АРНАЙЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ОБЪЕКТТІ ЛОГИКАЛЫҚ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІН ҚҰРУ ӘДІСТЕМЕСІН ӘЗІРЛЕУ

Қазіргі таңда технологиялық процестерді басқару жүйесі программалық логикалық контроллерлер базасында жүзеге асады. Алайда логикалық байланысты жүзеге асыру үшін программалық логикалық контроллерлердің қызметін қарапайым қолданыстағы есептеуіш техникаларды пайдалануға болады. Бұл жағдайда жобалау платформасы математикалық қамтамасыз етуді жобалау мен іске асырудың стандартты құралдарымен алмастырылады. Осыған байланысты логикалық басқару жүйесінің нұсқасы және оның белгілі бір құралды басқару жүйесіне енгізу мысалы көрсетілген.

Басқару жүйелерін жобалау және іске асыру процесі итеративті, күрделі және әдістер мен құралдарды таңдауда екіұштылыққа ие. Нарықта логикалық басқару жүйелерін құруға дайын шешімдер жоқ. Осыған байланысты жүйелердің осы түрін құру құралдарын жасау қажет. Ол үшін қажетті сипаттамаларды қанағаттандыратын басқару жүйесін алуға әкелетін практикалық қадамдардың белгіленген жиынтығын анықтайтын әдіс ұсынылады. Кіріс ретінде әдістеме болашақ жүйенің сипаттамалары мен функционалдығын қамтитын жүйені дамытудың техникалық тапсырмасын қолданады. Шығу кезінде, барлық қадамдардан өткеннен кейін әдістемелерде мәлімделген сипаттамаларға сәйкес келетін жүйе бар.

Қадам 1. Басқару жүйесінің модельдерін нақты басқару объектісіне бейімдеу. Бастапқы кезеңде логикалық басқару жүйесін жобалаудың жалпы модельдерінің әзірленген құралын нақты басқару объектісіне талдау және бейімдеу жасалады. Модельдерді құру және трансформациялау бойынша ұсынылған әрекеттер тізбегі негізінде басқару жүйесін дамыту әдістері мен әдістері таңдалады.  Модельдеу нәтижесінде біз логикалық басқару жүйесінің бірқатар негізгі модульдерін аламыз, олардың функциялары мен модульдердің өзара байланысын анықтаймыз, бұл әрі қарай даму процесін айтарлықтай жеңілдетеді.

Қадам 2. Басқару жүйесінің желілік құрылымын дамыту. Басқару жүйесін жобалау және дамыту процесі сипатталады: итеративті, көп деңгейлі және көп сатылы. Таратылған Басқару жүйелерінде иерархиялық көп деңгейлі схема негізінде басқаруды ұйымдастырудың модульдік принципі қолданылады және процесс, басқару деңгейі, интерфейс және байланыс протоколы туралы ұғымдар жатыр. Осы тұжырымдамаларға сүйене отырып, дамудың екінші кезеңінде логикалық басқару жүйесінің желілік құрылымын қалыптастыру ұсынылады.[1] Әзірленетін желілік құрылым: басқару жүйесін құрайтын иерархиялық деңгейлерді; басқару объектісінің жабдығын, датчиктері мен диагностикалау құралдарын; қажетті аппараттық есептеу ресурстарын; енгізу/шығару аппараттық модульдерін және оларды логикалық басқару ядросына қосу хаттамаларын біржақты айқындауға тиіс; жергілікті басқару жүйелерімен және жоғарғы деңгейдегі басқару жүйелерімен байланыс.

Қадам 3. Мамандандырылған функциялар мен командаларды бөлу. Логикалық басқару жүйесі технологиялық жабдықтар мен технологиялық процестердің кең ауқымын автоматтандыру үшін қолданылады, олардың әрқайсысының өзіндік ерекшеліктері мен функциялары бар. Басқару объектісі функцияларының толық жиынтығын қолдауды жүзеге асыру үшін басқару объектісіне тән командалар жиынтығын анықтау қажет (мысалы, лазерді басқару командалары, лазерлік жабдықтар үшін). Көрсетілген командалар жүйелендірілуі және олар бойынша оларды іске қосу және ажырату шарттары айқындалуы тиіс.

1-сурет. Логикалық басқару жүйесін құрастыру әдістемесі

Қадам 4. Кіріс/шығыс байланыстыру кестесін құру. Келесі қадамды орындау үшін объектінің түйіндерін бөлу және аппараттық кіріс/шығыс саны мен түрін анықтау үшін басқару объектісінің негізгі электр схемасына талдау жасау қажет. Талдау нәтижесі аппараттық кіріс/шығыс байланыстыру кестесі болып табылады, онда: бас модульдердің Саны (байланысты ұйымдастыру модульдері); нақты бас модульге физикалық түрде қосылған кіріс/шығыс ұяшықтарының саны; кіріс/шығыс слоттарының түрі (Аналогты, дискретті, жылу қарсылығын қосу және т. б.); кіріс/шығыс слоттарын адрестеу.[2]

Қадам 5. Аппараттық кіріс/шығыс конфигурациясы. Логикалық басқару бағдарламасымен жұмыс істеу кезінде логикалық басқару ядросының ортақ жад ұяшықтары мен аппараттық кіріс/шығыс арасындағы байланысты анықтау қажет. Ол үшін аппараттық кіріс/шығыс конфигурациясы құралдарын пайдалану керек

Қадам 6. Оператор экранын көрсету режимдерін теңшеу. Технологиялық жабдық операторымен өзара іс-қимыл жасау үшін басқару жүйесінде мамандандырылған экран көзделеді. Бүгінгі таңда оператор экрандарының әртүрлілігі бір таңбаны көрсете алатын жеті сегментті ұяшықтардан жоғары графикалық ажыратымдылығы мен "touchscreen" функциясы бар экран панельдеріне дейін өте үлкен. Бұл экрандардың әрқайсысы басқару жүйесінің өзегінде бағдарламалық түрде орнатылған дисплей режимдерін конфигурациялауды қажет етеді. Реттеу механизмі оператор экранының түрімен анықталады.[3] Оператордың түрлі - түсті графикалық панельдері үшін GUI графикалық интерфейсі қалыптасады, ол пайдаланушыға қол жетімді жүйелік нысандар мен графикалық компоненттер түріндегі функциялар (белгішелер, мәтіндік хабарлар, мәзірлер, түймелер және т.б.). Бұл жағдайда оператор көмекші құрылғылардың көмегімен (пернетақта, тінтуір және т.б.) экранның барлық көрсетілген нысандарына қол жеткізе алады. Әдетте, оператор экранының GUI-бұл бағдарламалық жасақтама өнімі, оның архитектурасы мен бағдарламалық компоненттері бар, ко торында логикалық басқару бағдарламасынан өзгертуге болатын арнайы аймақтар бар. Логикалық басқару бағдарламасы мен оператор экранының GUI өзара әрекеттесу механизмін оператордың графикалық интерфейсінің бағдарламалық жасақтамасын жасаушылар анықтайды.

Қадам 7. Логикалық басқару есептерін декомпозициялау. Логикалық басқару бағдарламасын жобалаудың бастапқы кезеңінде бастапқы мәселенің ыдырауы жүзеге асырылады. Декомпозиция бір күрделі мәселенің шешімін аз көлемдегі бірқатар өзара байланысты мәселелерді шешумен алмастыруға мүмкіндік береді және кез-келген басқару объектісін бөлек жүзеге асырылуы мүмкін жеке өзара байланысты ішкі жүйелерден тұратын ретінде талдауға мүмкіндік береді. Бұл тәсіл жеке ішкі жүйелердің жұмысын жүзеге асыратын тәуелсіз функционалды блоктарды алуға мүмкіндік береді, оларды әрі қарай пайдаланушылық функционалды блоктардың кітапханаларына біріктіру мүмкіндігі бар.

Қадам 8. Басқарудың мамандандырылған кітапханаларын әзірлеу. Жоғарыда қарастырылған логикалық басқару бағдарламаларын жобалау және әзірлеу ортасы, келесі екі қадам көрсетілген ортада орындалады. Бағдарламалау ортасында жүзеге асырылатын функционалды блоктар тілі бағдарламалық жасақтама компоненттерінің ыдырау принципін қолдайды және бағдарламаны жеке функционалды блоктар деп аталатын кіші бағдарламаларға бөлуге мүмкіндік береді. Пайдаланушы блоктары функционалды блоктардың стандартты жиынтығы негізінде жүзеге асырылады, оған кірістер мен шығуларды бөлектеу арқылы бір блокқа біріктірілген. Әрбір пайдаланушы блогында мамандандырылған пайдаланушы функционалдық блоктар болуы мүмкін, ал ұя салудың жеті деңгейіне дейін рұқсат етіледі.

2-сурет. Логикалық басқарудың декомпозициясы (өнімді жинау құрылғысының мысалымен)

Әдебиеттер тізімі:

1. Шалыто, А.А. Объектно-ориентированный подход к автоматному программированию, А.А. Шалыто, Д. Г. Шопырин, Информационно- управляющие системы, №5, 2003, с. 29 – 39.
2. Козак, Н.В. Применение программно-реализованных логических контроллеров в системах автоматизации упаковочного оборудования / Н.В. Козак, Р.А. Нежметдинов // Автоматизация в промышленности. - 2012. - №11. - с.23-28
3. МЭК 61131-7-2000. Программируемые контроллеры. Программирование с нечеткой логикой (IEC 61131-7-2000. Programmable controllers. Part 7. Fuzzy control programming). The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. - 2000. - 116 c.
4. Минаев, И. Г. Программируемые логические контроллеры. Практическое руководство для начинающего инженера. / И. Г. Минаев, В. В. Самойленко — Ставрополь: АГРУС, 2009. — 100 с.
5. Фокин, А. Л. Синтез систем автоматического управления технологическими процессами по расширенной модели динамики объекта: автореф. дис. д-ра … тех. наук: 05.13.06: Фокин, Александр Леонидович / С.-Петерб. гос. технол. ин-т. - Санкт-Петербург, 2002. - 40 с.
6. Agustin Rullan, Programmable Logical Controllers versus Personal Computers for Process Control, Computers ind. Engng Vol. 33, Nos 1-2, pp. 421-424, 1997, Elsevier Science Ltd, GB
7. Петров, И.В. Программируемые контроллеры. Практическое применение языков стандарта МЭК 61131-3 / И.В. Петров // М.: СОЛОН-Пресс, 2003. 256 с.