上海西门子模块中国总代理

这也是很多国外以前的程序中M变量频繁出现的原因，因为这些程序和自己设备工艺以及程序架构是无缝匹配的，同时也不需要像西门子一样提供给可能存在的所有从业者使用。但我们的程序是工件实际轨迹或者说本来面貌的完全体现吗？

显然不是，时间只是工件传输过程的一个表象，工件传输的实质是位移，即工件在离开光电器件后还需要向设备2的方向再移动一个距离L（跟设备1和2的速度以及时间相关）。

这才是这个工件传输过程中的本来的面貌，本书内容要强调的是，所谓的编程，是现实的实际内容在程序世界的再现或者重构，这样的程序才能更加灵活，适用性更强。后续章节中，也会有这个相关内容的介绍。

0.2 标准化架构

在汽车行业或者包装行业可能都会用到Epos功能，而大家都知道汽车行业有一个规范的标准架构Sicar，包装行业有西门子OMAC的ISA88标准。那在使用Epos的标准功能块的时候可能就需要做一些针对性的修改，用于匹配各自标准的规范和逻辑实现（比如控制和状态反馈的逻辑）。

那所有在该行业的企业都能适用上述的一些行业标准化架构么？笔者对Sicar不是很了解，但通过对OMAC的深入研究后发现其实并不一定。这类标准有特定的前提以及特殊需求（比如在OMAC里面主要为计算设备综合效率），一些该行业的边缘从业者或者配套企业来说，由于一些工艺需求的限制，根本无法匹配这类的标准化架构。

所以说，标准化架构还是要和自身工艺以及整体的公司设计有关。比如物流行业，除了设备的控制以外，很多时候还要考虑物流的信息流程。这些信息流在PLC控制程序中怎么实现，怎么和设备的控制相结合，在实际项目中方便简单地使用，都需要在标准化中体现出来。

可见，所谓的标准化并不是指一个架构或者规范就能完整覆盖所有行业当然，需要说明的是，在标准化架构中都是按照面向对象的编程思想编程的，对象的所有变量的转换都是通过实例化数据完成的，除了架构程序中使用到M寄存器以外，实例化程序中是不需要使用M寄存器变量的。

上描述的意思就是，一个标准化架构只要满足覆盖自身工艺需求（比如物流的信息处理），有着良好的工程接口和数据接口，让自身所有的工艺对象都能无缝地实例化，工程人员的工作效率和质量大幅提高，这就是一个符合自身工艺需求的标准化架构。而这些工作就要求企业自身将工艺需求当然，上述的内容只是架构层面的，里面还有很多细化的内容。而要保证这些细化的内容和程序能实现不断的迭代和更新，那就需要具备相应的资料体系的规划和管理。

所以，一个合适的标准化体系内容是非常丰富的，也是很具体的。只有和工艺完美结合的标准化才是一个符合实际需求的标准化体系和规律总结出来，然后将这些共性的东西提取出来，形成一个总结性的东西。

比如所有标准化架构中都会有的控制指令的下发以及状态的反馈，那这些就是具有共性的规律，把这些内容通过一定规范的程序和方法体现出来，且在这个规范中要和自身工艺相结合，就自动化设备是机电信息一体化的综合体，完整的标准化涵盖机械、电气、控制以及信息四个层面，当谈论设备标准化概念的时候，也必须是从上述四个层面描述，只涉及其中一个方面，那不是完整的标准化，只是设备开发过程中某个的一致化而已。

三百六十行，设备种类千千万万，所以想将设备的机械结构做统一的标准化，那肯定是痴人说梦，所谓的四个层面的完整标准化其实是指各个的一致性，所以机械机构的标准化也是指在标准化过程中的一些和其他一致性的知识。

国内一些设备开发或者项目实施过程中，基本都是各个相对独立实施。当机械完成设计后，一般出具的都是以下文件：

1）设备清单和零部件图样；

2）用于指导采购部门进行标准件和外协件的采购；

导机加工人员的机械加工指导；

4）用于设备装配过程的指导。

若设备或者项目实施只涉及机械开发，那这个过程就比较简单，没有问题；但一个设备完成机械开发以后，还需要电气、控制协作才能检测机械工艺的完整性，才能测试设备或者项目的实用性、适用性等来满足客户或者市场需求。说到这，读者是不是发现其实很多设备或者项目开发过程中，机械完成后并没有给后续做好工作交接，没有出具相关文档指导后续的工作。

作为架构工程师，即使是机械出具的图样，你都可能会发现：

1）工艺描述太过简单，基本都是一句两句话总结，更甚的是工艺描述日等信息。跟这个类似，设备开发或者项目实施过程中也必须按照一定的规则命名设备，一般的原则也是按照区域地点的方式，来表达一个设备或者一个项目实际的位置定位。

为ISA88定义的设备模块分层的架构模型，从这个模型中可以看到整个架构是从公司逐步向下拆分，直至具体的某一个控制模块。这就意味着，不管这个企业设备有多少，设备上的每一个零部件、每一个元器件都能获取唯一的一个ID，就跟我们整个社会为每个人分配的唯一的身份ID一样。

图1-1 ISA88定义的设备模块分层的架构模型

OMAC（The Organization for Machine Automation and Control，机械自动化和控制组织）是一个致力于开放式模块化结构控制的非营利用户组织，由许多大型国际公司自发组成，拥有约500名成员。西门子是OMAC的成员之一。

OMAC的包装工作组集合了来自技术供应商、OEM、系统集成商和终端用户的多方达成一致的讨论，生成了PackML指南，作为一种方法来展示如何将ANSI/ISA-88.00.01的概念扩展到包装机械中。

为了能满足提供一致的标签系统，OMAC将设备从上到下分为企业（En

）位置（Site）区域（Area）工艺单元（Process Cell）部件（Unit或UN）设备单元（E Module或EM）控制单元/元器件（Control Module或CM）。

从企业到区域属于公司层面的设备管理系统划分，作为标准化而言，设备名称的定义关注的是工艺单元及以下部分的设备。

除此之外，在标准化中设备的名称还是后续电气和控制工程师工作的基础信息，电气图样中的设备名称和IO符号的名称，都要基于该设备名称来命名。

就操作面板一样，框中的符号都是设备的外部IO，可以看到这些符号中都有设备名称。在标准化程序中，程序框架和设备程序都是固定的，若符号能跟设备名称关联，然后在整个控制系统中定义好不同的元器件的名称，那整个程序后续就可以利用XML文本编辑语言做成一个自动生成程序的工具；另外，若要复制一个这类设备的程序，那复制后的程序也只要修改这个设备名称即可，而其他地方都是完全相同，这样更加便利高效，且出错的概率会大大降低。不够清晰，都是其他人员工作中发现不明之处再来和机械的人员讨论；

2）图样表达比较混乱，除了图示没有其他任何信息，更不要说详细的设备信息清单；

3）很多命名都是临时起意或者太过随意，没有一个统一的标准思路，无法用于指导后续工作；

4）设备工艺接口没有研究考虑，无法明确设备需要对外的接口种类和数据量。

所以，机械（工艺）是任何一个设备开发或项目实施过程中的根本，是重要一环；只有将这一环工作做得完整详细，整个设备的开发或者项目的实施才能得到一个完美结果，同时也能将上述工作中的一些缺陷得以克服，实现高效、舒适的工作，加快设备（项目）的进度。