Часть 3, каркас архитектуры
Часть 1, введение
Часть 2, приоритеты и базовые сигналы
Мда, я дико извиняюсь за большое количество опечаток в предыдщих постах. Руки не поспевают за мыслью, а при редактировании потеряется часть оформления регулярно. Не зналь(
Имея на руках пример того, с чем предлагается работать, впору поговорить об архитектуре, которая и будет обеспечивать корректное и стабильное исполнение кода, однако, перед этим сделаем ряд важных оговорок:1) концепт ориентирован на работу с жёстким распределением памяти (Siemens, OMRON CP/CJ series)
2) ввиду пункта 1 внутри одной структуры могут быть переменные которые И читаются, И пишутся, что существенно усложняет их проброс в коммуникацию(особенно тех, которые пишутся И с панели оператора, И из программы, например запуск в ручном режиме и сброс аварий в структуре управления)
3) объём памяти оперативность и для хранения кода, а также мощность CPU–считаются достаточно большими, чтобы не обращать на них внимания, в иных случаях требуется оптимизация кода
4) при работе с контроллерами, имеющими «классическое» распределение памяти, для обеспечения корректного управления моим кодом по ModBus RTU/TCP требуется дополнительная прослойка, которая будет пересобирать структуры в WORD и обратно, когда-нибудь я это исправлю, но явно не сейчас
5) вся концепция рассчитана на применение в обще-промышленной области, где потерять 10-20-30 мс роли не сыграет никакой, если вам нужна более высокая точность – добро пожаловать в чудный мир оптимизации и распределения кусков кода по разным циклам
Ещё одно лирическое отступление
Я осознанно не буду вам рассказывать как работает Промышленный Логический Контроллер (ПЛК), распределение его памяти, времени CPU по задачам системным и пользовательским, типы данных и прочую лабуду – это вы можете узнать на любых вводных курсах от любого производителя железа. Моя задача – показать пример прикладной реализации тех или иных задач.
Кстати, на ардуине в своё время использовал Union, который прекрасно решал проблему компоновки памяти, однако подавляющее большинство сред разработки для промышленного оборудования его или не поддерживают, или имеют кастрированную реализацию.
Генерация импульсов
Начнём с терминологии:
- импульс – это нечто, существующее предельно короткое время, в нашем случае сие ровно 1 цикл контроллера.
Большинство контроллеров предлагает свои системные генераторы импульсов в том или ином виде, но выглядят они следующим образом на примере 1 секунды:
![песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост 0.5 сек <-----►
<---->
0.5 сек
------>
время,песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост](http://img1.reactor.cc/pics/post/%D0%BF%D0%B5%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0-%D0%90%D0%A1%D0%A3-%D0%A2%D0%9F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-geek-7408181.png)
![песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост 50 циклов <----->
<--->
50 циклов
<----------->
100 циклов
----->
циклы,песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост](http://img0.reactor.cc/pics/post/%D0%BF%D0%B5%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0-%D0%90%D0%A1%D0%A3-%D0%A2%D0%9F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-geek-7408182.png)
![песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост о
1 цикл
циклы
>,песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост](http://img1.reactor.cc/pics/post/%D0%BF%D0%B5%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0-%D0%90%D0%A1%D0%A3-%D0%A2%D0%9F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-geek-7408183.png)
Итого остаётся:
1) вызывать системный импульс, проверять его передний или задний фронт и закидывать в pulse_1s;
2) вызвать стандартный таймер TON с длительностью 1 секунда и зациклить на самого себя, при срабатывании таймера взводить pulse_1s;
3) читать системное время и по внутренним часам ПЛК и при смене секунды однократно взводить pulse_1s, потребуется буфер для хранения и сравнения предыдущего времени;
4) прочитать из недр контроллера время предыдущего цикла, насуммировать несчастные наносекунды до 1 секунды и тоже записать в pulse_1s единичку, после чего очистить буфер.
5) ещё что-нибудь на ваше усмотрение.
Мне глубоко фиолетово, каким способом вы получаете в итоге pulse_1s, но вам достаточно получить его корректно 1 раз и все таймеры во всей программе сразу же заработают, причём корректно и, вау, синхронно. Т.е. если у вас в двух местах с разбегом менее 1 секунды начался счёт до 5, то закончится он тоже одновременно. В этом и плюс, и минус. Мы теряем точность. Но так ли она нужна?
Хотите точность до 100 мс? Пишем таймер Time_R для дробных значений генерируем pulse_01s.
Хотите точность до 10 мс? Ну… сделайте отдельный цикл ПЛК с такой частотой и там считайте. Или убедитесь, что ваше время цикла менее 10 мс на всю программу.
![песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост 1
2
3
4
5
€
7
3
S
10
11
12
TYPE Time_R :
STRUCT
Start :BOOL.
Q :BOOL.
Pause :BOOL.
Reset :BOOL.
SP :REÀL,
AP :REAL,
One :REÀL,
Percent :REAL,
END_STRUCT
END TYPE
//вес импульса //прогресс выполнения,песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный,](http://img0.reactor.cc/pics/post/%D0%BF%D0%B5%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0-%D0%90%D0%A1%D0%A3-%D0%A2%D0%9F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-geek-7408184.png)
![песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост
FUNCTION drv_Time_R : bool VAR_IN_OUT
T :Time_R;
END_VAR VAR
END VAR
// Таймер с произвольной кратностью счёта T.One := 0.1;
IF T.Start AND NOT T.Reset THEN // Работа таймера IF T.AP < T.SP THEN
IF NOT T.Pause THEN
IF sys.pulse_01s THEN
T.AP := T.AP + T.One; END_IF;
END_IF;
T.Q :=](http://img1.reactor.cc/pics/post/%D0%BF%D0%B5%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0-%D0%90%D0%A1%D0%A3-%D0%A2%D0%9F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-geek-7408185.png)
Архитектура
Перейдём к тому, ради чего был затеян данный раздел. Следите за руками…
![песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост 1 цикл ПЛК,песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост](http://img0.reactor.cc/pics/post/%D0%BF%D0%B5%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0-%D0%90%D0%A1%D0%A3-%D0%A2%D0%9F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-geek-7408186.png)
На повестке дня вопрос распределения переменных по областям памяти. Что будет глобальным, а что локальным?
К глобальным относится всё, что ранее было названо глобальным, а также туда настоятельно рекомендуется выносить:
- все структуры управления драйверами
- все структуры параметров драйверами
- все структуры состояний драйверами
- общие параметры техпроцесса
- общее управление техпроцессом, типа включить/выключить установку
Из них в раздел энергонезависимой памяти попадают только структуры параметров.
![песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост 1
2
3
4
5
€
7
3
з
10
11
12
13
14
15
1€
17
13
13
20
21
22
23
24
25
2 €
27
23
23
30
31
32
VAR GLOBAL RETAIN
//Дискретные входа
DIx_cfg ¡ARRAY
//Дискретные вы:-:ода
D0x_cfg ¡ARRAY
//Приводы с ЧП
MDx_cfg ¡ARRAY
//Пневмоцилиндр >ы
VDx_cfg ¡ARRAY
[0..10] OF](http://img1.reactor.cc/pics/post/%D0%BF%D0%B5%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0-%D0%90%D0%A1%D0%A3-%D0%A2%D0%9F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-geek-7408187.png)
REQ – Request, запрос запуска. Сюда мы из авторежима будем писать команду для устройства, а затем скармливать драйверам в CMD.Start_A.
DONE – состояние устройств, если оно выключено или в аварии то соответствующий флаг =0, если успешно запущен = 1. Это хорошо заходит для минимизации алгоритма авторежима и всяких вспомогательных операций.
А что же тогда попадает в call’ы?Нерадивые любители звонков с автонабором? Увы, их неплохо бы там запереть, но места маловато. Там будут вызваны непосредственно экземпляры драйверов на исполнение со всей обвязкой. На примере уже рассмотренных дискретных входов это выглядит так… опс, в этом проекте их нет, вот вам выхода:
![песочница,АСУ ТП,программирование,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,реактор образовательный,длиннопост
FUNCTION_BLOCK call_DO
VAR_INPUT
END_VAR
VAR_OUTPUT
END_VAR
VAR
DOx ¡ARRAY [0..10] OF drv_DO; END VAR
//Пневматика
//выталкиватель трубы из захвата dev := 0;
DOx[dev](
Signal := REQ.KC[0],
CHD := DOx_CHD[dev], cfg := DOx_cfg[dev],
Result => KC_0_CMD );
//выталкиватель трубы из](http://img0.reactor.cc/pics/post/%D0%BF%D0%B5%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0-%D0%90%D0%A1%D0%A3-%D0%A2%D0%9F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-geek-7408188.png)