О пакете программных модулей для компоновки диалоговых многозадачных систем автоматизации

Автоматизация технологических процессов представляет собой комплекс настраи­ваемых и постоянных программных модулей, из которых путем генерации и компоновки создаются реальные версии диалоговых много заданных систем реального времени, настроенных на конкретный управляющий вычислитель­ный комплекс (УВК). ДМСРВ предназначены для выполнения в режиме интерпретации в реальном масштабе времени программ, составленных в диа­логовом режиме на языке БЕЙСИК-РВ, являющемся расширенной версией языка БЕЙСИК.

Условия запуска задачи, а также приоритеты задач устанавливаются в процессе выполнения и могут динамически изменяться.

ДМСРВ систем управления технологическими процессами состоит из трех основных частей: интерпретирующей системы, диспетчера задач и управляющей программы ОС систем автоматизации. Интерпретирую­щая система и диспетчер задач ДМСРВ работают под управлением програм­мы ОС реального времени АСПО.

Управление работой системы осуществляется через монитор. Монитор вводит и обрабатывает команды оператора, с помощью которых запускаются в работу остальные части системы. Через монитор осуществляется связь с ОС систем автоматизации и выполняются все операции ввода-вывода информации.

Транслятор осуществляет обработку операторов языка БЕЙСИК-РВ, в результате которой преобразует исходную программу во внутреннюю про­грамму, пригодную для интерпретации.

Ретранслятор выполняет обратное преобразование — из внутренней программы восстанавливает ее исходную форму. Редактор выполняет запись, вставку, вычеркивание и замену оператора во внутренней программе.

Компилятор переводит внутреннюю программу в язык компоновщика программ, т. е. в перемещаемый формат в машинных кодах. Полученная программа перед выполнением должна быть обработана компоновщиком программ. Интерпретатор выполняет внутреннюю программу оператор за оператором. В процессе выполнения внутренней программы интерпретатор осуществляет связь с диспетчером задач, а именно с основным диспетчером.

Диспетчер задач управляет порядком выполнения задач. Задачи могут быть запущены на выполнение по времени либо по внешнему событию (прерыванию).

Запуском задач по времени управляет диспетчер реального времени. Он ведет учет реального времени и активизирует те задачи, время выполнение которых пришло.

Диспетчер внешних прерываний обрабатывает прерывание от внешних инициативных источников и активизирует задачи, связанные с этими источ­никами внешних прерываний.

Основной диспетчер получает управление от интерпретатора после вы­полнения очередного оператора текущей задачи, выбирает из числа активных задач старшую по приоритету и сравнивает ее приоритет с приори­тетом выполняющейся задачи. Если приоритет выполняющейся задачи выше, диспетчер дает указание интерпретатору продолжить ее выполнение. В про­тивном случае диспетчер передает интерпретатору номер задачи, которую тот и начинает выполнять.

Ввод исходной программы, редактирование ее, трансляция во внутрен­нюю форму, компиляция и ретрансляция осуществляются не в реальном мас­штабе времени (это основной поток обработки программы).

Дополнительный поток обработки программы включает перевод внутрен­ней программы в перемещаемый формат с помощью компилятора. Получен­ная в результате перемещаемая программа выполняется вне ДМСРВ систем автоматизации. Выпол­нение внутренней программы осуществляется в реальном масштабе времени.

Создание ДМСРВ систем управления технологическими процессами происходит в два этапа. На первом этапе с помощью макрогенератора, транслятора с мнемокода и компоновщика программ генерируется операционная система реального времени АСПО систем автоматизации. На втором этапе производится генерация и компоновка ДМСРВ. Управле­ние работой ДМСРВ осуществляется с помощью команд, вводимых с пультов оператора.

Автоматизированная система испытания программного обеспечения си­стем реального времени систем автоматизации (ACM ПО СРВ) решает задачу моделирования внешних сигналов управляемого процесса; генерирует тестовые наборы данных, характер поступления которых задается пользователем; измеряет временные характеристики выполнении поданных программных структур; обес­печивает диагностику состояния системы прерываний; интерпретирует выдачу управляющей информации каналам связи. Основной задачей, решаемой АСИ ПО СРВ систем управления технологическими процессами, является задачи динамического комплексного испытания ПО СРВ систем управления технологическими процессами, вторая включает в себя следующие этапы; проверку начального режима включения системы управления и режиме отсутствия внешних сигналов; логики взаимодействия программных структур в динамическом режиме и меняющемся потоке исходных данных; проверку и фиксацию аварийных си­туаций работы по управлению системой прерывании; проверку взаимодей­ствия программных структур в режиме искажения и перегрузок в процессе моделируемого поступления внешних заявок; регистрацию и вычисление временных характеристик ПО, связанных с реакцией ив управляющее воз­действие; автоматическое подключение тестов при известных условиях их формирования; индикацию выходных значений, эквивалентных управляю­щим воздействиям системы управления, дифференцированных по каналам связи (интерфейсным картам); проверку устойчивости ПО формированием некорректных в алгоритмическом смысле входных воздействий. Таким образом, основные этапы задачи динамического испытания ПО СРВ систем управления технологическими процессами заклю­чаются в уточнении взаимодействия алгоритмов в реальном масштабе времени в уточнении автономного решения задач функциональными алгоритмами при реальных характеристиках в условиях функционирования внешних або­нентов.

В системе использованы методы моделирования сигналов объекта управления; тестирования ПО программируемых логических контроллеров (ПЛК) созданием аппарата генерирования тестовых, последовательностей; построения измерительных систем. При моделировании сигналов объекта управления пользователь может обратиться к стандартным процедурам для реализации различных законов поступления заявок (инициативных сигналов) от объекта управления, а также создать оригинальные модуля, описывающие характер функционирования объекта управления. Для выполнения процедуры тестирования на информационный вход подают определенный набор данных, указывая время или условия начала запуска теста. Под управлением супервизора реализована измерительная система, основанная на использовании метода выборок, который заключается в следующем. Для проведения режима измерений супервизор использует аппаратный таймер. В процессе выполнения исследуемой программы в представляющих интерес точках с помощью программных «ловушек» осуществляется перехват и производятся вычисления, связанные с отмеченными показателями таймера. Для осуществления перехвата используется метод интерпретации, который заключается в том, что сбор данных о характеристиках и структурах исследуемых программ осуществляется посредством перехвата определенных команд, помещения их в отдельные ячейки, восстановления результата предыдущего действия в случае необходимости и выполнения действий интерпретации по виду перехваченной команды. ПО СРВ систем управления технологическими процессами можно разделять на десять основных блоков.

Блок перехвата систем управления служит для организации процесса регистрации прохождения вычислительного процесса через контрольные точки в ПО СРВ систем автоматизации. Для выполнения перехвата в указанные точки предварительно помещают команды обращения к подпрограммам супервизора. По приходу в указанные точки вычислительного процесса во время сеанса испытания управление передается соответствующему блоку супервизора, где определяется функциональный набор перехваченной команды, затем управление возвращается для продолжения исполнения программы. По существу, организация такой схемы соответствует программному прерыванию.

Интерпретатор команд ввода-вывода систем управления обеспечивает подстановку результатов выполнения этих команд в условиях моделирования информации, поступающей от объекта управления.

Блок контроля системы прерывания  систем управления последовательно фиксирует выполнение всех команд управления масками и системой прерывания при исполне­нии ПО. Это достигается использованием техники перехвата и жесткой схемы организации прерывания на ЦВМ М-6000 АСВТ-М.

Блок управления таймером  систем управления обеспечивает задание временных интервалов, истечение которых вызывает наступление ближайшего из планируемых собы­тий.

Измерительная система параметров функционирования  систем управления ПО СРВ систем автоматизации вы­полняет расчеты времени выполнения программных маршрутов испытывае­мого ПО, их накопление и выдачу на* устройство регистрации.

В генераторе прерываний систем управления реализуется процесс моделируемого поступле­ния заявок от объекта управления по схеме заданной пользователем. Появле­ние и организация воздействия прерывания максимально приближено к фи­зической схеме наступления прерывания для этого класса программируемых логических контроллеров (ПЛК).

Имитатор входной информации выполняет загрузку тестовых наборов данных, задаваемых различными способами в моменты времени, соответст­вующие съему информации, появляющейся в каналах связи с объектом уп­равления.

Блок диагностики ошибок систем управления работает на различных этапах совместного функционирования программы и ПО пользователя. Индексация ошибок отоб­ражается на пульте оператора.

Блок приема и обработки информации  систем управления осуществляет’ интерактивное взаимодействие на этапе ввода параметров испытания. Эти параметры представляют собой значения контрольных точек, маршрутов реализации (задавае­мых в терминах истинных адресов памяти), а также границы ПО систем управления технологическими процессами, в рамках которых осуществляется процесс испытаний.

Блок приема и обработки информации на этапе ввода и вывода информа­ции отображает данные по фиксированному формату с указанием (при выводе) номеров интерфейсных карт и времени наступления процедуры ввода- вывода.

АСИ ПО СРВ систем управления технологическими процессами реализована на языке ассемблера для класса управляющих программируемых логических контроллеров (ПЛК). Объем памяти без учета тестовых наборов составляет приблизительно 5 К 16-разрядных слов. Одновременно допускаются: идентификация и регистрации 100 точек ПО за один сеанс испы­тания; имитация управляющих воздействий по интерфейсным картам в диа­пазоне 20—77 карт. Проведение испытания вносит потери в реальном мас­штабе времени, которые при наличии 100 точек перехвата составляют 5 %.