规范化程序设计与开发系列2--PLC硬件的规范。今天我们来介绍基于PLC硬件的规范化设计。硬件的规范化首先要对工厂的控制层级的划分进行规范化，主要是按照不同的控制功能、不同的控制器类别进行层级划分，不同层级又会划分不同的控制区域。
西门子是按照控制网络层级进行划分的，现场层级包括分布式IO站点、现场总线以及传感器驱动等设备。控制层级包括不同控制区域的PLC和控制器HMI设备监控网络，操作层主要是SCADA，例如wincc服务器、客户端等等。管理层比如制造执行系统MES，还有最上层的ERP企业资源规划。
刚才说了工厂的控制层级划分，我们接下里再定义控制框架。控制框架的划分是对设备按层级进行分类管理。如图所示。
·第一点控制层级中不同区域PLC功能名称、位置、信息、硬件模块的信息等。
·第二点是不同控制区域CPU的划分，例如有的控制区域必须使用单独的CPU，有的区域要使用多个CPU。
·第三点是现场总线的定义，使用什么网络网络名称的定义网络如何划分，现在一般都使用PN以太网。
·第四点就是现场总线中站点的定义，总线中最大的站点数量，比如1518最大可以连接512站点。但是我不可能把这512站都连到一个PLC里，控制风险也是需要分散的。
·第五点就是现场仪表的选择，PLC怎么去连接现场的仪表？通过总线通讯的方式还是走模拟量信号等。如果走通讯方式第三方设备需要导入GSD文件。
·第六点要考虑到系统供电和接地，比如PLC设备供电模块的供电外部仪表和传感器的供电等。整个系统需要考虑EMC的抗干扰问题，还需要考虑接地的方式，比如说是单端接地还是双端接地等。
·第七点我们还要考虑PLC的大小和布置，控制柜怎么去布置推荐的的安装方式、柜内元器件的排布、如何考虑散热问题等，都是有一些规范化的要求的。
·第八点就是机旁箱的大小和布置，比如ET200SP分站电柜的设计、就地操作箱的设计等。
·第九点、还要进行网络的规划和交换机的使用规范，比如说用普通的交换机还是自带诊断的交换机，还是带环网管理的交换机？最后就是控制层级的数据交换，就是说哪些数据需要去交换？PLC跟制造管理系统要交换哪些数据？如果数据没有在PLC里就需要把这个数据先读取读上来，还要考虑数据安全防火墙的问题。
接下里我们以这个图片来示意网络层级的划分，它划分了5个层级。
→最上边层级比如说是产品层级，各种信息化的管理系统；
→然后下边是区域控制层级，区域控制层级就是相当于中控软件，SCADA系统都在控制层级；
→第三个层级就是控制层级，控制层级比如有HMI操作面板定位控制器和PLC；
→第五层级就是你的现场层级分布式10站点；
→第五层级是传感器与执行器的这个层级。
控制框架划分完成以后就需要考虑到硬件这些品牌的规范问题了。
比如说我参考一个项目，在开始阶段主要由项目负责人进行招投标，列出项目的项目文档和硬件清单，给制图工程师和程序设计人员制图个工程师硬件规划配置输入输出地址和符号名称传给软件公司开始进行编程。中间过程需要快速生成这个硬件清单，比如说io模块、通讯电缆统统这些都是对这个非常熟悉的前提下你才可以做。
就是对硬件的性能参数都要非常了解，那如果不统一品牌就不可能达到这个熟练和精通硬件的集成(例如通信)，还会影响后续的维修保养、备品备件等一系列问题。
品牌统一后我们就需要进一步考虑硬件选型的规范，你一定要选择合适的模块，比如I0模块包括数字量和模拟量，它是按照诊断能力还有精确度、抗共模干扰这些进行划分的；比如说基本型的价格低没有诊断功能的标准型中等价格。
诊断只能是基于这个模块或者组的诊断高性能，价格较高，可以是对一个通道进行参数化和诊断的面向对象的程序设计应考虑到控制对象的诊断功能的，控制对象的诊断功能与模块的诊断能力相关联。控制设备种类和开发系列2--PLC。
在PLC的面板上经常可以看到一些系统诊断信息对于分析故障很有好处。面向对象的程序块涵盖性能强，CPU占用的空间比较大比如编一个电机控制的块需要考虑设备的类型、控制程序设备的状态、仿真功能、过程、诊断信息、系统诊断信息等。规范化后比常规编程容量要大很多，进而影响整个项目CPU的选型。
比如现场的一条生产线里面有ET200SP的CPU，又有1511的CPU又有1517的CPU又有1518的CPU。配件怎么去做？你是不是ET200SP的CPU要买一个，1511的CPU要买一个1518的也要买一个，这样给甲方的备件管理和运维也增加了难度。
硬件选型规范化之后就需要控制设备参数的规范化，这样就可以统一参数的设置MC设计，便于管理避免不必要的错误/C设计。具体的控制设备参数包括第一点CPU的名称、功能、通信、中断。第二点网络交换机的属性。第三点现场设备的参数设置。第四点IO模块的名称、属性设置及地址分配等。参数设置规范化后就进一步需要组态控制的规范化。
比如原来硬件是abcd这几种，现在只有a和d到交货状态，怎么办？A不能把b和c模块也给你，我是通过程序去修改硬件配置的。我给你一个最大的硬件配置。
但是在一上电的时候，比如输入现在设备类型的a，你现在是变成b了，我选择个b。就用软件来改硬件配置了，硬件配置就变成了只有a和d管理。如果以后用户说功能要再增加，把这模块加上去了程序也需要发生变化，拿软件修改一下硬件配置，匹配一下硬件设备就可以了。
组态控制不仅仅可以修改CPU主机架的模块，比如说A、B是可以，修改的，这个分布是10站点上的模块也是可以是互换。组态控制其实就是对硬件规范化设计的一个方面。
最后总结一下PLC硬件规划化的几个方面：工厂控制层级划分的规范化、组态控制品牌的统一硬件选型的规范化、控制设备参数的规范化、组态控制的规范化。
谢谢大家的观看。
