Полигон

Назначение

Центральное место в системах управления занимают алгоритмы управления, и реализуются они программным обеспечением контроллера. Причем разработка и отладка его может занимать значительное время, кроме того, в процессе эксплуатации необходимо иметь возможность адаптировать его к изменяющимся условиям.

В настоящее время прогресс достиг того уровня, что технические средства контроллеров, по большей части, имеют общую элементную базу, сходные идеи в разработке и условия производства. Все это сделало большую часть контроллеров сходными по возможностям и эксплуатационным характеристикам.

Для программного обеспечения контроллеров также выработаны стандарты, которые позволяют унифицировать подходы к разработке таких систем. Но за сходной внешней оболочкой скрывается различное содержание, которое либо дает возможность создать гибкую систему управления, либо нет.

Для фирмы "ПромАвтоматика" очень важно иметь мощную систему разработки программного обеспечения, которая позволяет создавать регуляторы с малым временем реакции, распределенные системы с подключением разного оборудования, интегрировать в контроллеры платы собственной разработки. В то же время каждая система должна поставляться с полным набором документации, чтобы обслуживающий персонал имел возможность отслеживать работу системы, вносить необходимые коррективы. Необходимость в корректировках возникает при замене оборудования, например, датчиков, или при изменении режимов работы технологической установки.

ПОЛИГОН позволяет решать задачи высокой степени сложности, поскольку нацелен на создание эффективного исполнительного кода с малым временем реакции. Он включает в себя:

• графическую среду для разработки и отладки программного обеспечения;
• библиотеку функциональных блоков;
• диспетчер реального времени;
• диспетчер обработки прерываний.

Функциональные возможности

Система ПОЛИГОН состоит из следующих частей:

• конфигуратор;
• графический редактор;
• менеджер проектов.

Составные части ПОЛИГОНа построены так, что позволяют автоматизировать решение многих задач разработки и документирования программного обеспечения.

Конфигуратор

Функции конфигуратора:

• создание описания объекта управления в виде структуры:
  ОБЪЕКТ _ АГРЕГАТ _ КАНАЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ;
• создание структуры описания контроллера
  КРЕЙТ _ ПЛАТА ВВОДА/ВВОДА _ РЕГИСТР _ КАНАЛ
  или
  КРЕЙТ ИНТЕРФЕЙСНАЯ ПЛАТА _ ИНТЕРФЕЙС _ УДАЛЕННОЕ УСТРОЙСТВО;
• установление связей между каналами объекта и каналами контроллера;
• создание программы ввода/вывода и программы работы с интерфейсами для графического редактора.

Конфигуратор работает с базой плат ввода/вывода, интерфейсных и процессорных плат. Данная база постоянно пополняется по мере разработки новых плат и драйверов к ним. В настоящее время в ней представлены платы разработки фирм Advantech, Octagon Systems, Fastwel, Hilsher, ПромАвтоматика. Через конфигуратор можно организовать работу с удаленными дисплеями, устройствами сбора информации, с операторскими панелями верхнего уровня. Поддерживаются протоколы работы TCP/IP, NetBIOS, Modbus и другие оригинальные протоколы. На физическом уровне поддерживаются сети Ethernet, DeviceNet, Profibus, RS-485/232, CAN.

Конфигуратор выполняет важнейшую функцию обеспечения программы контроллера внешними связями. Он избавляет разработчика от необходимости следить за правильностью адресации, задания управляющих последовательностей и т.д. Он создает базовую программную конфигурацию контроллерного блока, содержащего драйвера взаимосвязи с внешними объектами через платы сопряжения. Эта программа в дальнейшем может быть изменена.

Графический редактор

Основная работа по реализации алгоритмов управления установкой осуществляется в графическом редакторе.

Функции графического редактора:

• создание программы контроллера;
• трансляция программы;
• перенос программы в контроллер;
• запуск, отладка в реальном режиме времени;
• сервисные функции;
• предоставление справки;
• разработка функциональных блоков пользователя.

Программа контроллера состоит из связанных между собой подпрограмм, с заданным "местом работы". Место работы определяет, будет ли программа выполняться в режиме реального времени или в фоновом режиме. Каждой программе присваивается порядок выполнения.

Редактор имеет набор функциональных меню, систему справочной информации. Экран редактора представляет два "листа" из выбранных пользователем подпрограмм. Каждая подпрограмма состоит из связанных между собой функциональных блоков. Функциональный блок - это законченный алгоритм. Он воспринимает входные сигналы, выполняет над ним предписанную операцию и формирует выходные сигналы. Структура каждого блока хранится в базе. Пользователь выбирает подходящие блоки, ориентируясь на описание, и устанавливает связи между входами одних блоков и выходами других. Связи свободно устанавливаются как внутри одного листа, одной программы, так и между разными программами и местами работы. Поля листов содержат информацию о связях представленных блоков.

Библиотека функциональных блоков

Библиотека функциональных блоков в данный момент насчитывает 360 блоков, и их число растет по мере разработки и отладки новых. Блоки объединяются в группы:

• Регуляторы: ПД, ПИД-регуляторы, линейный регулятор, апериодические фильтры, фильтры Баттерворта, градиентный фильтр, ограничители и т.д.
• Генераторы и таймеры: генератор импульсов, включение с задержкой, выключение с задержкой, генератор сигналов, логический таймер со взводом., половинный, генератор импульсов с заданной скважностью.
• Триггеры: S -доминанта триггер, R -доминанта триггер, D-триггер, DV-триггер и т.д.
• Арифметические: сложение, вычитание, умножение, деление, корень квадратный, инверсия значения, абсолютное значение и т.д.
• Логические: И, ИЛИ, отрицание, И с отрицанием, ИЛИ с отрицанием и т.д.
• Сообщения и архивы: архив сообщений, архив параметров, массив, текстовое сообщение.
• Интерфейсы: выходной буфер, входной буфер, интерфейс связи контроллеров, NetBIOS, интерфейс с модулями ADAM, интерфейс с Proface, ComDDE-интерфейс, Com-интерфейс с контроллером Omron, интерфейс по Fieldbus (slave-модуль), UDP-протокол, TCP/IP Server, интерфейс с приводом Hitachi, интерфейс связи по Modbus.
• "Черный ящик".
• Пульты управления: блоки работы с алфавитно-цифровыми дисплеями для организации "меню", ввода/вывода данных.
• Системные (получить время и дату, установить дату и время, завершение программы).
• Модули ввода/вывода (блоки для связи с сорока типами модулей).
• Целочисленная арифметика.
• Преобразователи типов и константы (служебные функции преобразования типов данных).
• Операции с регистрами: блоки объединения сигналов в регистры, операции над регистрами, блоки выделения сигналов из регистров.
• Тригонометрические функции (блоки тригонометрии).
• Переключатели, реле и мультиплексоры.
• Работа со строками.

Важно то, что блоки отлажены и проверены в многочисленных проектах. При других подходах выявление всех явных и скрытых ошибок занимает значительное время.

Многие блоки имеют динамически изменяемое количество входов /выходов. Это позволяет легко модифицировать работу программы.

Особенности реализации

Библиотека системы ПОЛИГОН является открытой, т.е. допускает добавление новых функциональных блоков, обеспечивающих выполнение специфичных задач пользователя. Существует мастер, помогающий пользователю добавить новый функциональный блок в библиотеку. Кроме того, на каждый новый блок пользователь может также добавить соответствующий раздел справки.

Для документирования созданного проекта в графическом редакторе существует функция печати. На печати проект представляется так же, как на экране: каждому печатному листу соответствует лист проекта. Кроме того, каждый лист дополняется рамкой и штампом ЕСКД.

После трансляции программы исполняемый файл копируется в контроллер и там выполняется его запуск и отладка. В режиме отладки происходит отображение текущих значений входов/выходов всех функциональных блоков на листах редактора. Создавая на входах интерфейсных плат необходимые сигналы, мы можем проверить работу алгоритмов в различных ситуациях. Для отладки сложных систем мы используем модели объектов, что позволяет наиболее полно проверить систему в комплексе.

Важной особенностью ПОЛИГОНа является то, что принципы, которые в нем заложены, позволяют использовать его как оболочку, которую можно наполнить любым содержанием. Это дает возможность использовать его при создании систем разработки программного обеспечения для других аппаратных средств и различных операционных систем.

ПОЛИГОН - система, которая позволяет значительно ускорить процесс разработки программного обеспечения, сделать его "прозрачным", унифицировать подходы к решению различных задач. В конечном счете, это обеспечивает высокое качество работы системы у заказчика.

Системные требования

Операционная система — Windows XP /Vista /7 /8
Процессор: 300 MHz или выше
Оперативная память: 128 Мб RAM или выше
Видеоадаптер и монитор: Super VGA (800 x 600) или выше
Свободное место на HDD 0.5 Гб или больше

Написать отзыв