Модули/Блоковый вычислитель

The translation checking and actualizing

Модуль подсистемы "DAQ" BlockCalc предоставляет в систему OpenSCADA механизм создания пользовательских вычислений. Механизм вычислений основывается на формальном языке блочных схем(функциональных блоков).

Также модулем реализуются функции горизонтального резервирования, а именно совместной работы с удалённой станцией этого-же уровня. Кроме синхронизации значений и архивов атрибутов параметров модулем осуществляется синхронизация значений блоков блочной схемы, с целью безударного подхвата алгоритмов.

Языки блочного программирования основываются на понятии блочных схем (функциональных блоков). При чем в зависимости от сущности блока блочные схемы могут быть: логическими схемами, схемами релейной логики, моделью технологического процесса и другое. Суть блочной схемы состоит в том, что она содержит список блоков и связи между ними.

С формальной точки зрения блок это элемент (функция), который имеет входы, выходы и алгоритм вычисления. Исходя из концепции среды программирования, блок — это кадр значений, ассоциированный с объектом функции.

Разумеется, входы и выходы блоков нужно соединять для получения цельной блочной схемы. Предусмотрены следующие типы связей:

• межблочные, подключение входа одного блока к выходу другого, входа одного блока к входу другого и выход одного блока ко входу другого;
• дальние межблочные, соединение блоков контроллеров разных блочных схем данного модуля;
• коэффициенты, преобразование входа в постоянную, все входы/выходы по умолчанию инициируются как постоянные;
• внешний атрибут параметра.

Условно соединения блоков можно изобразить как связи между блоками в целом (рис. 1) или детализация связей (рис. 2). В процессе связывания параметров блоков допустимо соединение параметров любого типа. При этом, в процессе вычисления будет выполняться автоматическое приведение типов.

Рис. 1. Общие связи между блоками блочной схемы.

Рис. 2. Детализированные связи между блоками.

1 Контроллер модуля

Каждый контроллер этого модуля содержит блочную схему, которую он обсчитывает с указанным периодом. Для предоставления вычисленных данных в систему OpenSCADA в контроллере могут создаваться параметры. Пример вкладки конфигурации контроллера данного типа изображен на рис.3.

Рис. 3. Вкладка конфигурации контроллера.

С помощью этой вкладки можно установить:

• Состояние контроллера, а именно: Статус, "Включен", "Запущен" и имя БД, содержащей конфигурацию.
• Идентификатор, имя и описание контроллера.
• Состояние, в которое переводить контроллер при загрузке: "Включен" и "Запущен".
• Имена таблиц для хранения параметров и блоков контроллера.
• Политика планирования вычисления, приоритет и число итераций в одном цикле задачи вычисления блочной схемы контроллера.

2 Блочная схема контроллера

Блочная схема формируется посредством вкладки блоков контроллера, конфигурации блока (Рис.4) и его связей (Рис.5).

Блоки блочной схемы могут связываться как между собой, так и подключаться к атрибутам параметров. Сами блоки при этом не содержат структуры входов/выходов(IO), а содержат значения, исходя из структуры IO связанной функции. Функции для связывания с блоком используются из объектной модели системы OpenSCADA.

Любой блок может в любой момент быть исключён из обработки и переконфигурирован после чего может быть опять включен в обработку. Связи между блоками могут конфигурироваться без исключения блоков из обработки и остановки контроллера. Значения всех IO, не охваченных связями могут быть изменены в процессе обработки.

С помощью вкладки блоков можно:

• Добавить/удалить блок в блочную схему.
• Проконтролировать общее количество, количество включенных и количество обрабатываемых блоков.

Рис. 4. Вкладка конфигурации блока блочной схемы.

С помощью формы конфигурации блока можно установить:

• Состояние блока, а именно: "Включен" и "Обрабатывается".
• Идентификатор, имя и описание блока.
• Состояние, в которое переводить блок при загрузке: "Включен" и "Запущен".
• Указать блок, который должен обязательно выполняться перед данным.
• Назначить рабочую функцию из объектной модели. Перейти к функции для ознакомления.

Рис. 5. Вкладка конфигурации связей блока блочной схемы.

С помощью вкладки конфигурации связей блока блочной схемы можно установить связи для каждого параметра блока отдельно.

Поддерживаются следующие типы связей:

• Межблочные. Подключение входа блока к выходу другого блока, входа одного блока к входу другого и выхода одного блока ко входу другого.
• Дальние межблочные. Соединение блоков из различных контроллеров данного модуля.
• Коэффициент. Превращение входа в константу. Все входы/выходы по умолчанию инициированы как константы.
• Внешний атрибут параметра.

Для установки значений параметров блока предназначена соответствующая вкладка (Рис.6).

В соответствии с реализацией пользовательских функций в системе OpenSCADA поддерживаются четыре основных типа IO: целое, вещественное, логическое и строка.

Рис. 6. Вкладка конфигурации значений параметров блока блочной схемы.

Модулем предусмотрена особая обработка ряда входов/выходов блока:

• f_frq — Частота вычисления или время после последнего вычисления блока, отрицательное в секундах, для планирования по CRON, только чтение.
• f_start — Флаг первого выполнения блока, запуск, только чтение.
• f_stop — Флаг последнего выполнения блока, останов, только чтение.
• this — Объект данного блока.

3 Параметры контроллера

Модуль предоставляет только один тип параметров “Стандартный”. Параметр служит для отражения вычисленных в блоках данных на атрибуты параметров контроллера. Пример вкладки конфигурации параметра приведен на Рис.7.

Рис. 7. Вкладка конфигурации значений параметров контроллера.

С помощью этой вкладки можно установить:

• Состояние параметра, а именно: "Включен" и тип параметра.
• Идентификатор, имя и описание параметра.
• Состояние, в которое переводить параметр при загрузке: "Включен".
• Перечень атрибутов, отражённых на параметры блоков. Формируется в виде списка элементов в формате: {BLK}.{BLK_IO}[:{AID}:{ANM}]. Где:

{BLK} — идентификатор блока, блочной схемы; для постоянной значение устанавливается:

'*s' — строковый тип;

'*i' — целочисленный тип;

'*r' — вещественный тип;

'*b' — логический тип.

{BLK_IO} — параметр блока, блочной схемы; для постоянной значений устанавливается в значение атрибута;

{AID} — идентификатор атрибута параметра;

{ANM} — имя атрибута параметра.

4 Копирование блочных схем

Для упрощения и ускорения процедуры разработки сложных и повторяющихся блочных схем предусмотрен механизм копирования элементов блочной схемы как по отдельности, так и блочных схем целиком. Механизм копирования интегрирован в ядро OpenSCADA и работает прозрачно.

5 API пользовательского программирования

Некоторые объекты модуля предоставляют функции пользовательского программирования.

Объект "Блок" (SYS.DAQ.BlockCalc["cntr"]["blk_block"])

• ElTp cfg(string nm) — получение значения конфигурационного поля nm объекта.
• bool cfgSet(string nm, ElTp val) [доступ к соответствующей подсистеме] — установка конфигурационного поля nm объекта в значение val.
• TCntrNodeObj cntr() — возвращает объект контроллера этого параметра, независимо от вложенности.

6 Ссылки

• Диаграмма: Объектная модель пользователя модуля BlockCalc.