
- •Устройства программного управления
- •Глава 1. Классификация систем управления 17
- •Глава 2. Общие принципы построения систем чпу 55
- •Глава 3. Задачи управления 121
- •Глава 4. Технологии разработки программного обеспечения систем управления 178
- •Глава 5. Документы пользователя систем чпу 231
- •Глава 1.
- •1.1. Современный мировой уровень архитектурных решений в области чпу
- •1.1.1. Системы cnc и pcnc-1
- •1.1.2. Системы pcnc-2
- •1.1.3. Система pcnc-3
- •1.1.4. Системы pcnc-4
- •1.2. Интеграция на основе открытого управления и стандарта орс
- •1.2.1. Представление об открытом управлении
- •1 .2.2. Системы scada
- •1.2.3. Стандарт орс
- •1.3. Интеграция на основе комплекса производственных стандартов step (Standard for the Exchange of Product model data)
- •1.3.1. Обзор комплекса производственных стандартов step
- •1.3.2. Step-nc
- •1.3.3. Использование в интерфейсе систем чпу языков express и xml
- •Глава 2. Общие принципы построения систем чпу
- •2.1. Архитектура систем pcnc
- •2.1.1. Признаки нового поколения систем чпу
- •2.1.2. Модульная архитектура систем чпу на прикладном уровне
- •2.1.3. Открытая архитектура систем управления
- •2.1.4. Виртуальная модель pc-подсистемы чпу
- •2.2. Проблема реального времени в системах управления
- •2.2.1. Постановка задачи
- •2.2.2. Реальное время в системе управления
- •2.2.3. Базовые понятия операционной системы реального времени
- •2.2.4. Использование в системах управления операционной системы Windows nt
- •2.2.5. Стратегия диспетчеризации на базе расширения rtx (Real Time extension)
- •2.2.6. Принцип разбиения потоков (threads)
- •2.3. Проблемы управления электроавтоматикой
- •2.3.1. Классификация систем управления электроавтоматикой
- •2.3.2. Система понятий, используемых при организации системы управления
- •2.3.3. Структура проекта системы управления электроавтоматикой (клиентская часть)
- •2.3.4. Альтернативные структуры проекта в клиентской части
- •2 Рис. 45. Диаграмма периодической работы .3.6. Объектный подход при управлении электроавтоматикой
- •2.3.7. Особенности управления электроавтоматикой станков с чпу
- •2.4. Построение межмодульной коммуникационной среды
- •2.4.1. Базовые функции коммуникационной среды
- •2.4.2. Клиент-серверные транзакции при запросе данных
- •2.4.3. Виртуальная структура объектно-ориентированной магистрали
- •2.4.4. Организация коммуникационной среды в виде открытой модульной системы
- •2.5. Принципы построения удаленных терминалов чпу
- •2.5.1. Удаленный терминал в системе управления
- •2.5.2. Информационные технологии, используемые при создании удаленного терминала
- •2.5.3. Библиотеки классов Java, используемые при создании апплетов
- •2.5.4. Инструментарий разработки удаленного терминала
- •2 .5.5. Специфика удаленного терминала системы управления
- •2.6. Особенности архитектуры систем чпу, поддерживающих стандарт iso 14649 step-nc
- •2.6.1. Традиционное программирование станков с чпу и стандарт step-nc
- •2.6.2. Язык express
- •2.6.3. Процессы и ресурсы в step-nc
- •2.6.4. Смешанная архитектура
- •3.1. Реализация геометрической задачи
- •3.1.1. Интерпретатор управляющих программ
- •3 .1.2. Интерполятор
- •3.2. Реализация логической задачи управления
- •3.2.1. Формализм описания циклов электроавтоматики
- •3.2.2. Инструментальная поддержка визуального программирования циклов электроавтоматики
- •3.3. Управление электроавтоматикой станков с чпу по типу виртуальных контроллеров SoftPlc
- •3.3.1. Объектно-ориентированный подход при организации математического обеспечения виртуальных контроллеров
- •3.3.2. Архитектура виртуального контроллера
- •3.3.3. Программная реализация виртуального контроллера
- •3.4. Реализация терминальной задачи
- •3.4.1. Интерпретатор диалога оператора в Windows-интерфейсе
- •3.4.2. Специфика построения редактора управляющих программ в коде iso-7bit (в составе терминальной задачи)
- •3.4.3. Редактор-отладчик управляющих программ на языке высокого уровня (в составе терминальной задачи)
2.4. Построение межмодульной коммуникационной среды
Рассмотрен принцип построения коммуникационной среды систем ЧПУ, при котором коммуникационная среда берет на себя проблему интеграции всех модулей системы управления и проблему межмодульной коммуникации. Компонентный СОМ-подход и известные принципы системной интеграции использованы при разработке отдельных модулей системы ЧПУ и на уровне ее макропроектирования, т.е. проблема межмодульной коммуникации решается так же, как и проблема системной интеграции. Компонентный СОМ-подход поддерживает распределенную систему функционирования, когда модули системы ЧПУ могут работать в разных потоках (threads) и разных системах, а также выступать в качестве СОМ-серверов (компонентов) и СОМ-клиентов.
Традиционно коммуникационную среду системы ЧПУ трактуют как некоторый набор интерфейсных API-функций (Application Program Interface functions, функции прикладного интерфейса) для обмена данными с ядром системы ЧПУ, при этом общее число API-функций может достигать нескольких сот. При таком подходе, однако, любое изменение в архитектуре системы требует немалых усилий разработчиков. Таким образом, существующая ситуация состоите том, что API задает некоторый общий интерфейс подключения модулей в системе ЧПУ, но не поддерживает их интеграцию. Решение проблемы следует искать в использовании продвинутых технологий фирмы Microsoft.
Посмотрим, как выглядит интерфейс Win32 API, обеспечивающий доступ к операционной системе Windows NT (рис. 47, а).
Непосредственный доступ осуществляется с помощью Win 32 API-функций. Более высокий уровень сервиса для доступа к операционной системе обеспечивается с помощью классов библиотеки MFC, что уменьшает время разработки приложений. На базе объектов выстраивают СОМ
(
Component
Object
Model)
и OLE
(Object
Linking
and
Embedding)
механизмы третьего уровня, которые
предполагают соответствующую структуру
интерфейсов прикладных программ
[31,32].
Подход, предлагаемый для построения коммуникационной среды системы ЧПУ, заключается в том, что используется аналогичная трехуровневая модель (рис. 47, б). При этом коммуникационная среда берет на себя проблему интеграции модулей системы PCNC и проблему межмодульной коммуникации. Компонентный СОМ-подход и известные принципы системной интеграции могут быть использованы не только при разработке отдельных модулей системы ЧПУ, но и на уровне ее макропроектирования. Последнее означает, что проблема межмодульной коммуникации решается так же, как и проблема системной интеграции. Модули, реализованные в виде компонентов, можно отключать и изменять без перекомпиляции программного обеспечения и без перекомпоновки системы ЧПУ, при этом меняется поведение системы, но не ее архитектура. Компонентный СОМ-подход поддерживает распределенную систему функционирования: модули системы ЧПУ могут работать в разных потоках (threads) и разных системах и выступать в качестве СОМ-серверов (компонентов) и СОМ-клиентов.