10、工业自动化中控制器设计与用户界面功能块详解

工业自动化中控制器设计与用户界面功能块详解

1. 控制器设计基础

在工业自动化系统中，对象的期望操作可以用状态活动图来表示。以某系统为例，其过程包含了供料器和传送单元可分离的动作序列，这些序列部分可以并发执行。比如，传送单元向左移动到“弹匣处”位置时，供料器可以同时缩回。

状态活动图中的条件“ST2 OK”表示下一个“Sor&g”站（也称为2号站）发出的操作许可；“BLOCK - ST2”表示分配站活动时，不允许下一个站操作。这些信号通过控制器相应输入输出端口与下一个站控制器的输出输入端口直接布线来传递。

从状态活动图可以看出，两个对象可以有各自的本地控制器，它们之间使用与站控制器相同的许可/阻塞协议进行通信。每个控制器的设计目标是，只要操作不被其他对象的控制器阻塞，就立即执行操作，从而实现完全去中心化的控制，无需“主”控制器。

许可/阻塞的控制器间通信协议用于实现对机械部件可能发生碰撞区域的互斥访问，通常这些区域是物料转移发生的地方。例如，供料器的“末端位置”就是这样一个区域，工件在此处被传送单元拾取。

2. 去中心化控制架构

去中心化控制的分配站的接口和连接可以用框图表示。每个机电单元的操作本质上是自主的，但有些动作有“左右相邻站允许”的保护条件。左右相邻站的控制器（如果有）会设置许可或阻塞条件。

这种方法假设生产过程中机电单元按线性顺序连接，但也可以很容易地扩展到多连接的一般情况（机电单元位于任意图形的节点上）。同时，它也适用于具有层次结构的机电系统。例如，分配站向其右侧相邻的分拣站发出的许可条件由分配站最右侧的元素（即传送单元）设置，而传送单元的“RIGHT - OK”许可又由分拣