46. Операционные системы реального времени.

Быстродействие ПЛК или компьютера влияет на величину динамической погрешности система автоматизации и запас ее устойчивости при наличии обратной связи. Для улучшения этих характеристик используют быстродействующие модули ввода-вывода и компьютер (ПЛК) с высокопроизводительным процессором. Это позволяет улучшить динамические характеристики системы, однако большинство операционных систем (ОС) не могут обеспечить одно и то же время выполнения задачи при повторных ее запусках, т.е. время выполнения является случайной величиной.

Для устранения этой проблемы был разработан класс ОС, которые обеспечивают детерминированное время выполнения задач и реакции на аппаратные прерывания. Такие ОС получили название ОСРВ (Операционные системы реального времени) и были поделены на ОС жесткого и мягкого реального времени. Их отличительным признаком является не время выполнения задач, а гарантированность постоянства величины этого времени для одной и той же задачи. ОС жесткого РВ гарантирует выполнение задачи за заранее известное время. В ОС мягкого РВ приняты особые меры для устранения неопределенности времени выполнения, однако полностью неопределенность не устраняется. Например, ОС Windows XP не является ОСРВ, но может выступать в ее роли при управлении медленными (тепловыми) процессами.

Базовыми требованиями для обеспечение режима РВ являются следующие: -высокоприоритетные задачи выполняются в первую очередь; - должна быть исключена инверсия приоритетов (ситуация, когда поток с высоким приоритетом требует предоставления ресурса, который уже занят потоком с более низким приоритетом); - процессы и потоки, время которых нельзя планировать, никогда не должны полностью занимать ресурсы системы. В системах РВ обычно отсутствует виртуальная память, поскольку этот метод использует подкачку страниц с диска, время выполнения которой является непредсказуемым. Наиболее распространенными в ПЛК и компьютерах для решения задач автоматизации являются ОС Windows CE, QNX Neutrino, FreeRTOS и OS-9.

47. Scada-системы.

Большинство систем автоматизации функционируют при участии диспетчера (оператора). Интерфейс между человеком и системой называют человеко-машинным интерфейсом (ЧМИ, HMI). Когда ЧМИ предназначен для взаимодействия человека с автоматизированным ТП, его называют системой SCADA.

Существующие в настоящее время SCADA-пакеты выполняют множество функций, которые можно разделить на несколько групп: - настройка SCADA на конкретную задачу (т.е. разработка программной части системы автоматизации); - диспетчерское управление; - автоматическое управление; - хранение истории процессов; - выполнение функций безопасности; - выполнение общесистемных функций. Иногда SCADA комплектуются средствами для программирования контроллеров.

В SCADA-пакетах используют понятие аларма и события. Событие – это изменение в состоянии системы. События не требуют срочного вмешательства оператора, а просто информируют его о состоянии системы. В отличие от события, аларм представляет собой предупреждение о важном событии, в ответ на которое нужно срочно принять некоторые действия (достижение критической температуры или давления).

В настоящее время наиболее распространенными отечественными системами являются MasterSCADA (ИнСАТ), TraceMode (AdAstra Research Group, Ltd.), Круг-2000 (НПФ «КРУГ») и САРГОН (НВТ-Автоматика).

Клиентская программа и ОРС-сервер могут быть установлены на одном и том же компьютере или на разных компьютерах сети Ethernet . При наличии нескольких компьютеров каждый из них может содержать ОРС-сервер и подключенные к нему физически устройства. В такой системе любой ОСР-клиент с любого ПК может обращаться в любому ОРС –серверу, в том числе расположенному на другом ПК сети.