Сосонкин_Системы_ЧПУ (1087166), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Реализация осциллографаОптимальная настройка регуляторов следящих приводов подачи невозможна без тщательного анализа их динамических характеристик с помощью осциллографа подсистемы диагностики. Особенность распределенной архитектуры осциллографа (рис. 109) состоит в использовании «процесс-СОМ-сервера», в котором собраны все операции над сигналами,независимо от устройства-источника этих сигналов.
В числе возможныхопераций над сигналам и такие, как: масштабирование, сдвиг, практическилюбые математические вычисления.Компонентная модель диагностики следящих приводов использует следующие интерфейсы:• IOscManage для управления процесс-сервером, использует методыработы с внутренней базой данных объектов;Глава 3. Задачи управления175Конфиурация измеренияСчитывание измеренияКонфиурация измеренияСчитывание измеренияСОМ-интерфейсыActiveX конфигуратораОтображениеконфигурации (СОМсерверы, измерения,сигналы)Отображение текущихкоординатКонфигурация панелиПроцесс-серверActiveX осциллографаМасштабированиеСдвигОтображение сигналовИзменение свойствСериализация(загрузка,сохранение)Выбор активногосигналаМасштабированиеПриложение осциллографаУправление конфигурации исчитывание измеренияРис. 109.
Распределенная архитектура осциллографа• IOscMeasureConfig для конфигурирования измерений, используетметоды создания, удаления, установки триггеров, установки и считываниясвойств триггеров;• IOscMeasureData для работы с измерениями, содержит методы добавления, удаления, запуска и остановки измерений, а также условия срабатывания ручного триггера;• IOscProcDataLoad для ввода-вывода исходных данных, содержитметоды добавления и удаления серверов физических устройств, загрузкии сохранения данных и конфигурационных настроек;• IOscScaling для управления отображением сигналов, содержит методы масштабирования и сдвига сигнала или группы сигналов, методыдобавления и удаления сигнала из группы;• IOscSignalData для работы с сигналами, содержит методы установки и считывания свойств и значений сигналов;• IOscVisObjData для работы с визуальными объектами (сетками, курсорами и координатными осями), содержит методы добавления и удаления визуальных объектов, получения данных для этих объектов;В.Л.
Сосонкин, Г.М. Мартинов. Системы числового программного управления176U/rnm i•-4000,•4001:1Ш •^•800-1200-1600:1-2000-2400•2800•:^;Tfigger1000-3200•400-20002004006003001000;12001400msРис. НО. Виртуальный прибор отображения данных в графическом виде• IOscWindowData для управления параметрами отображения данных,содержит методы установки и считывания ширины и высоты области отображения.Виртуальный прибор ActiveX конфигуратора работает в двух режимах:конфигурации измерения и отображения измерительных данных в текстовом формате. Виртуальный прибор ActiveX осциллографа отображает сигналы в графическом виде (рис. 110).
ActiveX имеет возможности визуальной настройки свойств - цветов, шрифтов, стилей изображения сигналов.Приложение осциллографа подсистемы диагностики, помимо стандартныхпроцедур конфигурации и отображения измерения, позволяет строить спомощью процесс-сервера амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики следящих приводов (рис. 111).ЗаключениеСовременные системы управления располагают свободными ресурсами вычислительной мощности, которые должны быть использованы наиболее эффективно.
В этом смысле наибольший интерес представляют создание и развитие подсистемы диагностики. В первую очередь следует диагностировать логическую и геометрическую задачи управления.Концепция виртуальных приборов, построенных по типу ActiveX-элементов, позволяет использовать разработанные средства диагностики в самыхГлава 3. Задачи управления177•.•- Безымянный - OscSdiРис. ///. Амплитудно-частотная характеристика в логарифмическойсистеме координат (Боде-диаграмма)различных приложениях, которые представляют наибольший интерес дляконечных пользователей.
Особенности СОМ-подхода и СОМ-технологиитаковы, что разработанные диагностические системы могут быть применены в любых устройствах ЧПУ.Глава 4.Технологии разработки программногообеспечения систем управленияРазработка систем управления предполагает привлечение целого рядаинформационных технологий, использующих объектно-ориентированныйи компонентный подходы, Windows-программирование, параллельное программирование и программирование систем в реальном времени.
Но знание таких технологий является лишь необходимым условием для успешной разработки системы. Существует специфика использования этих технологий в системах управления. В частности, нужно хорошо представлятьразницу между разработкой программного обеспечения офисного приложения и программного обеспечения систем управления, поскольку то идругое построено на разных моделях.Если фирма Microsoft может позволить себе публикацию несколькихобновлений каждую неделю и выпуск SP (Service Pack) раз в полгода, тообновление программного обеспечения систем управления означает реализацию новой версии с одновременной поддержкой всех предыдущих версий. И если обновления офисных программ вполне реально выполнять через Internet, то для систем управления промышленным оборудованием такой возможности не существует.4.1.
Технология объектно-ориентированногопрограммированияТрадиционное математическое обеспечение систем числовогопрограммного управления до сих пор использует технологию процедурного программирования, которую сегодня можно посчитатьтупиковой в этой конкретной области применения. На смену приходят технологии объектно-ориентированного и компонентногопрограммирования.
В этой связи применительно к системам управления рассмотрены базовые понятия объектно-ориентированного подхода, представлены методические рекомендации повыбору объектов в системе управления, проанализированы проблемы создания объектно-ориентированных моделей, в том чис-Глава 4. Технологии разработки программного обеспечения систем управления-] 7 9ле на основе формализма Г. Буча, и проблемы повторного использования уже разработанных кодов, продемонстрирована возможность инструментальной поддержки объектно-ориентированного программирования.Методология открытой архитектуры приоткрывает конечному пользователю системы ЧПУ определенную часть математического обеспечения,с тем чтобы внедрить в систему свое собственное технологическое «knowhow».
Поэтому разработчики математического обеспечения обязаны сделать его в достаточной степени обозримым и читаемым. Но это важно исамим разработчикам, чтобы внести в свой проект элементы структуризации и четкой организации, поскольку только на подобной основе огромный по объему проект может эволюционировать и совершенствоваться [67].4.1.1. Сравнение технологий программированияМодель процедурного подхода предполагает набор процедур, вызывающих друг друга для обработки данных. Инженер объясняет программисту проблему, а тот в свою очередь кодирует ее набором данных и процедур.
Полученную программную систему сложно отладить и запустить, ноеще сложнее изменить и расширить.В основе объектно-ориентированного подхода лежит объект, имеющийопределенные свойства (данные) и располагающий возможностями работы с этими данными. Модель объекта близка системе естественных физических представлений и способу мышления инженера, который оперируетпривычными для себя понятиями. Поэтому и программная модель вполнеадекватна физической. В результате объектно-ориентированный подходпородил специалистов, объединяющих специальные инженерные и программистские знания.Компонентный подход появился в результате дальнейшего развития объектно-ориентированного подхода, при котором наиболее важным фактором стала фиксация интерфейсов между компонентами программной системы придостаточно свободной реализации самих компонентов. Подобная идея такжеинтуитивно соответствует классическому инженерному мышлению.В рамках сравнения технологий программирования чрезвычайно важно рассмотреть проблему повторного использования уже разработанногокода.
Процедурный подход решает эту проблему посредством динамически подключаемых библиотек DLL (Dynamic Link Library), реализованныхв двоичном коде. Для библиотек DLL возможно использование разных языков программирования, однако существует проблема несовместимостиверсий одноименных библиотек. Есть и другой недостаток: отсутствуетстандартный способ установки в системе более чем одной версии той жебиблиотеки.180В.Л. Сосонкин, Г.М. Мартинов.
Системы числового программного управленияПовторное использование объектов означает открытое представлениеисходных кодов, что не всегда соответствует авторским интересам разработчиков. Есть и другие проблемы: необходимость работать с одним и темже компилятором; невозможность применения объектов в разных языкахпрограммирования; необходимость перекомпилирования всех проектов,использующих тот класс, который подвергся изменению.Повторное использование компонентов составляет саму суть подхода. Реализация компонентов в двоичном коде соблюдает авторские права разработчиков, а стандартные интерфейсы делают компоненты общедоступными и способствуют их широкому (коммерческому) распространению. Работа компонентов поддерживается самой операционнойсистемой.Таким образом, можно заметить, что процедурный подход не ориентирован на многократное использование уже разработанных программныхкодов; процедурные модели, как правило, понятны только программистам.Решение обозначенных выше проблем следует искать в применении объектно-ориентированного и компонентного подходов.
Рассмотрим преждеобъектно-ориентированный подход, поскольку он появился раньше компонентного и послужил для него основой.4.1.2. Базовые понятияобъектно-ориентированного подходаНередко в литературе одни и те же понятия объектно-ориентированного подхода обозначаются различным набором терминов из разных объектно-ориентированных языков, развивавшихся параллельно. Примем в дальнейшем некоторое соглашение по поводу терминологии.Пять концептуальных понятий определяют объектно-ориентированнуютехнологию: объект, класс, инкапсуляция, полиморфизм и наследование[68].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
