克服PLC編程的難題—基于Git的軟件

Git是一種分布式版本控制系統(tǒng)，它可以記錄文件的修改歷史和版本變化，并可以支持多人協(xié)同開(kāi)發(fā)。Git最初是由Linux開(kāi)發(fā)者Linus Torvalds創(chuàng)建的，它具有高效、靈活、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，如今已成為軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中最流行的版本控制系統(tǒng)之一。Git使用一種名為“倉(cāng)庫(kù)”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)保存代碼和它們的變更歷史。每個(gè)開(kāi)發(fā)人員都可以在本地?fù)碛凶约旱膫}(cāng)庫(kù)，并將其與其他人的倉(cāng)庫(kù)同步更新。除此之外，Git還提供了強(qiáng)大的分支和合并功能，可以讓開(kāi)發(fā)人員在不影響主干的情況下創(chuàng)建和測(cè)試新功能。

自1996年以來(lái)，工程咨詢公司DMC一直致力于通過(guò)定制的自動(dòng)化軟件和控制系統(tǒng)，幫助客戶提高生產(chǎn)設(shè)施的生產(chǎn)力。他們參與過(guò)很多行業(yè)應(yīng)用，如汽車、食品和飲料，甚至海軍戰(zhàn)艦。

負(fù)責(zé)該公司美國(guó)西部自動(dòng)化業(yè)務(wù)的項(xiàng)目總監(jiān)John Sullivan表示，對(duì)服務(wù)的需求從未如此之高?！坝袝r(shí)，我們不得不地拒絕合同，因?yàn)樾枨蟪^(guò)了我們快速雇傭和培訓(xùn)控制工程師的能力?！?/p>

控制系統(tǒng)集成商協(xié)會(huì)（CSIA）最近的一項(xiàng)調(diào)查顯示，2021年系統(tǒng)集成工程師的招聘形勢(shì)嚴(yán)峻，但整個(gè)領(lǐng)域的人員流動(dòng)率卻高達(dá)16.5%，這也印證了 Sullivan 的判斷。

最大的瓶頸是培養(yǎng)新人才和有效地利用高級(jí)工程師的時(shí)間。軟件工程專業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)的通常是基于文本的編程語(yǔ)言，而不是專用于機(jī)器自動(dòng)化的可編程邏輯控制器（PLC）可視化梯形邏輯圖。因此，年輕的工程師需要與經(jīng)驗(yàn)豐富的導(dǎo)師配對(duì)進(jìn)行培訓(xùn)，這可能需要幾個(gè)月的時(shí)間。

在DMC公司，軟件項(xiàng)目組的大小從一名程序員到25名工程師不等，夏季往往會(huì)需要更大的團(tuán)隊(duì)，新人可以向經(jīng)驗(yàn)豐富的同事學(xué)習(xí)。高級(jí)工程師的日程很快就被頻繁的設(shè)計(jì)審查填滿。到了冬天，隨著大學(xué)畢業(yè)生更有能力獨(dú)立開(kāi)展工作，小型的團(tuán)隊(duì)變得越來(lái)越普遍。

為了簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)審查過(guò)程、版本控制和協(xié)作，他們采用了基于Git的軟件，該軟件可以加速多個(gè)PLC編程環(huán)境的開(kāi)發(fā)。這使團(tuán)隊(duì)能夠在相同的文件上工作，而不會(huì)有覆蓋他人工作的風(fēng)險(xiǎn)。Git分支和合并功能，為梯形圖邏輯編程帶來(lái)了與文本語(yǔ)言項(xiàng)目相同的協(xié)作優(yōu)勢(shì)。

帶注釋的可視化檢查功能，提供了易于閱讀、顏色編碼的比較，審核人員無(wú)需在原始集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）中下載和打開(kāi)文件。

▲圖：通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器或桌面應(yīng)用程序中顯示PLC梯形圖邏輯，并突出顯示提交之間的變化，Copia可以加快代碼審查速度。

01

盡早發(fā)現(xiàn)并修復(fù)錯(cuò)誤

PLC編程語(yǔ)言的自動(dòng)渲染以及在不使用原始IDE的情況下快速可視化變更的能力，大大加快了初級(jí)和高級(jí)工程師之間的反饋路徑。在領(lǐng)導(dǎo)多個(gè)項(xiàng)目時(shí)，由于代碼審查速度更快，高級(jí)工程師每周最多可以節(jié)省一天的時(shí)間。此外，審查比以前更頻繁。Sullivan說(shuō)道，“在部署或測(cè)試之前，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的錯(cuò)誤。因?yàn)槲覀兛偸窃诤喜⒅安榭纯梢暬a，所以我們犯的錯(cuò)誤也更少?！?/p>

轉(zhuǎn)向基于Git的軟件后，使Sullivan的團(tuán)隊(duì)效率大大提高。他說(shuō)，“雖然在管理項(xiàng)目歷史方面Git本身做得很好，但在審查代碼時(shí)就顯得力不從心了。每當(dāng)有人提交代碼變更時(shí)，我們的高級(jí)工程師都需要打開(kāi)兩份開(kāi)發(fā)環(huán)境副本，在兩個(gè)平臺(tái)之間進(jìn)行比較，并在重新提交之前手動(dòng)復(fù)制代碼。現(xiàn)在，我們可以立即看到變更，只需單擊幾個(gè)按鈕即可合并這些變更。過(guò)去需要45分鐘的過(guò)程，現(xiàn)在只需要15分鐘?！?/p>

“成功的關(guān)鍵之一就是要確保擁有最新的代碼。共享同一個(gè)資源庫(kù)有助于實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)?！?/p>

02

克服自動(dòng)化編程的難題

Copia Automation公司基于Git的版本歷史記錄，可以捕獲項(xiàng)目生命周期中的所有編碼變更，允許團(tuán)隊(duì)根據(jù)需要恢復(fù)到任何早期版本。編輯歷史對(duì)于團(tuán)隊(duì)成員了解最新的項(xiàng)目變化非常重要，它也有助于管理困擾DMC公司多年的難題。對(duì)于很多企業(yè)來(lái)說(shuō)，挑戰(zhàn)在于：在安裝后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，如何保持為機(jī)器和系統(tǒng)提供持續(xù)支持的能力。

Sullivan說(shuō)：“我最近收到一位客戶來(lái)信，該客戶在七年前與我們最后一次合作。負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的工程師和經(jīng)理都去世了。始終能夠找到老舊項(xiàng)目的文件非常重要。另外一個(gè)客戶設(shè)施遇到電涌，導(dǎo)致其丟失了相關(guān)程序。不幸的是，他們從來(lái)沒(méi)有保存過(guò)它的副本。因此，我們需要獲取舊代碼，并幫助它們重新部署到一組新的硬件上，以便它們能夠恢復(fù)運(yùn)行。現(xiàn)在，我們團(tuán)隊(duì)中的任何人，都能夠在沒(méi)有參與該項(xiàng)目的原始工程師參與的情況下，輕松應(yīng)對(duì)這些難題。擁有項(xiàng)目整個(gè)生命周期的情境信息非常有價(jià)值?！?/p>

在一個(gè)安全的中央存儲(chǔ)庫(kù)中擁有唯一的信息來(lái)源，也有助于團(tuán)隊(duì)更有效地與制造客戶合作。有些客戶在運(yùn)營(yíng)設(shè)施時(shí)，工程師會(huì)定期進(jìn)行小代碼更改。當(dāng)真出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，他們會(huì)給出及時(shí)反饋。Sullivan說(shuō)，“我們的工作是介入并幫助客戶解決問(wèn)題。成功的關(guān)鍵之一是確保我們擁有最新的代碼。共享同一個(gè)存儲(chǔ)庫(kù)可以做到這一點(diǎn)?！?/p>

業(yè)界仍然依賴文件名和共享文件夾是一件 "令人尷尬 "的事情。開(kāi)發(fā)一個(gè)精簡(jiǎn)平臺(tái)，讓程序員可以相互學(xué)習(xí)并開(kāi)發(fā)單一的信息來(lái)源，這對(duì)于減少瓶頸和讓年輕工程師在不麻煩高級(jí)工程師的情況下學(xué)習(xí)至關(guān)重要。基于Git的軟件幫助他們大大提高了工作效率。

審核編輯：劉清