Языки релейно-контактных символов

Министерство образования  Нижегородской области

Государственное образовательное  учреждение

Нижегородский государственный  инженерно-экономический институт

(ГОУ ВПО НГИЭИ)

Факультет  ИТиСС

Кафедра: «Электрификация и автоматизация с/х

 

Реферат

по дисциплине: « Микропроцессорные системы управления »

Тема: Языки релейно-контактных символов.

 

 

Выполнила и студентка:

                               группы 11-ЭлО

                           Семёнова О.В.

(Ф.И.О. студента)

 

 

Проверил:

Шилова Т.В.

(Ф.И.О. преподавателя)

 

 

 

 

г. Княгинино

2013г.

Содержание 

Введение………………………………………………………………………3

История развития языков программирования ………………………………4

Этапы программирования технологических  процессов………………….…7 

Язык релейно-контактных символов…………………………………..…….8

Язык символов булевой  алгебры……………………………………….……12

Языки типа мнемокода…………………………………………………….…13

Заключение……………………………………………………………….….15

Список Литературы……………………………………………………....…16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведение

Для проведения технологических  операций могут использоваться программы  различного уровня от механического  коммутатора до электронно-вычислительной машины. В настоящее время нашли  широкое применение маршрутные и  технологические карты, а также  описания последовательности технологических  операций в виде документации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

История развития языков программирования

Программа – алгоритм, записанный на языке программирования. Программа  – последовательность операторов языка. Языки программирования – искусственные  языки, строго формализованные; существует правила записи операторов языка  – синтаксис языка.

Машинный язык (40-50 годы XX в.).

Программы на машинном языке  – очень длинные последовательности единиц и нулей, являлись машинно зависимыми, т.е. для каждой ЭВМ необходимо было составлять свою программу.

Ассемблер (начало 50-ых годов XX в.).

Вместо 1 и 0 программисты теперь могли пользоваться операторами (MOV, ADD, SUB и т.д.), которые похожи на английские слова. Программы на ассемблере также  являются машинно-зависимыми. Для преобразования в машинный код использовался  компилятор (спец. программа – переводчик в машинный код).

Первые языки программирования высокого уровня.

С середины 50-ых гг. XX в. начали создавать первые языки программирования высокого уровня (high-level language). Эти языки были Машино независимыми (не привязаны к опред. типу ЭВМ). Но для каждого языка были разработаны собственные компиляторы.

Примеры таких языков: FORTRAN (FORmula TRANslator; 1954) предназначен для научных и технических расчетов; COBOL (1959) был предназначен в основном для коммерческих приложений (обрабатывал большие объемы нечисловых данных) – Common Business-Oriented Language); язык BASIC (Beginner’s All Purpose Instuction Code – универсальный язык символьных инструкций для начинающих) (1964 г.)

Алгоритмические языки программирования.

С начала 80-ых г. XX в. начали создаваться  языки программирования, которые  позволили перейти к структурному программированию (использование операторов ветвления, выбора, цикла и практически  отказ от частого использования  операторов перехода (goto). К этим языкам относятся: язык Pascal (назван его создателем Никлаусом Виртом в честь великого физика Блеза Паскаля; 1970); язык Си, позволяющий быстро и эффективно создавать программный код (1971)

Языки объектно-ориентированного программирования

(90-ые г. XX в.). В основу  этих языков положены программные  объекты, которые объединяют данные  и методы их обработки. В  этих языках сохранялся алгоритмический  стиль программирования. Для них  были разработаны интегрированные  среды программирования, позволяющие  визуально конструировать графический  интерфейс приложений:

язык С++ (1983) - продолжение  алгоритм. языка Си;

язык Object Pascal (1989) был создан на основе языка Pascal. После создания среды программирования – Delphi (1995);

язык Visual Basic(1991) был создан корпорацией Microsoft на основе языка Qbasic (1975) для разработки приложений с графическим интерфейсом в среде ОС Windows.

Языки программирования для  компьютерных сетей.

В 90-ые годы XX в. в связи с бурным развитием Интернета были созданы языки, обеспечивающие межплатформенную совместимость. На подключенных к Интернету компьютерах с различными ОС (Windows, Linux, Mac OS и др.) могли выполняться одни и те же программы. Исходная программа компилируется в промежуточный код, который исполняется на компьютере встроенной в браузер виртуальной машиной:

язык Java - объектно-ориентированный язык был разработан фирмой Sun Microsystems для создания сетевого программного обеспечения (1995);

язык JavaScript – язык сценариев Web-страниц (компания Netscape). (1995)

Языки программирования на платформе .NET.

Интегрированная среда программирования Visual Studio .Net, разработанная корпорацией Microsoft, позволяет создавать приложения на различных языках объектно-ориентированного программирования, в том числе:

на языке Visual Basic .Net ( на основе Visual Basic) - 2003 г.;

на языке Visual C# (С-шарп) – на основе языков С++ и J – 2003 г.;

на языке Visual J# (J-шарп) – на основе Java и JavaScript – 2003 г.

Интерпретаторы и компиляторы

Для того, чтобы процессор мог выполнить программу, программа и данные должны быть загружены в оперативную память. Необходимо, чтобы в ОП был размещена программа - транслятор, автоматически переводящий с языка программирования в машинные коды. Трансляторы бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретатор – программа, которая обеспечивает последовательный перевод операторов программы с одновременным их выполнением. Достоинством интерпретатора является удобство отладки (поиск ошибок), недостаток – сравнительно малая скорость выполнения. Компилятор переводит весь текст программы на машинный язык и сохраняет его в исполнимом файле (обычно с расширением .exe).

Системы объектно-ориентированного программирования содержат программу-транслятор и позволяют работать в режиме как интерпретатора, так и компилятора. На этапе разработки и отладки проекта используется режим интерпретатора, а для получения готовой программы – режим компилятора

Этапы программирования технологических процессов

Перед проведением технологической  операции следует оценить предыдущие процессы с изделием, познакомиться  по справочной литературе с маркой материала, оценить требования заказчика  к результату, а также технологические  возможности оборудования. Целесообразно  процесс подготовки разбить на несколько  этапов: 
а) составление последовательности технологических операций; 
б) присвоение индексов операциям; 
в) составление таблицы параметров и времени их выполнения; 
г) канал возврата на случай брака. 
Последовательность технологических операций предполагает несколько каналов (по числу участников операции). Например, при напылении пленок в вакууме участниками процесса являются: исходный материал, вакуумная камера, источник паров, подложка, система индикации толщины пленки, система газового питания и т.д.

Языки программирования

При приведении технологических  операций нет необходимости в  применении больших электронно-вычислительных машин. В основном требуются машины с возможностью выработки сигнала  коммутации исполнительного устройства (например, машины фирмы МАКЕNТОSН). В настоящее время нашли применение, так называемые, языки пользователя: 
а) ассемблер; 
б) Паскаль; бейсик; 
в) язык релейно-контактных символов: 
г) "Время-команда"; 
д) "Время-параметр"; 
е) язык булевых уравнений.  

Язык релейно-контактных символов 
 
В основу языка релейно-контактных символов (РКС), называемого также языком лестничных диаграмм, положено представление алгоритма управления в виде релейной электрической схемы. 
Язык РКС позволяет отображать пять категорий логического уравнения: аргумент, функцию, инверсию, логическое умножение и логическое сложение. 
Базовые команды

Команда в символах		Наименование	Выполняемая функция
РКС	Буля
	(	Начало ветвления или открыть  скобку
	●	Опрос прямого значения адресуемого  операнда или логическое умножение  на прямой операнд	Х→R0 в начале цепи    ХR0→R0 внутри цепи
	●	Опрос инверсного значения адресуемого  операнда или логическое умножение  на инверсный операнд	→R0    R0→R0
	+	Перенос маркера в начало ветвления  или логическое сложение с операндом  в следующем шаге	(R0+ )→R0    (R0+X)→R0
	)	Конец ветвления или закрыть скобку
	=	Возбудить адресуемый операнд	R0→ выход
S	S=	Возбудить адресуемый выход и зафиксировать	Установка памяти
R	R=	Выключить адресуемый операнд и зафиксировать	Сброс памяти

Приняты обозначения: аргумента - замыкающим контактом; инверсии - размыкающим  контактом; функции - нагрузкой релейной цепи; логического умножения и  сложения - соответственно последовательным и параллельным соединением контактов  электрической цепи. 
Составление управляющей программы на языке РКС осуществляется по заранее составленной или уже имеющейся принципиальной электрической схеме. 
В первых моделях ПЛК при переводе релейной схемы в управляющую программу накладывались определенные ограничения на количество контактов в этих цепях, включаемых параллельно или последовательно. При превышении допустимого числа контактов необходимо было вводить дополнительные (промежуточные) реле. Т.е. перед разработкой управляющей программы релейный вариант принципиальной электрической схемы требовалось привести к некоторому нормализованному виду. В современных ПЛК эти ограничения отсутствуют.

Рассмотрим пример составления  управляющей программы на языке  РКС по принципиальной электрической  схеме. 
 
Пример

 
 
Рис.6.1. Схема программирования на РКС: 1-7- этапы программирования

Технология программирования с помощью языка РКС сводится к привязке контролируемых входов и  управляемых выходов ПЛК к  конкретным контактам и обмоткам реле и пускателей, которым присваиваются  соответствующие номера входов и  выходов контроллера. Нумеруются также  обмотки промежуточных реле и  другие аппараты, рассматриваемые в  ПЛК как внутренние переменные. 
Рассмотрим релейный вариант фрагмента электрической схемы приведенный на рис. 6.2, а на рис. 6.3 показан фрагмент управляющей программы, составленный на языке РКС. 
 
 
 
Рис 2.2. Фрагмент электрической схемы 
 
 
 
Рис 6.3. Фрагмент управляющей программы на языке РКС

В приведенном фрагменте  управляющей программы номера 0101 - 0106 соответствуют входам 01 - 06 на модуле входов с номером 01, а номера 0801 - 0802 - выходам 01-02 модуля выходов с  номером 08. 
Использование данного языка для программирования ПЛК характеризуется серьезным противоречием. Идея применения ПЛК состоит в программировании и отработке заданного алгоритма функционирования технологического агрегата и исключает принципиальную необходимость предварительной разработки электрических схем в их традиционном представлении, а использование языка РКС вынуждает все же разработать релейный вариант схемы, привести ее к некоторому нормализованному виду и лишь после этого приступить к собственно программированию. Разработка принципиальной электрической схемы всегда являлась наиболее сложным и наиболее трудоемким этапом в проектировании систем управления, поэтому технология программирования, основанная на применении языка РКС, существенно снижает эффективность использования.

Язык символов булевой алгебры 
Наиболее популярным является язык символов булевой алгебры (СБА). 
Язык СБА имеет определенные преимущества по сравнению с языком РКС, так как в этом случае при написании программы нет необходимости предварительного рассмотрения релейного варианта схемного решения, - достаточно лишь точно представить логические условия управления технологическим оборудованием и поэтому фрагмент программы, показанный на рис. 6.3, на языке СБА может быть представлен в виде записи соответствующих логических уравнений в их обычной форме, т.е.: 
(Х0101 + Y0801) * /Х0102 * /Х0103 = Y0801, 
(Х0104 + Y0802) * /Х0105 * /Y0801 = Y0802. 
Как следует из приведенного примера, в языке СБА в качестве команд используются основные символы булевой алгебры, а именно: логическое сложение " + ", логическое умножение " . ", инверсия в виде " " или " /X ", а также вспомогательные элементы, например, скобки, причем в первых моделях ПЛК количество аргументов, количество скобок а также количество возможных вложений скобок ограничивалось, - в современных ПЛК их количество может быть произвольным. 
Язык СБА является не только более "прозрачным" и позволяет получить значительно более компактную форму записи как отдельных логических уравнений, так и всей управляющей программы.