一什么是配方（Recipe）

我們以一家汽車零件制造商的應用舉例，該企業專業從事汽車輪轂生產制造。假設該輪轂的型號是“高級鎂合金”，而關于其制造方式的描述則有多達數千個參數，例如尺寸、顏色、鉆孔位置、孔的大小、輪轂輻條等等，這就是所謂的配方（Recipe）。

如果客戶訂購“黑色高級鎂合金”或“灰色高級鎂合金”，則其配方都會有所不同。因為配方是一組參數的集合，而這些數據的值是不固定的，并會根據生產線或客戶訂單進行調整。與用于執行重復任務的傳統PLC的靜態數據相比，這些可根據生產需求而實時變化的數據更為復雜。

配方不僅是一組參數的集合，還是處理復雜數據的一個優秀工具。然而，對于PLC而言，配方是以什么形式提供？答案是一張表格（如圖1）。對于該輪轂制造示例，表格的每一行是一個配方，每一列都有配方的參數：油漆類型（PAINTTYPE）、油漆級別（PAINTLEVEL）等。

圖1 通過配方，這種表格形式的參數集合，可以很好地處理復雜數據。而PLC在處理表格數據方面則面臨了一些挑戰，對此可使用SQL數據庫來處理這種復雜數據。

為什么PLC在處理表格數據時會面臨一些挑戰？因為PLC的內存和性能是經過優化的，專門用于處理簡單數據：生產流程、移動機器、移動產品、制造產品，而處理復雜數據則需更多內存，PLC難以滿足——在PLC中，內存是相當珍貴的。

那么，什么平臺能夠很好地處理復雜的表格數據并減輕PLC的負擔和風險呢？——SQL數據庫。

二 SQL數據庫的功能

什么是SQL數據庫？您可將其想象為一張表格，而且您很可能已經擁有這樣一個表格——您的IT部門經理或許已使用企業SQL數據庫以在整個組織中共享信息（如圖2）。因為企業需要在整個公司范圍內共享信息，而SQL數據庫正是為此而設計的。

例如，當接收到新訂單后，該訂單將被存入SQL數據庫中。如果銷售經理想要一份銷售報告，他可從SQL數據庫中獲取該報告；如果生產部門需生產該訂單產品，他們可從SQL數據庫中獲得訂單的詳細信息。此外，在零件生產完成后，其性能、質量等指標均可被存儲在SQL數據庫中。通過從SQL數據庫中提取這些指標并分析數據之間的關系，可生成報告并優化生產流程。

圖2 公司使用企業SQL數據庫在整個組織中共享信息。（圖片來源：https://www.youtube.com/watch?v=s4BwNbnsjm0）

SQL數據庫經過安全優化，可嚴格限制數據存儲與讀取權限，因此只有經過批準的用戶才能訪問某些數據。SQL數據庫運行在功能強大的PC服務器上，這些設備往往具有大內存、大存儲等特點，不僅支持冗余、故障轉移等功能，而且還支持從多個位置訪問，以確保整個公司始終處于在線狀態。

一般情況下，您可能會將配方或生產關鍵績效指標（KPIs）和質量參數直接以常數的形式存儲在PLC中，然而，PLC是專門處理業務邏輯的設備，若使用PLC來處理復雜數據，則將導致其性能達到極限，容易出現故障，發生計劃外的中斷。對此，您完全可利用工廠中現有的這些服務器和數據庫，來減輕PLC的重負。

如何充分利用這一龐大資源——企業SQL數據庫或設施中已有的其他數據庫來減輕PLC的負擔？接下來我們將從以下這三個方面來進行闡述：準備PLC、準備SQL數據庫和準備事務管理器。

| 準備PLC

您需要在PLC中做一些準備工作，而無需在PLC中創建常數配方，比如，在您的PLC中有1000個常數×10種不同的車輪類型，您需要將這些常數更改為在PLC中的變量或用戶定義數據類型（UDTs），用于存放從SQL數據庫下載的配方，這樣您將擁有一個邏輯代碼庫。當需要制造不同的零件時，您可從SQL數據庫中下載新的配方到PLC，且這些新建的變量都將自動更新。

您如何更新PLC中的這些變量來制造10種輪轂中的任意一種呢？——這便需要發揮SQL數據庫的作用。您可把1000個常數乘以10個車輪的數據存儲在一個SQL數據庫表中，并僅在需要時，才將SQL數據庫中的數據下載到PLC，由此您的數據庫服務器和事務管理器將承擔存儲和響應信息請求的任務，而PLC只需在讀取到數據后進行它所擅長的邏輯控制處理即可。

如何準備企業SQL數據庫呢？這就需要由工程師來引導管理SQL數據庫的IT部門經理進行接下來的操作。以下將介紹IT部門經理需操作的內容。

| 創建SQL關系數據庫

您的配方將存儲在所謂的關系數據庫中。為了讓您的IT部門經理在SQL數據庫中創建合適的表格，您需要向他/她提供三條信息：1）表頭；2）配方名稱；3）配方數據（如圖3）。

圖3 為了讓IT經理創建SQL數據庫，您需要向IT經理提供三部分信息：表頭、配方名稱和配方數據。

表頭位于每一列的頂部，其只是您數據的一個簡短描述或說是一個列標題。如果您使用Microsoft Excel作為建立模板的工具，則可從定義電子表格中的表頭開始，然后將其放在每一列的頂部。

在SQL數據庫中，每一行被稱為一條記錄（Record）。配方名稱放在每一行的第一個單元格中，如圖2所示。如果您有10個配方，那您將有10行或說10條記錄。

為什么稱之為記錄？在關系數據庫中，我們有四個主要的任務：插入（Insert）記錄、選擇（Select）記錄、更新（Update）記錄和刪除（Delete）記錄。

在我們的例子中，由于我們要從數據庫里獲取配方并將配方下載到PLC中，因此我們將使用“Select”命令。在您的配方電子表格中，需將配方名稱放在每一行的第一個單元格中，最后需填寫您的配方電子表格數據。這意味著，對于每個配方，您都要填寫每一列的常數數據。至此，您的電子表格已包含有配方名稱、列描述和數據——而這就是IT經理構建SQL表格所需的全部信息。

目前，我們已引導您完成了最難的部分——SQL數據庫模板構建過程。SQL數據庫的另一個極其實用的應用是“Insert”命令，而這恰好也是最容易使用的命令，因為無需修改PLC程序。通過使用“Insert”命令，我們可將PLC的值上傳到數據庫中。“Insert”主要用于在SQL數據庫中存儲PLC變量，例如，當我們需要查看KPI（關鍵績效指標）或產品質量時，可將這些變量上傳到SQL數據庫中。

在PLC標簽和SQL表格被創建后，如何在PLC和SQL數據庫之間進行數據的雙向傳輸？如何將配方從SQL數據庫下載到PLC？對此，可通過使用事務管理器來輕松解決。

| 準備事務管理器（Transaction Manager）

事務管理器有什么作用？如果您需要下載一個配方到PLC，則可使用“Select”命令，從SQL數據庫中獲取配方......

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