Декомпозиция системы и построение сложной сети Петри

Обилие датчиков и приводов, а также сложность операций в автоматизированных комплексах затрудняет непосредственную разработку сети Петри.

Для упрощения этой задачи вначале осуществляем декомпозицию цикла работы автоматизированного комплекса путем построения дерева его иерархии. В отличие от дерева отношений в работе дерево иерархии не показывает, как собирается сложная сеть Петри, а производит декомпозицию автоматизированного комплекса до сложных операций, из которых можно строить сложную сеть Петри.

На верхнем уровне этого дерева находится автоматизированный комплекс (АК), который обозначается Р₀. На более низком уровне находятся устройства, составляющие АК, которые обозначаются Р₁…Р_к. Это могут быть станки, роботы, накопители, дозаторы, транспортные устройства и т.д. Ниже показывают операции, которые эти устройства производят и обозначают Р_к+1…,Р_м.

Если из этих операций можно построить сложную сеть Петри в виде параллельно или последовательно соединенных дублеров, то на этом декомпозицию заканчивают. Если нет, то их разбивают на подоперации более низкого уровня до тех пор, пока не станет возможным построить сложную сеть Петри.

Рисунок 18.1 – Гидравлическая принципиальная схема манипулятора

Рисунок 18.2 - Фрагмент сети Петри

На рисунке 19.1 показано дерево иерархии РТК на базе станка 16К20.

Сложная сеть Петри строится из дублеров d_i, номер которого соответствует позиции P_i дерева иерархии. Дублеры обозначаются двойным кружком. Сложная сеть Петри представлена на рисунке 19.2.Дублер d₀ соответствует начальному состоянию РТК, а логическое условие перехода t₀ - кнопке «Пуск цикла».

Затем следует приступить к детализации каждого дублера, т. е. каждой группы операций, по словесному описанию пояснительной записки.

После окончания детализации надо установить соответствие всех позиций памяти ОЗУ ПД, как показано в таблице 7

Таблица 7- Описание и адресация позиций сети Петри

1.19 Язык программирования контроллера № S – 915

Используется инструкция логических операций, условного и безусловного перехода и таймера.

В дополнение к рисунку 18.2 добавим, что программируемый контроллер имеет две области программируемой памяти: область инструкций с байтной адресацией, который имеет диапазон адресов с 2000 до 3670. В эту область можно записывать значения логических переменных и считывать содержимое ячеек.

Группа логических операций всегда начинается инструкцией

00I0 LD 0047 или 00I0 LC 0121

Р₀-РТК на базе станка 16К20Ф3;

Р₁-токарно – винторезный станок 16К20Ф3;

Р₂-робот;

Р₃-накопитель заготовки деталей;

Р₄-загрузка – выгрузка станка станочными механизмами;

Р₅-обработка детали;

Р₆-загрузка станка роботом;

Р₇-выгрузка станка роботом;

Р₈-подвод заготовки накопителем;

Р₉-отвод деталей накопителем;

Р₁₀-загрузка станка станочными механизмами;

Р₁₁-выгрузка станка станочными механизмами.

Рисунок 19.1 - Дерево иерархии РТК

Рисунок 19.2 – Сложная сеть Петри

Рисунок 19.3 - Пример участка сети Петри

Первые четыре цифры образуют номер инструкции, который используется в качестве метки аналогично языку Бейсик. По этим инструкциям опрашиваются указанные после мнемокода адреса соответственно 0047 0I2I и их содержимое в первом случае непосредственно, во втором инверсно помещается в аккумулятор логического процессора.

Дальше могут следовать инструкции:

- 0012 + D 20I2 или 0113 + С 0045 логического сложения содержимого аккумулятора с непосредственным содержимым адреса 2012 в первом случае и инверсным содержимым адреса 0045 во втором случае;

-0114× 20I3 или 0115× С 0046 логическое умножение содержимого аккумулятора с непосредственным содержимым адреса 2013 в первом случае и инверсным содержимым адреса 0046 во втором случае.

Если после них следуют инструкции 0016LD или0017LC, то содержимое аккумулятора заносятся в стек, глубина которого для контроллера №С 915 равна 12.

Безадресные инструкции 0118+ или 0119× производят соответствующие логические операции содержимого аккумулятора с содержимым верхней ячейки стека, причем последнее удаляется (выталкивается) из стека.

Пример рукописи программы для вычисления логической функции, в которой адреса входов приняты соответственно 0001, 0007, 0003, 0004 и 0006,

имеет вид:

0000 LD 0001

0001 +C 0007

0002 LD 0003

0003 ×C 0004

0004 + 0006

0005 ×

Завершающей инструкцией логических операции является, например, инструкция 0006 1007,по которой выгружается содержимое аккумулятора по указанному адресу 1007. Эта инструкция может работать с адресами выхода и адресами оперативной памяти промежуточных данных.

Инструкция безусловного перехода имеет вид: 0007 JM OOIO и осуществляет переход на метку 0010. Инструкция условного перехода имеет вид 0010 BR 0020. Если содержимое аккумулятора равно "О", то выполняется следующая за ней инструкция. Если содержимое аккумулятора равно "I", то осуществляется переход на указанную в инструкции метку, в данном случае 0020.

Использование инструкций таймера в управляющих программах обусловлено необходимостью в выдержках времени. Таймер программируется группой инструкций. Например:

0051 LD 2007;

0052 PD 0057;

0053 TM 2024;

0054 WR 1007;

Первая инструкция включает таймер, если содержимое ячейки с адресом 2007 равно I. Вторая инструкция программирует величину выдержки времени таймера в десятых долях секунды.

Третья инструкция выделяет область память в ОЗУ промежуточных данных с адреса 2024 длиной в байт.

Последняя инструкция после выдержки времени в 5,7 с, загружает "I" по адресу 1007.

Для увеличения выдержки времени надо программировать составной таймер:

0051 LD 2007;

0052 РD 0057;

0053 TM 2024;

0054 РD 0011;

0055 ТМ 2032;

0056 WR 1007.

В данном случае вторая инструкция РD программирует выдержку времени в десятках секунд, общая выдержка времени равна 115,7 с.