Синхронизация по времени

В настоящее время управляющие компьютеры имеют часы или календарь с аккумуляторной поддержкой и многофункциональный таймер или таймеры с разрешением до единиц микросекунд.

В ОСРВ задается эталонный интервал времени (тик), который используется в качестве базовой единицы измерения времени. Размерность этой единицы для разных ОСРВ может быть разной, также как разными могут быть наборы функций и механизмы взаимодействия с таймером. Функции по работе с таймером используют для приостановки выполнения задачи на какое-то время, для запуска задачи в определенное время, для относительной синхронизации нескольких задач по времени и т.п.

Для точной синхронизации таймера СРВ с астрономическим временем может применяться специальные часы с подстройкой по радиосигналам точного времени или навигационные приемники GPS, которые позволяют воспользоваться атомными часами на борту орбитальных космических аппаратов.

Применение сетей Петри для проектирования в рв.

В настоящее время с целью формальной верификации исходных данных для разработки оперативного управления производственными участками в реальном масштабе времени возможно использование метода сетей ПЕТРИ. Рассмотрим классическую сеть ПЕТРИ:

Она базируется на 2-х основополагающих понятиях: событиях и условиях. Событие это результаты действий, совершаемых системой. Возникновение событий определяется состоянием системы, характеризующейся множеством условий. Условие, предшествующие событию называется предусловие, а вытекающее из его совершения - постусловие.

Структура сети ПЕТРИ представляет собой изображенный на плоскости двудольный ориентированный мультиграф, состоящий из следующих 4-х элементов:

Множество позиций (состояний) P.

Множество переходов (событий) T

Множество входных функций I

Множество выходных функций O

Входные и выходные функции связаны с переходами и позициями.

Входная функция отображает переход tj в множество позиций I(tj), называемых входными позициями переходов. Выходная функция О отображает переход tj в множество позиций О(tj) называемых выходные позиции переходов. В мультиграфе сети ПЕТРИ позиции обозначаются кружками, переходы - горизонтальными (вертикальными черточками, т.е. схематическое изображение барьеров, которые надо преодолеть для перехода из 1 сост. в другое). Предусловие изображается линиями (дугами) со стрелками ведущих из тех или иных состояний и соответствующему переходу. Постусловие - линиями (дугами) со стрелками ведущими из какого-либо перехода в соответствующие позиции. Т.О. мультиграф сети ПЕТРИ представляет собой развернутое на плоскости схематическое изображение одновременно всех потенциально возможных событий и состояний системы, а также существующих в ней причинно-следственных зависимостей, т.е. допустимых путей перехода из одних состояний в другие. Полученная в виде сети ПЕТРИ схематическое изображение может быть использовано для моделирования развертывания во времени последовательных событий, которые могут иметь место в системе.

Рисунок 48 – Пример мультиграфа сети ПЕТРИ.

Рассмотрим простейший случай построения сети ПЕТРИ для описания 1 из фрагментов механообрабатывающего производства. Одной из распространенных схем механообработки является компоновка, когда несколько рабочих позиций (станков с ЧПУ и т.п.) располагаются вдоль стелажного склада накопителя, обслуживаемого адресуемым транс-манипулятором (краном-штабелером). У этого склада-накопителя имеется позиция загрузки-выгрузки на которой установлен горизонтальный транспортер связывающий ее с транс-манипулятором. Грузоединица (спутник с деталью, с тарозаготовками и др.) будучи переданы из позиции загрузки-выгрузки на начало транспортера перемещаются в его конец, а от туда доставляются транс-манипулятором по заданному адресу склада-накопителя и наоборот. Грузоединица доставленная транс-манипулятором со склада на конец транспортера перемещается к его началу, откуда смещается и удаляется с производственного участка. Внутри такого производственного фрагмента будут происходить следующие события:

Т1 - размещение грузоединицы из вне на конец транспортера

Т2 - снятие грузоединицы с конца транспортера

Т3 - перемещение грузоединицы из начала транспортера в его конец

Т4 - перемещение грузоединицы из конца транспортера в его начало

Состояние P объекта управления статически характеризуется единственным условием: наличием грузоединицы в конце транспортера.

Переход в состояние P есть постусловие событий Т1 и Т3 и предусловие событий Т2 и Т4. Характерной особенностью этого фрагмента является то, что у позиции P имеется две входных и две выходных дуги, что приводит к неоднозначности последующего анализа. Чтобы решить какое из двух возможных событий Т2 и Т4 последует за условием P надо посмотреть какое из событий Т1 или Т3 привело к этому состоянию. Если грузоединица была поставлена на транспортер из вне (Т1) то ненужно ее сразу же от туда снимать (Т2) , а надо переместить ее по транспортеру (Т4). Если же грузоединица оказалась на конце транспортера в результате его перемещения из его начала, то не надо перемещать ее обратно (Т4) , а надо ее от туда снять для передачи из системы (Т2). При установке грузоединицы можно также подавать специальный сигнал, выработанный на основании предыстории события Т1. Таким образом устранения отмеченной неоднозначности может быть достигнуто двояким образом:

- просмотром цепи предшествующих событий приведших к данному состоянию

- присвоение фишкам, моделирующим в сети ПЕТРИ процесс развертывания последовательных событий во времени, дополнительных атрибутов.

Для учета предшествующих событий можно воспользоваться рассмотрением сети ПЕТРИ где дополнительно вводится понятие "сдерживающих дуг". Эти дуги , выходящие из позиций, которые соответствуют возникновению во времени предыстории условий, запрещающих данный переход, дополнительно подводятся к этому переходу.

Обозначаются сдерживающие дуги кружочками на конце вместо стрелок. Для срабатывания такого перехода необходимо не только наличие фишки в позиции с разрешающим предусловиями но и отсутствие фишек в позициях с запрещающими предусловиями.

Устранение неоднозначности путем присвоения дополнительных атрибутов можно осуществить вводя в качестве такого атрибута цветную маркировку фишек, раскраску переходов и позиций в сети ПЕТРИ , а также правила изменения цветов фишек и их движение по раскрашенной сети.

При выполнении определенных правил проигрывания раскрашенной сети ПЕТРИ цвет компенсирует отсутствие в модели позиций дополнительного кодового сигнала. Эти правила формулируются следующим образом:

Фишка первоначально помещенная на какую-либо позицию приобретает цвет этой позиции

Фишка находившаяся на какой-либо позиции имеющей или не имеющей цвета приобретает цвет любого первого перехода встречающегося при движении этой фишки по какой-либо дуге

Фишка имеющая цвет разрешает переход имеющий тот же цвет

Если фишка имеющая цвет попадает на позицию тоже имеющую цвет, то фишка приобретает цвет этой позиции

Первоначальная же раскраска сети ПЕТРИ производится в соответствии с представлениями разработчика о требуемом развертывании во времени моделируемого процесса. Исходя из таких соображений и правил на фрагменте сети изображенные ранее переходы Т1 и Т4 следует окрасить 1 цветом (синим), а переходы Т2 и Т3 - красным

Тогда фишка поступившая в P через синий переход Т1 тоже становится синей и разрешает срабатывания синего перехода Т4. А фишка поступившая на позицию P через красный переход сама становится красной и разрешает срабатывание красного перехода Т2, т.о. отмеченная неоднозначность в проигранном фрагменте ПЕТРИ является устраненной.