Программная_инженерия_лекция_10
.pdf
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
ЛЕКЦИЯ 10. Создание программы пользователя в системе UNITY Pro
Система разработки программ UNITY Pro вместе со средой исполнения
UNITY предоставляет разработчикам следующие возможности. 1. ПРИ СОЗДАНИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТА:
– использование многозадачного режима среды исполнения (одна задача
MAST, одна FAST, несколько EVT);
–использование пяти языков программирования МЭК 61131-3 (LD, ST, IL, FBD, SFC);
–разделение программы пользователя на секции, каждая из которых может быть написана на разных языках МЭК 61131-3;
–использование подпрограмм;
–функциональную структуризацию проекта пользователя;
–доступ к библиотеке функций и функциональных блоков;
–использование как локализованных, так и нелокализованных данных;
–использование массивов и структур;
–создание производных функциональных блоков пользователей.
2. ПРИ УПРАВЛЕНИИ КОНТРОЛЛЕРОМ:
–загрузка исполнительного проекта в ПЛК;
–загрузка/выгрузка проектных данных (Upload Information);
–управление операционными режимами ПЛК (старт, стоп,
инициализация);
3. ПРИ НАЛАДКЕ ПРОГРАМИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ:
–использование программного имитатора (simulator) с поддержкой большинства функций UNITY и возможности доступа к нему с других программно-технических средств по протоколу Modbus/TCP;
–анимации переменных непосредственно в редакторах с помощью изменения цвета, отображения числовых и текстовых значений;
–управления и контроля переменных с помощью таблиц анимации;
1
Технология программирования микропроцессорных систем.
©О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
–просмотра состояний шагов для языка SFC;
–пошагового выполнения программы с использованием точек прерывания и наблюдения;
–возможность замены программы пользователя в режиме выполнения контроллером программы управления.
4. ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИИ:
–наблюдение за выполнением программы управления с помощью создания и использования графических страниц (Operator Screens) с анимацией технологического процесса;
–применение встроенных диагностических средств контроля состояния
ПЛК;
6. АВТОМАТИЧЕСКОГО СОЗДАНИЯ ДОКУМЕНТАЦИИ ПРОЕКТА.
На рис. 1 показан общий вид системы программирования UNITY Pro.
Рисунок 1 – Общий вид системы программирования UNITY Pro с открытым проектом.
2
Технология программирования микропроцессорных систем.
©О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
10.1Создание проекта в UNITY Pro
Конфигурация, программа ПЛК и настройка распределенной периферии сохраняются в специальном файле – проекте UNITY Pro. Файл имеет расширение *.STU.
Файлы *.STU несовместимы в разных версиях системы UNITY Pro. Для переноса проекта из одной версии UNITY Pro в другую применяются файлы архивного формата *.STA. Сохранить файл архива проекта можно через команду меню File -> Save Archive.
Кроме конфигурационных данных и программы пользователя проект содержит:
–исполнительный проект для ПЛК, который создается после компиляции исходного проекта;
–анимационные таблицы;
–операторские экраны.
Навигация по проекту выполняется через проводник проекта (рис. 2).
Рисунок 2 – Проводник проекта
3
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
По умолчанию проект открывается в режиме структурного просмотра
(меню View -> Structural View) или в режиме функционального просмотра
(меню View -> Functional View). В режиме функционального просмотра секции, анимационные таблицы и экраны можно группировать по функциональной принадлежности. Тем не менее, независимо от функционального назначения, их размещение в проекте будет соответствовать структурному виду.
Проект содержит много настроек, которые определяются пользователем в зависимости от потребностей. Настройки проекта доступны через команду меню Tools -> Project Settings. Например, на рис. 3 показано окно настройки опций компиляции исполнительного проекта ПЛК.
Рисунок 3 – Окно настройки опций компиляции
4
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
10.2 Программа пользователя
Структура программы пользователя в ПЛК Modicon может быть однозадачной или многозадачной. В однозадачной структуре выполняется только одна основная задача – MAST. В многозадачной структуре программы,
кроме MAST, могут функционировать также одна задача FAST и несколько задач Event. В наиболее мощных процессорных модулях Premium и Quantum
может также функционировать фоновая задача AUX.
Каждая задача запускается на выполнение только при условии нахождения ПЛК в режиме выполнения (RUN). В режиме останова (STOP)
выполняется лишь циклический опрос входов и внешняя остановка.
10.2.1Обзор задач
ВПЛК всегда выполняется как минимум одна задача – MAST (master task), которая может выполняться в циклическом или периодическом режимах
(рис. 4).
Рисунок 4 – Циклический и периодический режимы работы ПЛК
5
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
Оба режима предусматривают циклическое выполнение программы
Задачи, которая состоит из последовательности действий:
–операционная система проводит внутреннюю обработку (обновление системных переменных, диагностику, обработку коммуникаций и т.д.);
–модуль CPU считывает значение входных каналов, связанных с задачей
MAST, с модулей ПЛК и записывает их в ячейки %I, %IW;
–CPU выполняет программу пользователя, созданную для задачи MAST;
–модуль CPU записывает значения из ячеек %Q, %QW в выходные каналы, связанные с задачей MAST.
Вциклическом режиме следующий вызов задачи MAST начинается сразу по завершению обработки предыдущего вызова. Следовательно, время между вызовами задачи MAST зависит от продолжительности ее выполнения.
Впериодическом режиме интервал (период) между вызовами задачи задается в проекте UNITY Pro. Этот интервал выбирается заведомо большим,
чем максимальное время обработки задачи. Поэтому, после окончания выполнения программы и записи выходов задачи MAST контроллер будет выполнять внутреннюю обработку (диагностику, коммуникационный обмен и т.д.) до тех пор, пока не наступит время вызова задачи.
Высокоприоритетная задача FAST запускается всегда в периодическом режиме (рис. 5). С периодичностью, определенной задачей FAST, CPU
выполняет следующую последовательность действий:
–прерывает выполнение задачи MAST;
–считывает с модулей ПЛК значения входных каналов, связанных с задачей FAST, и записывает их в ячейки %I, %IW;
–выполняет программу пользователя для задачи FAST;
–записывает значения из ячеек %Q, %QW в выходные каналы, связанные
сзадачей FAST;
–возвращается к выполнению задачи MAST.
6
Технология программирования микропроцессорных систем.
© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND
I – опрос входов, связанных с задачей; О – запись выходов;
Р – выполнение программы Рисунок 5 – Пример работы контроллера в многозадачном режиме.
Задача Event вызывается в момент возникновения определенного события: EVTi – при возникновении аппаратных событий, TIMERi – при возникновении таймерных событий.
7