Введение к работе
Актуальность темы. Одним из существенных факторов качества цифрового управления в задачах автоматизации технологических процессов является надежность программного обеспечения (ПО), в частности, обеспечивающих его средств автоматизации программирования {САП).
Особенности встроенных микропроцессорных систем управления, существенные в задачах автоматизации производства составляют: реальное время, обусловленность выбора аппаратных средств задачами сопряжения с технологическим объектом (ТО), высокая стоимость простоя автоматизируемого оборудования. Эти особенности приводят к значительному удорожанию отладки программ и ухудшению качества ПО, что должно компенсироваться внедрением более совершенных САП.
Цель работы- повышение качества управления технологическим оборудованием за счет разработки варианта языка структурного ассемблера (ЯСА) для встроенных микропроцессорных систем управления (ВМПСУ) и создания средств автоматизации процесса размещения программ микроконтроллеров со страничной организацией резидентной памяти программ (РПП).
Для достижения этой цели поставлены и решены следующие задачи:
-
Выбор синтаксического прототипа из языков высокого уровня (ЯВУ) для разработки синтаксиса ЯСА.
-
Разработка синтаксиса машинно-независимых объектов ЯСА и методики представления машинно-зависимых объектов в операторах ЯСА, реализация разработанного языка на примере различных классов ВМПСУ технологическими процессами.
-
Разработка средств автоматизации размещения программ в памяти микроконтроллеров со страничной организацией РПП.
-
Испытание разработанных языковых средств и САП в реальных технологических системах.
Методы исследований. В работе использованы: теория структурного программирования, теория автоматического управления, метод проб и ошибок, методы прямой и косвенной рекурсии, метод записи синтаксических формул в расширенной форме Бэкуса-Наура, метод синтезирования условий по мнемоникам команд ветвлений, аппарат теории множеств.
Научная новизна диссертационной работы.
-
Разработан вариант языка структурного ассемблера, ориентированный на создание встроенных систем управление технологическими процессами; в качестве синтаксического прототипа выбран язык высокого уровня Modula-2.
-
Определены необходимые свойства ЯСА и разработаны методы , в.совокупности обеспечивающие его реализацию для различных ВМПСУ:
препроцессорная обработка структур логики;
запись машинно-зависимых и неизменяемых элементов языка в противоположных регистрах;
расширение правила получения мнемоники условия из мнемоники команды ветвления;
введение понятия группы условия;
обоснование ортогонализации множества условий ЯСА прі неортогональной системе команд ветвлений с получением мнемоник в стиле базового ассемблера.
3) Решена задача автоматического размещения программы і
РПП со страничной организацией:
предложен способ получения оценок мощности множеств; допустимых положений секций;
определены условия существования решения задачи размещения;
разработаны методы размещения: метод последовательны: перемещений и метод перестановок;
проведен математический анализ эффективности разрабо тайных методов.
Практическая ценность работы заклю чается в создании языковых средств, позволяющих наглядно вы разить структуру алгоритмов управления с минимальным сниже нием эффективности и контролируемости исполняемого кода, также - для подкласса микроконтроллеров со страничной памя тью - в повышении степени полезного использования памят программ.
Внедрение^ работы. Полученные результат использованы в. НИР, выполненных Центром наукоемкого инжини ринга СПбГТУ при автоматизации производственного цикла атте стации продукции прокатного стана 3600 металлургическог комбината "Азовсталь" (г. Мариуполь), а также при разработ ке, в рамках федеральной программы "йнжинирингсеть России" гибкой производственной системы полупроводниковых структур.
Апробация работы. По теме диссертации публикованы 4 печатные работы. Основные положения работы >ыли доложены и обсуждены на двух конференциях, а также на іаучньгх семинарах кафедры Гибких производственных систем ШбГТУ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка штературы из 156 наименований, б приложений. Основной материал изложен на 146 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка и 10 таблиц.