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前几天我们发了一篇《PLC-HM编程之架构设计》的PPT，理论性比较强，估计一部分同学看了后可能会有点懵，接下面我们会以几篇文章来简单做一些解读。

PLC-HMI的编程理论我觉得完全可以参考软件工程。软件工程发展这么多年，有很多成熟的方法论。各大头部厂商在PLC的语法特性上已经越来越接近gaoji编程语言，我们认为没必要搞那些花里胡哨的噱头，把软件工程里面一些成熟的编程思想拿过来即可。

关于PLC-HMI编程的框架意义在我们之前的一篇文章里面也有过简单介绍《TIAPortaldingji编程技术-序(框架的意义)》。

PLC与C#我们都做了很多年，也有很多标准产品与定制化项目。在这些产品与项目的开发与实施过程中，我们也常在思考如何提升工程效率。这个《PLC-HM编程之架构设计》就是我们从长期的工程实践中出来的。后面的解读文章不一定会按照该PPT的顺序，我们可能会随机找一些重要的点来展开描述。

在《PLC-HM编程之架构设计》中我们提到了一个“整洁架构”，如下图所示。整洁架构是我们之前提到的四层架构的改进版。因为对于某些项目来说，我们的层级可能不止或者没有四层，四层架构的说法其实有点局限性了。

图1 整洁架构

整洁架构来自于软件工程中的The Clean Architecture。2012 年 8 月 13 日，Clean 系列的作者Robert C. Martin（Uncle Bob)第一次提出了这个概念。下图是经典的整洁架构示意图。

图2 The Clean Architecture

在整洁架构中，同心圆外层依赖于内层，内层不会依赖于外层。内存根本不知道外层的功能或作用。对于PLC-HMI编程来说，位于同心圆Zui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。

图3 基础设施层中的BCM和BDT

位于第二层的是设备组件，它是工业生产中的基本单体设备。比如一台变送器、一个气缸或者一台驱动等等。该层的控制逻辑大量依赖于基础设置层的基础数据类型和基础核心组件。这样的目的是为了减少代码量，提高工程效率和质量。保证很好的可维护性。

位于第三层的是工艺单元组件。工艺单元组件是由若干设备组件根据工艺需求组合起来的一个相对独立的单元。比如一个进料装置、一个计量单元、甚至一个汽包等等。依赖于设备组件的工艺单元将可以在很大程度上保证代码质量和编码效率。

位于第四层的是配方、顺控等一些协调整个产线正常工作的组件。它的作用是将各个设备、单元组件有机组合起来满足工艺需求。另一方面它还负责消息分发，比如发送到MES或者其它系统的报文等等。Zui外层就是UI层了。在UI层我们的接口需要保证不局限于一个品牌的上位机。比如除了WinCC，我们的组件还可以对接CSharp、MCGS等其它系统或者工具开发的上位机。前提是遵循特定的接口规则即可。

图4 马达组件接口支持不同的上位机(WinCC Unified和C#)

在这里，我们的整洁架构用了5个层级。当然一些小项目可能不需要抽象工艺单元，那么四个层级就可以。具体多少层级根据项目复杂程度而定。本文中的架构图可以满足绝大部分应用场景。

组件设计教程

《TIAPortalgaoji编程》的Zui核心部分是组件的开发、设计。它基于面向对象编程的编程思想。详细介绍参见：

组件库

HwBasicLib和HwBasicLib4ClassicalWinCC是我们的两款组件库成品。它们的区别是上位机分别为TIAWinCC与经典WinCC。