Модулі/Обчислювач подібний до Java

Модуль джерела даних надає до OpenSCADA механізм створення функцій та їх бібліотек на мові подібній до Java. Опис функції на мові подібній до Java зводиться до обв'язки параметрів функції алгоритмом. Крім цього модуль наділено функціями безпосередніх обчислень шляхом створення об'єктів обчислювальних контролерів.

Безпосередні обчислення забезпечуються створенням об'єкту контролеру та зв'язуванням його із функцією цього-ж модуля. Для зв'язування функції створюється кадр значень (контекст), над яким і виконуються періодичні обчислення.

Модулем реалізуються функції горизонтального резервування, а саме — спільна робота з віддаленою станцією цього-ж рівня. Окрім синхронізації значень та архівів атрибутів параметрів, модулем здійснюється синхронізація значень обчислювальної функції, з метою безударного "підхоплення" алгоритмів.

Параметри функції можуть вільно створюватися, видалятися або модифікуватися. Поточна версія модуля підтримує до 65535 параметрів функції, у підсумку із внутрішніми змінними. Вигляд редагування функцій у конфігураторі OpenSCADA показано на рисунку 1. Рядки ім'я параметрів після першого опрацьовуються як допомога.

Рис.1. Вигляд редагування функцій у конфігураторі OpenSCADA.

Після будь-якої зміни тексту програми або конфігурації параметрів, здійснюється перекомпіляція програми із повідомленням об'єктів значень TValCfg, пов'язаних з функцією. Компілятор мови побудовано із використанням відомого генератору граматики "Bison", який сумісний з не менш відомою утилітою "Yacc".

Мова використовує неявне визначення локальних змінних, яке полягає у визначені нової змінної у випадку привласнення їй значення. Причому тип локальної змінної встановлюється у відповідності з типом значення, що привласнюється. Наприклад, вираз Qr=Q0*Pi+0.01; визначить змінну Qr з типом змінної Q0.

У роботі з різними типами ця мова використовує механізм автоматичного приведення типів у місцях, де подібне приведення є доцільним.

Для коментування ділянок коду у мові передбачено символи "//" та "/* ... */". Все, що йде після "//", до кінця рядку, та між "/* ... */", ігнорується компілятором.

У процесі генерації коду, компілятор мови здійснює оптимізацію за константам та приведення типів констант до потрібного типу. Під оптимізацією констант мається на увазі обчислення двох констант та вставка результату у код, у процесі побудови байт-коду. Наприклад, вираз y=pi*10; згорнеться у просте привласнення y=31.4159;. Під приведенням типів констант до потрібного типу мається на увазі формування константи у коді, яка виключає приведення типу в процесі виконання. Наприклад, вираз y=x*"10";, у випадку реального типу змінної x, перетвориться у y=x*10;.

Вирази привласнення можуть записуватися через символ ',', наприклад:

var1 = 1, var2 = 3, var4 = var1+var2;
for(var1 = 0, var2 = 0, var3 = -1; var1 < 10; var1++, var2++) var3++;

Мова підтримує виклики зовнішніх та внутрішніх функцій. Ім'я будь-якої функції, взагалі, сприймається як символ, перевірка якого на належність до тієї або іншої категорії здійснюється у наступній послідовності:

• не починається з крапки:
  • ключові слова (if, else, while, ...);
  • параметри-атрибути цієї функції;
  • іменовані-вбудовані постійні (EVAL, pi, e, ...) та постійні-об'єкти (SYS, arguments)
  • вбудовані функції (sin, cos, ...);
  • внутрішні, зовнішні функції, функції об'єкту та вузлів об'єктної моделі OpenSCADA;
  • зареєстровані раніш автоматичні змінні;
  • глобальні атрибути параметрів DAQ та властивості змінних;
  • ключові слова (in, var);
  • створення нової автоматичної змінної, ім'я якої не має перетинатися з категоріями вище, починатися на цифру та містити символи операцій.
• починаються з крапки:
  • елементи шляху до властивості та функції об'єкту, ім'я яких не має починатися на цифру та містити символи операцій.

Виклик зовнішньої функції, як і глобального атрибуту параметру DAQ, записується у вигляді адреси до вузла об'єктної моделі OpenSCADA: "DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.klapNotLin". Для статичних функцій Ви можете наступним чином здійснювати динамічне підключення:

function klapNotLin = "DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.klapNotLin";
rez = klapNotLin(prm1, prm2, ..., prmN);

Для надання можливості написання користувацьких процедур управління різними компонентами OpenSCADA, цим модулем надається реалізація API прекомпіляції користувацьких процедур окремих компонентів OpenSCADA на мові подібної до Java. Такими компонентами, наприклад, є: шаблони параметрів підсистеми "Збір даних" та середовище візуалізації та управління (СВУ).

1 Мова подібна до Java

1.1 Елементи мови

Ключові слова: if, else, while, for, in, break, continue, return, function, using.
Постійні:

• десяткові: цифри 0-9 (12, 111, 678);
• вісімкові: цифри 0-7 (012, 011, 076);
• шістнадцяткові: цифри 0-9, літери a-f або A-F (0x12, 0XAB);
• реальні: 345.23, 2.1e5, 3.4E-5, 3e6;
• логічні: true, false;
• строкові: "hello", без переходу на наступний рядок однак з підтримкою прямої конкатенації строкових констант.

Типи змінних:

• ціле: -2⁶³ ... 2⁶³, EVAL_INT(-9223372036854775807);
• реальне: 3.4*10³⁰⁸, EVAL_REAL(-1.79E308);
• логічне: false, true, EVAL_BOOL(2);
• рядок: послідовність символів-байтів (0...255) будь якої довжини, обмеженої об'ємом пам'яті та сховищем у БД; EVAL_STR("<EVAL>").

Вбудовані константи: pi = 3.14159265..., e = 2.71828182..., EVAL_BOOL(2), EVAL_INT(-9223372036854775807), null,EVAL,EVAL_REAL(-1.79E308), EVAL_STR("<EVAL>")
Глобальні атрибути параметрів DAQ (починаючи з підсистеми DAQ та у вигляді {Тип модуля DAQ}.{Об'єкт контролеру}.{Параметр}.{Атрибут}).
Функції та параметри об'єктної моделі OpenSCADA.

Варіанти EVAL (Error VALue) і null опрацьовуються особливо через перетворення одного у інше залежно від використаного базового типу, тобто ви вільні у використанні лише null або EVAL у будь яких випадках.

1.2 Операції мови

Операції, підтримувані мовою, представлено у таблиці нижче. Пріоритет операцій зменшується зверху донизу. Операції з однаковим пріоритетом входять до однієї групи кольору.

1.3 Вбудовані функції мови

Віртуальною машиною мови передбачено наступний набір вбудованих функцій загального призначення:

• double max(double x, double x1) — максимальне значення із x та x1;
• double min(double x, double x1) — мінімальне значення із x та x1;
• string typeof(ElTp vl) — тип значення vl;
• string tr(string base) — переклад базового base повідомлення.

Для забезпечення високої швидкості роботи у математичних обчисленнях модуль надає вбудовані математичні функції, які викликаються на рівні команд віртуальної машини:

• double sin(double x) — синус x;
• double cos(double x) — косинус x;
• double tan(double x) — тангенс x;
• double sinh(double x) — синус гіперболічний від x;
• double cosh(double x) — косинус гіперболічний від x;
• double tanh(double x) — тангенс гіперболічний від x;
• double asin(double x) — арксинус від x;
• double acos(double x) — арккосинус від x;
• double atan(double x) — арктангенс від x;
• double rand(double x) — випадкове число від 0 до x;
• double lg(double x) — десятковий логарифм від x;
• double ln(double x) — натуральний логарифм від x;
• double exp(double x) — експонента від x;
• double pow(double x, double x1) — зведення x у степінь x1;
• double sqrt(double x) — корінь квадратний від x;
• double abs(double x) — абсолютне значення від x;
• double sign(double x) — знак числа x;
• double ceil(double x) — округлення числа x до більшого цілого;
• double floor(double x) — округлення числа x до меншого цілого.

1.4 Оператори мови

Загальний перелік операторів мови:

• var — оператор ініціалізації змінної; визначення змінної без привласнення значення резервує її зі значенням null-EVAL, що дозволяє здійснити одноразову ініціалізацію складних типів даних на кшталт об'єкту, через пряме порівняння і перевірку із isEVal();
• if — оператор умови "ЯКЩО";
• else — оператор умови "ІНАКШЕ";
• while — визначення циклу "ПОКИ";
• for — визначення циклу "ДЛЯ";
• in — роздільник циклу "ДЛЯ" для перебору властивостей об'єкту;
• break — переривання виконання циклу;
• continue — продовжити виконання циклу з початку;
• function — визначення внутрішньої функції;
• using — дозволяє встановити простір видимості зовнішніх функцій часто використовної бібліотеки (using Special.FLibSYS;) для наступного звернення тільки за назвою функції, не має ефекту для об'єктного доступу;
• return — переривання функції та повернення результату, який копіюється до атрибуту із ознакою повернення (return 123;); в середині внутрішньої функції здійснюється її завершення з визначеним результатом;
• new — створення об'єкту, реалізовано для: загальний об'єкт "Object", масив "Array" та регулярні вирази "RegExp";
• delete — видалення/звільнення об'єкту або його властивостей, при цьому: внутрішні змінні встановлюються у null-EVAL, зовнішні замінюються порожнім об'єктом, а властивості об'єкту очищуються.

1.4.1 Умовні оператори

Мовою підтримуються два типи умов. Перший — це операції умови для використання всередині виразу, другий — глобальний, заснований на умовних операторах.

Умова всередині виразу будується на операціях '?' та ':'. У якості прикладу можна записати наступний практичний вираз:

st_open = (pos >= 100) ? true : false;

Що читається як — якщо змінна pos більша або дорівнює 100, тоді змінній st_open привласнюється значення true, інакше — false.

Глобальна умова будується на основі умовних операторів "if" та "else". У якості прикладу можна привести той-же вираз, але записаний у інший спосіб:

if(pos > 100) st_open = true; else st_open = false;

1.4.2 Цикли

Підтримується три типи циклів: while, for та for-in. Синтаксис циклів відповідає мовам програмування: C++, Java та JavaScript.

Цикл while, загалом, записується наступним чином: while({умова}) {тіло циклу};
Цикл for записується наступним чином: for({пре-ініціаліз};{умова};{пост-обчислення}) {тіло циклу};
Цикл for-in записується наступним чином: for({змінна} in {об'єкт}) {тіло циклу};
Де:

{умова} — вираз, який визначає умову;

{тіло циклу} — тіло циклу множинного виконання;

{пре-ініціаліз} — вираз попередньої ініціалізації змінних циклу;

{пост-обчислення} — вираз модифікації параметрів циклу після чергової ітерації;

{змінна} — змінна, яка буде містити ім'я властивості об'єкта при переборі;

{об'єкт} — об'єкт для якого здійснюється перебір властивостей.

1.4.3 Внутрішні функції

Мова підтримує визначення та виклик внутрішніх функцій. Для визначення внутрішньої функції використовується ключове слово "function" та в цілому визначення має синтаксис: function {ім'яФ} ({зм1}, {зм2}, ... {змN}) { {тіло функції} }. Визначення внутрішньої функції всередині іншої недозволене однак дозволено виклик раніш визначеної.

Виклик внутрішньої функції здійснюється у типовий спосіб, як процедура {ім'яФ}({var1}, {var2}, ... {varN}); або як функція {змРез} = {ім'яФ}({зм1}, {зм2}, ... {змN});. Виклик внутрішніх функцій допустимий тільки після їх декларації вище!

Всі змінні, визначені у основному тілі, недоступні всередині внутрішніх функцій і можуть бути передані через двобічні аргументи викликуваної внутрішньої функції або через аргументи основної функції. Всі змінні, визначені в середині внутрішньої функції, мають власний простір назв та недоступні із основного тіла, або будь якої іншої внутрішньої функції, та можуть бути передані в основне тіло через двобічні аргументи, результат викликуваної внутрішньої функції або через аргументи основної функції. Змінні внутрішньої функції реєструються для збереження/відновлення їх контексту після другого та більше входу до функції, тож вони цілковито підтримують рекурсивні виклики!

Оператор "return", в середині внутрішньої функції, здійснює контрольоване її завершення та розташування вказаної змінної, або результату виразу, як результату викликуваної внутрішньої функції.

Приклад типового визначення та використання внутрішньої функції наведено далі:

function sum(a, b, c, d) { return a + ((b==null)?0:b) + ((c==null)?0:c) + ((d==null)?0:d); }
rez = sum(1, 2);

1.4.4 Спеціальні символи строкових змінних

Мовою передбачено підтримку наступних спеціальних символів строкових змінних:

"\n" — переведення рядка;

"\t" — символ табуляції;

"\b" — забій;

"\f" — перевід сторінки;

"\r" — повернення каретки;

"\\" — сам символ '\';

"\041" — символ '!', записаний вісімковим числом;

"\x21" — символ '!', записаний шістнадцятковим числом.

1.5 Об'єкт

JavaLikeCalc надає підтримку типу даних об'єкт "Object". Об'єкт представляє собою асоціативний контейнер властивостей та функцій. Властивості можуть містити як дані чотирьох базових типів, так і інші об'єкти. Доступ до властивостей об'єкту може здійснюватися за посередництвом запису імен властивостей до об'єкту obj.prop, через крапку, а також за посередництвом включення імені властивості у квадратні дужки obj["prop"]. Очевидно, що перший механізм статичний, а другий дозволяє вказувати ім'я властивості через змінну. Ім'я властивості через крапку не має починатися на цифру та містити символи операцій, інакше, для першої цифри, має використовуватися префікс об'єкту — SYS.BD.SQLite.db_1s, або здійснюватися запис у квадратних дужках — SYS.BD.SQLite["1+s"], для символів операцій у назві. Видалити властивість об'єкту можна директивою "delete". Читання невизначеної властивості поверне null-EVAL. Створення об'єкту здійснюється за посередництвом ключового слова new: varO = new Object(). Базове визначення об'єкту не містить функцій. Операції копіювання об'єкту, насправді, роблять посилання на початковий об'єкт. При видаленні об'єкту здійснюється зменшення лічильника посилань, а за досягненням лічильника нуля, об'єкт видаляється фізично.

Різні компоненти OpenSCADA можуть довизначати базовий об'єкт особливими властивостями та функціями. Стандартним розширенням об'єкту є масив "Array", який створюється командою varO = new Array(prm1,prm2,prm3,...,prmN). Перелічені через кому параметри поміщаються до масиву у вихідній послідовності. Якщо параметр тільки один тоді масив ініціюється вказаною кількістю порожніх елементів. Особливістю масиву є те, що він працює із властивостями, як з індексами та основним механізмом звернення є включення індексу у квадратні дужки arr[1]. Масив зберігає властивості у власному контейнері одномірного масиву. Цифрові властивості масиву використовуються для доступу безпосередньо до масиву, а символьні працюють як властивості об'єкту. Детальніше про властивості та функції масиву можна прочитати за посиланням.

Об'єкт регулярного виразу "RegExp" створюється командою varO = new RegExp(pat, flg), де pat — шаблон регулярного виразу, а flg — ознаки пошуку. Об'єкт роботи із регулярними виразами оснований на бібліотеці "PCRE". При глобальному пошуку встановлюється атрибут об'єкту "lastIndex", що дозволяє продовжити пошук у наступному виклику функції. У випадку невдалого пошуку атрибут "lastIndex" скидається у нуль. Детальніше про властивості та функції об'єкту регулярного виразу можна прочитати за посиланням.

Для довільного доступу до аргументів функції передбачено об'єкт аргументів, звернутися до якого можна за посередництвом символу "arguments". Цей об'єкт містить властивість "length" з кількістю аргументів у функції та дозволяє звернутися до значень аргументу за посередництвом його номеру або ідентифікатору. Розглянемо перебір аргументів по циклу:

args = new Array();
for(var i = 0; i < arguments.length; i++)
  args[i] = arguments[i];

Часткові властивості об'єкту мають і базові типи. Властивості та функції базових типів приведено нижче:

• Нульовий тип, функції:
  • bool isEVal(); — повертає "true".

• Логічний тип, функції:
  • bool isEVal(); bool isNaN( ); — перевіряє значення на null-EVAL.
  • string toString(); — надає значення у вигляді рядка "true" або "false".

• real toReal(); — читає логічне значення як реальне число.
• int toInt(); — читає логічне значення як ціле число.

• Ціле та реальне число:

Властивості:

• MAX_VALUE — максимальне значення;
• MIN_VALUE — мінімальне значення;
• NaN — недостовірне значення.

Функції:

• bool isEVal(); bool isNaN( ); — перевіряє значення на null-EVAL, та не число для Реального.
• string toExponential( int numbs = -1 ); — повертає рядок відформатованого числа, у експоненціальній нотації та кількістю значущих цифр numbs. Якщо numbs відсутній то цифр буде стільки скільки потрібно.
• string toFixed( int numbs = 0, int len = 0, bool sign = false ); — повертає рядок відформатованого числа в нотації з фіксованою точкою та кількістю цифр після десяткової точки numbs, з мінімальною довжиною len та обов'язковим знаком sign. Якщо numbs відсутній то кількість цифр після десяткової точки дорівнює нулю.
• string toPrecision( int prec = -1 ); — повертає рядок відформатованого числа з кількістю значущих цифр prec.
• string toString( int base = 10, int len = -1, bool sign = false ); — повертає рядок відформатованого числа цілого типу з базою представлення base (2-36), з мінімальною довжиною len та обов'язковим знаком sign.
• real toReal(); — читає ціле-реальне значення як реальне число.
• int toInt(); — читає ціле-реальне значення як ціле число.

• Рядок:

Властивості:

• int length — довжина рядка.

Функції:

• bool isEVal(); — перевіряє значення на null-EVAL.
• bool isNaN( bool whole = true ); — перевіряє рядок на не число, та загалом whole.
• string charAt( int symb, string type = "" ); — дістає із рядка символ за номером symb типу type. Наступні типи символу підтримуються: ""-ASCII та простий одно байтовий, UTF-8, UTF-16, UTF-32. У випадку із UTF-8, позиція символу symb змінюється у позицію наступного символу оскільки довжина символів цього типу змінна.
• int charCodeAt( int symb, string type = "" ); — дістає із рядка код символу symb типу type. Наступні типи символу підтримуються: ""-ASCII та простий одно байтовий, UTF-8, UTF-16, UTF-16LE, UTF-16BE, UTF-32, UTF-32LE, UTF-32BE. У випадку із UTF-8, позиція символу symb змінюється у позицію наступного символу оскільки довжина символів цього типу змінна.
• string concat( string val1, string val2, ... ); — повертає новий рядок, сформований шляхом приєднання значень val1 та інші до початкового.
• int indexOf( string substr, int start = 0 ); — повертає позицію пошукового рядка substr у вихідному рядку, починаючи з позиції start. Якщо вихідна позиція не вказана то пошук починається з початку. Якщо шуканого рядка не знайдено то повертається "-1".
• int lastIndexOf( string substr, int start = {end} ); — повертає позицію шуканого рядка substr у вихідному рядку починаючи з позиції start, при пошуку з кінця. Якщо вихідна позиція не вказана то пошук починається з кінця. Якщо шуканого рядку не знайдено то повертається "-1".
• int search( string pat, string flg = "" ); — шукає у рядку за шаблоном pat та ознаками шаблону flg. Повертає положення знайденого рядку інакше "-1".

var rez = "Java123Script".search("script","i");  // rez = 7

• int search( RegExp pat ); — шукає у рядку за шаблоном "RegExp" pat. Повертає положення найденого підрядку інакше "-1".

var rez = "Java123Script".search(new RegExp("script","i"));  // rez = 7

• Array match( string pat, string flg = "" ); — шукає у рядку за шаблоном pat та ознаками шаблону flg. Повертає масив із знайденим підрядком (0) та підвиразами (>1). Атрибут "index" масиву встановлюється у позицію знайденого підрядка. Атрибут "input" встановлюється у початковий рядок. Атрибут "err" встановлюється у код помилки операції.

var rez = "1 плюс 2 плюс 3".match("\\d+","g");  // rez = [1], [2], [3]

• Array match( TRegExp pat ); — шукає у рядку за шаблоном "RegExp" pat. Повертає масив зі знайденим підрядком (0) та підвиразами (>1). Атрибут "index" масиву встановлюється у позицію знайденого підрядка. Атрибут "input" встановлюється у початковий рядок. Атрибут "err" встановлюється у код помилки операції.

var rez = "1 плюс 2 плюс 3".match(new RegExp("\\d+","g"));  // rez = [1], [2], [3]

• string slice( int beg, int end ); string substring( int beg, int end ); — повертає підрядок вилучений з початкового, починаючи з позиції beg та до end (не включаючи), нумерація з нуля. Якщо значення початку або кінця негативне, то відлік ведеться з кінця рядку. Якщо кінець не вказано, то кінцем є кінець рядку. Наприклад, конструкція substring(-2) поверне останні два символи рядку.
• Array split( string sep, int limit ); — повертає масив елементів рядку, поділених sep та з обмеженням кількості елементів limit.
• Array split( RegExp pat, int limit ); — повертає масив елементів рядку, поділених шаблоном "RegExp" pat та з обмеженням кількості елементів limit.

rez = "1,2, 3 , 4 ,5".split(new RegExp("\\s*,\\s*"));  // rez = [1], [2], [3], [4], [5]

• string insert( int pos, string substr ); — вставляє підрядок substr у позицію pos поточного рядку.
• string replace( int pos, int n, string str ); — замінює підрядок з позиції pos та довжиною n у поточному рядку, на рядок str.

rez = "Javascript".replace(4,3,"67");  // rez = "Java67ipt"

• string replace( string substr, string str ); — замінює всі підрядки substr на рядок str.

rez = "123 321".replace("3","55");  // rez = "1255 5521"

• string replace( RegExp pat, string str ); — замінює підрядок за шаблоном pat на рядок str.

rez = "value = \"123\"".replace(new RegExp("\"([^\"]*)\"","g"),"``$1''"));  // rez = "value = ``123''"

• real toReal(); — перетворює поточной рядок у реальне число.
• int toInt( int base = 10 ); — перетворює поточний рядок у ціле число, відповідно до основи base (від 2 до 36). Якщо основа дорівнює 0 тоді буде враховуватися префіксний запис для визначення основи (123-десяткове; 0123-вісімкове; 0x123-шістнадцяткове).
• string {parse,parseEnd}( int pos, string sep = ".", int off = {0,{length}}, bool mergeSepSymb = false ); — виокремлює із вихідного рядку елемент pos для роздільника елементів sep та від зміщення off (зупинка на початку наступного токену, або кінці для parseEnd). mergeSepSymb визначає дозвіл поєднання групи однакових символів у один роздільник. Результуюче зміщення поміщається назад до off. parseEnd() робить те саме, але з кінця.
• string parseLine( int pos, int off = 0 ); — виокремлює рядок з номером pos від зміщення off (зупинка на початку наступного токену). Результуюче зміщення поміщається назад до off.
• string parsePath( int pos, int offCmptbl = 0, int off = 0 ); — виділяє з початкового шляху елемент pos від зміщення off (зупинка на початку наступного токену) або offCmtbl (зупинка на наступному символі кінця поточного токену — для сумісності). Результуюче зміщення поміщається назад до off або offCmtbl.
• string parsePathEnd( int pos, int off = {length} ); — виділяє з кінця рядка початкового шляху елемент pos від зміщення off (зупинка на кінці наступного токену). Результуюче зміщення поміщається назад до off.
• string path2sep( string sep = "." ); — перетворює шлях у поточному рядку у рядок з розділювачем sep.
• string trim( string cfg = " \n\t\r" ); — обрізає рядок з початку та кінцю, для символів cfg.

Для доступу до системних об'єктів(вузлів) OpenSCADA передбачено відповідний об'єкт, який створюється шляхом простого вказання точки входу "SYS" кореневого об'єкту OpenSCADA, а надалі, через крапку, вказуються вкладені об'єкти, відповідно до ієрархії. Наприклад, виклик функції запиту через вихідний транспорт здійснюється наступним чином: SYS.Transport.Sockets.out_testModBus.messIO(Special.FLibSYS.strEnc2Bin("15 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 05"));.

1.6 Приклади програми на цій мові

Наведемо декілька прикладів програм на мові подібній до Java:

//Модель ходу виконавчого механізму кульового крану
if(!(st_close && !com) && !(st_open && com))
{
  tmp_up = (pos>0&&pos<100) ? 0 : (tmp_up>0&&lst_com==com) ? tmp_up-1/frq : t_up;
  pos += (tmp_up>0) ? 0 : (100*(com?1:-1))/(t_full*frq);
  pos = (pos>100) ? 100 : (pos<0) ? 0 : pos;
  st_open = (pos>=100) ? true : false;
  st_close = (pos<=0) ? true : false;
  lst_com = com;
}

//Модель клапану
Qr = Q0 + Q0*Kpr*(Pi-1) + 0.01;
Sr = (S_kl1*l_kl1+S_kl2*l_kl2)/100;
Ftmp = (Pi>2*Po) ? Pi*pow(Q0*0.75/Ti,0.5) : (Po>2*Pi) ? Po*pow(Q0*0.75/To,0.5) : pow(abs(Q0*(pow(Pi,2)-pow(Po,2))/Ti),0.5);
Fi -= (Fi-7260*Sr*sign(Pi-Po)*Ftmp)/(0.01*lo*frq);
Po += 0.27*(Fi-Fo)/(So*lo*Q0*frq);
Po = (Po<0) ? 0 : (Po>100) ? 100 : Po;
To += (abs(Fi)*(Ti*pow(Po/Pi,0.02)-To)+(Fwind+1)*(Twind-To)/Riz)/(Ct*So*lo*Qr*frq);

2 Об'єкт контролеру та його конфігурація

Об'єкт контролеру цього модуля, для забезпечення безпосередніх обчислень, пов'язується з функціями із бібліотек, побудованими за його допомогою, або з шаблоном збору даних. У випадку з шаблоном збору даних, додається можливість зовнішнього зв'язування, з іншими параметрами та атрибутами підсистеми "Збір даних". Для надання обчислювальних даних до OpenSCADA, у об'єкті контролеру можуть створюватися параметри. Приклад вкладки конфігурації об'єкту контролеру даного типу наведено на рисунку 2.

Рис.2. Вкладка конфігурації об'єкта контролера.

За допомогою цієї вкладки можна встановити:

• Стан об'єкту контролеру, а саме: статус, "Ввімкнено", "Виконується" та ім'я сховища, яке містить конфігурацію.
• Ідентифікатор, ім'я та опис контролеру.
• Стан "Ввімкнено" та "Виконується", у який переводити об'єкт контролеру при запуску.
• Адреса обчислювальної функції або шаблону збору даних.
• Планування обчислення, пріоритет задачі опитування джерел даних та кількість ітерацій у одному циклі завдання обчислення.

Вкладка "Обчислення" об'єкту контролеру (Рис. 3) містить параметри та текст програми, яка безпосередньо виконується контролером. Модулем передбачена обробка низки спеціальних параметрів, доступних у програмі контролеру:

• f_frq — частота обчислення програми контролера, тільки читання.
• f_start — ознака першого виконання програми контролера — запуск, тільки читання.
• f_stop — ознака останнього виконання програми контролера — зупинка, тільки читання.
• this — об'єкт даного контролеру.

Рис.3. Вкладка "Обчислення" об'єкту контролеру.

3 Параметр об'єкту контролера та його конфігурація

Модуль надає тільки один "Стандартний (std)" тип параметрів із назвою таблиці параметрів "JavaLikePrm_{CntrId}".

Параметр об'єкту контролера даного модуля виконує функцію надання доступу до результатів обчислення контролера у OpenSCADA, за посередництвом атрибутів параметрів. Із специфічних полів, вкладка конфігурації параметра об'єкта контролера містить тільки поле переліку параметрів обчислювальної функції, які треба відобразити.

4 Бібліотеки функцій модуля

Модуль надає механізм для створення бібліотек користувацьких функцій на мові подібній до Java. Приклад вкладки конфігурації бібліотеки зображено на рисунку 4. Вкладка містить базові поля: доступність, адреса таблиці БД бібліотеки (з відстеженням наявності даних у різних сховищах та наданням послідовного видалення дублікатів), дата та час модифікації, ідентифікатор, ім'я та опис.

Об'єкт все ще підтримує визначення надлишкової адреси сховку із таблицею до того часу як ви перейменуєте її у стандартну форму "flb_{ObjID}".

Рис.4. Вкладка конфігурації бібліотеки.

5 Користувацькі функції модуля

Функція, також як і бібліотека, містить базову вкладку конфігурації, вкладку формування програми та параметрів функції (Рис.1), а також вкладку виконання створеної функції.

6 API користувацького програмування

Деякі об'єкти модуля надають функції користувацького програмування.

Об'єкт "Бібліотека функцій" (SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_Lfunc"])

• ElTp {funcID}(ElTp prm1, ...) — викликає функцію "funcID" бібліотеки "Lfunc" з параметрами prm{N}. Повертає результат викликаної функції. Префікс "lib_" перед ідентифікатором бібліотеки обов'язковий!

Об'єкт "Користувацька функція" (SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_Lfunc"]["func"])

• ElTp call(ElTp prm1, ...) — викликає функцію "func" бібліотеки "Lfunc" з параметрами prm{N}. Повертає результат викликаної функції. Префікс "lib_" перед ідентифікатором бібліотеки обов'язковий!

7 Сервісні команди-функції Інтерфейсу Управління

Сервісні функції — це інтерфейс доступу до OpenSCADA із зовнішніх систем посередництвом Інтерфейсу Управління. Цей механізм покладено в основу усього обміну всередині OpenSCADA, реалізованого шляхом слабких зв'язків та власного протоколу обміну OpenSCADA.

Отримання значень ВВ функції об'єкту контролеру
ЗАП: <get path="/DAQ/JavaLikeCalc/{CNTR}/%2fserv%2ffncAttr" />

• CNTR — об'єкт контролеру.

ВІДП: <get path="/DAQ/JavaLikeCalc/{CNTR}/%2fserv%2ffncAttr" rez="0">{IOs}</get>

• IOs — ВВ контексту виконання функції у тегах "a": <a id="{ID}">{value}</a>
  • ID — ідентифікатор ВВ;
  • value — значення ВВ.

<get path="/DAQ/JavaLikeCalc/testCalc/%2fserv%2ffncAttr" rez="0" user="roman">
  <a id="f_frq">0.1</a>
  <a id="f_start">0</a>
  <a id="f_stop">0</a>
  <a id="this">&lt;TCntrNodeObj path="/sub_DAQ/mod_JavaLikeCalc/cntr_testCalc/"/&gt;</a>
  <a id="offset">100</a>
  <a id="out">50</a>
  <a id="test">1</a>
  <a id="rez" />
  <a id="inFarg">3</a>
</get>

Встановлення значень ВВ функції об'єкту контролеру
ЗАП[root-DAQ]: <set path="/DAQ/JavaLikeCalc/{CNTR}/%2fserv%2ffncAttr">{IOs}</set>

• CNTR — об'єкт контролеру;
• IOs — ВВ контексту виконання функції у тегах "a": <a id="{ID}">{value}</a>
  • ID — ідентифікатор ВВ;
  • value — значення ВВ.

<set path="/DAQ/JavaLikeCalc/testCalc/%2fserv%2ffncAttr">
  <a id="out">50</a>
  <a id="test">1</a>
</set>

8 Продуктивність

Початковий текст процедур на мові цього модуля компілюється у байт-код, який надалі обчислюється віртуальною машиною. Байт-код це не машинний код і досягнути продуктивності самої апаратної архітектури у віртуальній машині його виконуючої — теоретично нереально, якщо звісно код цієї віртуальної машини не виконує сам процесор. Тобто продуктивність виконання байт-коду приблизно на порядок нижче апаратної продуктивності за рахунок накладених витрат команд віртуальної машини, розподілу багатопотокового доступу до даних, прозорого приведення типів та відсутності жорсткої типізації, а також динамічної природи мови та наявності складних типів "Рядок" та "Об'єкт".

28.01.2006:
Description: Initial estimation of the productivity of the OpenSCADA virtual machine in example of the expression y=x1+x2, where all the variables are global and in the float-point type.

17.07.2013:
Description: Justification of the current performance evaluation and optimization. The measurements were made by sampling the minimum time from five calls to 1000 executions of the formula a -= b*(a-c) and its abbreviations in each call. All the variables are global and in the float-point type.

24.04.2016:
Reason: Estimate performance of accessing to the low level IO lines on Raspberry Pi GPIO in different ways of the JavaLikeCalc language of OpenSCADA.
Conditions: Raspberry Pi 3, GPIO40, DAQ.GPIO (based on the library bcm2835)

9 Посилання

• Діаграма: Об'єктна модель користувача модуля JavaLikeCalc.