细表

　　查询显示一个测定期内的数据明细。红色为次读取到的该耳标个体的数据。

　　序号---普通排列的序号

　　电子耳标--为15位的 数字编码。

　　自编号--为该电子耳号对应的场内编号。

　　体重--是当前正在称重的动物的体重；

　　分栏--是当前正在称重的动物，被分栏的门号，其中包括A、B、C 3级门。

　　性别----分为 公和母，用户自己在勾选。再点击保存按钮

　　性状----需要用户提前建立好性状表格。比如：1-代表断奶；2-代表育肥；3-代表育成；4-代表泌乳等，，多可建立8个性状。 用户自己录入数字即可，再点击保存按钮

　　体况----针对该个体的体型、肥瘦等，进行打分。用户自己在录入，再点击保存按钮

　　日期范围-----选择需要查询的测定的日期范围。

　　删除 按钮： 鼠标选定到某一行或 多行 后，点击删除按钮，删除后的数据，实时关联到其他表格中。请谨慎操作，勿误删！！

　　查询 按钮 ：点击查询，查找条件可以按照： 电子耳标、日期、自编号进行查找。

　　导出 ：点击后，可将该数据表指定保存到某一文件夹下。

　　（3）个体测定期内明细表：

　　显示个体在一个测定期内生成的数据明细。

　　测定开始重量---- 当测定天数为1时，上传的某电子耳标当日的体重数，为开测体重。

　　电子耳标--为15位的数字编码。

　　自编号--为该电子耳号对应的场内编号。

　　测定内总增重----当日中位体重—开测体重 （此处均是中位体重）

　　测定天数----测定站上传的天数。每过24小时，测定天数加1.

　　平均日增重----总增重除以测定天数。

　　（4）体重汇总表

　　显示一个测定期内的体重数据的汇总。可以分别显示 A、B、C栏数量、体重。

　　总数量 ----当日已称重过的所有个体的数量，当日中重复读到的电子耳号只记做一次，无电子耳号的流程，次数也要累加。

　　总重量 ----当日已称重过的所有个体的体重量累加值，当日中重复读到的电子耳号累加其平均值，无电子耳号的每次都累加。

　　平均重量 ----总重量除以总数量

　　（5）前7日体重明细表

　　前7日体重明细表----可列出7天内的某个体的称重数据。

　　电子耳标--为15位的 数字编码。

　　自编号--为该电子耳号对应的场内编号。

　　当日体重----是当日称重的动物的体重；

　　前1日体重----某个体的昨日重量，注意：此处为平均值，为昨日某个体单次或多次体重量的平均值

　　（6）个体信息录入

　　可以手动录入动物个体的详细信息。

　　场内自编号----为该电子耳号对应的场内编号。用户自己在此处录入，再点击保存按钮

　　性别----分为 公和母，用户自己在此处勾选。再点击保存按钮

　　体况----针对该个体的体型、肥瘦等，进行打分。用户自己在此处录入，再点击保存按钮

　　（7）分栏库

　　把‘未分栏的耳标’点击添加 到需要分栏A、B、C栏的界面里，PLC接收到PC的指令，分栏到相应的栏位。

　　（8）数据删除：

　　本表格需要在厂家指导下进行操作，尤其是在测定一段时间后，严禁自行删除数据，否则数据会全部丢失。 可选择按耳标删除、按日期删除数据。

业务需求联系：

陕西丝路智慧农旅信息科技有限公司 ，张先生， 18133925716（同微信）

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