Towards Using Behavior Trees in Industrial Automation Controllers

本文介绍了工业自动化软件设计的新方法，将行为树（BT）框架集成到可编程逻辑控制器（PLC）程序中，并将硬件相关功能与协调逻辑分离。BT框架可以快速设计模块化的分层控制结构，与PLC代码和基于任务的控制框架实现更好的集成。本文提出了三种集成BTs到PLCs的策略，前两种基于IEC 61131标准的PLCs和PLCopen通用行为模型，第三种则利用基于事件的BTs和IEC 61499标准的控制器实现集成。本文的贡献在于提出了一种新的PLC软件设计方法，改善了模块化、支持更好的关注点分离，并能快速开发和重新配置控制软件。同时，本文还演示并评估了BT框架与IEC 61131和IEC 61499标准的PLCs的集成，以及PLCopen函数块与外部BT库的集成。这些改进有助于更好地集成低级PLC代码和基于AI的任务导向框架，同时通过使用BTs进行技能组合来改进PLCs的基于技能的编程方法。

论文旨在提出一种将行为树（BT）框架集成到可编程逻辑控制器（PLC）程序中的方法，以改善工业控制软件设计的模块化、灵活性和短开发周期。

论文提出了一种新的PLC软件设计，将BT框架与IEC 61131和IEC 61499基于PLC的控制器集成，支持更好的关注点分离，提高了低级PLC代码和基于任务的AI框架之间的集成。

论文展示了几种将BT框架与PLC集成的策略，并提供了一个应用实例。论文还评估了使用PLCopen函数块与外部BT库的集成。该方法改善了PLC的基于技能的编程方法，利用BT进行技能组合。

在相关研究方面，最近的工业4.0研究集中在CPPS和边缘计算方面，例如《边缘计算在工业4.0中的应用：综述和未来展望》。而在PLC软件设计方面，一些研究关注于使用面向对象的方法进行编程，例如《面向对象的PLC编程：一种基于UML和工业标准的方法》。