автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования электроавтоматики станков с ЧПУ на основе реализации регулярных моделей архитектуры программно реализованных контроллеров типа SoftPLC

На правах рукописи

Нежметдинов Рамиль Амирович

«ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ СТАНКОВ С ЧПУ НА ОСНОВЕ РЕАЛИЗАЦИИ РЕГУЛЯРНЫХ МОДЕЛЕЙ АРХИТЕКТУРЫ ПРОГРАММНО РЕАЛИЗОВАННЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ ТИПА БоЛРЬС».

Специальность 05.13.06 - «Автоматизация и управление

технологическими процессами и производствами (технические системы)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2009 г.

003469868

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Сосонкин Владимир Лазаревич

кандидат технических наук,

профессор Шемелин Владимир Константинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Глумов Виктор Михайлович

кандидат технических наук Хазанова Ольга Владимировна

Ведущее предприятие: Институт конструкторско-технологической информатики РАН

Защита диссертации состоится «10 » Ы _ 2009 г. в

/2 часов на заседании диссертационного совета Д 212.142.03 в ГОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН» по адресу: 127055, Москва, Вадковский переулок, д. За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного технологического университета «СТАНКИН».

Автореферат разослан « $ » Л_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, к.т.н., доц.

Семячкова Е. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

В настоящее время появляется реальная возможность программной реализации управления электроавтоматикой станков в рамках общего программного обеспечения систем ЧПУ без привлечения дополнительной аппаратуры и системного программного обеспечения программируемых контроллеров, которые являются неотъемлемой частью практически любой современной системы ЧПУ.

Наибольший эффект подобная идея дает в системах ЧПУ типа РСЫС, где программное обеспечение виртуального программно реализованного контроллера работает в одной операционной среде с программным обеспечением ЧПУ. В этой связи возникает необходимость построения хорошо организованного и обозримого математического обеспечения виртуального контроллера на основе объектно-ориентированного подхода.

Проектирование и использование программно реализованных контроллеров предполагает использование современных методов анализа и построения архитектуры программных приложений, а так же применение высокоэффективных инструментов создания, тестирования и внедрения программного обеспечения, что способствует повышению уровня надежности и производительности системы.

Цель работы

Повышение эффективности функционирования систем электроавтоматики станков с ЧПУ типа РСЫС на основе применения программно реализованных контроллеров, встраиваемых в общую программную платформу станка с ЧПУ.

Объектом и предметом исследования в данной работе является разработка новых эффективных форм управления электроавтоматикой станков с ЧПУ типа РСЫС на основе методов и средств построения программно-реализованного контроллера 8ойРЬС, как клиент-серверного приложения, с использованием моделей автоматных графов и объектно-ориентированного подхода.

Задачи исследования. Дня достижения сформулированной цели в работе были поставлены следующие задачи:

1. На основе анализа существующих методов и способов повышения эффективности функционирования систем электроавтоматики станков с ЧПУ типа РСМС, на основе применения программно реализованных контроллеров, обосновать критерии выбора структуры и функции контроллера БойРЬС, встраиваемого в общую программно-аппаратную структуру системы управления станком.

2. Определить зависимость повышения качества процесса управления электроавтоматикой станков с ЧПУ типа РС1ЧС станком от архитектуры и функций реализации программно-реализованных

контроллеров SoftPLC, как компонентного клиент-серверного приложения.

3. Разработать модели и методику проектирования системы управления электроавтоматикой станков на основе разработки архитектуры программно-реализованных контроллеров SoftPLC, как клиент-серверного приложения, в котором клиентское приложение включает в себя среду прикладного программирования, модуль визуализации и конфигуратор системы, а серверное приложение представляет собой управляющий цикл по реализации клиентского приложения.

4. С целью повышения гибкости и инвариантности в контексте расширения приложений контроллера, разработать модель ядра серверного приложения виртуального контроллера с применением формализма автоматных графов и представить программную реализацию серверной части программно-реализованного контроллера SoftPLC, как открытую систему, с применением объектно-ориентированного подхода.

5. Показать практическую и экономическую целесообразность применения разработанных в диссертации положений в реальной промышленной среде в виде серверного приложения программно-реализованного контроллера SoftPLC, для управления электроавтоматикой конкретного станка с ЧПУ типа PCNC.

Научная новизна. Новыми научными результатами, полученными в работе, являются:

принцип организации структуры управления электроавтоматикой станков с ЧПУ типа PCNC, на основе модификации традиционной системы управления, как аппаратно реализованного контроллера, в структуру программно реализованного контроллера типа Soft PLC, встраиваемого в общую программную систему станка с ЧПУ, что повышает надежность работы и снижает стоимость реализации управления электроавтоматикой станка;

модель проектирования системы управления электроавтоматикой станков на основе разработки архитектуры программно-реализованных контроллеров SoftPLC, как клиент-серверного приложения и модель ядра серверного приложения виртуального контроллера с применением формализма автоматных графов, что повышает гибкость и инвариантность в контексте расширения приложений;

методика построения функций программно-реализованного контроллера Soft PLC, на основе реализации регулярных автоматных моделей в среде компонентной клиент-серверной структуры, как средство повышения гибкости структуры управления и реализации функций новых приложений.

Методы исследований.

При решении задач, поставленных в работе, были использованы следующие методы: теории автоматического управления, аппарат объектно-ориентированного подхода при разработке приложений, методы автоматных графов, методы построения распределенных приложений.

Практическая значимость

Полученные в диссертации результаты, в виде программно-реализованного контроллера SoftPLC, позволяют снизить стоимость системы управления станком с ЧПУ типа PCNC при одновременном получении ряда преимуществ, в том числе: упрощение общего программного обеспечения, уменьшение ошибок системного программирования, возможность отладки управляющих программ электроавтоматики в рамках самой системы ЧПУ, гибкость конфигурирования электроавтоматики, возможность использования различных коммерческих библиотек.

Реализация работы

Разработанные в работе модели, методика проектирования и реализации программно реализованных контроллеров типа Soft PLC, как системы управления электроавтоматикой, построенной на основе технологии клиент-сервер, реализация ядра серверного приложения Soft PLC могут быть рекомендованы для использования на предприятиях занимающихся разработкой систем ЧПУ, а также используются в учебном процессе по подготовке специалистов по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы публиковались и докладывались на заседаниях кафедры «Компьютерные Системы управления» МГТУ «Станкин», на Международном форуме информатизации МФИ-2007// Труды международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии». 16-18 октября 2007 г., в 3-х т.т. ТЗ. - М.:МЭИ, 2007, стр.152-155; на Международном форуме информатизации МФИ-2008// Труды международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии». 21 -23 октября 2008 г., в 3-х т.т. ТЗ. - М.:МЭИ, 2008, стр.263-268;

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, изложенных на 120 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков и 6 таблиц, список использованной литературы из 78 наименований и приложение на 10 страницах. Общий объем работы - 130 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность темы и основные направления исследования, формулируется постановка задачи.

В первой главе анализируются варианты решения задачи управления электроавтоматикой с помощью логических контроллеров. Отмечается, что управление автоматикой станков с ЧПУ имеет ряд специфических особенностей, в расчете на которые необходимо выбирать способ решения логической задачи управления. Рассматриваются и классифицируются существовавшие на данный момент варианты реализации логического контроллера, начиная от релейных схем и заканчивая современными тенденциями в данной области. Отмечается, что наиболее перспективными разработками в области управления электроавтоматикой являются программируемые контроллеры автоматики (РАС - programmable automation controllers) и программно реализованные логические контроллеры (Soft PL С).

В ходе исследования выявлено, что наибольший эффект идея Soft PLC дает в системах ЧПУ, где программное обеспечение виртуального контроллера работает в одной операционной среде с программным обеспечением ЧПУ. В этой связи возникает необходимость построения хорошо организованного и обозримого математического обеспечения виртуального контроллера на основе объектно-ориентированного подхода, что и осуществлено в ходе работы.

Для моделирования и разработки ядра программно реализованного контроллера в работе использован традиционный метод системного программирования с использованием автоматных моделей, как метод, широко применяемый и обеспечивающий высокие требования по надёжности программного обеспечения. В таких системах входные и выходные воздействия являются двоичными переменными, при этом операционная система обеспечивает режим их сканирования, с учетом функции перехода из состояния в состояние. Фактически этот процесс представляет собой реализацию автоматной модели, каждое состояние которой зависит от очередного входа и фиксации предыдущего состояния. В этом случае автоматные модели наиболее просто и наглядно реализуют процесс управления, в отличии, например, от генетических алгоритмов, которые позволяют создавать сложные системы принятия решений, которые излишни в логическом управлении, когда принятие решения достаточно, очевидно.

Для достижения поставленных целей сформулированы следующие задачи:

1.Анализ современного состояния проблемы повышения качества управления электроавтоматикой систем ЧПУ типа PCNC на основе применения программируемых контроллеров;

2.Исследование методов и средств повышения уровня управления электроавтоматикой станков с ЧПУ типа PCNC на основе построения

контроллеров SoftPLC, встраиваемых в общую аппаратно — программную систему ЧПУ;

2.Построение архитектурной модели контроллеров типа Soft PLC;

3.Разработка серверной части программно - реализованного контроллера типа Soft PLC, как средства повышения эффективности работы системы электроавтоматики станка с ЧПУ.

Во второй главе рассматриваются методы и средства повышения уровня управления электроавтоматикой станков с ЧПУ типа PCNC на основе построения программно реализованных контроллеров, встраиваемых в общую аппаратно - программную систему ЧПУ.

На Рис. 1 представлены упрощенные модели работы ПЛК и Soft PLC. На них можно проследить каким образом происходит преобразование множества входных данных в множество выходных данных. Формально это можно представить в виде некоторого множества входных сигналов как функцию отображения (преобразования) во множество выходных сигналов:

M(I) : F -> M(Q).

В случае, когда в качестве системы управления электроавтоматикой применяется традиционная аппаратная компоновка ПЛК (см. рис. 1,нижний рисунок), то изменения структуры ПЛК невозможно и изменения можно внести только в управляющую программу на уровне алгоритма. Если рассматривать Soft PLC (см. рис. 1, верхний рисунок), то это полностью программный комплекс, изменение и модернизация которого как логической компоненты доступна, проста и не требуют замены оборудования.

На прикладном уровне архитектура системы ЧПУ определяется количеством и составом прикладных разделов, называемых задачами управления. К данным задачам относятся:

геометрическая, ориентированная на управление следящими приводами подач станка с ЧПУ;

логическая, организующая управление электроавтоматикой станка; технологическая, гарантирующая поддержание или оптимизацию параметров технологического процесса;

диспетчеризации, обеспечивающая управление другими задачами на прикладном уровне;

терминальная, поддерживающая диалог с оператором, отображение состояний системы, редактирование и верификацию управляющих программ.

Логическая задача ЧПУ до сих пор решалась с помощью отдельного программируемого логического контроллера, который был встроен в систему. На современном этапе развития информационных технологий, когда мощность и ресурсы вычислительного ядра системы ЧПУ повышаются с каждым днем, имеется возможность заменить ПЛК программно реализованным контроллером, работающим по типу Soft PLC и рассматривать его как часть программно - математического обеспечения системы ЧПУ. Указанный подход позволяет снизить стоимость системы управления при одновременном получении ряда преимуществ. В их числе: упрощение общего программного обеспечения, уменьшение ошибок системного программирования, возможность отладки управляющих программ электроавтоматики в рамках самой системы ЧПУ, гибкость конфигурирования электроавтоматики, возможность использования различных коммерческих библиотек.

На сегодняшний день можно выделить 5 архитектурных решений для систем ЧПУ, и лишь в двух из них применяется классический ПЛК - это системы типа CNC и PCNC -1. Для того, чтобы выявить преимущества, которые дает Soft PLC, реализованная в рамках системы ЧПУ, проанализированы два способа решения логической задачи, существующих на данный момент: решение на основе классического ПЛК и решения на основе программно реализованного контроллера.

Реализация логической задачи ЧПУ на основе ПЛК.

Рассмотрены системы ЧПУ типа CNC, для выявления особенностей применения ПЛК в рамках системы ЧПУ. В системах данного вида для

реализации логической задачи управления применяется внешне реализованный классический ПЛК, который подробно рассмотрен в первой главе данной работы.

По приведенной ниже схеме (см. Рис. 2) можно выделить следующие особенности применения классического ПЛК в системах ЧПУ:

проектирование, построение архитектуры и реализация логической задачи ЧПУ жестко заданы и зависят от номенклатуры существующих на рынке ПЛК;

программирование классического внешне реализованного контроллера часто осуществляется вне системы ЧПУ;

в рамках такого построения систем ЧПУ возникают дополнительные накладные расходы при передаче данных от ПЛК к системе и обратно; классический ПЛК является дополнительным оборудованием в рамках системы ЧПУ, поэтому требует отдельной технической поддержки и сопровождения.

РС

Электро автоматика

Рис. 2. Архитектура системы ЧПУ класса CNC

Реализация логической задачи ЧПУ на основе Soft PLC.

Рассмотрены системы типа PCNC, для выявления особенностей применения Soft PLC в рамках системы ЧПУ. Особенности (см. Рис. 3):

нет необходимости в дополнительном оборудовании, так как для вычисления используются ресурсы системы ЧПУ, а значит, уменьшается себестоимость системы в целом;

программно реализованный логический контроллер является программно-математическим обеспечением в рамках системы ЧПУ, а значит, имеет возможность тесного взаимодействия, как с задачами ЧПУ, так и с

модулями системы. Соответственно, обмен информаций и получение данных осуществляется без дополнительных накладных расходов;

так как Soft PLC является программной реализацией, то есть возможность быстрой модернизации системы без длительной остановки и наладки оборудования, за счет установки обновлений;

при программной реализации возникает возможность диагностики, установки обновлений и устранения ошибочных ситуаций посредством удаленной работы через Internet.

Панель оператора

Визуализация

I

ЧПУ

Доступ к данным

Связь с удаленным компьютером

Программная шина ADS

Soft PLC клиент

ЧПУ клиент

Программная шина ADS

Soft PLC сервер

ЧПУ сервер

Системный менеджер (отображение входов/выходов)

Периферийная Lightbus шина

Ethernet

5 Я 2 S

m '

е- з ° -Я

Визуализация

Доступ к данным

Терминал входов/выходов электроавтоматики

Терминал следящих приводов

/есхэя Терминальная ! " 71 Логическая а |_| задача И-' ' '.....1 задача

Рис. 3. Архитектура системы ЧПУ класса РС№С-4

Общее представление об архитектуре Soft PLC

Программно реализованный логический контроллер, работающий по принципу Soft PLC, представляет собой программно-математическое

обеспечение системы ЧПУ, работающее в среде операционной системы реального времени, например, Windows NT с расширением реального времени RTX (Real Time Extension) фирмы VentureCom. Soft PLC реализован по принципу клиент-серверного приложения на основе компонентного подхода.

На современном этапе развития информационных технологий компонентная архитектура при создании информационных систем выглядит наиболее привлекательной и перспективной, поскольку позволяет оперативно вносить изменения в существующую информационную систему, не нарушая ее работоспособности. При этом новые приложения могут работать с новыми модулями, а старые - с прежними модулями, которые остаются в системе. Снимается проблема "унаследованных" систем - нет необходимости их замены для изменения или расширения функциональности, а значит уменьшаются затраты на сопровождение и модернизацию информационной системы.

Компонентная архитектура программно реализованного логического контроллера, позволит не только постепенно развивать данный программный продукт, но и впоследствии легко производить его модернизацию вплоть до полной замены составляющих.

В третьей главе рассматриваются принципы построения архитектуры клиентского и серверного приложений программно реализованного логического контроллера.

Моделирование клиентского приложения Soft PLC. Клиентское приложение программно реализованного логического контроллера имеет компонентную архитектуру (Рис. 4) и применяется для:

проектирования, разработки (программирования), отладки, тестирования и сопровождения программных продуктов, созданных для реализации алгоритмов работы Soft PLC входящей в состав систем ЧПУ;

для наладки, проверки и наблюдения за системами мониторинга и контроля;

конфигурирования пользовательского интерфейса, клиентского и серверного приложений;

для визуализации работы Soft PLC как целевой, так и WEB-визуализации.

Для реализации вышеперечисленных функций архитектура клиентского приложения программно реализованного логического контроллера состоит из следующих компонент:

Среда программирования отвечает за реализацию и сопровождение программ реализующих алгоритмы работы Soft PLC;

Средства мониторинга и контроля встроены в среду программирования, так же их можно реализовать с помощью пользовательских приложений использующих открытые интерфейсы программирования;

Среда программирования

Internet, Ethernet...

Рис. 4. Компонентная архитектура клиентского приложения Soft PLC.

Менеджер конфигурации полностью отвечает за функционал точной настройки всех компонент системы как на клиентском приложении программно реализованного логического контроллера, так и на серверной его части. Настройку можно осуществлять как с помощью средств клиентского приложения Soft PLC, так и удалённо, с помощью Internet и сети Ethernet;

Компонента визуализации отвечает за все виды визуального сопровождения работы Soft PLC.

Моделирование архитектуры серверного приложения Soft PLC.

Как и в случае клиентского приложения, программно реализованного логического контроллера, серверное приложение имеет компонентную архитектуру и применяется для выполнения функций (см. Рис. 5):

интерпретации TIC - кода, полученного на основе одного из языков программирования электроавтоматики в клиентском приложении программно реализованного логического контроллера;

чтения входных данных, необходимых для выполнения алгоритма работы Soft PLC. Т.к. параллельно могут исполняться несколько циклов реализующих различные задачи по управлению электроавтоматикой, то чтение осуществляется как со входов Soft PLC, так и из других параллельно выполняемых циклов работы;

выполнения алгоритма работы электроавтоматики, заданного программно в клиентском приложении программно реализованного логического контроллера;

записи выходных данных, полученных в процессе работы Soft PLC.Запись осуществляется как на выходы Soft PLC, так и на входы параллельно выполняемых циклов работы;

ведения архива, в котором фиксируется история работы исполнительной части Soft PLC;

Для реализации вышеперечисленных функций архитектура серверного приложения программно реализованного логического контроллера состоит из следующих компонент:

Интерпретатор. Это программная компонента, которая допускает в качестве входа исходную программу, записанную на языке, называемом исходным языком, и производит вычисления, предписываемые этой программой. Соответственно в Soft PLC исходным языком выступает сгенерированный TIC - код.

Компонента, реализующая исполнительную часть Soft PLC. Так же как и в обычных PLC - программно реализованный логический контроллер использует модель детерминированного цикла сканирования (scan cycle, скан-цикл). Периодически выполняется «жестко» заданная последовательность исполнения (опрос входных каналов, просчет управляющей логики и передача данных в выходные каналы).

СЕРВЕР

л

I-

к

5 о

га

gS:

ш О 41-о Я

а.

Цикл работы О >s

Soft PLC

а Чтение 0)

о входных ""^Ч ■&

ь- данных « Q.

(0 Чтение 0 1_

I-(D данных из 1 х

других s

Qj циклов >S

С Запись работы

Q. выходных I .0

(D н данных ¥ I

к Процесс

т Т вычисле <D

I ния 1 h

Запись данных 1 0 s

в другие циклы А О

работы

03

4

0 m

1 ш

го с[ о со

CQ

CL

Ш *

Ч Ш X

ш

га

Q) tn ш 3 »s а

Р

ч s

о о

m

Q

n о

C) ш

m n

ш a 4 ro я

m m

I

s

а 3 ф 3

ш х 3

пз m а ф с[ с; о с

Менеджер конфигураций

База Данных Реального Времени

Internet, Ethernet...

Рис. 5. Компонентная архитектура серверного приложения Soft PLC.

Менеджер ввода/вывода. Данная компонента координирует сбор и обработку данных со всех устройств ввода/вывода, осуществляет управление драйверами устройств.

Менеджер конфигураций. Отвечает за функционал точной настройки компонент системы на серверной части программно реализованного логического контроллера. Менеджер конфигураций может получать данные 14

от аналогичной компоненты клиентского приложения и перестраивать работу серверного приложения или же возможно осуществлять настройку с помощью средств Internet и сети Ethernet, т.е. удаленно.

База данных реального времени. Получает, обрабатывает и хранит данные о работе Soft PLC.

Исполнительная часть Soft PLC

Так же как и в обычных PLC - исполнительная часть Soft PLC использует модель детерминированного цикла сканирования (scan cycle): периодически выполняется «жестко» заданная последовательность действий (опрос входных каналов, просчет управляющей логики и передача данных в выходные каналы).

Как уже было сказано, Soft PLC работает в среде операционной системы Windows с расширением реального времени. И благодаря возможностям высокопроизводительной многозадачной ОС РВ, а также мощности современных аппаратных средств, обеспечивается минимальная длительность цикла работы исполнительной части Soft PLC в пределах 1 мс. Если позволяют ресурсы аппаратной платформы (CPU, DRAM, I/O device, ...), то могут одновременно исполняться несколько независимых циклов работы. В Soft PLC типичный цикл сканирования расширен функциями опроса и посылки переменных другим циклам работы. Это позволяет легко использовать совместную информацию в реальном времени.

При реализации исполнительной части Soft PLC необходимо использовать механизм псевдо многопоточности. Процессорное время должно выделяется потокам отдельными конечными интервалами времени с помощью внутренних механизмов Soft PLC. В каждый момент времени должен выполняться только один поток. Потоки должны быть разделены на группы по приоритетам. Данное разделение потоков на несколько групп в программно реализованном логическом контроллере необходимо для того, что бы задачи, требующие малого времени реакции на внешнее воздействие обрабатывались с более высоким приоритетом, чем все остальные.

Высокоприоритетные потоки будут иметь более высокую частоту выделения рабочих интервалов времени. Необходимо так же программно реализовать таймеры, которые будут синхронизировать частоту выделения рабочих интервалов времени. Т.к. реализация исполнительной части Soft PLC подразумевает много приоритетов, то за каждую из частот синхронизации будет отвечать отдельный таймер, каждый из таймеров работает на своей.

Алгоритм выполнения программы аппаратного ПЛК в циклическом режиме показан на Рис. 6. Содержание отдельных фаз цикла состоит в следующем.

Фаза системного анализа отвечает за: осуществление мониторинга контроллера (проверяет достаточность памяти, следит за сменой режима RUN/STOP, контролирует системные параметры и др.); обработка запросов со стороны портов программирования и расширения. В фазе чтения входных

данных происходит обновление внутренней памяти данными со входов контроллера. В фазе вычисления исполняется программа, написанная пользователем. В фазе записи выходных данных обновляется состояние выходов контроллера.

Цикл управления в контроллере SoftPLC (см. Рис. 7) состоит в работе контроллера (процессор управляет системой, читает входы, выполняет программу и обновляет выходы) или остановке контроллера (процессор лишь управляет системой, читает входы и обновляет таблицу образов выходов; физические выходы не обновляются). Время цикла контролируется сторожевым таймером и не должно превышать определенного значения, например, 150 мсек. Иначе возникает ошибка, останавливающая контроллер.

Цикл работы PLC )

Системный анализ

Чтение входных данных Run i^s^

Процесс вычисления J Stop

Запись выходных данных

Рис. 6. Цикл работы классического ПЛК.

Существуют две ситуации.

1. Время цикла сканирования меньше или равно настройке сторожевого таймера (150 мсек). Это нормальная ситуация, при которой запускается очередной цикл сканирования.

2. Время сканирования больше настройки сторожевого таймера. Контроллер останавливается, загорается аварийная лампочка.

Данный процесс циклической работы ПЛК полностью реализован в исполнительной части Soft PLC.

Дополнительные фазы чтения и записи данных в другие циклы работы Soft PLC необходимы в случае, если используются одинаковые переменные в параллельно работающих циклах.

Если были определены межресурсные связи переменных, принимаемые значения связанных переменных обновляются после опроса

входных переменных; а выдаваемые другим ресурсам значения переменных посылаются перед обновлением выходных регистров.

Цикл работы Soft PLC

1

иный ♦

JXOflH \

Системный анализ

Чтение входных данных

Чтение данных из других циклов работы

Run

Процесс

:вычисления ЛS

Запись данных в другие циклы работы

Запись выходных данных

Рис. 7. Цикл работы Soft PLC.

Данный цикл работы повторяется периодически, если было установлено время цикла, то процесс ожидает истечения этого времени перед началом очередного цикла. Время выполнения цикла работы может варьироваться в зависимости от активных шагов в SFC программах или выполнения таких инструкций, как Jump, IF и Return и др. На Рис. 8 показана диаграмма работы одного из циклов Soft PLC.

1. Считывание входов контроллера

3. Выполнение управляющих алгоритмов

4. Выдача связных переменных

5. Формирование выходов контроллера

6. Сохранение требуемых переменных

7. Период ожидания следующего цикла

12 3 4 5 6 7 hl2

Время, Т(мкС) Рис. 8. Run-time цикл работы Soft PLC

Продолжительность каждого цикла зависит от: сложности действий; числа и размера программ; числа активных шагов; числа задействованных переменных; числа производимых переменных; числа потребляемых переменных.

Soft PLC могут обмениваться данными, используя механизм связывания переменных. Связывание является направленной логической связью между переменной ресурса-источника (производителя) и переменной целевого ресурса (потребителя). Переменная не изменяется в ресурсе-потребителе, пока ресурс-производитель не пошлет новое значение. Механизм работы обмена данными приведен на Рис. 9

1. Считывание входов контроллера

3. Выполнение управляющих алгоритмов

4. Выдача связных переменных

5 Формирование выходов контроллера

6. Сохранение требуемых переменных

7. Период ожидания следующего цикла

Рис. 9. Механизм работы обмена данными.

Из него видно, что имеется два процесса, работающих параллельно, один из которых является, как уже было сказано производителем переменной, а второй потребителем. На данной схеме видно как происходит процесс передачи значений от процесса производителя, к процессу потребителю.

Так же в работе исполнительной части Soft PLC, существует такое понятие, как сохраняемые переменные. Это переменные, зарождаемые в результате циклов работы программно реализованного контроллера, которые можно сохранять. Их число в принципе ограничено лишь возможностями исполнительной системы.

Методика проектирования систем управления электроавтоматикой.

На основе анализа общей структуры систем управления электроавтоматикой станков с ЧПУ, анализа программно реализованных контроллеров и систем построенных на клиент-серверной архитектуре, 1В

проведенного в предыдущих главах в работе была разработана методика проектирования Soft PLC отвечающего за управление логической задачей ЧПУ (см. Рис. 10).

Конфигурирование клиентского приложения

Определение набора компонент клиентского приложения

Конфигурирование серверного приложения

©

Рис. 10. Методика построения систем управления электроавтоматикой.

Данная методика включает в себя 3 этапа:

Конфигурирование и разработка клиентского приложения;

Конфигурирование и разработка серверного приложения;

Формирование единой среды Soft PLC.

Клиентская часть Soft PLC полностью собирается из готовых компонент, которые объединяются в единое целое в соответствии с пожеланиями заказчика. Поэтому мы имеем гибкую как по функциональности, так и по цене линейку продуктов.

При формировании серверного приложения используется как готовый набор компонент, так и реализуются компоненты специфические для каждого вида оборудования. К таким компонентам относиться ядро серверного приложения. Его структура будет зависеть от количества и вида объектов управления. Для каждого специфического объекта управления необходимо реализовать свой класс управления в общей структуре проекта. На конечном этапе, после формирования ядра серверного приложения, нам необходимо совместить его с другими компонентами серверной части.

Третий этап включает в себя формирование единой управляющей среды программно реализованного контроллера. В ходе третьего этапа необходимо выделить так называемые «быстрые» и «медленные» циклы

управления объектами электроавтоматики. Это необходимо для того, что бы распределить нагрузку на вычислительную часть системы. Медленные процессы могут обрабатываться в «фоновом» режиме, они не требуют моментальной реакции, а «быстрые» процессы должны быть обработаны в режиме реального времени.

Следующим шагом является определение правил интерпретации кадров управляющей программы. Этот шаг необходим при управлении специальным оборудованием, для программирования которого используют, помимо S, М, Т функций, дополнительные. Правила интерпретации дополнительных функций описываются на данном шаге.

На заключительном этапе производят совмещение клиентской и серверной частей, определяют правила их общего взаимодействия, а так же взаимодействия с внешними приложениями.

Четвертая глава посвящена программной реализации серверной части программно реализованного логического контроллера. В ходе работы было создано программное обеспечение моделирующее работу контроллера управляющего станком серии ARTI - 431, предназначенного для нанесения изображений в объеме прозрачных изотропных материалов (стекло, хрусталь...).

Структура ядра виртуального контроллера Soft PLC.

В основе технологии создания программного обеспечения электроавтоматики лежат обычные для объектно-ориентированного программирования понятия класса и объекта. При этом класс описывает тип оборудования, а объект - конкретный экземпляр. Таким образом, при объявлении класса, согласно принципу инкапсуляции, создаются шаблоны структур данных и методы, которые будут работать с этими данными.

При появлении нового типа оборудования, благодаря механизму наследования, разработчик не нуждается в том, чтобы заново разрабатывать новый класс: достаточно выбрать наиболее близкий и реализовать отличия в новом классе. Тем самым обеспечивается простота модификаций, сокращаются затраты времени на разработку, снижается общая стоимость разработки.

Программная реализация виртуального контроллера представляет собой некоторую систему с DLL-интерфейсом, работающую в отдельном RT-процессе реального времени (Real Time). Система имеет единственный экспортируемый класс ServerMainClass, содержащий набор базовых функций управления и общедоступные экземпляры входных и выходных данных. Остальные механизмы системы защищены от совместного доступа и не контролируются пользователем.

Объекты представляют собой экземпляры классов, описывающих электроавтоматику системы ЧПУ. В рамках модульной архитектуры виртуального контроллера каждый отдельный класс отвечает за свой объект управления на станке (см. Рис. 11).

Рис. 11. Диаграмма классов серверного приложения Soft PLC.

Анализ работы ядра серверного приложения виртуального контроллера с применением формализма автоматных графов

Для описания процессов происходящих в ядре виртуального контроллера в ходе работы был использован формализмом иерархических графов, который удобен для графического описания циклов, в том числе и с помощью инструментальных средств визуального программирования.

На Рис. 12 приведен первичный граф (автомат) со всеми сложными состояниями, в том числе СТАТУС_НЕРЕГ_РЕЖ (режим нерегулярных ситуаций), СТАТУС_РАБОТА_ПОСТ_ЧАСТ (режим работы с постоянной частотой), СТАТУС_ РАБОТА_ПЕРЕМ_ЧАСТ (режим работы с переменной частотой). Первичный автомат инициируется узлом-условием (клавишей) начального пуска НАЧ_ПУСК, а после этого управляет режимными переходами. Узлы-условия РАБ_ПЕРЕМ_ЧАСТ и РАБ_ПОСТ_ЧАСТ соответствуют активизации соответствующих режимных управляющих элементов панели оператора.

СТАТУС_РАБ

Рис. 12. Граф первичного автомата.

Обоснование эффективности практического применения программно -реализованного контроллера типа Soft: PLC для управления электроавтоматикой станка с ЧПУ.

На основе упрощенного расчета экономического эффекта, при применении программно реализованного контроллера Soft PLC в системе ЧПУ, показано, что при стоимости данного программного обеспечения значительно дешевле, чем аппаратного ПЛК, срок окупаемости создаваемого продукта и другие экономические показатели эффективности инновации являются вполне приемлемыми и могут быть приняты при разработке бизнес плана внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

1. Решена задача повышения эффективности функционирования электроавтоматики станков с ЧПУ типа PCNC на основе создания регулярных моделей архитектуры программно-реализованных контроллеров SoftPLC, встраиваемых в общую программно-аппаратную систему управления станком. Реализация предлагаемых решений имеет

существенное значение для создания современных конкурентоспособных отечественных систем ЧПУ станками и комплексами.

2. Определена зависимость повышения качества управления электроавтоматикой станка типа PCNC от функционального построения программно-реализованных контроллеров SoftPLC в виде компонентной клиент-серверной структуры.

3. Предложена модель и методика проектирования системы управления электроавтоматикой станков на основе разработки архитектуры программно-реализованных контроллеров SoftPLC, как клиент-серверного приложения, в котором клиентское приложение включает в себя среду прикладного программирования, модуль визуализации и конфигуратор системы, а серверное приложение представляет собой управляющий цикл по реализации клиентского приложения.

4. Предложена модель ядра серверного приложения виртуального контроллера с применением формализма автоматных графов и программная реализация серверной части контроллера SoftPLC, в виде открытой системы, с применением объектно-ориентированного подхода, что повышает гибкость и инвариантность в контексте расширения приложений.

5. Разработанное серверное приложение программно-реализованного контроллера SoftPLC, как модель управления, было апробировано на примере управления электроавтоматикой станка с ЧПУ типа ARTI-431PCNC, и при этом была доказана практическая целесообразность применения разработанных в диссертации положений в реальной промышленной среде.

6. Показано, на основе расчета экономического эффекта от применения программно-реализованного контроллера SoftPLC в системе ЧПУ станком, что при меньшей стоимости созданного программного обеспечения, по сравнению с традиционной аппаратной реализацией контроллера, срок окупаемости программного продукта и индекс доходности показывают преимущество предлагаемых в диссертации решений.

7. Результаты данной работы могут быть рекомендованы для использования на предприятиях занимающихся разработкой систем ЧПУ типа PCNC, а так же в учебном процессе для подготовки инженерных кадров по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Шемелин В.К., Нежметдинов P.A. Повышение качества архитектурных решения систем ЧПУ на основе программно реализованного контроллера типа Soft PLC. // Автоматизация и современные технологии, №6, 2008, стр. 33-35, Машиностроение, Москва. (ISSN 0869-4931)

2. Нежметдинов P.A. Инструментальные средства программирования программируемых логических контроллеров (ПЛК) на основе

23

комплекса CoDeSys". // Автоматизация и управление в машиностроении, №23,2005г., МГТУ «Станкин».

3. Нежметдинов P.A. Повышение эффективности реализации логической задачи ЧПУ за счет применения контроллера, реализованного программно по типу Soft PLC. // Труды международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии», МЭИ, 2007г., т.З, с. 152-155.

4. Нежметдинов P.A. Повышение качества архитектурных решений программно реализованного контроллера типа Soft PLC за счет применения клиент - серверной технологии. // Труды международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии», Москва, МЭИ, 2008 г., т.З., с. 263-268.

5. Нежметдинов P.A. Применение программно реализованного контроллера типа Soft PLC для управления электроавтоматикой станков с ЧПУ PCNC. // Вестник МГТУ Станкин, №1(5)2009, стр. 128131.

6. Шемелин В.К, Нежметдинов P.A. Программная реализация логической задачи числового программного управления (ЧПУ) на основе контроллера типа Soft PLC. // Объединенный научный журнал, № 10(216), Москва, 2008, стр. 46 - 48 (ISSN 1729-3 707)

Подписано в печать 19.04.2009

Формат 60x90'/| 6 Бумага 80 гр/м2 Гарнитура Times

Объем 1,25 п. л. Тираж 100 экз. Заказ№76

Отпечатано в «ИПД Триальфа»,

103305, Москва, Зеленоград, проезд 4807, д.1., стр.1

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Современное состояние проблемы повышения качества управления электроавтоматикой систем ЧПУ типа PCNC на основе применения программируемых контроллеров.

1.1 Этапы развития Программируемых Логических Контроллеров.

1.2 Современные тенденции в построении программируемых контроллеров, в контексте задачи повышения эффективности процесса управления электроавтоматикой станков с ЧПУ.

1.3 Постановка задачи исследования.

Глава 2. Методы и средства повышения качества управления электроавтоматикой станков с ЧПУ типа PCNC на основе построения программно реализованных контроллеров, встраиваемых в общую аппаратно - программную систему ЧПУ.

2.1. Общее представление об архитектуре программно реализованного логического контроллера.

2.2. Реализация логической задачи ЧПУ на основе ПЛК.

2.3. Реализация логической задачи ЧПУ на основе программно реализованного контроллера.

2.4. Методы и средства встраивания программно реализованных контроллеров в общую аппаратно-программную структуру PCNC.

2.5. Выводы по главе.

Глава 3. Архитектурная модель контроллеров типа Soft PLC на основе технологии клиент-сервер.

3.1. Моделирование клиентского приложения Soft PLC.

3.2. Моделирование архитектуры серверного приложения Soft PLC.

3.3. Компоненты и исполнительная часть серверного приложения Soft PLC.

3.4. Методика проектирования системы управления электроавтоматикой станков.

3.5. Выводы по главе.

Глава 4. Разработка серверной части программно — реализованного контроллера типа Soft PLC, как средства повышения эффективности работы системы электроавтоматики станка с ЧПУ.

4.1. Описание технологического оборудования для иллюстрации работы программно реализованного контроллера типа Soft PLC.

4.2. Построение ядра сервисного приложения программно-реализованного контроллера Soft PLC с применением формализма автоматных графов.

4.3. Обоснование эффективности практического применения программно - реализованного контроллера типа Soft PLC для управления электроавтоматикой станка с ЧПУ.

4.4. Выводы по главе 4.

Основные результаты диссертационной работы.

Применение Вычислительной Техники (ВТ) в автоматическом управлении — важнейшая черта технической инфраструктуры современного общества. Промышленность, транспорт, системы связи и защиты окружающей среды существенно зависят от компьютерных систем управления (КСУ). Практически ни одна техническая система не работает без той или иной формы управления. Электронные Вычислительные Машины (ЭВМ) — компьютеры играют здесь ключевую роль, и во многих случаях не существует реальной альтернативы компьютерному управлению процессами. [1]

Но специфика систем управления сложными объектами, какими, например, являются системы числового программного управления (ЧПУ) станками требуют применения специализированных компьютерных систем, которые, в отличии от универсальных ЭВМ, отличаются функциональной компонентой, прямо ориентированной на процессы управления объектами в режиме реального времени. Такими системами являются программируемые логические контроллеры (ПЛК). [2]

Программируемые логические контроллеры - это устройства аналогичные по функциональным возможностям Персональным Компьютерам (ПК), предназначенные для выполнения операций переключения в условиях современного производства. Сегодня на рынке существуют тысячи разнообразных моделей ПЛК, которые разнятся не только техническими характеристиками (размером памяти, мощностью вычислительного блока, числом каналов ввода/вывода), но и функциональными возможностями.

Основные операции ПЛК соответствуют комбинационному управлению логическими схемами. Эти устройства генерируют выходные сигналы (включить/выключить) для управления исполнительными механизмами (электродвигателями, клапанами) на основании результатов обработки сигналов, полученных от датчиков, либо устройств верхнего уровня. Кроме того, современные логические контроллеры выполняют и другие операции, например: совмещают функции счётчика и интервального таймера, обрабатывают задержку сигнала и т.д.

Первые ПЛК были предназначены только для простых последовательных операций с двоичными сигналами (откуда и произошло название). Небольшие ПЛК были предназначены, в основном, для замены реле и имели некоторые дополнительные функции - счётчиков и таймеров.

Главное преимущество ПЛК, обусловившее их широчайшее распространение - то, что компактная схема смогла заменить десятки реле. Другое преимущество этих устройств — функции логических контроллеров реализуются программно, а не аппаратно, что позволяет адаптировать их к работе в новых условиях с минимальными усилиями. Ряд дополнительных функций, которыми обладают современные ПЛК, привели к практически полному переходу систем автоматизации на базу контроллеров, без которых сегодня сложно представить любую АСУ ТП.

Конструктивно ПЛК приспособлены для работы в типовых промышленных условиях, с учётом уровней сигналов, термо- и влагостойкости, ненадёжности источников питания, а также механических ударов и вибраций. С этой целью аппаратная часть заключается в прочный корпус, минимизирующий негативное влияние ряда производственных факторов. Контроллеры также содержат специальные интерфейсы для согласования и обработки различных типов и уровней сигналов. Расширение возможностей ПЛК привело к тому, что их всё чаще применяют в устройствах ввода/вывода, входящих в состав интегрированных систем управления — на уровнях локального управления и управления процессом. На Рис. В.1 представлена типовая иерархическая структура распределенной системы управления[10]. уровень стратегического управления уровень управления производством уровень управления производственным уч-и ткам уронсиьуправления процессом уровень локсыьиого Unp<i<j.u:uiiM

Рис. В.1 Иерархическая структура распределенной системы управления.

Контроллеры традиционно работают в нижнем звене автоматизированных систем управления (АСУ) предприятия - систем непосредственно связанных с технологией производства (см. Рис. В.1). Применение ПЛК, обычно, являются первым шагом при построении АСУ процессами. Это объясняется тем, что необходимость автоматизация управления отдельным механизмом или установкой всегда наиболее очевидна. Она дает быстрый экономический эффект, улучшает качество производства, позволяет избежать физически тяжелой и рутинной работы. Контроллеры по определению созданы именно для такой работы.

Далеко не всегда удается создать полностью автоматическую систему. Часто «общее руководство» со стороны квалифицированного человека ■— диспетчера необходимо. И поэтому для внешне реализованных ПЛК со временем начали появляться различные программные средства, позволяющие наиболее полно использовать все новые функциональные возможности, которые стремительно развивавшихся и прогрессировавших систем. Появился целый класс программного обеспечения реализующего интерфейс человек— машина (Man Machine Interface (MMI)). Это так называемые системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления (Supervisory Control And Data Acquisition System — SCADA). Разделение производства ПЛК, средств программирования и диспетчерских систем привело к появлению стандартных протоколов обмена данными. Наибольшую известность получила технология ОРС (OLE for Process Control), базирующаяся на механизме DCOM (Distributed COM) Microsoft Windows. При этом составной частью базового программного обеспечения современного ПЛК является средства системной интеграции в структуру АСУ (см. Рис. В.2).

В комплекс программирования ПЛК входит ОРС сервер (см. Рис. В.2). Сервер имеет средства получения доступа к данным ПЛК также прозрачно, как и отладчик. Достаточно обеспечить канал передачи данных ПЛК — ОРС сервер. Обычно такой канал уже существует и используется при отладке.

Второй часто возникающей задачей является интеграция нескольких ПЛК с целью синхронизации их работы. Здесь появляются сети, обладающие рядом специфических требований. В целом это требования, аналогичные требованиям к ПЛК: режим реального времени, надежность в условиях промышленной среды, ремонтопригодность, простота программирования. Такой класс сетей получил название промышленных сетей (fieldbus). Существует масса фирменных реализаций и достаточно много стандартов таких сетей (Bitbus, Modbus, Profibus, CANopen, DeviceNet), позволяющих интегрировать аппаратуру различных фирм, но ни один из них нельзя признать доминирующим.

Машина 1 Г

Органы Г Объект Датчики воздействия управления плк

Машина N

I 1 т

Сеть fieldbus

Система программирования и отладки

Локальная сеть

Сервер данных ОРС •

Ш

Scrrd

Рабочее место оператора Службы АСУ верхнего уровня

Рис. В.2. Место ПЛК в Автоматизированной Системе Управления.

В системах промышленной автоматики контроллер должен работать в режиме реального времени. Кроме того, необходимым условием является формирование управляющего сигнала за отрезок времени, который делает управление адекватным и действенным. Ввод и обработка внешних сигналов осуществляется в ПЛК двумя способами: по опросу или по прерыванию. Основной недостаток опроса — опасность потери некоторых внешних событий. Управление по прерываниям сложнее для программирования, но риск пропустить какое-либо внешнее событие в несколько раз меньше.

Сегодня появляется реальная возможность программной реализации управления электроавтоматикой станков в рамках общего программного обеспечения систем ЧПУ без привлечения дополнительной аппаратуры и системного программного обеспечения программируемых контроллеров, которые являются неотъемлемой частью практически любой современной системы ЧПУ. Программно реализованные логические контроллеры, получившие название Soft PLC, получили большую популярность на современном этапе развития систем управления и поэтому, данная область автоматизации бурно развивается на сегодняшний день, находя свое применение во все более разнообразных задачах, в том числе в системах ЧПУ станками. Но так же, стоит в связи с этим отметить, что Soft PLC появились и начали завоевывать заслуженную популярность совсем недавно и поэтому имеются довольно большие области не исследованных и не решенных проблем, а так же задач, вызывающих бурные дискуссии.

Основные результаты диссертационной работы.

1. Решена задача повышения эффективности функционирования электроавтоматики станков с ЧПУ типа PCNC на основе создания регулярных моделей архитектуры программно-реализованных контроллеров SoftPLC, встраиваемых в общую программно-аппаратную систему управления станком. Реализация предлагаемых решений имеет существенное значение для создания современных конкурентоспособных отечественных систем ЧПУ станками и комплексами.

2. Определена зависимость повышения качества управления электроавтоматикой станка типа PCNC от функционального построения программно-реализованных контроллеров SoftPLC в виде компонентной клиент-серверной структуры.

3. Предложена модель и методика проектирования системы управления электроавтоматикой станков на основе разработки архитектуры программно-реализованных контроллеров SoftPLC, как клиент-серверного приложения, в котором клиентское приложение включает в себя среду прикладного программирования, модуль визуализации и конфигуратор системы, а серверное приложение представляет собой управляющий цикл по реализации клиентского приложения.

4. Предложена модель ядра серверного приложения виртуального контроллера с применением формализма автоматных графов и программная реализация серверной части контроллера SoftPLC, в виде открытой системы, с применением объектно-ориентированного подхода, что повышает гибкость и инвариантность в контексте расширения приложений.

5. Разработанное серверное приложение программно-реализованного контроллера SoftPLC, как модель управления, было апробировано на примере управления электроавтоматикой станка с ЧПУ типа ARTI-431PCNC, и при этом была доказана практическая целесообразность применения разработанных в диссертации положений в реальной промышленной среде.

6. Показано, на основе расчета экономического эффекта от применения программно-реализованного контроллера SoftPLC в системе ЧПУ станком, что при меньшей стоимости созданного программного обеспечения, по сравнению с традиционной аппаратной реализацией контроллера, срок окупаемости программного продукта и индекс доходности показывают преимущество предлагаемых в диссертации решений.

7. Результаты данной работы могут быть рекомендованы для использования на предприятиях занимающихся разработкой систем ЧПУ типа PCNC, а так же в учебном процессе для подготовки инженерных кадров по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств».

1. Г.Олсон, Д.Пиани, Цифровые системы автоматизации и управления. Санкт — Петербург, Невский Диалект, 20012. http://ua.elkor.com.ua/index.php3. http://www.kipservis.ru

2. Артюхов В.Д., «Настраиваемые модули для управляющих логических устройств», Ленинград Энергоиздат 1981

3. Гаврилов М. А. Теория релейно-контактных схем.- М. -Л.: Изд-во АН СССР, 1950

4. Гаврилов М. А., Копыленко В. М. Абстрактная и структурная теория релейных устройств. М: Наука, 1972

5. Проектирование бесконтактных управляющих логических устройств промышленной автоматики, Г. Р. Грейнер, В. П. Ильяшенко, В. П. Май и др. Москва, Энергия, 1977

6. IEC DIS 61131-3 Programmable Controllers Programming Languages, Draft International Standard, International Electro technical Commission. 1997

7. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования. Москва, СОЛОН-Пресс, 2004

8. Мишель Ж., Программируемые контроллеры: архитектура и применение. Москва, Машиностроение 1992

9. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М., Системы числового программного управления, Москва, Логос, 2005

10. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Концепция числового программного управления мехатронными системами: реализация логической задачи, Мехатроника. 2001. №2,с. 3-5

11. Мартинов Г.М. Сосонкин В.Л. Концепция числового программного управления мехатронными системами: проблема реального времени // Мехатроника. 2000. №3,с. 37-4014. http://www.osp.ru15. www.vxworks.ru

12. B.JI. Сосонкин, Г.М. Мартинов, M.M. Перепелкина, Концепция управления электроавтоматикой станков с ЧПУ по типу виртуальных контроллеров SoftPLC

13. Сосонкин B.JI. Задачи Числового Программного Управления и их архитектурная реализация, Станки и инструменты. 1988. №10. с. 39-40

14. Сосонкин B.JI., Мартинов Г.М. Принципы построения систем ЧПУ с открытой архитектурой, Приборы и системы управления. 1996. №8 с. 18-2126. http://www.can-cia.de.27. http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/interface/index.htm28. Протокол CAN 2.0 В

15. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2001. 432с.: ил. (Серия «Для программистов»)

16. B.JI.Сосонкин, Г.М.Мартинов, М.М.Перепелкина. Концепция управления электроавтоматикой станков с ЧПУ по типу виртуальных контроллеров SoftPLC, "Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика" №7 2003 года

17. А.Чернобровцев «Ethernet в промышленности», Computer World, №32/2000

18. Нежметдинов P.A, «Инструментальные средства программирования программируемых логических контроллеров (ПЛК) на основе комплекса CoDeSys", Автоматизация и управление в машиностроении, №23, 2005г., МГТУ «Станкин».

19. Шемелин В.К, Нежметдинов Р.А, «Повышение качества архитектурных решения систем ЧПУ на основе программно реализованного контроллера типа Soft PLC», Автоматизация и современные технологии, №6, 2008, Машиностроение, Москва. (ISSN 0869-4931)

20. Нежметдинов Р.А, «Применение программно реализованного контроллера типа Soft PLC для управления электроавтоматикой станков с ЧПУ PCNC», Научно-техническая конференция «МТИ-2008», том 2.

21. Шемелин В.К, Нежметдинов Р.А, «Программная реализация логической задачи числового программного управления (ЧПУ) на основе контроллера типа Soft PLC», Объединенный научный журнал, №10(216)6 Москва, 2008, стр. 46-48 (ISSN 1729-3707)

22. К. Ларман. Применение UML и шаблонов проектирования, Москва, Изд. Дом «Вильяме», 2001, 490 с.

23. Дуглас Э. Камер. Компьютерные сети и Internet. Разработка приложений для Internet. Третье издание. Издательский дом "Вильяме", Москва 2002 год

24. Исусственный интеллект. Применение в интегрированных производственных системах. Под редакцией Э. Кьюсиака. Москва "Машиностроение" 1991г.

25. В. JI. Бройдо. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник для вузов. Издательский дом "Питер" 2002г.

26. Б. Керниган, Д. Ритчи. Язык программирования Си. С-Пет, "Невский диалект", 2001

27. Г.С. Иванова, Т.Н. Ничушкина, Е.К. Пугачев. Объектно-ориентированное программирование. Москва. Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана. 2001г.

28. Вольдер Б.С. Планирование на предприятии. Учебное пособие. М.: МГТУ "Станкин", 1999, 172с.

29. Горфинкель В.Я., Купряков Е.М. Экономика предприятия. Учебник для ВУЗов. М.: "Банки и биржи", ЮНИТИ, 1996, -367с.

30. С.А. Трофимов. Rational XDE для Visual Studio .NET, Москва, Бином, 2004,298 с.

31. Ч. Петцольд. Программирование для WINDOWS на С#. Microsoft русская редакция, 2002, том 1

32. Ч. Петцольд. Программирование для WINDOWS на С#. Microsoft русская редакция, 2002, том 2

33. Р. Калбертсон, Быстрое тестирование. «Вильяме» Москва, 2002г., 383 с.

34. В.В.Тимофеев. C/C++ Программирование в среде С++ ВшЫег.Бином, Москва, 2001,360 с.

35. А. Матросов, А. Сергеев, М. Чаунин, HTML 4.0. bhv Санкт-Петербург, 2000г., 671с.

36. Н. Питц-Моултис, Ч. Кирк, XML. «bhv Санкт-Петербург», 2001 г., 713 с.

37. Сосонкин B.JL, Мартинов Г.М., Любимов А.Б. Интерпретация диалога в windows-интерфейсе систем управления // Приборы и системы управления, 1998. №12. С.10-13.