Izgradnja kompleksnih sistemov zahteva arhitekturo, ki omogoča ponovno uporabo kode, razširljivost in upravljanje izvajanja. V naslednjih dveh razdelkih je opisano, kako zgradite osnovno arhitekturo za krmilne aplikacije in kako s to arhitekturo izvajate preproste zanke PID.
Osnovno ozadje arhitekture krmilnika
Osnovna arhitektura krmilnika ima tri glavna stanja:
- Inicializacija (notranja opravila)
- Krmiljenje (V/I- in komunikacijski gonilniki, tabela pomnilnika, krmiljenje ter merilna opravila)
- Zaustavitev (notranja opravila)
Inicializacijski program
Pred izvedbo glavne krmilne zanke mora program izvesti inicializacijski program. Ta program pripravi krmilnik na izvajanje in ni pravo mesto za logiko, ki je povezana s strojem, na primer za zagon ali inicializacijo stroja. Ta logika sodi v glavno krmilno zanko. Inicializacijski program:
- Nastavi vse notranje spremenljivke na privzeta stanja.
- Ustvari vse programske strukture, ki so potrebne za delovanje. To lahko vključuje čakalne vrste, medpomnilnike FIFO za delovanje v realnem času, referenčne številke VI in prenos bitne datoteke za napravo FPGA.
- Izvede dodatno uporabniško določeno logiko za pripravo krmilnika za delovanje, na primer pripravo dnevniških datotek.
Krmilni program V/I, komunikacije in pomnilniška tabela
Številni programerji so seznanjeni z neposrednim V/I-dostopom, pri katerem podprogrami neposredno pošiljajo in sprejemajo stanja vhodov ter izhodov v strojno opremo in iz nje. Ta metoda je idealna za zajemanje valovnih oblik, obdelavo signalov in manjše enotočkovne načine uporabe. Vendar pa krmilne aplikacije običajno uporabljajo enotočkovna branja in zapisovanja, ki se lahko pri več možnih stanjih močno razširijo, vsa pa potrebujejo dostop do V/I-naprav. Dostop do V/I-naprav dodatno obremeni sistem in ga lahko upočasni. Poleg tega upravljanje več V/I-dostopov po vseh ravneh programa zelo oteži spreminjanje V/I-enot in izvedbo funkcij, kot sta simulacija ter prisilno postavljanje vrednosti. Krmilni program se tem težavam izogne z V/I-arhitekturo s pregledovanjem. Pri takšni arhitekturi dostopate do fizične strojne opreme le enkrat na vsako iteracijo zanke preko V/I- in komunikacijskih gonilnikov (na sliki 2.1 so označeni kot V/I- in komunikacijski gonilniki). Vhodne in izhodne vrednosti so shranjene v pomnilniški tabeli, krmilne ter merilne naloge pa namesto neposredno do strojne opreme dostopajo do pomnilnika.
Uvod v CompactRIO (2)
Brezplačna številka: 080 080 844
