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《PLC软件工程化在高端工艺装备研制中应用》：本文关于工艺装备论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。

[摘要] 由于高端工艺装备具有专机低量产、高性能要求、应用场景特殊等特点,同时PLC软件和硬件强耦合、对测试配套依赖性强,传统的软件工程化方法及规范难以直接应用并匹配于高端工艺装备中PLC软件的研发和管理.针对PLC软件研发特点,结合军用软件研制能力成熟度模型（GJB5000A-2008）的本地化,提出了高端工艺装备研制中PLC软件的工程化管理建议.

[关键词] 软件；工程化；工艺装备；应用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 23. 083

[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2016）23- 0157- 03

0 引言

高端工艺装备制造是整个装备制造产业升级的重要引擎,已成为战略性新兴产业发展的重要支撑.作为高端装备制造业的重要载体之一,高端工艺装备的研发已成为重要内容.软件作为一种逻辑实体,具有抽象性、严密性、智力性、持久性、依赖性、复杂性、难以度量、易出错、必须维护和成本昂贵等显著特点[1].因此,在一定的时间和成本控制内开发出满足质量要求的软件是一项复杂的工程.军用软件研制能力成熟度模型（GJB5000A-2008）是软件研制过程管理和开发活动控制的系统方法[2].该模型从软件研制生命周期的角度依照相关标准,通过专家评审、工具或方法的支撑对软件开发活动和产出物进行审查和管理,为软件研制过程的质量控制提供了指南,并为软件过程能力评估提供了依据[3].

PLC（可编程逻辑控制器）作为高端装备制造业中控制终端的灵魂,其逻辑控制流程具备典型的软件特征.由于目前尚未有针对PLC软件的工程化管理方法和规范,无法指导开发者管控关键性过程活动和文档质量,亟需结合GJB5000A的要求,通过标准化、体系化的质量管理手段推进高端工艺装备的研制进度和质量保障工作.

1 高端工艺装备中的PLC技术

1.1 PLC技术概述

PLC是一种采用一类可编程的存储器,用于执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.其硬件结构基本上和微型计算机相同,基本构成有：电源、处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块.当可编程逻辑控制器投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段.完成上述三个阶段称作一个扫描周期.在整个运行期间,可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段.

1.2 PLC技术在高端工艺装备的应用需求

随着近年来我国先进制造业的迅速发展,PLC作为先进信息化控制技术,将越来越多地深入渗透到各行各业的生产加工中,为推动我国工业制造的进一步发展做出应有的贡献.PLC技术作为工控设备的一员,在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置.它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜等特点.据统计,当今世界PLC生产厂家约150余家,生产300多个品种.占工控机市场份额的50%,PLC技术将在工控机市场中占有主要地位,并保持继续上升的势头.

2 PLC软件工程化

2.1 PLC软件研制过程的现状

工业PLC程序的模块化早有体现,例如在西门子开发PLC程序软件时,就已经制作过一些小的功能块[4].在编程过程中应用这些功能块,会使整个程序变得简单且更有条理性和实用性.

随着工业自动化水平的飞速发展,更多先进的控制理论和控制方法应用到工业自动化发展中,西门子编程软件中的小功能块已经无法满足技术成熟的大规模工业PLC程序模块化需求,需要更全面的提升模块化功能,也就是说需要将软件开发工程化.工程化的PLC程序将使整个程序更为简单,程序编写和修改也方便,并且增强可读性和实用性.

2.2 PLC软件研制过程改进的必要性

由于PLC软件质量控制方法不同于硬件,一些基于生产的成熟的质量控制方法并不适用于软件开发,导致PLC软件质量控制过程不规范,开发成本高,软件返工率高.大量事例说明,PLC软件的质量和可靠性已经成为装备质量和可靠性的瓶颈.软件过程改进是软件工程化的主要策略和指导思想,是提高软件开发水平的必经之路.研究和实践都表明,持续的软件过程改进不仅能减低开发成本,缩短开发周期,更能降低软件研制的风险,提高软件的质量和可靠性,增强软件的可维护性.GJB5000A作为国家对军用软件研制机构的要求,提供了一条军用软件研制组织持续不断改进自身软件开发过程的途径,从而提高软件的质量和可靠性.

2.3 基于GJB5000A-2008的PLC软件工程化管理

2.3.1 研究基于GJB5000A-2008二级的PLC软件工程化体系框架

由于GJB5000A-2008是从CMM演变而来,因此标准仅仅定义了实施的结果标准,对于实施过程和具体方法具有较大的个体特性和行业特征.对军用CMM的二级标准进行组织级别的裁剪,形成适合PLC软件特点的标准并进行推广,是一个非常复杂的过程；将涉及自上而下的对PLC软件现有流程和软件过程的调整.

2.3.2 面向PLC软件的过程改进本地化实践研究

本文将根据GJB5000A-2008二级的实施过程,详细阐述软件过程改进的一个具体改进方法,包括：项目策划、需求管理、配置管理、项目监督和控制、测量和分析、过程和产品质量保证的关键域的主要活动进行描述.

2.3.2.1 建立过程体系文件

过程体系文件就是一套规程和文件的组合,它用来指导项目组具体开展过程改进工作,是具体的过程程序,有详细的方法和规则,在制定过程体系文件的过程中,编写组要依据组织实际情况,搜集整理已有的过程和活动,将过程改进和组织实际相结合,从而生成逻辑清楚、通俗易懂和操作性强的过程体系文件.

工艺装备论文参考资料：