PACFramework

Апаратурні процедури

У процедурному керуванні згідно ISA-88 технологічна програма представляє собою сукупність процедур які координуючись виконують певну послідовність технологічних дій. Сама верхня процедура (процедура технологічної комірки, procedure) координує роботу процедур нижчого рівня (процедури технологічного вузла, unit procedure) які у свою чергу координують роботу операцій або/та етапів (operation/phase).

У ПЛК реалізовуються, так звані, апаратурні процедури (equipment procedure), в противагу рецептурним процедурам (recipe procedure), які тільки посилаються на апаратурні або координують роботу вбудованих процедур, які у свою чергу посилаються на апаратурні процедури. Апаратурні процедури в каркасі передбачається реалізовувати як функції. Процедури в стандарті також називають процедурними елементами, щоб посилатися на них як конструктивну одиницю процедур верхнього рівня.

Функції етапів, процедур технологічних вузлів, операцій, процедур технологічної комірки, повинні викликатися в кожному циклі незалежно тобто без вкладеності і без умов! Якщо процедура нічого не повинна виконувати, передбачено стан простою (IDLE)

Організація автомату станів для процедурного елементу

Згідно ISA-88 автомат станів для процедур означується довільно. Однак в рамках стандарту 2010-го року запропоновано 2 автомати станів, у якості прикладів. На рис.1 показаний автомат станів, який сформований комбінацією з цих 2-х. До першого (класичного) варіанту доданий стан "Запускається" і "Завершується".

На рис.1 введені групи станів run , actve і operate які не є окремими станами. Це зроблено для спрощення схеми, щоб показати дію команд, які працюють однаково на будь який стан з групи.

stateDiagram-v2
    [*] --> Idle\n(Простій)
    Idle\n(Простій) --> Starting\n(Запускається): Start
    state operate {
     state active {
       state run{
         Running\n(Виконується) --> Completing\n(Завершується)
         Running\n(Виконується) --> Pausing\n(Призупиняється) : Pause
         Pausing\n(Призупиняється) --> Paused\n(Пауза)
         Paused\n(Пауза) --> Running\n(Виконується) : Resume
         Starting\n(Запускається) --> Running\n(Виконується)
         Restarting\n(Перезапускається) --> Running\n(Виконується)
       }
       Completing\n(Завершується)
       Holding\n(Утримується)
       Held\n(Утримуване)
       state cmdHold <<join>>
       run --> cmdHold 
       cmdHold --> Holding\n(Утримується) : Hold
       Held\n(Утримуване) --> Restarting\n(Перезапускається) : Restart
       Holding\n(Утримується) --> Held\n(Утримуване) 
     }
     state cmdStop <<join>>
     active --> cmdStop 
     cmdStop --> Stopping\n(Зупиняється) : Stop  
     Stopping\n(Зупиняється) --> Stopped\n(Зупинено)
    }
    Completing\n(Завершується) --> Complete\n(Завершено)
    state cmdAbort <<join>>
    operate --> cmdAbort 
    cmdAbort --> Aborting\n(Переривається) : Abort
    Aborting\n(Переривається) --> Aborted\n(Перервано)
    Stopped\n(Зупинено) --> Idle\n(Простій): Reset
    Complete\n(Завершено) --> Idle\n(Простій) : Reset
    Aborted\n(Перервано) --> Idle\n(Простій) : Reset

рис.1. Запропонований в каркасі автомат станів процедур.

Проміжні стани потрібні для синхронізації SCADA/HMI та ПЛК, а також між підсистемами (наприклад синхронізуються функції в різних ПЛК). Також проміжні стани дають можливість проводити реєстрацію переходів в журналах та базах даних. Розглянемо тепер цей автомат станів більш детально.

Коли процедурний елемент не виконується він знаходиться в стані ПРОСТІЙ (IDLE). Це пасивний стан, при якому як правило не відбувається ніякого керування. При ініціалізації системи, процедурний елемент переходить саме в цей початковий стан. Нормальне виконання передбачає послідовний перехід процедури в наступній послідовності станів:

stateDiagram-v2
direction LR
[*] --> IDLE
IDLE-->STARTING : START
STARTING --> RUNNING
RUNNING --> COMPLETING
COMPLETING --> COMPLETE
COMPLETE --> IDLE : RESET

Процедура запускається командою ЗАПУСТИТИ (START), яка наказує процедурному елементу почати виконувати логіку нормального ВИКОНАННЯ (RUNNING). Ця команда виконується лише у тому випадку, коли процедурний елемент знаходиться в стані ПРОСТІЙ (IDLE). Однак перед переходом в стан нормального функціонування, в каркасі передбачено проміжний стан ЗАПУСКАЄТЬСЯ(STARTING), де можна виконати логіку підготовчих робіт. Після виконання усіх необхідних дій відбувається завершення виконання, для чого виконується алгоритм стану COMPLETING (в ISA88 не передбачено). Коли алгоритм завершення виконано, процедурний елемент переходить в кінцевий стан COMPLETE. Цей стан необхідний для того, щоб процедурний елемент перед наступним запуском отримав команду RESET, що по факту підтверджує верхнім рівнем завершення. Зверніть увагу, що тільки два переходи відбуваються за зовнішніми для процедурного елементу командами, інші відбуваються за внутрішніх умов логіки процедурного елементу або процедурного елементу вищого рівня (наприклад умова переходу в процедурі на мові PFC). Перелік станів в нормальному переході:

ПРОСТІЙ (IDLE): Пасивний стан, при якому як правило не відбувається ніякого керування. Процедурний елемент чекає команди ЗАПУСТИТИ (START), яка викликає перехід в стан ЗАПУСКАЄТЬСЯ(STARTING);
ЗАПУСКАЄТЬСЯ(STARTING): виконується алгоритм запуску, наприклад підготовчі роботи до переходу в нормальний стан виконання. При спрацюванні внутрішніх умов, наприклад виконанні всіх підготовчих робіт, відбувається перехід в стан ВИКОНУЄТЬСЯ (RUNNING);
ВИКОНУЄТСЯ (RUNNING): Нормальне функціонування. Тут виконується основний алгоритм керування технологічним процесом. Якщо спрацьовує внутрішня умова завершення, відбувається перехід в стан ЗАВЕРШУЄТЬСЯ (COMPLETING);
ЗАВЕРШУЄТЬСЯ (COMPLETING): При нормальному функціонуванні виникла умова завершення, у цьому стані виконується алгоритм завершення. Коли спрацьовує внутрішня умова завершення, відбувається перехід в стан ЗАВЕРШЕНО (COMPLETE);
ЗАВЕРШЕНО (COMPLETE): Нормальне функціонування дійшло до кінцевого стану завершення. Під час цього стану як правило нічого не відбувається з процесом. Процедурний елемент чекає команду СКИНУТИ (RESET), що викличе перехід в стан ПРОСТІЙ (IDLE);

За наявності короткочасних проблем, які потребують спеціальної логіки керування, наприклад пов’язаною з тимчасовою відсутністю сировини, процедурний елемент може перебувати в с стані ПАУЗА (PAUSED). Стандартом та в каркасі передбачено проміжний стан PAUSING, куди переводиться процедурний елемент, якщо прийшла відповідна команда PAUSE. Після проведення проміжних дій, за внутрішньою логікою процедурний елемент переводиться в стан PAUSED. Вихід зі стану PAUSED в RUNNING проводиться за команди RESUME.

stateDiagram-v2
direction LR
RUNNING --> PAUSING : PAUSE
PAUSING --> PAUSED 
PAUSED --> RUNNING : RESUME

Згідно стандарту:

ПРИЗУПИНЯЄТЬСЯ (PAUSING): процедурний елемент або апаратурний об’єкт отримав команду ПАУЗА (PAUSE). Це викличе зупинку виконання процедурного елементу на наступному означеному безпечному або стійкому місці в її логіці нормального виконання. Після зупинки відбувається перехід в ПАУЗА (PAUSED);
ПАУЗА (PAUSED): Після того, як виконання процедурного елементу зупинилося на означеному безпечному місці, стан змінюється в ПАУЗА (PAUSED). Це стан, як правило, використовується для короткострокових зупинок. Запуск команди ВІДНОВИТИ (RESUME) приводить до переходу в стан ВИКОНУЄТСЯ (RUNNING), продовжуючи виконання відразу після означеного місця зупинки;

На відміну від паузи стан УТРИМУВАНЕ (HELD) передбачений для виконання алгоритмів роботи при довгостроковій зупинці процедурного елементу. Наприклад, якщо необхідно перейти в режим тривалого зберігання продукту, до повторного його оброблення в стані RUNNING. Перехід до проміжного стану HOLDING відбувається з будь якого стану групи run за отримання команди HOLD. Вихід зі стану HELD відбувається по команді RESTART через проміжний стан RESTARTING. Алгоритм RESTARTING повинен вивести процедурний елемент до стану RUNNING, тому його алгоритм може бути схожим на алгоритм STARTING. Слід звернути увагу, що перехід в HELD робиться зі всіх станів групи run , у тому числі STARTING.

stateDiagram-v2
direction LR
state run {
 Runnung
}
state cmdHold <<join>>
run --> cmdHold 
cmdHold --> HOLDING : HOLD
HELD --> RESTARTING : RESTART
HOLDING--> HELD 
RESTARTING --> Runnung

Згідно стандарту:

УТРИМУЄТЬСЯ (HOLDING): процедурний елемент отримав команду УТРИМУВАТИ (HOLD) і виконує виконання логіки УТРИМУЄТЬСЯ (HOLDING) для переведення його або апаратурного об’єкту у необхідний стан. Якщо ніякого виконання послідовності не потрібно, то процедурний елемент або апаратурний об’єкт негайно переходить в стан УТРИМУВАНЕ (HELD);
УТРИМУВАНЕ (HELD): процедурний елемент завершив логіку стану УТРИМУЄТЬСЯ (HOLDING) і був доведений до відомого запланованого стану, який як правило, використовується для довгострокової зупинки. Процедурний елемент або апаратурний об’єкт чекає наступної команди, щоб продовжити;
ПЕРЕЗАПУСКАЄТЬСЯ (RESTARTING): процедурний елемент отримав команду ПЕРЕЗАПУСТИТИ (RESTART) в той час як знаходився в стані УТРИМУВАНЕ (HELD). Він виконує свою логіку перезапуску, щоб повернутися в стан нормальної роботи;

У стандарті не чітко означено призначення команди STOP, так як вона може бути як штатною так і нештатною. У PACFramework команда STOP передбачається тільки для нештатної зупинки. Для штатної зупинки виконується команда верхньо-рівневого керування, яка переводить процедурний елемент зі стану RUNNING в COMPLETING, і з точки зору стандарту вважається внутрішньою умовою. Нижче про це буде написано детальніше. Фрагмент автомату станів показаний на рисунку:

stateDiagram-v2
direction LR
[*] --> IDLE
IDLE --> active
active: active\n(усі стани з групи)
state cmdStop <<join>>
active --> cmdStop 
cmdStop --> STOPPING : STOP
STOPPING --> STOPPED 
STOPPED --> IDLE : RESET

З будь якого стану з групи active при відправленні команди STOP відбувається перехід до стану STOPPING, в якому реалізований алгоритм нештатної зупинки. По завершенню алгоритму, процедурний елемент переходить в кінцевий стан STOPPED. Цей стан аналогічно як і COMPLETE необхідний для того, щоб процедурний елемент перед наступним запуском отримав команду RESET, що по факту підтверджує верхнім рівнем завершення виконання процедурного елементу. Згідно стандарту:

ЗУПИНЯЄТЬСЯ (STOPPING): процедурний елемент отримав команду СТОП (STOP) і виконується логіка, що виконує нормальну керовану зупинку. Якщо послідовність виконання не потребується, тоді процедурний елемент або апаратурний об’єкт негайно переходить в стан ЗУПИНЕНО (STOPPED);
ЗУПИНЕНО (STOPPED): процедурний елемент завершив логіку стану ЗУПИНЯЄТЬСЯ (STOPPING) та чекає команди СКИНУТИ (RESET) для переходу в стан ПРОСТІЙ (IDLE);

Окрім нештатної зупинки, в стандарті передбачено швидке переривання виконання за отримання команди ABORT. Можна вважати що це аналогічно швидкій відмові від виконання функціонального елементу, тобто виходу зі станів функціонування (група станів operate) без контролю завершення дій або навіть без будь яких дій. Можна використати це для “Антизависання”, наприклад якщо умова завершення нездійснена припустимо зламаний кінцевик клапану (хоч в каркасі є інший механізм виходу з цієї ситуації), або в процесі налагодження виявилося невірна реалізація якогось кроку. Тим не менше стандарт передбачає проміжний стан ABORTING, де можна зробити певні швидкі дії. Після завершення усіх дій ABORTING процедурний елемент переходить в кінцевий стан ABORTED. Цей стан аналогічно як і COMPLETE та STOPPED і необхідний для того, щоб процедурний елемент перед наступним запуском отримав команду RESET, що по факту підтверджує верхнім рівнем завершення виконання процедурного елементу.

stateDiagram-v2
direction LR
[*] --> IDLE
IDLE --> operate
operate: operate\n(усі стани з групи та підгруп)
state cmdStop <<join>>
operate --> cmdStop 
cmdStop --> ABORTING : ABORT
ABORTING --> ABORTED 
ABORTED --> IDLE : RESET

Згідно стандарту:

ПЕРЕРИВАЄТЬСЯ (ABORTING): процедурний елемент отримав команду ПЕРЕРВАТИ (ABORT) для виконання логіки ПЕРЕРИВАЄТЬСЯ (ABORTING), що сприяє більш швидкій, але не обов’язково керованій ненормальній зупинці. Якщо послідовне виконання не потрібне, процедурний елемент негайно переходить до стану ПЕРЕРВАНО (ABORTED);
ПЕРЕРВАНО (ABORTED): процедурний елемент завершив логіку стану ПЕРЕРИВАЄТЬСЯ (ABORTING) і чекає команди СКИНУТИ (RESET) для переходу в ПРОСТІЙ (IDLE).

Згідно стандарту команди:

ЗАПУСТИТИ (START): ця команда наказує процедурному елементу почати виконувати логіку нормального ВИКОНАННЯ (RUNNING). Ця команда виконується лише у тому випадку, коли процедурний елемент знаходиться в стані ПРОСТІЙ (IDLE);
ЗУПИНИТИ (STOP): ця команда наказує процедурному елементу виконати логіку ЗУПИНЯЄТЬСЯ (STOPPING). Ця команда виконується лише в тому випадку, коли процедурний елемент знаходиться в станах ВИКОНУЄТСЯ (RUNNING), ПРИЗУПИНЯЄТЬСЯ (PAUSING), ПАУЗА (PAUSED), УТРИМУЄТЬСЯ (HOLDING), УТРИМУВАНЕ (HELD), або ПЕРЕЗАПУСКАЄТЬСЯ (RESTARTING);
УТРИМУВАТИ (HOLD): ця команда наказує процедурному елементу виконати логіку УТРИМУЄТЬСЯ (HOLDING). Ця команда виконується лише в тому випадку, коли процедурний елемент знаходиться в станах ВИКОНУЄТСЯ (RUNNING), ПРИЗУПИНЯЄТЬСЯ (PAUSING), ПАУЗА (PAUSED) або ПЕРЕЗАПУСКАЄТЬСЯ (RESTARTING);
ПЕРЕЗАПУСТИТИ (RESTART): ця команда наказує процедурному елементу виконати логіку ПЕРЕЗАПУСКАЄТЬСЯ (RESTARTING) – безпечного повернення до стану ВИКОНУЄТСЯ (RUNNING). Ця команда виконується лише під час стану процедурного елементу УТРИМУВАНЕ (HELD);
ПЕРЕРВАТИ (ABORT): ця команда наказує процедурному елементу виконати логіку ПЕРЕРИВАЄТЬСЯ (ABORTING). Команда виконується у будь-якому стані, за винятком ПРОСТІЙ (IDLE), ЗАВЕРШЕНО (COMPLETED), ПЕРЕРИВАЄТЬСЯ (ABORTING) і ПЕРЕРВАНО (ABORTED);
СКИНУТИ (RESET): ця команда викликає перехід до стану ПРОСТІЙ (IDLE). Вона виконується тільки при станах ЗАВЕРШЕНО (COMPLETE), ПЕРЕРВАНО (ABORTED) та ЗУПИНЕНО (STOPPED);
ПРИЗУПИНИТИ (PAUSE): ця команда наказує процедурному елементу зробити паузу для наступного запрограмованого переходу в межах його логіки послідовності виконання і чекає команди ВІДНОВИТИ (RESUME), перш ніж продовжити. Ця команда діє тільки в стані ВИКОНУЄТСЯ (RUNNING);
ВІДНОВИТИ (RESUME): ця команда наказує процедурному елементу, який знаходиться в стані ПАУЗА (PAUSE) із-за команди ПАУЗА (PAUSE) або із-за режиму покрокового виконання, відновити виконання. Ця команда застосовується лише тоді, коли процедурний елемент знаходиться в стані ПАУЗА (PAUSED).

Змінні в каркасі, що зв’язані з процедурним елементом

З процедурним елементом зв’язано кілька змінних різних типів:

Структура PROC_CFG - використовується для зберігання типових конфігурованих даних процедури, контролю та керування з боку програми ПЛК. Може використовуватися також для буферного обміну зі SCADA/HMI.
Структура PROC_HMI використовується для контролю/керування станом процедури з HMI.
Структура PROC_CTRL використовується для контролю та керування роботою процедури в програмі ПЛК з процедур того самого або верхнього рівня.
параметрична змінна, яка конфіугурує та контролює параметри процесу для конкретного процедурного елементу, що пов’язані з рецептом
змінні вводу/виводу, що є вхідними та вихідними для процедури (як правило різноманітні CM)

Детальніше ці змінні розглянуті нижче.

Представлення станів в каркасі (STEP1)

Усі стани описані вище представлені в каркасі кількома змінними:

PROC_CFG.STEP1 - крокове представлення стану, основне місце зберігання. Керується автоматом станів в рушії PROC_MACH (описаний нижче)
поля PROC_CTRL з префіксом STA - віддзеркалення PROC_CFG.STEP1 для зручності використання. Змінюються в рушії PROC_MACH (описаний нижче), у інших місцях доступні тільки для читання.
PROC_HMI.STEP1 - копія PROC_CFG.STEP1 , доступна в HMI тільки для читання

У таблиці наведені ці стани, а також додаткові згортки станів для зручності використання в реалізації алгоритмів.

Назва бітового поля в `PROC_CTRL`	Значення STEP1	Назва стану	Примітка
	0	ініціалізація (не є станом)	у інших випадках некоректне значення
STA_RUNNING	2	RUNNING
STA_IDLE	1	IDLE
STA_RESUMING	15	RESUMING	За необхідності перехідного стану PAUSED -> RUNNING. У стандартному рішенні відсутній
STA_PAUSING	3	PAUSING
STA_PAUSED	4	PAUSED
STA_HOLDING	5	HOLDING
STA_HELD	6	HOLD
STA_RESTARTING	7	RESTARTING
STA_COMPLETE	8	COMPLETE
STA_STOPPING	9	STOPPING
STA_STOPPED	10	STOPPED
STA_ABORTING	11	ABORTING
STA_ABORTED	12	ABORTED
STA_STARTING	13	STARTING
STA_COMPLETING	14	COMPLETING
STA_NOTWRK	-	будь з яких кінцевих станів = STA_COMPLETE OR STA_STOPPED OR STA_ABORTED OR STA_IDLE
STA_WRK	-	будь яких з робочих станів = STA_RUNNING OR STA_STARTING OR STA_COMPLETING

Умови переходу між станами в каркасі

Умови переходу спрацьовують при одній із або комбінації наступних типів подій:

надсилання команди з верхньорівневого процедурного елементу за зміни стану: якщо процедурний елемент є частиною іншої процедури і її виконання передбачає керування станом цього елементу
надсилання команди з засобів HMI
внутрішня логіка процедурного елементу

Команди верхньорівневого керування та активація умови переходу внутрішньою логікою реалізовані через структурну змінну PROC_CTRL. Команди з засобів HMI передаються через поле в типі змінної PROC_HMI (тобто PROC_HMI.CMD).

Наступні команди в переліку означені в стандарті, і описані вище. В каркасі вони реалізовані як булеві поля структурної змінної, які мають префікс CMD_ і можуть відправлятися з верхньорівневого процедурного елементу. Для них є аналогічний код команди в PROC_HMI.CMD. Пізніше буде описаний типовий підхід в каркасі для мінімізації цих команд (групування).

Назва команди / поля в `PROC_CTRL`	Значення `PROC_HMI.CMD`	Призначення
CMD_START	1	ЗАПУСТИТИ (START)
CMD_RESUME	2	ВІДНОВИТИ (RESUME)
CMD_RESTART	5	ПЕРЕЗАПУСТИТИ (RESTART)
CMD_PAUSE	3	ПРИЗУПИНИТИ (PAUSE)
CMD_HOLD	6	УТРИМУВАТИ (HOLD)
CMD_STOP	7	ЗУПИНИТИ (STOP)
CMD_ABORT	8	ПЕРЕРВАТИ (ABORT)
CMD_RESET	4	СКИНУТИ (RESET)

Інші умови переходу представлені булевими полями змінної типу PROC_CTRL і мають суфіксі _CMPLT. Усі булеві поля крім HL_RUNNING_CMPLT викликані внутрішньою логікою виконання процедурного елементу, тобто змінюються всередині процедурного елементу.

Назва поля `PROC_CTRL`	Призначення	Місце переходу
STARTING_CMPLT	умова переходу на RUNNING виконана	STARTING -> RUNNING
HL_RUNNING_CMPLT	cпрацювала зовнішня (верхньорівнева) умова завершення, треба опрацьовувати RUNING_CMPLT. HL (HighLevel) потрібна для нормального завершення нижньорівневого процедурного елементу, при спрацюванні умови переходу у верхньорівневій процедурі.	RUNNING -> COMPLETING
RUNING_CMPLT	процедура завершилася (спрацювала внутрішня умова завершення)	RUNNING -> COMPLETING
COMPLETING_CMPLT	умова переходу на COMPLETE виконана	COMPLETING -> COMPLETE
PAUSING_CMPLT	умова переходу на PAUSED виконана	PAUSING -> PAUSED
RESTARTING_CMPLT	умова переходу на RUNNING з HOLD виконана	RESTARTING -> RUNNING
RESUMING_CMPLT	умова переходу на RUNNING з RESUMING виконана. Потрібна тільки при наявності додаткового стану RESUMING. В стандартній версії каркасу не використовується.	RESUMING -> RUNNING
HOLDING_CMPLT	умова переходу на HOLD з RUNNING виконана	HOLDING -> RUNNING
STOPPING_CMPLT	умова переходу на STOP виконана	STOPPING -> STOPPED
ABORTING_CMPLT	умова переходу на ABORT виконана	ABORTING -> ABORTED

Біт RUNING_CMPLT призначений для формування внутрішньої умови завершення процедури. При створенні рецептурної процедури на PFC, це створює так званий неявний перехід. Для рушія автомату станів функції PROC_MACH (описано нижче) це є зовнішнім сигналом, тому як задається в основній логіці процедурного елементу.

Біт HL_RUNNING_CMPLT призначений для формування зовнішньої умови завершення процедури. Це зовнішня команда від верхнього рівня керування, наприклад рецептурної процедури. Це може задавати явний перехід. У логіці PROC_MACH цей біт не використовується, він обробляється в логіці процедури, а потім скеровує RUNING_CMPLT. Приклад наведено в наступному підрозділі.

PROC_CTRL.ENBL та PROC_CTRL.DSBL_COMPLETE

Біт PROC_CTRL.ENBL дає можливість заблокувати запуск процедури (з IDLE->Staring), за певних умов. Цей біт може виставлятися як з логіки процедури, так і з логіки верхнього рівня керування, зокрема з використанням базових функцій. Тобто рушій автомату станів процедури не зреагує на команду CMD_START, якщо PROC_CTRL.ENBL=FALSE, також будуть проігноровані усі команди з HMI.

Біт PROC_CTRL.DSBL_COMPLETE може використовуватися для утримання завершення виконання RUNNING навіть якщо біт RUNING_CMPLT має значення 1. Це необхідно у випадку, якщо перехід треба зробити при RUNING_CMPLT=TRUE AND PROC_CTRL.DSBL_COMPLETE=FALSE . Даний біт не є стандартним для каркасу і вводиться за необхідності.

Біти STA_NOTWRK і STA_WRK спрощують контроль за процедурою і використовуються в логіці.

Атрибут PROC_CTRL	Біт STA	Опис	Примітка
ENBL	14	дозвіл на активацію процедури	в HMI тільки для читання
DSBL_COMPLETE	-	заборона завершення (наприклад за необхідності очікування умови переходу з процедури верхнього рівня)	Не є стандартним для каркасу

Кроки (STEP) та часи кроків (T_STEP)

Структурні змінні типу PROC_CFG та PROC_HMI містять поля кроків та часів кроків.

STEP1 описаний вище і вказує на стан процедурного елементу. Тоді як STEP2 - це крок процедурного елементу. Для зручності налагодження кроки нумеруються наскрізно через всі стани. Таким чином стан можна також визначити за номером кроку.

T_STEP1 - вказує на час стану RUNNING в мс. в усіх інших проміжних і кінцевих станах час не рахується. При переході в IDLE і HOLDING скидається в 0.

T_STEP2 - вказує на час кроку у всіх станах за винятком IDLE, де він = 0.

Поле	Тип	Призначення	Примітка
STEP1	INT	основне значення стану
STEP2	INT	крок всередині стану	дискретність кроків по станам 1000 (15 станів – 1000 - 15000)
T_STEP1	UDINT	час виконання процедури в мс	рахується знаходження тільки в стані Running, в Paused як правило заморожується, в Holding обнуляється.
T_STEP2	UDINT	час виконання кроку процедури в мс	в IDLE = 0

За необхідності виконання кількох паралельних кроків, варто створювати окремі процедурні елементи, які будуть виконуватися паралельно. Іншого варіанту каркасом не передбачено.

Керування та контроль з HMI та режими

Зовнішній вигляд

Усі стани, режими та тривоги видимі у відповідному вікні керування. Також там доступні команди керування.

image_2022-08-23_14-30-07

Стани підсвічуються кольором (або відтінком білого) та відповідним текстом стану. Також виводиться час стану.

Для кроку виводиться номер кроку, текст та час кроку. Передбачено що для кожного номеру кроку буде своє текстове повідомлення, яке буде виводитися на екран. Для утиліт автоматичного розвертання рекомендується щоб ці повідомлення записувалися як коментар біля номеру кроку в структурі CASE.

Кнопки керування реалізують команди керування та ховаються або показуються в залежності від режимів та станів.

Команди з HMI

Керування передбачає такі кнопки:

ПУСК - реалізує кілька команд в залежності від стану (згортка команд):
- CMD_START
- CMD_RESTART
- CMD_RESET
- CMD_RESUME
СТОП - реалізує CMD_STOP
ПАУЗА (за необхідності) - реалізує CMD_PAUSE
УТРИМ. (за необхідності) - реалізує CMD_HOLD
ПЕРЕРВ. (за необхідності, обмеження доступу) - реалізує CMD_ABORT

Усі наведені команди необхідно реалізовувати з підтвердженням для усунення випадкових дій.

Наступні команди є опційними і дають можливість реалізації ручного керування виконанням процедури. Реалізація їх залежить від проекту і тому не може бути частиною каркасу. Але їх перелік та деяка частина функціональності реалізовані. Зокрема в функції PROC_TRANS_A та PROC_TRANS_M:

Наст. крок (CMD_NEXT) - команда переходу до наступного кроку без очікування умови завершення. Може залежати від вибраного режиму керування процедурним елементом.
ОК (CMD_OK) - підтвердити дію: для ручних операцій або команд підтвердження повідомлення (умова заверешення кроку). Передбачається що видимість кнопки не залежить від режиму виконання процедурного елементу а використовується виключно для ручних процедур.
ВІДМІНА (CMD_CANCEL) - негативне підтвердження (відміна) у випадку ручної операції. Передбачається що видимість кнопки не залежить від режиму виконання процедурного елементу а використовується виключно для ручних процедур.

Усі команди перед виконанням проходять попередню перевірку на можливість виконання. Для контролю дозволу виконання команд в HMI відправляються статусні біти, що вказують на цей дозвіл. Відповідна кнопка може бути деактивована, якщо немає дозволу на виконання цієї команди.

Режими

У каркасі передбачені режими керування процедурним елементом відповідно до стандарту ISA-88:

ручний (MAN)
автоматичний (AUTO)
напівавтоматичний (SEMI)

У автоматичному режимі забороняється керувати станами процедурного елементу з HMI, тобто усі кнопки керування станом відключені. Якщо процедурний елемент керується верхньорівневим елементом, то той спочатку (перед запуском процедурного елементу) може перевести процедурний елемент в автоматичний режим щоб за замовченням той був повністю керованим тільки цим верхньорівневим елементом.

Інші вимоги до реалізації режимів наразі виходять за рамки PACFramework, так як можуть керуватися зовнішніми рушіями (реалізацією процедурного елементу). Вони можуть впливати на поведінку переходів між кроками станів. Це повинно бути оговорено при описі технічних вимог. Наприклад, переходи між кроками в середині процедурного елементу можуть спрацьовувати в залежності від режиму наступними способами:

1) - в автоматичному режимі - тільки за умови виконання,

в ручному режимі - тільки за умови відправки CMD_NEXT
в напівавтоматичному - автоматично або за умови відправки CMD_NEXT; між станами за умови виконання ТА відправки CMD_NEXT 2) - в автоматичному режимі - тільки за умови виконання,
в ручному режимі - за умови виконання АБО відправки CMD_NEXT
в напівавтоматичному - за умови виконання ТА відправки CMD_NEXT

Переведення процедурного елементу з режиму в режим повинно фіксуватися в журналі подій.

Тривоги

У каркасі передбачені такі стандартні тривоги:

TMAXERR – помилка максимуму часу виконання процедурного елементу, тобто час T_STEP1 більше максимально заданого PRC_CFG.TMAX
TMINERR - помилка мінімуму часу виконання, час T_STEP1 менше мінімально заданого PRC_CFG.TMIN
STA_ALM - загальна тривога пов’язана з процедурним елементом, помилка часу або інша тривога (означується алгоритмом)

Конкретну технологічно тривогу, що означується в технологічному процедурному елементі, можна визначити за номером кроку (як варіант реалізації). Тобто для конкретної тривоги буде виділений окремий крок.

Біти станів та режимів `STA`

Значення основного стану процедурного елементу вказується в STEP1. Але з процедурою зв’язані інші функціональні елементи. Їх значення компонується в STA, тобто PROC_CFG.STA та PROC_HMI.STA.

Назва біту	Номер біту STA	Призначення	Примітка
ENCMD_START	0	=1, дозвіл на команду HMI START	керується рушієм PROC_MACH
ENCMD_PAUSE	1	дозвіл на команду HMI PAUSE	керується рушієм PROC_MACH
ENCMD_RESET	2	дозвіл на команду HMI RESET	керується рушієм PROC_MACH
ENCMD_HOLD	3	дозвіл на команду HMI HOLD	керується рушієм PROC_MACH
ENCMD_STOP	4	дозвіл на команду HMI STOP	керується рушієм PROC_MACH
ENCMD_CANCEL	5	дозвіл на команду HMI негативне підтвердження (відміна) ручної операції	керується основним алгоритмом
ENCMD_NEXT	6	дозвіл на команду HMI перейти до наступного кроку	керується основним алгоритмом
ENCMD_OK	7	дозвіл на команду HMI підтвердити дію	керується основним алгоритмом
TMAXERR	8	помилка максимуму часу виконання, час більше максимуму
TMINERR	9	помилка мінімуму часу виконання, час менше мінімуму
STA_ALM	10	наявність помилки процедури
SEMI	11	=1 напівавтоматичний режим	AUTO = NOT MAN AND NOT SEMI
INBUF	12	зайнятість буферу
MAN	13	=1, ручний режим	AUTO = NOT MAN AND NOT SEMI
ENBL	14	дозвіл на запуск
CMD_BUF	15	завантажити в буфер	тільки `PROC_HMI.STA`

Організація функції процедурного елементу

Процедурний елемент реалізовується через функцію, яка повинна викликатися в задачі контролера без умов. Аргументами функції є:

ID - унікальний ідентифікатор процедури (передається на вхід для зручності читання програми і надійності)
змінні типу PROC_CFG
змінні типу PROC_HMI
змінні типу PROC_CTRL
параметрична змінна PARA
змінні вводу/виводу IO

Опис змінних наведений вище.

Для спрощення обробки типових команд та автомату станів, в каркасі передбачена функція PROC_MACH, яка виконує типові операції.

flowchart LR
  ID --> PROCEDURE
  PRCFG <--> PROCEDURE 
  PRCHMI <--> PROCEDURE
  PRCCTRL <--> PROCEDURE
  PRCBUF <--> PROCEDURE
  PARA <--> PROCEDURE
  IO <--> PROCEDURE
  subgraph PROCEDURE
    direction TB   
   	proc_logic[Лолгіка\n процедури]
    subgraph PROC_MACH
    	state_machine[Логіка\n Автомату станів]
    end
    proc_logic --- PROC_MACH
  end

Таким чином програма будь-якої процедури включає в себе наступні частини:

обробка логіки специфічної для даної процедури
обробка автомату станів - PROC_MACH

Змінні

PROC_CFG

Головна структура (тип) яка використовується для зберігання конфігурованих даних процедури, контролю та керування з боку програми ПЛК. Може використовуватися також для буферного обміну зі SCADA/HMI.

Атрибут	Тип	Опис	Примітка
ID	UINT	ідентифікатор
CLSID	UINT	CLSID
STA	UINT/INT	наведений вище
CMD	UINT/INT	Команди (далі числові значення):
		1 – START (запустити процедуру)
		2 – RESUME (відновити, продовжити)
		3 – PAUSE (призупинити)
		4 – RESET (скинути)
		5 – RESTART (перезапустити)
		6 – HOLD (утримувати)
		7 – STOP (зупинити виконання процедури)
		8 – ABORT (перервати)
		9 – CMPLT (завершити перехідний стан – для налагодження)
		16#A..F - резерв
		16#0100 – прочитати конфігурацію з буферу (256)
		16#0101 – записати конфігурацію в буфер (257)
		16#102 - перевести в автоматичний режим<
		16#103 - перевести в ручний режим
		16#104 - переключити ручний режим на зворотній
		16#105 - переключити в напівавтоматичний (програмний) режимc
		16#0200 – CMD_NEXT (HMI - перейти до наступного кроку T_STEP2, пропустити умову переходу) X6, реалізовується в основній програмі процедурного елементу
		16#0300 – команда підтвердження дій CMD_OK, реалізовується в основній програмі процедурного елементу
		16#0301 - CANCEL (HMI - негативне пітвердження (відміна) ручної операції), реалізовується в основній програмі процедурного елементу
		2000…3000 (16#7D0 - 16#BB8) - перейти на відповідний крок, реалізовується в основній програмі процедурного елементу
PRM	INT	бітові параметри (далі набір бітів)
		X7 AMAXENBL – активувати тривогу по максимуму часу виконання
		X8 AMINENBL – активувати тривогу по мінімуму часу виконання
		X9 HMIMIN – =1 - відображення часу на ЛМІ в годинах/хвилинах,
rez1	INT	для вирівнювання
STEP1	INT	крок стану
		0 – ініціалізація (тільки при старті ПЛК)	рожевий
		1 – Idle (простій)	прозорий
		13 – Starting (запускається)	світлосірий, круг з трикутником
		2 - Running (виконується)	білий, круг з трикутником
		14 - Completing (завершується)	світлосірий, круг з галочкою
		3 – Pausing (призупиняється)	світложовтий, круг з двома паралельними (пауза)
		4 – Paused (пауза)	жовтий, круг з двома паралельними (пауза)
		5 – Holding (утримується)	світло-коричневий , круг з ромбом
		6 – Hold (утримуване)	коричневий, круг з ромбом
		7 – Restarting (перезапускається)	бежевий, круг з трикутником
		8 – Complete (завершено)	сірий, круг з галочкою
		9 – Stopping (зупиняється)	світлочервоний, квадрат з квадратом (стоп)
		10 – Stopped (зупинено)	темно-червоний, квадрат з квадратом (стоп)
		11 – Aborting (переривається)	розовий, ромб
		12 – Aborted (перервано)	бузковий, ромб з квадратом
STEP2	INT	крок всередині стану дискретність кроків по станам 1000 (15 станів – 1000 - 15000):
		0 – ініціалізація (тільки при старті ПЛК)
		1000 – Idle (простій)
		13000 – Starting (запускається)
		2000 - Running (виконується)
		14000- Completing (завершується)
		3000 – Pausing (призупиняється)
		4000 – Paused (призупинено)
		5000 – Holding (утримується)
		6000 – Hold (утримуване)
		7000 – Restarting (перезапускається)
		8000 – Complete (завершено)
		9000 – Stopping (зупиняється)
		10000 – Stopped (зупинено)
		11000 – Aborting (переривається)
		12000 – Aborted (перервано)
		- кроки в станах робити з дискретністю 10, щоб можна було вставляти додаткові - для кожного стану, в кроках робити один перший крок – ініціалізації, в якому робляться дії один раз на цикл
T_STEP1	UDINT	час виконання процедури (знаходження в Running) в мс
T_STEP2	UDINT	час виконання кроку процедури в мс
TMIN	UDINT	обмеження по мінімуму часу виконання, с
TMAX	UDINT	обмеження по максимуму часу виконання, с

PROC_HMI

Структура PROC_HMI використовується для контролю/керування станом процедури з HMI.

Атрибут	Тип	Опис
STA	UINT/INT	Повторює аналогічний в PROC_CFG.STA
CMD	UINT/INT	Аналогічно PROC_CFG.CMD
STEP1	INT	Повторює PROC_CFG.STEP1
STEP2	INT	Повторює PROC_CFG.STEP2 (опціонально, якщо необхідно бачити внутрішню структуру для детального журналювання)
T_STEP1	UDINT	Повторює PROC_CFG.T_STEP1
T_STEP2	UDINT	Повторює PROC_CFG.T_STEP2

PROC_CTRL

Структура PROC_CTRL використовується для контролю та керування роботою процедури в програмі ПЛК з процедур того самого або верхнього рівня.

Атрибут	Тип	Опис
ENBL	Bool	IN дозвіл на активацію процедури
PAUSING_CMPLT	Bool	IN умова переходу на PAUSED виконана
RUNING_CMPLT	Bool	IN процедура завершилася (спрацювала внутрішня умова завершення). Враховуючи що стандартний автомат станів не передбачає такої команди вона була введена в каркасі для обробки стандартних умов. Самі умови формуються поза функцією PROC_MACH
HL_RUNNING_CMPLT	Bool	IN cпрацювала зовнішня умова завершення, треба опрацьовувати RUNING_CMPLT. HL (HighLevel) потрібна для нормального завершення нижньої процедури, при спрацюванні умови переходу.
RESTARTING_CMPLT	Bool	IN умова переходу на RUNNING з HOLD виконана
RESUMING_CMPLT	Bool	IN умова переходу на RUNNING з RESUMING виконана
HOLDING_CMPLT	Bool	IN умова переходу на HOLD з RUNNING виконана
STOPPING_CMPLT	Bool	IN умова переходу на STOP виконана
ABORTING_CMPLT	Bool	IN умова переходу на ABORT виконана
STARTING_CMPLT	Bool	IN умова переходу на RUNNING виконана
COMPLETING_CMPLT	Bool	IN умова переходу на COMPLETE виконана
CMD_START	Bool	IN програмна команда START
CMD_RESUME	Bool	IN програмна команда RESUME
CMD_RESTART	Bool	IN програмна команда RESTART
CMD_PAUSE	Bool	IN програмна команда PAUSE
CMD_HOLD	Bool	IN програмна команда HOLD
CMD_STOP	Bool	IN програмна команда STOP
CMD_ABORT	Bool	IN програмна команда ABORT
CMD_RESET	Bool	IN програмна команда RESET
STA_RUNNING	Bool	OUT стан RUNNING
STA_IDLE	Bool	OUT стан IDLE
STA_RESUMING	Bool	OUT стан RESUMING
STA_PAUSING	Bool	OUT стан PAUSING
STA_PAUSED	Bool	OUT стан PAUSED
STA_HOLDING	Bool	OUT стан HOLDING
STA_HOLD	Bool	OUT стан HOLD
STA_RESTARTING	Bool	OUT стан RESTARTING
STA_COMPLETE	Bool	OUT стан COMPLETE
STA_STOPPING	Bool	OUT стан STOPPING
STA_STOPPED	Bool	OUT стан STOPPED
STA_ABORTING	Bool	OUT стан ABORTING
STA_ABORTED	Bool	OUT стан ABORTED
STA_STARTING	Bool	OUT стан STARTING
STA_COMPLETING	Bool	OUT стан COMPLETING
STA_NOTWRK	Bool	OUT стан будь з яких кінцевих станів = STA_COMPLETE OR STA_STOPPED OR STA_ABORTED OR STA_IDLE
STA_WRK	Bool	OUT стан будь яких з робочих станів = STA_RUNNING OR STA_STARTING OR STA_COMPLETING
DSBL_COMPLETE	Bool	IN заборона завершення (наприклад при необхідності очікування умови переходу з процедури верхнього рівня)

Function

PROC_MACH

flowchart LR
  PRCFG <--> state_machine 
  PRCHMI <--> state_machine
  PRCCTRL <--> state_machine
  PRCBUF <--> state_machine
  subgraph PROC_MACH
    	state_machine[Логіка\n Автомату станів]
  end

Функція PROC_MACH виконує наступні функції:

забезпечує обробку автомату стану, а саме:
- обробку команд та перехід на відповідний стан (STEP1)
- формування PRCCTRL.STA_
- скидання усіх команд (команди проходять тільки на один цикл)
слідкує за оновленням T_STEP1 та збільшує значення T_STEP1
обмежує STEP1, STEP2, T_STEP1 та T_STEP2 в межах діапазону
блокує недозволені команди
формує статусні біти для HMI, усі крім ENCMD_CANCEL, ENCMD_NEXT, ENCMD_OK
керує перемиканням режимів
керує станом тривог PRCCFG.TMAX (при активному) та PRCCFG.TMIN (при активному)
добавляє до загального стану тривог стан мінімуму і максимуму виконання, ALM = ALM OR PRCCFG.TMAX OR PRCCFG.TMIN
деактивування усіх кнопок керування в автоматичному режимі
роботу з буфером

Загальний автомат станів наведений на рисунку

stateDiagram-v2
    [*] --> Idle(1)
    Idle(1) --> Starting(13) : CMD_START & ENBL
    Starting(13) --> Running(2) : STARTING_CMPLT\n OR RUNING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Starting(13) --> Holding(5): CMD_HOLD
    Starting(13) --> Stopping(9): CMD_STOP
    Starting(13) --> Aborting(11): CMD_ABORT
    Running(2) --> Completing(14): RUNING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Running(2) --> Pausing(3) : CMD_PAUSE
    Running(2) --> Holding(5) : CMD_HOLD     
    Running(2) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Running(2) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Completing(14) --> Complete(8) :COMPLETING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Completing(14) --> Stopping(9) : CMD_STOP
    Completing(14) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Completing(14) --> Starting(13) : CMD_START
    Pausing(3) --> Paused(4) :PAUSING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT 
    Pausing(3) --> Holding(5) : CMD_HOLD     
    Pausing(3) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Pausing(3) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Paused(4) --> Running(2) : CMD_RESUME\n OR CMD_RESTART\n OR CMD_START
    Paused(4) --> Completing(14) : RUNING_CMPLT   
    Paused(4) --> Holding(5) : CMD_HOLD     
    Paused(4) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Paused(4) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Holding(5) --> Hold(6):HOLDING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT 
    Holding(5) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Holding(5) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Hold(6) --> Restarting(7) : CMD_RESTART 
    Hold(6) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Hold(6) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Hold(6) --> Completing(14) :RUNING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Restarting(7) --> Running(2):RESTARTING_CMPLT OR CMD_CMPLT 
    Restarting(7) --> Holding(5) : CMD_HOLD 
    Restarting(7) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Restarting(7) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Complete(8) --> Idle(1) :CMD_RESET 
    Stopping(9) --> Aborting(11) : CMD_ABORT  
    Stopping(9) --> Stopped(10) : STOPPING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Stopping(9) --> Starting(13) : CMD_START
    Stopped(10) --> Idle(1) : CMD_RESET
    Aborting(11) --> Aborted(12): ABORTING_CMPLT\n OR T_STEP2>3000 \n OR CMD_CMPLT
    Aborted(12) --> Idle(1): CMD_RESET\n OR CMD_START

RUN

stateDiagram-v2
    direction LR
    [*] --> Idle(1)
    Idle(1) --> Starting(13) : CMD_START & ENBL
    Starting(13) --> Running(2) : STARTING_CMPLT\n OR RUNING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Running(2) --> Completing(14): RUNING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Completing(14) --> Complete(8) :COMPLETING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Completing(14) --> Starting(13) : CMD_START
    Complete(8) --> Idle(1) :CMD_RESET

PAUSE

stateDiagram-v2
direction lr
    Running(2) --> Pausing(3) : CMD_PAUSE
    Pausing(3) --> Paused(4) :PAUSING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT 
    Pausing(3) --> Holding(5) : CMD_HOLD     
    Pausing(3) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Pausing(3) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Paused(4) --> Running(2) : CMD_RESUME\n OR CMD_RESTART\n OR CMD_START
    Paused(4) --> Completing(14) : RUNING_CMPLT   
    Paused(4) --> Holding(5) : CMD_HOLD     
    Paused(4) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Paused(4) --> Aborting(11) : CMD_ABORT

HOLD

stateDiagram-v2
direction LR
    Starting(13) --> Holding(5): CMD_HOLD
    Running(2) --> Holding(5) : CMD_HOLD     
    Pausing(3) --> Holding(5) : CMD_HOLD     
    Paused(4) --> Holding(5) : CMD_HOLD     
    Holding(5) --> Hold(6):HOLDING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT 
    Holding(5) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Holding(5) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Hold(6) --> Restarting(7) : CMD_RESTART 
    Hold(6) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Hold(6) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Hold(6) --> Completing(14) :RUNING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Restarting(7) --> Running(2):RESTARTING_CMPLT OR CMD_CMPLT 
    Restarting(7) --> Holding(5) : CMD_HOLD 
    Restarting(7) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Restarting(7) --> Aborting(11) : CMD_ABORT

STOP

stateDiagram-v2
    Starting(13) --> Stopping(9): CMD_STOP
    Running(2) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Completing(14) --> Stopping(9) : CMD_STOP
    Pausing(3) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Paused(4) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Holding(5) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Hold(6) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Restarting(7) --> Stopping(9) : CMD_STOP     
    Stopping(9) --> Stopped(10) : STOPPING_CMPLT\n OR CMD_CMPLT
    Stopped(10) --> Idle(1) : CMD_RESET

ABORT

stateDiagram-v2
    Starting(13) --> Aborting(11): CMD_ABORT 
    Running(2) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Completing(14) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Pausing(3) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Paused(4) --> Aborting(11) : CMD_ABORT      
    Holding(5) --> Aborting(11) : CMD_ABORT      
    Hold(6) --> Aborting(11) : CMD_ABORT      
    Restarting(7) --> Aborting(11) : CMD_ABORT     
    Stopping(9) --> Aborting(11) : CMD_ABORT  
    Aborting(11) --> Aborted(12): ABORTING_CMPLT\n OR T_STEP2>3000 \n OR CMD_CMPLT
    Aborted(12) --> Idle(1): CMD_RESET\n OR CMD_START

PROC_TRANS_A

Дана функція реалізовує перехід при спрацюванні умови в автоматичному режимі або/та при команді CMD_NEXT в ручному/напівавтоматичному режимі:

повертає логічну одиницю, якщо перехід спрацьовує, і переходить на крок, вказаний в полі TOSTEP, якщо TOSTEP=1 то це приймається як умова завершення стану
керує видимістю біту ENCMD_NEXT в залежності від режимів
відключає включає видимість кнопок CMD_OK та CMD_CANCEL

flowchart LR
  COND --умова переходу--> PROC_TRANS_A
  PRCFG <-- крок, час кроку --> PROC_TRANS_A
  PRCHMI <--режим, команди HMI--> PROC_TRANS_A
  PRCCTRL <--команди CMPLT--> PROC_TRANS_A 
  TOSTEP --куди\n переходити --> PROC_TRANS_A
  
  subgraph PROC_TRANS_A
    	cond_trans[Перевірка умови\n в залежності від режиму]
  end

PROC_TRANS_M

Дана функція реалізовує перехід для ручних процедурних елементів що керуються командами:

ОК (CMD_OK) - підтвердити дію: для ручних операцій або команд підтвердження повідомлення (умова завершення кроку). Передбачається що видимість кнопки не залежить від режиму виконання процедурного елементу а використовується виключно для ручних процедур.
ВІДМІНА (CMD_CANCEL) - негативне підтвердження (відміна) у випадку ручної операції. Передбачається що видимість кнопки не залежить від режиму виконання процедурного елементу а використовується виключно для ручних процедур.

Функція реалізовує:

включає видимість CMD_OK
керує видимістю ENCMD_CANCEL в залежності від TOSTEPCANCEL (ENCMD_CANCEL = TOSTEPCANCEL>0)
перехід на крок, вказаний в полі TOSTEPOK, якщо відправлена команда CMD_OK(якщо TOSTEPOK=1 то це приймається як умова завершення стану )
перехід на крок, вказаний в полі TOSTEPCANCEL, якщо відправлена команда CMD_CANCEL(якщо TOSTEPCANCEL=1 то це приймається як умова завершення стану )
відмикає видимість біту ENCMD_NEXT

flowchart LR
  PRCFG <-- крок, час кроку --> PROC_TRANS_M
  PRCHMI <--режим, команди HMI--> PROC_TRANS_M
  PRCCTRL <--команди CMPLT--> PROC_TRANS_M
  TOSTEPOK --куди переходити \n при CMD_ОК --> PROC_TRANS_M
  TOSTEPCANCEL --куди переходити \n при CMD_CANCEL  --> PROC_TRANS_M
  subgraph PROC_TRANS_M
    	cond_trans[Перевірка команди HMI]
  end

Реалізація процедур

Нижче наведений приклад заготовки для реалізації процедури. Використовується наскрізна адресація кроків по всім станам, що може спростити відстеження в SCADA/HMI.

(* виставити умову дозволу*)
CTRL.ENBL := FALSE;

(*за необхідності фіксації переходів в БД на перехідних коках ставити затримки*)
(*за необхідності дій в простої, можна вписати в стан*)
IF CTRL.STA_IDLE THEN
    CFG.STEP2 := 0; 
END_IF;
IF CTRL.STA_STARTING THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        13000:
            CFG.STEP2 := 13001;
            CFG.T_STEP2 := 0;
        13001: 
            CTRL.STARTING_CMPLT := TRUE; (*умова штатного завершення STARTING*)
            CFG.T_STEP2 := 0;
        ELSE (*перехід на RUNNING*)
            CFG.STEP2 := 13000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
    (*умова нормального завершення етапу навіть в STARTING*)
    IF CTRL.HL_RUNNING_CMPLT OR CTRL.RUNING_CMPLT THEN
        CTRL.RUNING_CMPLT := TRUE;
        CFG.STEP2 := 2000;
        CFG.T_STEP2 := 0;
    END_IF;
END_IF;

IF CTRL.STA_RUNNING THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        2000:
            CFG.STEP2 := 2001;
            CFG.T_STEP2 := 0;
        2001: (* основні кроки програми *)  
            ;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 2000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
    
    (*умова нормального завершення етапу*)
    IF CTRL.HL_RUNNING_CMPLT OR CTRL.RUNING_CMPLT THEN
        CTRL.RUNING_CMPLT := TRUE;
        CFG.STEP2 := 14000;
        CFG.T_STEP2 := 0;
    END_IF;
    CTRL.RESTARTING_CMPLT := false;
END_IF;

IF CTRL.STA_COMPLETING THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        14000:
            CFG.STEP2 := 14001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        14001:
            CTRL.COMPLETING_CMPLT := TRUE;
            CFG.T_STEP2 := 0;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 14000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_COMPLETE THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        8000:
            CFG.STEP2 := 8001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        8001:
            IF CFG.T_STEP2 > 5000 THEN
                CTRL.CMD_RESET := TRUE;
            END_IF;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 8000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_PAUSING THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        3000:
            CFG.STEP2 := 3001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        3001:
            CTRL.PAUSING_CMPLT := TRUE;
            CFG.T_STEP2 := 0;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 3000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_PAUSED THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        4000:
            CFG.STEP2 := 4001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        4001:
            ;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 4000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_RESTARTING THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        7000:
            CFG.STEP2 := 7001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        7001:
            CTRL.RESTARTING_CMPLT := TRUE;
            CFG.T_STEP2 := 0;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 7000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_STOPPING THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        9000:
            CFG.STEP2 := 9001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        9001:
            CTRL.STOPPING_CMPLT := TRUE;
            CFG.T_STEP2 := 0;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 9000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_STOPPED THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        10000:
            CFG.STEP2 := 10001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        10001:
            IF CFG.T_STEP2 > 5000 THEN
                CTRL.CMD_RESET := TRUE;
            END_IF;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 10000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_HOLDING THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        5000:
            CFG.STEP2 := 5001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        5001:
            CTRL.HOLDING_CMPLT := TRUE;
            CFG.T_STEP2 := 0;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 5000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_HELD THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        6000:
            CFG.STEP2 := 6001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        6001:
            ;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 6000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_ABORTING THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        11000:
            CFG.STEP2 := 11001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        11001:
            CTRL.ABORTING_CMPLT := TRUE;
            CFG.T_STEP2 := 0;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 11000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

IF CTRL.STA_ABORTED THEN
    CASE CFG.STEP2 OF
        12000:
            CFG.STEP2 := 12001;
            CFG.T_STEP2 := 0; (* ініціалізація*)
        12001:
            IF CFG.T_STEP2 > 5000 THEN
                CTRL.CMD_RESET := TRUE;
            END_IF;
        ELSE
            CFG.STEP2 := 12000;
            CFG.T_STEP2 := 0;
    END_CASE;
END_IF;

PROC_MACH (ID := ID,
           PRCCFG := CFG,
           PRCHMI := HMI,
           PRCCTRL := CTRL,
           PRCBUF := PRCBUF,
           PLCCFG := PLCCFG);
6#7fff_ffff THEN CFG.T_STEP2:=16#7fff_ffff;END_IF;     
END_IF;

Виклик процедур йде бузумовно. Наприклад нижче наведений приклад виклику двох процедур для одного робочого вузла (Unit):

PH_EXMPL1 (ID := 1, (* унікальний ідентифікатор процедури*)
           CFG := PHCFG_EXMPL1, 
           HMI := PHHMI_EXMPL1,
           CTRL := PHCTRL_EXMPL1,
           PRCBUF := PRCBUF, (*буферна змінна для налаштування з HMI*)
           PLCCFG := PLC,
			... //далі йдуть параметри специфічні для реалізацї
);

This site is open source. Improve this page.

PACFramework

Апаратурні процедури

Організація автомату станів для процедурного елементу

Змінні в каркасі, що зв’язані з процедурним елементом

Представлення станів в каркасі (STEP1)

Умови переходу між станами в каркасі

PROC_CTRL.ENBL та PROC_CTRL.DSBL_COMPLETE

Кроки (STEP) та часи кроків (T_STEP)

Керування та контроль з HMI та режими

Зовнішній вигляд

Команди з HMI

Режими

Тривоги

Біти станів та режимів STA

Організація функції процедурного елементу

Змінні

PROC_CFG

PROC_HMI

PROC_CTRL

Function

PROC_MACH

RUN

PAUSE

HOLD

STOP

ABORT

PROC_TRANS_A

PROC_TRANS_M

Реалізація процедур

Біти станів та режимів `STA`