8, Что обеспечивает совместимость двух операционных систем в двухкомпьютерном варианте чпу?
В РС-подсистеме наиболее целесообразная операционная система Windows NT, а в NC-подсистеме – операционная система реального времени, например, UNIX. Обе операционные системы совместимы в том понимании, что поддерживают коммуникационные протоколы TCP/IP. Это позволяет построить коммуникационную среду, которая объединяет обе подсистемы. Включение в эту среду прикладного уровня с функциями доступа к интерфейсам модулей (а общее число таких функций может достигать нескольких сотен) создает виртуальную шину, которая обеспечивает низкоуровневые услуги доступа. Объектную надстройку в шине формирует глобальный сервер, т.е. единая для обеих подсистем объектно-ориентированная магистраль.
9, Что должно быть в однокомпьютерном варианте ЧПУ?
Однокомпьютерная модель допускает использование компьютера, оснащенного дополнительными контроллерами для связи с мехатронными объектами управления (рис. 1.8). В их числе могут быть контроллер следящих приводов, программируемый контроллер PLC (Programmable Logic Controller), специальные устройства для управления технологическими процессами и др.
Как операционная система может быть использована система Windows nt, снабженная соответствующим расширением, например, в виде системы rtx 4.1 американской фирмы VentureCom.
Рисунок 1.8 - Однокомпьютерная архитектурная модель системы ЧПУ
10, Почему Windows NT не может использоваться в режиме реального времени?
Windows NT не может использоваться в режиме реального времени по следующим причинам:
-
недостаточное количество real-time приоритетов;
-
отсутствие наследования приоритетов, как средства борьбы с инверсией приоритетов;
-
не подходящая для RTOS (операционных систем реального времени) система обработки прерываний.
В Windows NT доступ к прерываниям осуществляется из драйвера ядра, а сами прерывания обрабатываются в два этапа:
-
на первом этапе вызывается очень короткая программа (Interrupt Service Routine, ISR), которая осуществляет критическую обработку;
-
на втором этапе происходит основная обработка прерывания в программе Deferred Procedure Call (DPC).
Особенностью обработки прерываний в Windows NT является то, что все обработки прерываний (DPC) выполняются с одинаковым уровнем приоритета в порядке поступления (принцип FIFO). При этом время окончания обработки DPC оказывается зависимым от непредвиденной активности других драйверов системы. Это недопустимо для систем реального времени, которые строятся по принципу жесткого детерминизма - необходимо точно знать максимальное время от момента возникновения прерывания к входу в процедуру обработки с гарантией, что это время не будет превышено.
11, К чему сводятся принципы открытой архитектуры систем?
Принципы открытой архитектуры сводятся к следующему:
-
четкое размежевание между системным, прикладным и коммуникационным компонентами;
-
возможность независимого развития каждого из этих компонентов как на основе оригинальных разработок, так и путем встраивания покупных программных систем;
-
клиент-серверная организация взаимодействия подсистем; стандартизация интерфейсов и транзакций.
12, Для чего нужен и что содержит объектно-ориентированный сервер ЧПУ?
Выше API-слоя расположен объектно-ориентированный сервер, который создает фундамент для приложений в системе PCNC.
Объектно-ориентированный сервер включает в себя объекты стандартных классов из библиотеки MFC (Microsoft Foundation Classes), а также специально разработанные классы OOC_CL объектно-ориентированной магистрали ООС (Object Oriented Channel). Объектно-ориентированный сервер содержит общие для всех приложений алгоритмы - обработчики ошибок, средства форматирования и конвертирование данных, управляющие элементы многооконного экрана и др.
13, Системы ЧПУ представляет собой совокупность модулей. Какой в этом смысл?
Архитектурная компоновка системы ЧПУ представляет собой совокупность модулей. Каждый модуль автономен и является вложенным объектом. Он имеет собственную структуру данных и алгоритмов, а также собственную интерфейсную оболочку для работы в клиент-серверной среде.
14, Где используется интерфейс RS-485?
Последовательный интерфейс. В стандартную комплектацию PC входит наиболее распространенный интерфейс RS-232C, известный как CCITT V.24. В промышленности наиболее часто применяют интерфейс RS-485, который использует симметричную двухпроводную линию связи и позволяет строить сети с числом абонентов до 32 на расстояние до 1200 м.
-
Коммуникация на уровне аппаратуры (BUS,VME, ISA, PCI).
Ввод-вывод дискретных сигналов осуществляется согласно требованиям стандартов RS-232, RS-485, SERCOS, ISA fieldbus, IEC 6133-3, ISO 4336, OBIOS (объектно-ориентированная система входов-выходов), OPC-SP95, IEEE P 145-1.2, DIM 1245, Profibus, Interbus, DeviseNet.
15, Какие шины используются для связи между контроллерами?
Для связи между PC и контроллерами принято применять последовательные шины. К этой группе относятся несколько европейских разработок: Profibus (DIN 19245), PROFINET, Bitbus, CAN, Interbus S, а также американская Fielbus HART. Наиболее распространенным протоколом связи на уровне управления оборудованием остается Profibus.
Возрастает признание интерфейса CAN (Controller Area Network), разработанного фирмой Bosh. Протокол этого интерфейса предусматривает коррекцию ошибок, а интерфейс стойкий к промышленным помехам. Скорость передачи через интерфейс CAN - 1 Мбит/с.
16, Для чего предназначен и чем отличается SERCOS-интерфейс?
Характеристики интерфейса SERCOS: скорость - 1,2 Мбит/с, длина межузлового сегмента - 60 м при применении пластмассовых оптоволоконных кабелей или 250 м при применении стеклянных кабелей.
Предназначен для коммуникации на уровне аппаратуры Ввод-вывод дискретных сигналов осуществляется согласно требованиям стандартов, а так же подключения двигателей.
17, Какие три базовых принципа были положены в основу технологии взаимодействия распределенных приложений?
В основу технологии взаимодействия распределенных приложений были положены три базовых принципа:
-
Независимость от физического размещения объектов. Компоненты программного обеспечения не обязаны находиться в одном исполняемом файле, выполняться в рамках одного процесса или размещаться на одной аппаратной системе.
-
Независимость от платформы. Компоненты могут выполняться на разных аппаратных и операционных платформах.
-
Независимость от языка программирования. Различие в языках, использованных для создания компонентов, не должно препятствовать их взаимодействию.
18, В системах ЧПУ применяется множество стандартов. Какова цель этих стандартов?
Цель стандартов - обеспечить общую работу и взаимозаменяемость промышленных устройств от разных производителей. Имея утвержденный в стандарте набор интерфейсов, конечный пользователь может организовать взаимодействие и обмен данными между любыми распределенными компонентами системы.
19, Что дает применение интерфейсных ОРС-стандартов?
Существует довольно широкий набор интерфейсных ОРС-стандартов:
-
общие стандарты для всех ОРС-спецификаций;
-
для обмена оперативными данными с приложениями на C++ и Visual Basic;
-
для обслуживания событий (event) и внештатных ситуаций (alarm);
-
для работы с базами данными;
-
для обработки прав доступа к данным и др.
клиентское ОРС-приложение взаимодействует с ОРС-сервером через специфицированный разделяемый интерфейс и специальный интерфейс пользователя или интерфейс автоматизации. Эти интерфейсы решают проблему открытого управления, т.е. обеспечивают совместимость и интерактивность разнообразных локальных устройств.