DPS框架、教程及生成器

摘要：DPS框架是工业自动化中最常用的一种框架，高达90%的控制场景都可以使用DPS框架来解决。在我们二十多年的从业经验中，除了极少数的控制场景(部分食品和制药)使用EPS框架会有更好的效果外，绝大部分控制场景使用DPS框架就可以很好地完成。

DPS框架是工业自动化中最常用的一种框架，高达90%的控制场景都可以使用DPS框架来解决。在我们二十多年的从业经验中，除了极少数的控制场景(部分食品和制药)使用EPS框架会有更好的效果外，绝大部分控制场景使用DPS框架就可以很好地完成。

我们根据二十多年的IT和OT行业经验，结合软件工程理论及ISA88标准总结了一套可以广泛适应各个控制场景的PLC-HMI编程架构，我们称之为HwLib架构。

图1 HwLib慧兰博架构

上图位于同心圆最里面的是基础数据类型(BDT)和基础核心组件(BCM)。它们是其它设备及工艺单元组件的基础。抽象出这一层的意义是为了在一些具有类似特性的设备组件中避免代码重复。比如马达和气缸都有相同的开关动作，那么我们可以把这个开关动作抽象出来，从而避免了在马达和气缸组件中重复编写该动作。这些公共的基础类型、基础组件、公用数据类似于建造房屋时候的基础材料。这些基础类型和基础组件是通过对常用设备或者工艺的最小抽象而来的，比如我们会抽象基本报警处理组件，用于处理设备或者单元组件里面的故障信号、反馈超时信号等。

第二层是基本设备层(DCM)，基本设备指的是可以独立运行的最小部件，比如气缸、阀门和马达等。设备组件依赖于核心基础组件。它是在核心层的基础上创建的马达、气缸、驱动等一系列设备组件。

第三层是工序装置层(ECM)。工序装置是由若干基本设备组件或者基础核心组件按照工艺逻辑要求进行封装的更高一个层级的组件。工序装置因为高度契合于实际生产工艺，因此和基本设备组件相比，通用性较低，各个行业差别较大。

第四层是工序单元层(UCM)。工序单元是由若干基本工序装置、基本设备等组成的，用于完成一个特定要求的工艺的设备组合。

第五层是应用层(LCM)。应用层的主要功能是协调各设备组件、工艺组件的有序工作，满足工艺要求。除此之外，应用层还包含了PLC和上位机的交互信号，以及信息化系统的交互信号、用于Andon系统和工业看板的消息分发模块等。

最外层是UI层。UI层包含了设备控制组件与单元控制组件对应的视图组件。它们通过约定的接口交换数据。这些接口类型已在BDT中预先定义。

PLC-HMI慧兰博架构是构建整个项目框架的理论支撑。面向对象是具体的实现手段。绝大部分的组件都是采用面向对象的思想进行抽象和封装。把上图的同心圆结构转换为垂直结构，你会发现它和ISA88物理模型很像。

图2 HwLib慧兰博架构和ISA88

从HwLib慧兰博架构可以衍生出三种PLC-HMI框架。我们把它们分别命名为DPS、EPS和EPSAdv。那为啥不用一种大而全的框架覆盖所有场景呢？因为各个行业需求不一样，绝大部分行业DPS就可以足够应对，没必要硬上EPS。杀鸡用牛刀，反而会适得其反。另外大而全的框架也会占用很多系统资源。

什么是DPS框架？DPS框架就是DCM和SEQ的组合。DCM是可以独立运行的最小部件，比如气缸、阀门和马达等。通过顺序控制组件(SEQ)按照工艺要求进行有序调用以满足生产要求。该组合常见于冶金、环保、水处理、化工等行业。该组合至少可以满足90%的生产要求。也就是说90%的控制工艺，都可以采用此框架解决。

DPS框架生成器是基于TIA Openness开发的一款程序自动生成器，它可以根据模板及配置自动生成一个完成度很高的DPC项目模板。包括DCM调用，SEQ动作等。你只需要再稍作修改即可满足生产要求。使用DPS框架生成器可以进一步提高工程效率。

DPS框架教程我们目前有三款，PLC部分都是基于S7-1200/1500系列。按上位机划分有基于TIA WinCC Professional的《TIA Portal高级编程》。