Структура программного обеспечения

Программное обеспечение систем автоматики является такой же неотъемлемой частью, как и аппаратное обеспечение. От правильности проектирования и использования программного обеспечения (ПО) зависят все основные показатели качества и надёжности системы автоматики в целом.

Часть программного обеспечения является системным ПО и поставляется иногда вместе с оборудованием. Оно, как правило, рассчитано на конкретную вычислительную платформу.

Функционально близко к системному программному обеспечению находится специальное ПО, предназначенное не для автоматического управления, а для оперативного наблюдения за ходом процессов в системе, ведения архивов, отчётов, наглядного представления текущих параметров процессов, организации виртуальных измерительных приборов, дисплеев и т.п. Это – SCADA-системы (рассматриваются далее). Эти системы обычно не работают в жёстком реальном времени. Имеется достаточное количество таких готовых систем (например, система Trace Mode или система UltraLogik). В целях обеспечения независимости от производителя а также в целях повышения надёжности и проблемной ориентированности часто такие системы создают специально.

Другая часть программного обеспечения – драйверы устройств должна быть результатом согласования фирм-разработчиков устройств и фирм-разработчиков системного ПО. Чаще всего такое согласование достигается путём следования стандартам разработки драйверов. Однако, к сожалению, часто эта часть программного обеспечения оказывается недостаточно качественной.

Кроме того, для решения либо конкретных вычислительных задач, возникающих в системе, или для управления специальными (нестандартными) устройствами создается прикладное ПО, которое иногда вынужден создавать разработчик конкретной системы управления. При этом часто приходится использовать язык ассемблера, так как требуется высокое быстродействие и предсказуемость поведения программы. Особенно это справедливо при программировании специализированных контроллеров, непосредственно связанных с объектами управления. Важнейшим свойством ПО систем автоматики является его иерархичность (рис. 5.23).

Можно выделить, по крайней мере, три уровня иерархии [6]: уровень диспетчерского управления; прикладной уровень управления, на котором происходит решение сложных вычислительных задач, выработка целей, сложная обработка (возможно, в реальном времени) измерительной информации; уровень локальных контроллеров (локальных САУ).