当今的包装机械多为非标机械,其功能模块众多且模块间耦合度高、通信频繁,逻辑非常复杂与琐碎,导致对控制系统的可靠性和时序均提出很高的要求。传统的PLC软件各开发阶段独立,编程和调试十分耗时,不能满足快速推出样机的要求,而且经常容易造成不必要的人为编码错误。因此,如何简单、快速、高效地开发出可靠性高的PLC控制软件,是包装机械设计过程中的重要一环。因此,本文提出将基于模型的设计方法(Model Based Design,MBD)运用到PLC软件的开发中,以物料装袋系统为平台,探索出针对一类复杂包装机械PLC软件的形式化开发方法。本文主要工作如下:(1)设计样机的电气硬件平台。在Solidworks Electrical中,设计了装袋系统电气原理框图、电气原理图。(2)设计装袋系统的PLC软件架构,解决了如何将一个复杂控制系统逐层分解的问题,并得到最终的功能块。以IEC61131-3编程语言标准为理论指导,搭建起整个控制系统的软件模型和功能模型。将装袋系统的PLC控制软件进行逐层分解,得到最小的程序组成单元POU——程序、功能块、函数。对各个功能块,分别进行定义,设计功能块接口、时序图、有限状态机。(3)以启停功能块和上袋功能块两个功能块为例,详细说明了功能块的定义过程,并在Matlab/Stateflow中,建立功能块的Stateflow模型,对模型进行检查与验证,并仿真通过,实现了控制需求。(4)最后,自动生成代码,解决了生成代码中定时器的问题,并在施耐德IDE环境SoMachine下建立一个PLC软件工程,仿真代码成功。