Podręcznik
6. Synteza algorytmu dla systemu mechatronicznego
6.2. Algorytm blokowy
Już takie ogólne omówienie zasad modelowania graficznego, które obowiązują w sieciach Petri’ego daje pogląd na algorytmizację procesu, który ma zostać poddany syntezie. Przypomnijmy, że modelowanie to rozwinęło się w latach 60-tych XX wieku. Na bazie sieci PN rozwinęła się tzw. metoda blokowa ilustrowania algorytmu, którą zaczęto stosować przy modelowaniu zadań dla systemów mikroprocesorowych, a jak wiemy stąd już niedaleko do systemów cyfrowych, i dalej do sterowników PLC. Podstawowymi elementami tego grafu blokowego, który jest w dalszym ciągu używany zwłaszcza w modelowaniu procesów w informatyce są m.in.:
-
komórki START oraz STOP, które odpowiednio rozpoczynają oraz kończą dany obraz algorytmu;
-
komórka decyzyjna DEC, w której pokazuje się jakie elementy procesu podlegają sterowaniu i jak;
-
komórka warunkowa CON, w której umieszcza się pojedynczy warunek lub zespół warunków, powiązanych operatorami logicznym, i które de facto są tranzycją w rozumieniu sieci typu PN;
-
węzły oraz strzałkowanie, które jest niezbędne do zrealizowania sieci połączeń algorytmu.
Podstawowe komórki algorytmu blokowego ilustruje rysunek 11.
Rysunek 11: Podstawowe komór algorytmu blokowego: a) komórka START; B) komórka decyzyjna; c) komórka warunkowa; d) komórka STOP
Dla wyjaśnienia zasad tworzenia algorytmu metodą blokową posłużmy się następującym przykładem zadania, opisującego działanie układu mechatronicznego:
Strukturę algorytmu blokowego dla ZADANIA 1 zilustrowano na rysunku 12.
Rysunek 12: Algorytm blokowy do ZADANIA 1
Jądro algorytmu blokowego z rysunku 12 składa się z dwóch komórek decyzyjnych oraz jednej komórki warunkowej. Ponieważ przyjęte jest, iż analizę algorytmu wygodniej jest opisywać poczynając od zatrzymania procesu, to pierwsza komórka decyzyjna opisuje taki właśnie stan procesu: wyłączenie elektrozaworu EZ oraz sygnalizatora H1, zapalenie zaś sygnalizatora H2. Druga komórka decyzyjna opisuje stan przeciwny procesu: załączenie elektrozaworu EZ oraz sygnalizatora H1, wyłączenie zaś sygnalizatora H2. Komórka warunkowa zawiera zaś dwa warunki, które dla zadziałania tłoczyska siłownika muszą wystąpić jednocześnie: START&CK=ON. W przeciwnym razie, czyli innej kombinacji stanów logicznych tych warunków, nie wystąpi zadziałanie tłoczyska siłownika, tylko oczekiwanie na spełnienie warunku START&CK=ON.