Гл1_06 (1031608), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Программа на этом языкеизображается в виде электрической схемы, состоящей из набора цепей, состоящих из нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов, кнопов и катушек реле. Эти цепиподают питание на исполнительные механизмы. Все цепи в процессе работы программыпоочередно моделируются и, если состояния элементов схемы и внешние условия позволяютисполнительному механизму срабатывать, он включается. Таким образом реализуется типовое отношение условие-действие, положенное в основу управляющей программы. Вся управляющая программа разбивается на ряд шагов, описывающих отношение условие-действие,после окончания очередного действия система переходит к следующему шагу и так до завершения цикла. По своей сути программа внешне похожа на контактно-релейную схему ипри компиляции создает программный код, моделирующий работу изображенной схемы.Язык FBD (функциональные блоковые диаграммы) ориентирован на специалистов,имеющих опыт разработки принципиальных электрических схем с ипользованием логических ячеек, триггеров, таймеров и других электронных компонентов, являвшихся основойдискретной электроники в 60-е…70-е годы.
Тогда на таких элементах часто разрабатываласьвся система управления. Сейчас такие компоненты в виде интегральных схем (ИС) малой исредней степени интеграции также выпускаются, но используются в основном для периферийных цепей САУ. Программа на этом языке напоминает принципиальную электрическуюсхему на ИС.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru52На языке SFS (последовательные функциональные схемы) программа выглядит какавтоматный граф и включает в себя события (условия перехода) и действия (состояния). Всеусловия перехода размечаются, в каждом из состояний задается список управляющих воздействий и готова программа, представляющая из себя, по сути, один последовательный процесс.
Проблема лишь в том, что описать совокупность параллельно протекающих процессовтаким образом в одной программе достаточно сложно, а подчас и невозможно. Правда, эточасто и не нужно.Язык CFS (непрерывные функциональные диаграммы) ориентирован на специалистовв области автоматики и систем автоматического регулирования. В нем программа изображается, как ряд структурных схем систем автоматического регулирования. Имеется возможность задавать обратные связи, элементы сравнения, законы регулирования.Языки контактно-релейных схем LD и функциональных блоковых диаграмм FBD часто бывают встроены в ПЛК малой и средней сложности, реализуя все возможности его вычислительного ядра.
Больших возможностей языка программирования для таких контроллеров просто и не требуется. Таким образом, ПЛК для своего программирования не требует никаких инструментальных средств и является законченным автономным изделием.В развитых системах проектирования программного обеспечения эти языки могутсмешиваться и дополнять возможности друг друга.
Известны два стиля или две манеры программирования – централизованная и децентрализованная.При централизованном программировании каждый последовательный процессоформляется как некоторая подпрограмма (задача), которая запускается из диспетчера задач.Диспетчер задач, в свою очередь, оформляется как некоторая главная ведущая задача на каком либо графическом либо символьном языке МЭК 61131-3 и в соответствии с условием запуска (время либо событие) будет перезапускать подчиненные ему процессы или задачи. Придобавлении очередной задачи в систему следует корректировать и диспетчер задач.При децентрализованном программировании каждый процесс включает в себя условия перезапуска и оформляется как совокупность синхро, интер, либо экстраквантов. Диспетчер задач входит в базовую операционную систему, является универсальным и, анализируяситуацию, принимает решение о запуске того или иного кванта исходя из условий и приоритетов.
При таком подходе программа становится более переносимой. При добавлении очередного процесса (потока) нужно лишь позаботиться о его первоначальной инициации. Ктото первый раз должен обнаружить критерий запуска и инициировать процесс, а дальше вседолжно быть, как предусмотрено в самом процессе, если быстродействия системы хватает.При такой манере программирования Вы нигде не увидите фактической последовательностидействий машины, она реализуется только при параллельном протекании и взаимодействиипрограммных потоков.Вопросы к экзамену.1. Структура программного обеспечения САУ на физическом и логическом уровнях.2.
Языки программирования программируемых логических контроллеров.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru531.6. Эталонная модель взаимодействия открытых системСистема управления технологическим оборудованием, представляющая из себя локальную информационно-управляющая сеть, должна следовать общим концепциям построения компьютерных сетей.
Универсальный тезис о пользе стандартизации, справедливый длявсех отраслей, здесь приобретает особое значение. Суть сети - это соединение разного оборудования, а значит, проблема совместимости является одной из наиболее острых. Без принятиявсеми производителями и разработчиками общепринятых правил построения оборудованияпрогресс в деле "строительства" сетей был бы невозможен.В компьютерных сетях идеологической основой стандартизации является многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия. Именно на основе этогоподхода в 1984 году международной организацией по стандартизации – ISO был выпущенстандарт под названием "Эталонная модель взаимодействия открытых систем" (OpenSystem Interconnect - OSI) или OSI/ISO. В нем была предложена стандартная семиуровневаямодель взаимодействия открытых систем, ставшая своего рода универсальным языком сетевых специалистов.Для решения сложных задач используется универсальный прием - декомпозиция, тоесть разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач-модулей.
Множество модулей, составляющих каждый уровень, сформировано таким образом, что для выполнения своих задач они обращаются с запросами только к модулям непосредственно примыкающего нижележащего уровня. С другой стороны, результаты работы всех модулей, принадлежащих некоторому уровню, могут быть переданы только модулям соседнего вышележащего уровня.Иерархическая декомпозиция задачи предполагает четкое определение функции каждогоуровня и интерфейсов между уровнями.
Интерфейс определяет набор услуг, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему. В результате иерархической декомпозиции достигается относительная независимость уровней, а значит, и возможность их легкой замены.Многоуровневое представление средств сетевого взаимодействия имеет свою специфику, связанную с тем, что в процессе обмена сообщениями участвуют две машины, то есть вданном случае необходимо организовать согласованную работу двух "иерархий". При передаче сообщений оба участника сетевого обмена должны принять множество соглашений оправилах передачи (иметь согласованные протоколы при передаче информации с уровня науровень в каждом из контроллеров).
Например, они должны согласовать уровни и формуэлектрических сигналов, способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля достоверности и т.п. Другими словами, соглашения должны быть приняты для всехуровней, начиная от самого низкого - уровня передачи битов - до самого высокого, реализующего сервис для пользователей сети.Эталонная модель OSI описывает, каким образом информация проходит через средупередачи (например, витую пару) от прикладного процесса-источника до процессаполучателя и назад.
Вся иерархия процесса обмена (рис. 1.34) в общем случае разбита на семьуровней и допускает самые разнообразные способы обмена сообщениями. В каждом конкретном случае некоторые уровни иерархии могут быть опущены или объединены с другими.Сообщение (полезная информация) посылается с высшего прикладного уровня. Решается задача согласования передачи информации с выше лежащего уровня на низший путем добавления в полезную информацию служебной в виде заголовков и, иногда, концевиков.
Эта служебная информация необходима для корректной работы интерфейсов получателя сообщения,когда сообщение поднимается назад с физического уровня. При этом дополнения после ихРябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru54использования на каждом из уровней отбрасываются и к получателю, в конечном итоге, приходит посланная информация.Пусть MicroPC рассмотренной нами ранее установки диффузионной сварки (рис. 1.18)хочет узнать у контроллера ВАК о давлении в рабочей камере. В прикладном потоке А программисту MicroPC в распоряжении хотелось бы иметь некоторую простую утилиту, например функцию real: Control(имя адресата, имя параметра), пользуясь которой он мог бы узнатьзначение требуемого параметра.Микроконтроллер 2Микроконтроллер 1Поток БПоток АсообщениеПрикладнойуровеньсообщениеУровеньпредставления6Сооб- 7щениеИнтерфейсыСооб- 7 6щениеСеансовыйуровень5Сооб- 7 6 5щениеТранспортный уровень4Сооб- 7 6 5 4щениеСетевойуровень3Сооб- 7 6 5 4 3щениеКанальныйуровень2Сооб- 7 6 5 4 3 2щениеФизическийуровень1Сооб- 7 6 5 4 3 2 1щение77ИнтерфейсыСооб6 7 щениеПрикладнойуровень6УровеньпредставленияСооб5 6 7 щение5СеансовыйуровеньСооб4 5 6 7 щение4Транспортный уровеньСооб3 4 5 6 7 щение3СетевойуровеньСооб2 3 4 5 6 7 щение2КанальныйуровеньСооб1 2 3 4 5 6 7 щение1ФизическийуровеньСооб7 щениеПротоколыКаналсвязиРис.
1.34При реализации этой утилиты прикладной процесс (поток) MicroPC сообщается сдрайвером вакуумметра, который формирует поток данных для него – сообщение, которое вчистом виде может быть понято вакуумметром. Но это сообщение еще не может быть послано, оно просто не дойдет до адресата без искажений.Как в примере с перепиской, нужно письмо запаковать в конверт, написать по определенным правилам прямой и обратный адрес, наклеить марку. И только после этого письмоможно опустить в почтовый ящик.Вместе с контроллером ВАК должен поставляться драйвер и протокол обмена по каналуRS-485, по сути, это некая подпрограмма, позволяющая реализовать ряд процедур обмена, например, считывать значения переменных, проводить тестирование, переключать режимы работы.
Вкрайнем случае, Вы должны располагать физическими адресами переменных процесса В и правилами обращения к ним, чтобы написать эти утилиты самим, иначе ничего не получится.Уровни модели OSI. Физический уровень (Physical layer) имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
