7.3.2. Основные команды....................................................................................................296

7.3.3. Дополнительные команды ПЛК...........................................................................299

7.3.4. Программирование ПЛК.........................................................................................299

7.4. функциональные карты.........................................................................................300

7.4.1. Синтаксис функциональных карт........................................................................300

7.4.2. Реализация функциональных карт......................................................................305

7.4.3. Применение функциональных карт

в промышленном управлении................................................................................306

7.5. Заключение.................................................................................................................308

8. Системные шины 311

8.1. Переход от централизованной к распределенной архитектуре...............311

8.2. Структура и принципы работы шин..................................................................315

8.2.1. Общие характеристики.........................................................................................315

8.2.2. Механические характеристики...........................................................................317

8.2.3. Электронные схемы шинного интерфейса.....................................................31<

8.2.4. Электрический интерфейс шины......................................................................324

8.2.5. Принципы работы шин.........................................................................................325

8.2.6. Синхронная передача данных.............................................................................326

8.2.7. Асинхронная передача данных...........................................................................327

8.2.8. Блочная передача....................................................................................................328

8.2.9. Обработка прерываний.........................................................................................328

8.2.10. Арбитраж шины.......................................................................................................330

8.2.11. Подготовка шины к работе...................................................................................331

8.3. Шина VMEbus (ANSI/VITA 1-1994)................................................................332

8.3.1. Общие характеристики............................................................................................332

8.3.2. Передача данных........................................................................................................333

8.3.3. Приоритеты прерываний.........................................................................................333

8.3.4. Арбитраж шины..........................................................................................................334

8.3.5. Служебные сигналы..................................................................................................334

8.3.6. Расширения шины VMEbus...................................................................................334

8.4. Другие стандарты шин............................................................................................335

8.4.1. Шина компьютеров семейства IBM PC..............................................................335

8.4.2, Шина ISA......................................................................................................................33G

8.4.3. Шина EISA...................................................................................................................336

8.4.4, Шина PCI......................................................................................................................337

8.5. Заключение.................................................................................................................337

9. Цифровые коммуникации в управлении процессами 339

9.1. Информация и коммуникации............................................................................340

9.1.1. Что такое информация?...........................................................................................340

9.1.2, Коммуникации............................................................................................................341

9.1.3. Модель процесса коммуникации..........................................................................342

9.2. Модель взаимодействия открытых систем (ВОС)......................................344

9.2.1. Изменение требований к передаче данных........................................................344

9.2.2. Основы взаимодействия открытых систем........................................................345

9.2.3. Виртуальные устройства.........................................................................................350

9.3. Физические соединения - физический уровень модели ВОС...............351

9.3.1. Основные количественные характеристики.....................................................351

9.3.2. Электрические проводники....................................................................................354

9.3.3. Кодирование бит........................................................................................................355

9.3.4. Модуляция несущей..................................................................................................357

9.3.5. Синхронизация...........................................................................................................359

9.3.6. Стандарты интерфейса EIA-232-D и RS............................................................359

9.3.7. Многоточечный электрический интерфейс RS-485 .......................................361

9.3.8. Оптическая передача данных.................................................................................362

9.3.9. Радиопередача данных.............................................................................................365

9.4. Коммуникационные протоколы..........................................................................366

9.4.1. Протоколы канального уровня..............................................................................366

9.4.2. Виртуальные каналы и мультиплексирование................................................367

9.4.3. Обнаружение и исправление ошибок..................................................................368

9.4.4. Протоколы передачи символов.............................................................................370

9.4.5. Бит-ориентированные протоколы. HDLC.........................................................370

9.4.6. Протокол телеметрии IEC-870..............................................................................372

9.4.7. Блок-ориентированные протоколы.....................................................................373

9.4.8. Верхние уровни модели ВОС (уровни с 3-го по 7-й).....................................374

9.4.9. Протокол TCP/IP....................................................................................................375

9.5. Локальные сети.........................................................................................................379

9.5.1. Сети передачи данных..............................................................................................379

9.5.2. Сетевые топологии....................................................................................................380

9.5.3. Управление доступом к среде................................................................................382

9.5.4. Метод доступа Ethernet (IEEE 802.3).................................................................384

9.5.5. Маркерная шина (IEEE 802.4)..............................................................................387

9.5.6. Маркерное кольцо (IEEE 802,5)...........................................................................388

9.5.7. FDDI...............................................................................................................................389

9.5.8. Межсетевые устройства...........................................................................................390

9.6. Коммуникации в управлении техническими процессами........................392

9.6.1. Иерархическая структура технических процессов.........................................392

9.6.2. Сбор данных и потоки информации в управлении процессами.................393

9.6.3. Протокол автоматизации производства (MAP)..............................................398

9.6.4. Служба производственн1,1х сообщений...............................................................400

9.7. Шины локального управления (Fieldbus)......................................................402

9.7.1. Решение для производственных коммуникаций нижнего уровня............402

9.7.2. Шина Bitbus............................................................................................. 403

9.7.3. fflnnaPROFIBUS.............................................................................................ZaOA

9.7.4. Будет ли создан стандарт Fieldbus?.....................................................................406

10.6.8. Тестирование и отладка......................................................................................453

10.7. Языки программирования и операционные системы

реального времени.................................................................................................455

10.7.1. Требования к языкам и операционным системам

реального времени................................................................................................455

10.7.2. Язык программирования ADA.........................................................................456

10.7.3. Языки С и С++......................................................................................................456

10.7.4. BASIC.......................................................................................................................457

10.7.5. FORTRAN...............................................................................................................458

10.7.6. Pascal и Modula-2..................................................................................................458

10.7.7. Операционная система UNIX...........................................................................459

10.7.8. OSF/IhDCE.........................................................................................................460

10.7.9. MS-DOS, Windows и Windows NT.................................................................461

10.7.10. OS-9.........................................................................................................................462

10.7.11. VAX/VMS..............................................................................................................463

10.8. Заключение..............................................................................................................464

11. Человеко-машинный интерфейс 467

11.1. Человеко-машинный интерфейс как элемент

системы управления.............................................................................................467

11.2. Психологические модели....................................................................................471

11.2.1. Физиология и познание......................................................................................471

11.2.2. Модель человеческого поведения...................................................................472

11.2.3. Теория двухуровневой памяти.........................................................................473

11.2.4. Ошибки......"..............................................................................................................475

11.3. Человек в сложной системе...............................................................................476

11.3.1. Мысленные модели сложных систем.............................................................476

11.3.2. Синтаксическая информация и семантические знания...........................479

11.3.3. Управление уровнем сложности системы....................................................480

11.3.4. Интерфейс пользователя как средство работы

со сложными системами.....................................................................................483

11.4. Оборудование для интерфейса пользователя.............................................484

11.5. Проектирование интерфейса по.пьзователя.................................................487

11.5.1. Общие принципы..................................................................................................487

11.5.2. Применение естественного языка в интерфейсе........................................490

11.5.3. Кодирование...........................................................................................................494

11.5.4. Отображение информации о процессе..........................................................496

11.5.5. Команды оператора..............................................................................................499

11.5.6. Меню.........................................................................................................................502

11.5.7. Оценка интерфейса пользователя...................................................................503

11.6. Графический интерфейс пользовате.яя. Система X Window................504

11.7. Заключение..............................................................................................................506

9.8. Применение сетей общего пользования...........................................................406

9.8.1. Телефонная сеть и модемы.....................................................................................407

9.8.2. Цифровые сети............................................................................................................408

9.8.3. Цифровая сеть с комплексными услугами (ISDN).........................................411

9.8.4. Асинхронный режим передачи (ATM)...............................................................412

9.9. Заключение.................................................................................................................413

10. Программирование систем реального времени 415

10.1. Общее понятие о процессах...............................................................................416

10.1.1. Последовательное программирование и программирование задач реального времени................................................................................................416

10.1.2. Программы и процессы.......................................................................................417

10.1.3. Параллельное программирование, мультипрограммирование

и многозадачность................................................................................................418

10.2. Управление системными ресурсами...............................................................419

10.2.1. Однопроцессорная и распределенная архитектуры.................................419

10.2.2. Функции операционных систем

в среде реального времени.................................................................................421

10.2.3. Распределенные операционные системы......................................................422

10.2.4. Управление процессором и состояния процесса........................................423

10.2.5. Стратегии выбора процесса...............................................................................426

10.2.6. Управление оперативной памятью.................................................................427

10.3. Взаимные иск.дючения и тупики......................................................................428

10.3.1. Защита ресурсов...................................................................................................428

10.3.2. Взаимное исключение.........................................................................................430

10.3.3. Тупики......................................................................................................................433

10.4. Синхронизация процессов - семафоры и события..................................435

10.4.1. Семафоры................................................................................................................435

10.4.2. События...................................................................................................................438

10.5. Обмен информацией между процессами......................................................440

10.5.1. Общие области памяти.......................................................................................440

10.5.2. Почтовыеящики...................................................................................................440

10.5.3. Каналы.....................................................................................................................441

10.5.4. Удаленный вызов процедур..............................................................................442

10.5.5. Сравнение методов синхронизации и обмена данными..........................443

10.6. Методы программирования в реальном времени......................................444

10.6.1. Что такое программа реального времени?...................................................444

10.6.2. Среда программирования..................................................................................445

10.6.3. Структура программы реального времени...................................................446

10.6.4. Обработка прерываний и исключений..........................................................448

10.6.5. Программирование операций ожидания......................................................450

10.6.6. Внутренние подпрограммы операционной системы.................................451

10.6.7. Приоритеты процессов и производительность системы.........................452

Список сокращений

Приложение

Стандарты и организации по стандартизации "Проблема 2000" и ее решение в России

Список литературы

541 545

Английские сокращения

ABS АСК

ADC, А/С

ANSI

ARMA

ASCII

ASK ASN ATM BBM

BiO-L

CCITT

CD CEN

CENELEC

CMOS

CPU CRC

CSMA/CD

- Automatic Braking System - автоматическая тормозная система

- ACKnowledge - положительное квитирование

- Analog/Digital converter - аналого-цифровой преобразователь

- Artificial Intelligence - искусственный интеллект

- Amplitude Modulation - амплитудная модуляция

- American National Standards Institute - американский национальный институт стандартов

- Auto Regressive (digital filter) - авторегрессионый фильтр

- AutoRegressive Moving Average (digital filter) - авторегрессионый фильтр скользящего среднего

- American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией

- Amplitude Shift Keying - амплитудная манипуляция

- Abstract Syntax Notation - абстрактный синтаксис

- Asynchronous Transfer Mode - асинхронный режим передачи

- Break-Be fore-Make (contact) - разрыв перед замыканием, нормально разомкнутый (выключатель)

- Basic Encoding Rules - основные правила кодирования

- Biphase-Level - двухфазное кодирование

- Basic Multilingual Plan - название фирмы при университете Беркли

- Basic Rate Interface - интерфейс базового уровня

- Berkeley Software Distribution

- Constant Bit Rate - постоянная скорость передачи

- Comite Consultatif International de Telegraphie et de Telephonie - Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии, МККТТ; новое название - ITU (International Union - Международный союз электросвязи, МЭС)

- Compact Disk - компактный диск

- Comite Еигорёеп de Normalisation - Европейский комитет по стандартизации

- Comite Еигорёеп de Normalisation Electrotechnique - Европейский комитет по стандартизации в области электротехники

- Computer MtegratedManufacturing - автоматизированная система управления производством

- Complementary Metal-Oxide Semiconductor - комплементарная структура металл-оксид-полупроводник

- Central Processing Unit - центральный процессор

- Cyclic Redundancy Check - циклический избыточный код

- Carrier-Sensing Multiple Access / Collision Detection - множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий

12. Системная интеграция 509

12.1. Структурирование систем управления процессами.................................509

12.2. Интеграция автоматизированных систем управления............................511

12.2.1. Уровни интеграции..............................................................................................511

12.2.2. Монтажные стойки и шкафы............................................................................513

12.2.3. Проектирование интерфейсов..........................................................................515

12.2.4. Выбор уровня интеграции.................................................................................515

12.3. Надежность системы............................................................................................516

12.3.1. Надежность оборудования................................................................................516

12.3.2. Модели для расчета надежности.....................................................................517

12.3.3. Надежность систем управления процессами...............................................518

12.3.4. Надежность программного обеспечения.......................................................520

12.4. Функции автоматизированных систем управления.................................522

12.4.1. Мониторинг............................................................................................................522

12.4.2. Управление.............................................................................................................523

12.4.3. Автоматическое управление.............................................................................523

12.4.4. SCADA.....................................................................................................................524

12.4.5. Применение базы данных процесса

для мониторинга и управления........................................................................524

12.4.6. Производные величины......................................................................................528

12.4.7. Доступ к базе данных процесса, запросы и протоколы............................529

12.4.8. Операции управления, выполняемые

с использованием базы данных........................................................................532

12.4.9. Расширенные языки для управления процессами.....................................533

12.5. Внедрение проектов и управ.дение качеством.............................................533

12.5.1. Организация работы над проектом.................................................................53ci

12.5.2. Управление качеством как часть проектирования системы...................535

12.5.3. Путь к автоматизированным заводам?..........................................................536

12.6. Заключение..............................................................................................................538