【万泉河】论PLC编程中的高内聚与低耦合

高内聚低耦合，是软件工程中的概念。主要源自于面向对象的程序设计中的原则。我们在推广标准化编程的过程中，不可避免地也遵循了这样的原则。

但由于这2个词汇本身比较生僻，怕吓到一些初学者，所以，以往我们基本不使用这样的说法。

首先在网上以高内聚、低耦合为关键字搜索，随便就能收到一大堆这方面的文章。这里随便转发一篇，大家可以大概一看。

什么是程序设计中的高内聚、低耦合？

https://mp.weixin.qq.com/s/y3zG97igGakL9rouNS8_kA

估计如果你不是专业的IT程序员，而只是工控行业，做点自动化PLC编程的电气工程师，那些文章看过之后，仍然会不明所以，不明白与自己做的PLC编程有什么关系。或者说这些理念，如何能对号入座应用到自己日常的PLC程序设计中。

本文，则试图以最浅显的语言，解释高内聚低耦合的原理，并以此约定PLC标准化编程的基本原则。

何为内聚，何为耦合？

映射到PLC编程中，最简单的解释，逻辑部分即为内聚。而调用逻辑(即对象实例化)的过程，即为耦合。

而高内聚低耦合的意义则为，承载逻辑部分的功能要尽量复杂完备，而负责调用逻辑块的部分，要尽可能的简单，最好是啥逻辑都没有。

当简单到啥逻辑都没有的时候，所谓的耦合，即调用的部分，存在的目的只是实现了参数(实参)的绑定。

最极致的简单，我给标准化学习营的学员提出的建议，也是我自己一直坚持的准则，模块调用的管脚上，哪怕一个取反，这是个最微不足道的逻辑吧？都不要有。

即，所有管脚的绑定实际参数，必须是正值。

举一个例子，比方一个电机设备，他可能会有允许启动的启动条件，和禁止启动的互锁条件。这两种条件的本质是互相取反的。

过去通常的做法，一个设备，允许启动的管脚上，绑上启动条件。而同级别的另一个设备，工艺要求的是一些禁止启动的互锁条件，那就将变量取反，同样输入到允许启动的管脚了。

那我给出的原则建议是，不允许。

给出的理由是，假设我们的系统足够庞大，点数特别多。那么通常会是主设工程师，带几个实习生，共同完成项目。而复杂的逻辑部分，自然由主设工程师负责。而相对简单的，不大需要动脑的部分，安排实习生或者助理工程师来完成。主要是数量庞大的对点，绑点，查线，消缺等工作。

在没有逻辑需求的情况下，只是简单绑点，那么新手可以简单复制替换，或者复杂一点使用EXCEL或者小的自动工具完成。

而如果上千个设备，同样的管脚的位置，有的需要正逻辑，有的需要反逻辑，还有的有一点点并联和串联，那基本上就麻烦不断了。要么实习生不熟悉工艺和逻辑到处出错，要么因为无从下手，而需要时刻盯着主设工程师请教。

在一些极端的情况下，主设工程师还会抱怨，咋这实习生啥都不懂，啥都问我，还不如我自己亲自做了呢！

由此，工作的分工就失败了。

所以，如果你还不能深刻理解什么叫高内聚，低耦合，那么简单分工一下，高难度的，主任工程师做的工作，就叫内聚。低难度，新手实习生就可以做的工作，就叫耦合。

或许有人会说，我的控制系统很小，也无人跟我配合，上上下下，都是我自己一个人在搞定，就没必要分什么内聚和耦合了吧？

非也。

每一个人的精力，不可能一整天都在同一个紧张或者放松的状态。实际的工作情况也不允许你常年保持一个状态。比如经常有人表示，夜深人静的时候，注意力更集中，所以更容易做一些精细的，需要精确逻辑推理或者数学计算的工作。而白天的时候，各种事务性工作太多，电话，会议等打扰不断，根本容不得你静不下心来做设计，刚想做一点设计了，一个电话进来，或者讨论一个新方案，思路被打断，回来后都忘记做到哪儿了，又要从头开始。

这个时候，你就可以对自己的工作时间做个合理的分工，把可以集中精力的连续片段的时间，安排做难度高的工作，而把容易被切割的片段时间，安排做用脑比较少，但属于偏向于体力活的简单工作。

前者即内聚，后者为耦合。

这是在设计工作中的原则。

而对于产品开发，其实也同样存在高内聚与低耦合的逻辑。

一个好的开发的产品，一定是高内聚低耦合的，即其内部的功能可以很强大，但留给使用者的接口又非常简单。使用者不需要非常懂得产品的原理，却可以轻松使用地很好。

这其中，典型的是日本人推出的傻瓜相机。留给摄像师的需要调整的参数极其少，摄像者甚至不需要懂太高深的摄像原理，都可以照出完美的影像来。根源就是，产品的开发者，极大程度的实现了高内聚，低耦合。

还有一个更典型的例子是苹果手机。苹果推出手机之后迅速风靡全球，所有倩倩少女，都以自己可以轻松玩转苹果手机系统为荣。根源也在于乔帮主带领一干设计工程师，把各种复杂的功能，都集大成地不留痕迹的内聚到其核心了。留给使用者的，只是最简单的操作。

我想到这一点，其实来自于有WANQ局域网互通路由器的用户，新体验了产品之后，跟我感慨，这使用也太简单了吧！简直零难度，零设置啊，啥都不需要做。仅仅设置设备上网而已。和普通路由器完全一样。

我说，对呀，我们在出厂之前，把所有设置都做好了。留给用户的只是最简单的应用了。所谓的使用说明书，也只是防止有新手想多想歪，反而做不成。所以给出了个手把手的傻瓜手册。

而实际上，所有的老用户，再次购买的时候，我们的设备压根说明书都不发了。

就是这么有底气！

对WANQ路由器感兴趣的用户，在公众号后台回复WANQ微信群，申请加入用户群，与新老用户咨询交流！顺便请教一下老用户们，是不是真的不需要说明书了。

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总得来说，我一直在做的工作，不管是标准化编程，还是WANQ，本质上都是一件事：高内聚，低耦合。