Программное управление

2.6. УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ, ЕГО АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Под программным обеспечением АСУ ТП (ТС) понимают совокупность программ, описаний, инструкций, языков и алгоритмов, позволяющих управлять производственными и технологическими процессами на основе использования современных средств вычислительной техники. Программное обеспечение (ПО) АСУ ТП (ТС) включает в свой состав общее, общее специальное и специальное обеспечение. Общее ПО — это стандартное математическое обеспечение, поставляемое с вычислительными средствами, к которым относятся операционная система (ОС), управления базами данных (СУБД) и ПО локальной сети связи. Общее специальное ПО — программное обеспечение линии и мини-ЭВМ, применимое к ряду задач, решаемых в АСУТП, и обеспечивающее управление и контроль функционирования модулей. Специальное ПО представляет собой конкретные прикладные программы, используемые для решения задач исходя из специфики АСУ ТП. Общее специальное и специальное ПО состоит из подсистем, модулей и структуры информационных связей между ними.

Структурно в производственной операционной системе АСУ ГПС можно выделить следующие элементы: программное обеспечение локальных сетей ЭВМ, процессов обработки данных, орга-512

низации вычислительного процесса, управления доступом к базе данных; библиотеку алгоритмов, реализующих основные функции управления производством; программное обеспечение создания и ведения общей распределенной информационной базы; программные средства генерации и адаптации производственной операционной системы и общей информационной базы.

Программное обеспечение (ПО) АС ТПП РЭА объединяет собственно программы для систем обработки данных на машинных носителях и программную документацию, необходимую для эксплуатации программ. Программы обеспечения делятся на: общесистемные, базовые, прикладные (специальные). Общесистемное ПО предназначено для организации функционирования технических средств, т. е. планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющегося ресурса, и представлено операционными системами в ЭВМ и ВС. Базовое и прикладное ПО создаются для нужд АСТПП. В базовое ПО входят программы, обеспечивающие правильное функционирование прикладных программ. В прикладном ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения процедур. Прикладное ПО обычно имеет форму пакетов прикладных программ (ППП), каждый из которых обслуживает определенный этап процесса проектирования или группу однотипных задач внутри различных этапов. Общесистемное ПО представлено операционной системой (ОС) ЕС ЭВМ. Базовое и прикладное ПО включают в себя мониторную систему, систему управления базой данных (СУБД) и ППП.

2.6. Управление технологической системой, его алгоритмическое и программное обеспечение ..... .......... 38

Допущено Государственным комитетом СССР по народному образованию в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальностям: «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»,. «Автоматизированные системы обработки информации и управления» и «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»

Происходит процесс расширения и усложнения функций, возлагаемых на ОС (программное обеспечение телеобработки, машинной графики, режимов виртуальной памяти, виртуальных машин, работы с новыми языками программирования и т. п.). Появляются новые версии ОС. Ряд функций операционных систем передается для реализации аппаратурным, главным образом, микропрограммным средствам.

Этим обстоятельством является огромное накопленное в стране программное обеспечение для этих машин, оцениваемое суммой в несколько миллиардов рублей. Поэтому при развитии машин общего назначения ЕС ЭВМ приходится учитывать необходимость сохранения возможности использования имеющегося программного обеспечения, т. е. необходимость обеспечивать архитектурную, в том числе программную совместимость новых моделей с предыдущими моделями этих машин.

11. Брябрин В. М. Программное обеспечение персональных ЭВМ М.: Наука, 1988.

Специальное программное обеспечение

Сборочные цехи оснащены как универсальным, так и специальным оборудованием и оснасткой (переналаживаемые конвейерные линии и универсальные рабочие места электромонтажников, специализированное оборудование по подготовке, установке и пайке ЭРЭ и ИС на ПП, стенды для контроля и регулировки функциональных параметров сборочных единиц, блоков, панелей и стоек РЭА). Так, при сборке ячеек с ЭРЭ, имеющих осевые выводы, их вклеивают по программе в ленту и устанавливают на плату. На оборудовании с ЧПУ производят установку и пайку ИС с пленарными выводами, а также осуществляют контроль электрических цепей ячеек. Программное управление обеспечивает автоматизацию проводного монтажа (трассировку проводов на платах; укладку проводов в электрических и кодовых жгутах, монтаж соединений накруткой, контроль электрических цепей в модулях всех уровней).

В основе ГПС лежит использование технологического оборудования с ЧПУ, промышленных роботов и других механизмов, разрабатываемых и функционирующих как относительно автономные производственные единицы (гибкие производственные модули—ГПМ). Каждый ГПМ ГПС имеет автономное программное управление. В свою очередь, линии, участки и цехи ГПС, которые комплектуются из ГПМ, также имеют соответству-

ющее программное управление. Это позволяет перенастраивать их путем централизованной автоматической смены управляющих программ.

Автоматизированная система управления ТП ГПС (АСУ ТП) состоит из средств вычислительной техники—управляющих ЭВМ, связанных в единый комплекс с помощью интерфейсных устройств и линий передачи данных, и программного обеспечения, предназначенного для управления отдельными единицами автоматизированного оборудования всех подсистем и системы в целом. Она базируется на использовании оборудования с ЧПУ, ГПМ. Программное управление АСТО основывается на применении программы, определяющей порядок действий с целью получения требуемого результата. Вычислительные машины, устройства сопряжения с объектами и передачи данных являются аппаратурными средствами системы управления ГПС, функционирующими под управлением программных средств.

Прямое программное управление по разомкнутой схеме в ряде случаев неоптимально вследствие трудностей предсказания реальных условий протекания процесса, учета случайных возмущений (разброс свойств материалов, износ инструмента и т. п.). С целью повышения качества управления в систему вводятся обратная связь, позволяющая получить информацию о выполнении команд управления, и система измерений реальных условий протекания процесса для создания адаптивных систем управления ТП. Технологическое оборудование с ЧПУ позволяет обеспечить гибкость производства за счет возможностей быстрой перестройки режимов работы, а введение контуров обратной связи и адаптации в системы управления позволяет обеспечить повышение эффективности работы оборудования.

Процессором называется устройство, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом. Процессор дешифрирует и выполняет команды программы, организует обращения к оперативной памяти, в нужных случаях инициирует работу периферийных устройств, воспринимает и обрабатывает запросы, поступающие из устройств машины и из внешней среды («запросы прерывания»).

В современных ЭВМ общего назначения наибольшее распространение получило программное управление приоритетом на основе маски прерывания ( 9.28).

В машинах общего назначения процессор представляет собой объединяемую в один конструктивный модуль совокупность устройств (блоков), выполняющих разнообразные функции, обеспечивающие обработку данных, программное управление вычислительным процессом, взаимодействие устройств машины, обработку прерываний, обмен информацией с ОП.

1. Программное управление работой ЦВМ. Программы состоят из отдельных шагов — команд; команда осуществляет единичный акт преобразования информации; последовательность команд, необходимая для реализации алгоритма, является программой; все разновидности команд, использующиеся в конкретной ЦВМ, в совокупности являются языком машины или системой команд машины.

- программное управление, т. е. управление с целью изменения управляемой координаты по закону, определенному заранее и заданному программой;

Математическое обеспечение САПР ЭМ можно подразделить на общее, специальное, сервисное управление базой данных и программное управление диалогом. Общее математическое обеспечение, инвариантное объекту проектирования, составляют пакеты прикладных программ решения общематематических задач различных классов: математического программирования, систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений, систем дифференциальных уравнений, математической статистики и т. п.