Программная_инженерия_лекция_07

Технология программирования микропроцессорных систем.

© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND

ЛЕКЦИЯ 7. Обзор системы программирования программируемых логических контроллеров UNITY Pro.

7.1 Общие понятия

Программно-технические средства, входящие в состав автоматизированных систем управления технологическими процессами

(АСУТП), можно отнести к одной из следующих групп (рис. 1):

–технические устройства полевого уровня (датчики, исполнительные механизмы, вторичные преобразователи электроэнергии);

–промышленные контроллеры (ПЛК) и регуляторы;

–устройства распределенной периферии;

–системы SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition,

диспетчерское управление и сбор данных) и системы человеко-машинного интерфейса (HMI – Human Machine Interface);

– инструментальные средства разработки и настройки исполнительных программ.

Рисунок 1 – Среда UNITY Pro в структуре АСУТП

1

Технология программирования микропроцессорных систем.

© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND

Программная середа UNITY Pro предназначена для программирования,

настройки и диагностики промышленных контроллеров фирмы Schneider Electric – Modicon M340, TSX Premium, Quantum. Эта среда может использоваться только с теми ПЛК, которые функционируют под управлением операционной системы UNITY (OS UNITY).

Следует различать понятия «среда разработки UNITY Pro» и «среда исполнения UNITY» (рис. 2).

Рисунок 2 – Среда разработки UNITY Pro и среда выполнения UNITY

Среда выполнения UNITY – это программное обеспечение, которое выполняется в ПЛК. Оно основано на операционной системе UNITY. Эта операционная система расположена («прошита») в загрузчике ПЛК и управляет пользовательскими программами контроллера. Поэтому, даже если ПЛК не запрограммирован или находится в режиме Stop, ОС UNITY обеспечивает диагностику ПЛК и обмен данными с ним через коммуникационные порты ввода/вывода. В режиме RUN выполняет программу пользователя. Эта программа является частью исполнительного проекта и разрабатывается в среде

UNITY Pro.

2

Технология программирования микропроцессорных систем.

© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND

Среда UNITY Pro подключается к ПЛК только в следующих случаях:

–конфигурация аппаратуры исполнительного проекта ПЛК;

–конфигурация аппаратной части распределенной периферии, которая является функциональной частью ПЛК;

–создание исполнительных программ пользователя;

–загрузки проекта в ПЛК;

–загрузки или выгрузки проектных данных;

–управления операционным режимом ПЛК (старт, стоп, инициализация);

–настройка программ в ПЛК;

–диагностика работы ПЛК;

–имитация работы ПЛК для обеспечения отладки исполнительного проекта при отсутствии контроллера.

7.2функциональная структура программируемого логического

контроллера

ПЛК обеспечивает обработку входной информации, поступающей от объекта управления (входные переменные процесса) и формирования управляющих воздействий (выходные переменные процесса) в соответствии с программой пользователя, созданной разработчиком системы управления.

Входные и выходные переменные содержат значения переменных процесса. Внутренние переменные используются для сохранения промежуточных результатов обработки информации или обмена с другими устройствами через коммуникационные каналы. Системные переменные предназначены для обмена данными с ОС ПЛК. ОС UNITY обеспечивает взаимосвязь всех составляющих и порядок их взаимодействия.

Алгоритм работы среды исполнения зависит от операционного режима работы ПЛК и настроек исполнительного проекта.

3

Технология программирования микропроцессорных систем.

© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND

Рисунок 3 – Функциональная структура ПЛК

7.3 Операционные режимы работы программируемых

логических контроллеров

Программа пользователя в ПЛК должна функционировать в режиме реального времени. Так как состояние объекта управления (переменные процесса) постоянно изменяются, операционная система обеспечивает циклическое выполнение следующих действий (рис. 4):

–опрос входных каналов контроллера и обновление входных переменных;

–выполнение программы пользователя, которая формирует значения выходных переменных;

–запись значений выходных переменных в выходные каналы ПЛК.

В начале цикла формируется ОБРАЗ ПРОЦЕССА. ОБРАЗ ПРОЦЕССА – это значения всех входных каналов, которые отображают состояние объекта управления в текущий момент времени.

4

Технология программирования микропроцессорных систем.

© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND

Рисунок 4 – Диаграмма функционирования ПЛК

Врежиме RUN программа пользователя изменяет значения выходных переменных на основе образа процесса и промежуточных результатов работы в предыдущих циклах. Это делается в конце цикла для всех выходных переменных. Дополнительно операционная система занимается внутренней обработкой, в которую входят диагностика, работа с коммуникационными каналами, замена программ при настройке и т.д. Цикличность обеспечивает сама операционная система, а продолжительность цикла колеблется от нескольких миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд, в зависимости от размера программы пользователя.

Врежиме STOP контроллер не выполняет программу пользователя и не обновляет выходы. Значения выходных каналов в этом режиме зависят от их конфигурации.

Программа пользователя может состоять из нескольких задач. Задача – это отдельная часть программы, которая запускается операционной системой

5

Технология программирования микропроцессорных систем.

© О.А. Кудин. Лицензия CC-BY-NC-ND

при наступлении некоторого события. В ПЛК всегда существует основная задача MAST. Вместе с ней могут выполняться задачи FAST, Event, Timer, Aux.

6