Пример использования процедуры трансляции.

Требуется измерить расход вещества, транспортируемого по трубопроводу и интегрировать его по времени для расчёта технико-экономических показателей.

Для решения потребуется один канал Input. В этот канал фиксируется информация с датчика скорости потока. Для перевода скорости потока в величину расхода вещества применяется процедура масштабирования, т.е. в диалоге «реквизиты» данного канала проставляются масштабные коэффициенты, геометрические характеристики трубопровода и химический состав. Для получения реального значения разрабатывают FBD-программу, интегрирующую входную величину и записывающую результат в выходную переменную. Таким образом во входном значении канала будет информация о скорости потока, в аппаратном значении – величина расхода вещества, а в реальном – количество прошедшего по трубопроводу вещества за определённое время.

13. Атрибуты канала в Trace Mode 5: интервалы и границы. Пример обработки аварийной ситуации.

Атрибут «Тенденция».

Для каналов, работающих с аналоговыми величинами, жтот атрибут представлен одним разрядом. Если значение равно 0, значит текущее значение по отношению к предыдущему не изменилось. Если значение равно 1, значит текущее значение по отношению к предыдущему уменьшилось. Если оно равно 2 – увеличилось.

Если канал работает с дискретными сигналами, то данный атрибут представлен 16-тибитовыми числом. Если бит атрибута установлен в 0, то значение не изменилось, если в 1 – то поменялось.

Атрибут «Достоверность».

Атрибут представлен двумя разрядами:

• Нулевой разряд указывает на аппаратную недостоверность.

• Первый разряд указывает на программную недостоверность.

Для обработки аварийной ситуации в Trace Mode предусмотрены 4 аварийные границы и 2 границы шкалы.

После каждого пересчёта значений в канале система определяет значение системной переменной P (интервал), которая может принимать значение от 0 до 6.

Пример. При выходе значения давления за установленные границы, графический элемент меняет своё состояние. Для решения этой задачи потребуется два канала: входной (давление, подтип «пустой») и выходной (сигнал, подтип «управление»). Для канала Давление в диалоге «реквизиты» устанавливается соответствующие границы и пределы.

А для выходного канала (сигнал) составляется FBD-программа, которая при отличном от 0 входном значении (в пределах от 1 до 6) на выходе даёт 1, а при нуле – ноль.

Входной аргумент связан с каналом Давление (интервал). А выходной – с каналом Сигнал (значение вход).

13. Основные требования к УВК. Характеристика УВК СМ1820М.

1. УВК должен иметь функционально-модульную структуру, т.е. легко конфигурироваться и резервироваться как по числу процессоров, так и по объёму памяти.

2. Обеспечивать высокую производительность и предельно высокую реактивность системы. Время реакции системы на запрос пользователя с клавиатуры не должен превышать 0.5 секунды.

3. Обеспечивать требование отказоустойчивости (возможность продолжать функционировать без снижения производительности в случае выхода из строя каких-либо из элементов системы.

4. Обладать устойчивостью в процессе эксплуатации в промышленных условиях.

5. Быть масштабируемыми (должна обеспечиваться возможность построения многоуровневых распределённых систем).

6. Отвечать стандартам открытых систем (возможность использования аппаратного и программного обеспечений от разных производителей).

Характерные особенности УВК СМ1820М

1. Унифицированное конструктивное исполнение (в соответствии со стандартами «Евромеханика») плат, модулей, стоек и тумб.

2. Промышленный интерфейс Compact PCI.

3. Использование современной отечественной и зарубежной элементной базы.

4. Широкая номенклатура модулей УСО.

5. Обеспечение многооперационного и многопользовательского режима работы.

6. Развитое ПО реального времени (Win CC).

7. Полное соответствие международным стандартам открытых систем.

Комплекс в процессе эксплуатации устойчив к воздействию следующих климатических факторов:

1. t_возд = 5-40⁰ C.

2. Влажность воздуха – 40-90%

3. Атмосферное давление – 84-107 кПа (630-800 мм. рт.ст.)

4. Электромагнитные и магнитны поля (до 5 кВ\м)

5. Сейсмическая активность ≤ 8 баллов

13. Операционные системы реального времени.

Различают ОС жесткого (задержка реакции недопустима и может привести к аварии на управляемом объекте) и мягкого (задержка реакции не является отказом) реального времени.

Характерные особенности:

1. Время реакции системы.

Это интервал времени от момента наступления события на управляемом объекта до выдачи необходимых управляющих воздействий.

Интервал времени от наступления события на управляемом объекте до завершения выработки модулем УСО запроса на прерывание определяется характеристиками аппаратных средств УВК, а остальное время зависит от характеристик ОС и процессора.

T_з.п. – интервал времени от момента наступления события на УО до выполнения первой команды программы обработки прерываний.

T_з.п. – время переключения между одновременно выполняемыми задачами.

T_i – время переключения i-ой задачи,

N – число одновременно выполняемых задач

В ОС реального времени T_з.п и T_з.п находятся в пределе 1-10 микросекунд.

2. Механизмы реального времени.

ОС общего значения используют алгоритмы круговой диспетчеризации задач (все процессы находятся в циклической очереди на обслуживание). Каждому процессу предоставляется определённый квант времени, по истечению которого, если процесс не был до конца выполнен, то он выгружается и устанавливается в очередь на обслуживание. В ОС реального времени, в отличие от ОС общего назначения, процесс может быть выгружен по истечению отведённого ему кванта времени, если в системе появился более приоритетный процесс.

3. Структура ядра.

Размер микроядра составляет около двадцати килобайт. Функции микроядра включают функции, связанные с управлением памятью, а драйверы и файловая система вынесены из ядра (например, семейство ОС Linux).

13. Принципы построения отказоустойчивых УВК.

Отказоустойчивость достигается введением избыточного оборудования и логической организацией, обеспечивающее при отказах в оборудовании автоматическую реконфигурацию системы для сохранения жизненно важных функций, возможно ценой утраты второстепенных.

Основными принципами построения отказоустойчивых комплексов на основе автоматической реконфигурации является многоустройственность (в том числе многопроцессорность), общие поля процессоров, оперативной памяти, какналов и периферийных устройств, динамическое распределение функций между устройствами.

Многоустройственность предполагает, что система должна содержать несколько экземпляров однотипных устройств (процессоров модулей ОП, каналов и пр.). При этом должна быть обеспечена избыточность устройств всех типов по отношению к минимальному набору, необходимому для выполнения жизненно важных функций.

Динамическое распределение функций означает, что программы не привязаны жёстко к процессорам, каналам и ПУ. Заранее неизвестно, какое из однотипных устройств будет выполнять данную функцию. Более того, работа может быть начата на одном, продолжена на другом и закончена на третьем устройстве.

Наличие общих полей устройств и динамическое распределение функций позволяет комплексу сохранять работоспособность , пока имеется хотя бы по одному исправному устройству каждого типа.

Практическое осуществление отказоустойчивых УВК с автоматической реконструкцией требует реализации следующих логических свойств:

Многосвязные интерфейсы позволяют многовходовым устройствам связываться друг с другом по независимым шинам.

Динамическое распределение (диспетчеризация) программ. В ОП организуются очереди для программ, имеющих различные уровни приоритета. Аппаратура выделяет среди процессоров кандидата на прерывание, которым является процессор, обрабатывающий программу наименьшего приоритета.