О пакете программных модулей генерации задач сбора и обработки информации в АСУ ТП

Назначение и возможности пакета программ для систем автоматики. Пакет представляет собой набор программ, на базе которых могут быть созданы информа­ционные системы сбора, первичной обработ­ки и индикации данных, а также системы централизованного контроля.

Функциональные свойства пакета позво­ляют осуществлять:

• ввод информации от аналоговых, число­импульсных, дискретных и кодовых сигналов систем автоматики с периодами сканирования от 100 мс до 8 ч;
• инициативный ввод информации от ди­скретных и число импульсных датчиков систем автоматики;
• обработку введенной информации систем автоматики;
• связь оператора с системой и вывод опе­ративных сообщений о ходе технологическо­го процесса систем автоматики.

Программы пакета могут выполнять сле­дующую стандартную обработку изме­ренных значений аналоговых сигналов:

• линеаризацию и масштабирование ре­зультатов измерений систем автоматики;
• компенсацию влияния температуры сво­бодных концов термопар систем автоматики;
• контроль измеряемых значений параме­тров на достоверность;
• введение поправок по давлению и темпе­ратуре к расходам газовых потоков систем автоматики;
• фильтрацию измеренных значений систем автоматики;
• технологический контроль измеренных значений на соответствие заданным регла­ментным или аварийным границам и скоро­сти изменения параметров технологического процесса систем автоматики;
• усреднение измеренных значений параме­тров систем автоматики.

Пакет программ позволяет осуществлять накопление импульсов oт числоимпульсных датчиков и периодическое обновление счет­чиков систем автоматики.

Связь с технологом систем автоматики посредством пакета осуществляется на основе следующих функ­ций:

• выдачи сообщений о нарушении техноло­гического процесса на печать, пульт технолога-оператора и мнемосхему систем автоматики;
• контроля за ходом технологического про­цесса посредством команд, вводимых с дис­плея ДМ-500 или ДМ-2000 (пульт техноло­га) систем автоматики;
• регистрации тенденций изменения техно­логических параметров на самопишущих приборах систем автоматики.

Пакет программ реализован на основе принципа «заполни пустые места».

Язык описания систем сбора и обработки технологической информации. Язык описания систем сбора и обработки информации пакета программ представляет собой набор макро­команд систем автоматики, зафиксированных в биб­лиотеке макроопределений генератора си­стемы.

Задание на генерацию задач сбора и обра­ботки информации. Сгенерированная за­дача систем автоматики должна обеспечивать:

• периодический сбор и обработку инфор­мации от аналоговых, числоимпульсных и дискретных датчиков систем автоматики (задача БЗДЧ1);
• ввод и обработку информации от датчи­ков инициативных сигналов систем автоматики (задача БЗДЧ2);
• обмен информацией между технологом- оператором и системой по инициативе опе­ратора систем автоматики (задачи ЗГПГО и ПОИСК);
• обработку сообщений о нарушениях за­данных, возможных, аварийных и регла­ментных границ (задача НАРУШ);
• вывод сообщений о нарушениях на мне­мосхему систем автоматики (задача МНСХ);
• периодическую подготовку к печати и пе­чать заданных групп параметров систем автоматики (задача РПРТ).

Прикладное программирование no pacширению функциональных возможностей пакета программ сбора и обработки технологической информации АСУ ТП

Пакет программных модулей допускает расширения возможно­стей на уровнях:

создания задач оптимального диспетчер­ского управления, расчета технико-экономи­ческих показателей систем автоматики и т. п.;

разработки дополнительных программ обработки аналоговой, числоимпульсной и дискретной информации.

Для реализации расширения функций си­стемы рекомендуется язык ФОРТРАН.

Интерфейсные подпрограммы системы охватывают следующие основные функции:

запуск задач систем автоматики в указанное время CALL TRNON (I, J, К);

запуск задачи систем автоматики после указанной задержки CALL START (I, J, К, М);

задержку выполнения вызывающей про­граммы систем автоматики на заданное время суток CALL' WAIT (I, J, К);

последовательный опрос аналоговых дат­чиков систем автоматики CALL AISC (I, J, К, М, LU);

произвольный опрос аналоговых датчи­ков систем автоматики CALL AIRD (II, Л, Kl, М, LU);

вывод аналоговых сигналов систем автоматики CALL АО (И, Л, Kl, М, LU);

опрос дискретных датчиков систем автоматики CALL DI (И, Л, Kl, М, LU);

вывод импульсных сигналов систем автоматики CALL DOM (И, Л, Kl, М, N, LU);

вывод дискретных сигналов систем автоматики CALL DOL (И, Л, Kl, М, N, LU);

обработку битовых строк; связь с базой данных системы посред­ством подпрограмм получения, текущего и нового значений DATA, GDATA— SDA- ТА; чтения текущих и средних значений групп параметров GGMOL.

В подпрограммах приняты следующие обозначения: I — номер задачи; J — время задержки запуска задачи; К — масштаб времени; М — завершение запроса; LU — ло­гический номер устройства; И — число опра­шиваемых датчиков; Л —массив адресов датчиков; К1 - массив предельных значений сигналов; N — длительность хранения значе­ния.

Особенности проблемно-ориентированного языка ФОРТРАН ПЛК АСУ ТП

 

Структура ПЛК и повышение тре­бования надежности технических средств АСУ ТП существенно влияют на конфигура­цию проблемно-ориентированного языка ФОРТРАН.

Отечественные ПЛК (М-6000, М-7000, СМ-1, СМ-2 и др.) содержат в соста­ве математического обеспечения трансля­торы с языка, являющегося дополненной версией ФОРТРАН И.

Элементы языка ФОРТРАН.

Алфавит А языка являются множеством латинских букв, цифровых и специальных символов:

Во входном потоке данных могут быть ис­пользованы разделители l-j и, ограничители записи /, признак восьмеричного числа @, комментарии *          *

Первым оператором программы систем автоматики, запи­санной на языке ФОРТРАН, должен быть управляющий оператор, определяющий вид оттранслированной программы, печать ли­стингов исходной и результирующей про­граммы:

Вывод программы для загрузки задается символом В, вывод листинга на ФОР­ТРАН - символом L; вывод листинга на мнемокоде — символом А.

Запись целых и вещественных констант подробно изложена в работе.

Восьмеричная константа содержит 1 — 6 цифр, за которыми следует символ В.

Определение типа переменных систем автоматики, их раз­мерности, эквивалентности и арифметиче­ских выражений дано в работе.

Логические операции выполняются с по­мощью функций IAND (логическое И), IOR (логические ИЛИ), NOT (логическое НЕ).

Операторы присвоения, размерности, эк­вивалентности, безусловного перехода, ци­кла систем автоматики, продолжения, паузы, останова и конца программы не содержат отличий от стандар­та языка ФОРТРАН. Отличия оператора описания общей па­мяти систем автоматики заключаются в возможности размеще­ния данных лишь в одной непоименованной области. Семантика оператора заключается в вы­числении арифметического выражения А. Операторы описания и вызова программ, подпрограмм, функций возврата и опера­торных функций систем автоматики соответствуют стандарту языка ФОРТРАН. В случае, если транслируются несколько подпрограмм, совместно используется опе­ратор группового конца END. Операторы ввода-вывода имеют ряд су­щественных отличий. Программирование задач АСУ ТП, связано с управлением объектами в реальном времени, привело к необходимости расширения языка ФОРТРАН-созданию языка RT-FORTAN. Расширение заключается в следующем:

установление связей между внешними событиями, представленными посредством прерываний, и блоками кода пользователя;

-управление инициированием программ или частей программ в заданные временные интервалы;

- совмещение ввода-вывода и вычислений; динамическое присваивание приоритетов;

- логическое присваивание имен устройствам для облегчения доступа пользователю;

- постановка в очередь конфликтующих заявок на устройства ввода-вывода;

- передача файлов данных между ОЗУ и внешней памятью.

В языке RT-FORTRAN введены дополнительные по отношению к ФОРТРАНу служебные слова: CONNECT (связать), INTERRUPT (прервать), CLOCK (часы), TIMER (таймер), TEST (тест), PENDING (ожидающий решения), REQUEST (запрос), DEVICE (устройство), ATTACH (привязать), STATUS (состояние), SYSTEM'(система), SCHEDULE (расписание).

При записи вида CONNECT CLOCK SUBTIM (19, 03, 00, 20) подпрограмма SUB-TIM выполняется в 19 ч 03 мин 00 с, а затем будет вызываться каждые 20 с до отключения таймера систем автоматики.

Задание временного графика вызова подпрограммы можно выполнить также с помощью оператора CONNECT TIMER {имя подпрограммы)» «код единицы времени>, {начальный интервал>, {коэффициент для расчета последующих интервалов».

Совмещение ввода-вывода и вычислений управляется программистом систем автоматики. При этом стандартные операторы ФОРТРАНа выполняются последовательно, а после списка переменных оператора ввода записывается номер оператора, которому передается управление после завершения ввода, что избавляет программиста от постоянной проверки завершения ввода. Это же относится и к оператору вывода. Оператор TEST PENDING 200 заставляет передавать управление оператору № 200 непосредственно, когда завершен ввод.

Конфликтующие запросы на устройства ввода-вывода ставятся в очередь. Если программа требует исключительного использования устройства в некотором интервале времени, то выполняется привязка устройства оператором ATTACH.

Опрос системы с целью определения числа требований, находящихся в файле, выполняется оператором вида STATUS TABLE (VVOD, VREM). Операторы программы систем автоматики назначаются к исполнению оператором вида SCHEDULE 200 (к исполнению назначается оператор № 200). Передача массивов в буфер делается оператором CALL ARRAY «имя буфера), (размер массива), (имя массива).

На входы АЦП поступает 20 первичных значений, которые сравниваются с предельными значениями с помощью подпрограммы TREVOG, работающей каждые 30 с. Такая периодичность устанавливается блоком TIMER, возбуждаемым операционной системой. Блок TIMER планирует выполнение программы опроса с помощью оператора SCHEDULE. Приведенная ниже программа типична для АСУ ТП и может быть использована для получения периодической информации о состоянии объекта, для вычисления эффективности работы объекта, его оптимизации или для управления объектом.