3. Циклическая обработка программы пользователя

В системах программного управления преобладает циклическая обработка программ, то есть операционная система протекает в программном цикле и вызывает при этом в каждом цикле организационный блок ОВ1 в основной программе, рис.3.2.

При включении или при переключении СТОП – ПУСК центральный процессор выполняет полную перезагрузка (с помощью ОВ100). При перезагрузке операционная система стирает содержимое маркеров, счетчиков и таймеров, стирает стеки прерываний и блоков, сбрасывает все сохраненные сигналы о сбоях процесса и диагностические сообщения и запускает контроль времени цикла.

В некоторых контроллерах есть дополнительный вид запуска – рестарт. При рестарте все данные сохраняются и обработка программы продолжается после точки прерывания.

Циклический режим центрального процессора, как показано на рисунке, состоит из трех основных частей:

1) Центральный процессор опрашивает входные сигналы и обновляет таблицы отображения процесса входов.

2) запускает программу пользователя с текущими процессами.

3) записывает значения из таблиц отображения процессов выходов в модули выходов.

Центральный процессор опрашивает состояние входов и выходов в каждом цикле. Существуют специальные области памяти, в которых откладываются бинарные данные модулей: таблицы отображения процессов входов и таблицы отображения процессов выходов.

Программа обращается к этим регистрам во время обработки.

Рисунок 3.2 – Циклическая обработка программы

Таблицы отображения процессов входов

Отображение процессов входов сохраняется в области памяти центрального процессора и там хранятся состояния сигналов всех входов.

Таблицы отображения процессов выходов

Отображение процессов выходов содержит значения выходов, которые получаются из обработки программы. В конце цикла они отсылаются на собственные выходы.

Если в программе пользователя производится опрос входа, например командой А I 2.0, то будет обрабатываться последнее состояние из таблицы отображения процессов входов. Поэтому гарантировано, что при неоднократном опросе входов в цикле, будет поставляться всегда то же состояние сигнала.

Прерывание

Циклическое выполнение программы может перерываться определенными событиями. Если возникает такое событие, то блок, который обрабатывается в данный момент, перерывается на границе команды и начинается обработка другого организационного блока, который подчинен данному событию. После этого продолжается обработка основной программы из прерванного места.

Вместе с тем существует возможность, те части программы пользователя, которые не должны обрабатываться циклически, обрабатывать только при необходимости. Программа пользователя может быть разделена на части и на разные организационные блоки. Если программа пользователя должна реагировать на важные сигналы, которые возникают относительно редко (например сигнал о полном заполнении резервуара), может часть программы, которая должна обрабатываться, если поступает сигнал, помещаться в организационный блок, который выполняется по событию.

Возможности прерывания

Циклическая выполнение программы, может быть прервано через:

– аварию

– команду СТОП (переключатель режимов работы на CPU)

– исчезновение напряжения сети

– появление аппаратных или программных ошибок

Время цикла

Время цикла – это время, которое необходимо операционной системе для обработки циклических программ а также всех это цикл прерывающих частей программ (например, выполнение других организационных блоков) и работы системы (например обновление отображения процессов). Это время контролируется. Время цикла не является одинаковым для каждого цикла.

Максимальное время цикла

Пользователь может изменять установленное максимальное время цикла. Если это время превышено, центральный процессор переходит в положения СТОП, или вызывает организационный блок ОВ 80, в котором определен, как должен реагировать центральный процессор на временную ошибку.

Минимальное время цикла

Для некоторых CPU можно устанавливать минимальное время цикла. Это рационально, если например, промежутки между запусками обработки программы OB 1 (свободные циклы) должны быть одинаковой длины.

Структурированная программа пользователя

Если задача автоматизации сложная, она разделяется на более мелкие задачи, которые могут быть использованы неоднократно. Алгоритмы решения этих задач программируются в логических блоках. Порядок и вложение вызовов блоков называется иерархией вызовов.

Рисунок 3.3 – Иерархия вызовов

Контрольные вопросы

1. Дайте классификацию ПО, применяемого на различных уровнях АСУТП.

2. Перечислите особенности ОСРВ.

3. Дайте характеристику наиболее распространенным ОСРВ и ОС общего назначения, применяемым в АСУ ТП.

4. Дайте классификацию и перечислите особенности прикладного ПО.

5. Что такое CASE-инструментарий? Дайте примеры соответствующего ПО. На каких стандартах оно основывается?

6. Каковы функции операционной системы ПЛК?

7. Каковы функции программы пользователя ПЛК?

8. Перечислите блоки программы пользователя и дайте им характеристику.

9. Как реализуется циклическая обработка программы пользователя?

10. Как обрабатываются прерывания в программе пользователя?

11. В чем задача таблиц отображения входов и выходов?