运动控制应用示例 - 将“运动控制功能块”移植到OOP中 V1.0

在现代工业自动化领域中，运动控制是实现机械设备高精度、高效率动作的关键技术。随着技术的发展，如何将运动控制功能块高效地整合并应用于面向对象编程（OOP）的框架中，成为工程师们关注的焦点。PLCopen运动控制工作组发布的“运动控制功能块”规范为这一问题提供了标准化的解决方案。该规范不仅简化了运动控制软件的模块化和重用性，还为面向对象实现提供了明确的指导。 在面向对象的实现中，一个轴的类通过方法的形式实现不同的功能，替代了以往多个功能块的使用。这样的软件设计方式具有与程序化运动控制功能块（FB）的兼容性，使得开发者可以在同一个应用中灵活地结合使用这两种方法。具体来说，标准运动控制库可以在轴类内部被调用，而无需用户深入了解面向对象原理或语言元素。接口在面向对象编程中起到了定义类所展示方法和行为的作用。标准化接口itfAxis的定义，使得轴类可以按照供应商特定的方式实现功能，而不必担心具体的实现细节。 文档中提到了三个具体的应用示例：贴标签示例、仓储示例以及多轴组合的FB示例。这些示例展示了如何通过标准化接口itfAxis将PLCopen运动控制规范中的标准功能块移植到OOP中。程序员开发的类实现了itfAxis接口，这样就可以直接利用接口中定义的标准功能，而无需从头编写实现代码。 接口itfAxis的实现涉及到多种用户定义的数据类型和方法。在实际的工业项目中，轴类除了运动控制的功能外，还会涉及到通信、硬件配置等其他属性和方法。然而，为了简化文档的介绍，这里只关注运动控制部分的内容。 OOP运动控制库的元素由多个部分组成，其中核心起点是定义itfAxis接口，作为PLCopen运动控制规范中轴类的标准化表示。在itfAxis接口的定义中，包括了几个ENUMS，它们是接口中使用的数据类型。同时，itfCommand接口及其扩展被用来描述各种运动控制命令，比如Abort方法用来取消正在运行的命令，Wait方法则为事件驱动编程提供了同步调用命令的可能性。 在轴接口的定义中，功能被分组到不同的子文件夹中，每个子文件夹与运动控制规范中的功能块（FB）相对应。例如，ActualValues文件夹包含了查询轴实际状态的方法，如ActualPosition、ActualTorque和ActualVelocity。而Control文件夹则包含了九种控制方法，用于处理运动控制中的各种情况。 通过这种方式，工程师们可以更方便地将面向对象编程应用于运动控制领域，提高代码的复用性、可维护性和扩展性。这样的实践不仅促进了技术的进步，也为工业自动化领域的发展提供了强大的动力。