OpenSCADAWiki: Home Page Uk/Doc/ Java Like Calc ...

Home | Index | Changes | Comments | Users | Registration | Login  Password:  
 
This is an old revision of HomePageUk/Doc/JavaLikeCalc from 2016-11-06 17:35:20..
English (1 Kb) English
Russian (1 Kb) Русская
 (2 Kb) Переклад

Модуль <JavaLikeCalc> підсистеми "Збір даних"

Модуль: JavaLikeCalc
Ім'я: Обчислювач на мові подібній до Java.
Тип: DAQ
Джерело: daq_JavaLikeCalc.so
Версія: 3.3.0
Автор: Роман Савоченко
Опис: Надає основані на мові подібній до Java обчислювач та рушій бібліотек. Користувач може створювати та модифікувати функції та їх бібліотеки.
Ліцензія: GPL

Contents

Вступ

Модуль контролеру JavaLikeCalc надає у системі OpenSCADA механізм створення функцій та їх бібліотек на мові подібній до Java. Опис функції на мові подібній до Java зводиться до обв'язки параметрів функції алгоритмом. Крім цього модуль наділено функціями безпосередніх обчислень шляхом створення обчислювальних контролерів.


Безпосередні обчислення забезпечуються створенням контролеру та зв'язуванням його із функцією цього-ж модуля. Для зв'язування функції створюється кадр значень, над яким і виконуються періодичні обчислення.


Модулем реалізуються функції горизонтального резервування, а саме — спільної роботи з віддаленою станцією цього-ж рівня. Окрім синхронізації значень та архівів атрибутів параметрів модулем здійснюється синхронізація значень обчислювальної функції, з метою безударного "підхоплення" алгоритмів.


Параметри функції можуть вільно створюватися, видалятися або модифікуватися. Поточна версія модуля підтримує до 65535 параметрів функції у підсумку із внутрішніми змінними. Вигляд редактору функцій показано на рис.1.


Вигляд редактору функцій. (130 Kb)
Рис.1. Вигляд редактору функцій.

Після будь-якої зміни програми або конфігурації параметрів здійснюється перекомпіляція програми із повідомленням пов'язаних з функцією об'єктів значень TValCfg. Компілятор мови побудовано із використанням відомого генератору граматики "Bison", який сумісний з не менш відомою утилітою "Yacc".


Мова використовує неявне визначення локальних змінних, яке полягає у визначені нової змінної у випадку привласнення їй значення. Причому тип локальної змінної встановлюється у відповідності з типом значення, що привласнюється. Наприклад, вираз Qr=Q0*Pi+0.01; визначить змінну Qr з типом змінної Q0.


У роботі з різними типами ця мова використовує механізм автоматичного приведення типів у місцях, де подібне приведення є доцільним.


Для коментування ділянок коду у мові передбачено символи "//" та "/* ... */". Все, що йде після "//" до кінця рядку та між "/* ... */", ігнорується компілятором.


У процесі генерації коду компілятор мови здійснює оптимізацію за константам та приведення типів констант до потрібного типу. Під оптимізацією констант мається на увазі виконання обчислень у процесі побудови байт-коду над двома константами та вставка результату у код. Наприклад, вираз y=pi*10; згорнеться у просте привласнення y=31.4159;. Під приведенням типів констант до потрібного типу мається на увазі формування у коді константи, яка виключає приведення типу в процесі виконання. Наприклад, вираз y=x*10, у випадку реального типу змінної x, перетвориться у y=x*10.0.


Вирази привласнення можуть записуватися через символ ',', наприклад:

var1=1, var2=3, var4=var1+var2;
for(var1=0, var2=0, var3=-1; var1 < 10; var1++, var2++) var3++;

Мова підтримує виклики зовнішніх та внутрішніх функцій. Ім'я будь-якої функції взагалі сприймається як символ, перевірка на належність якого до тієї або іншої категорії здійснюється у наступній послідовності:


Виклик зовнішньої функції, як і атрибуту системного параметра, записується як адреса до об'єкту динамічного дерева об'єктної моделі системи OpenSCADA у вигляді: "DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.klapNotLin".


Для надання можливості написання користувацьких процедур управління різними компонентами OpenSCADA цим модулем надається реалізація API прекомпіляції користувацьких процедур окремих компонентів OpenSCADA на реалізації подібної до Java мови. Такими компонентами, наприклад, є: Шаблони параметрів підсистеми "Збір даних" та Середовище візуалізації та управління (СВУ).

1. Подібна до Java мова

1.1. Елементи мови

Ключові слова: if, else, while, for, break, continue, return, function, using, true, false.
Постійні:

Типи змінних:

Вбудовані константи: pi = 3.14159265, e = 2.71828182, EVAL_BOOL(2), EVAL_INT(-9223372036854775807), EVAL_REAL,EVAL(-1.79E308), EVAL_STR("<EVAL>")
Атрибути параметрів системи OpenSCADA (починаючи з підсистеми DAQ, у вигляді "{Тип модуля DAQ}.{Контролер}.{Параметр}.{Атрибут}").
Функції об'єктної моделі системи OpenSCADA.

1.2. Операції мови

Операції, підтримувані мовою, представлено у таблиці нижче. Пріоритет операцій зменшується зверху донизу. Операції з однаковим пріоритетом входять до однієї групи кольору.

СимволОпис
()Виклик функції.
{}Програмні блоки.
++Інкремент (пост та пре).
--Декремент (пост та пре).
-Унарний мінус.
!Логічне заперечення.
~Побітове заперечення.
*Множення.
/Ділення.
%Залишок від цілочисельного ділення.
+Складання
-Віднімання
<<Поразрядний зсув ліворуч
>>Поразрядний зсув праворуч
>Більше
>=Більше або дорівнює
<Менше
<=Менше або дорівнює
==Дорівнює
!=Не дорівнює
|Порозрядне "АБО"
&Порозрядне "ТАК"
^Порозрядне "Виключне АБО"
&&Логічне "ТАК"
||Логічне "АБО"
?:Умовна операція "i=(i<0)?0:i;"
=Привласнення.
+=Привласнення із складанням.
-=Привласнення із відніманням.
*=Привласнення із множенням.
/=Привласнення із діленням.

1.3. Вбудовані функції мови

Віртуальною машиною мови передбачено наступний набір вбудованих функцій загального призначення:


Для забезпечення високої швидкості роботи у математичних обчислення модуль надає вбудовані математичні функції, які викликаються на рівні команд віртуальної машини:

1.4. Оператори мови

Загальний перелік операторів мови:

1.4.1. Умовні оператори

Мовою модуля підтримуються два типи умов. Перша — це операції умови для використання всередині виразу, друга — глобальна, основана на умовних операторах.


Умова всередині виразу будується на операціях '?' та ':'. У якості прикладу можна записати наступні практичні вирази st_open=(pos>=100)?true:false;, що читається як "Якщо змінна pos більша або дорівнює 100, тоді змінній st_open привласнюється значення true, інакше — false".


Глобальна умова будується на основі умовних операторів "if" та "else". У якості прикладу можна привести той-же вираз, але записаний у інший спосіб if(pos>100) st_open=true; else st_open=false;. Як видно, вираз записано по іншому, але читається так само.

1.4.2. Цикли

Підтримується три типи циклів: while, for та for-in. Синтаксис циклів відповідає мовам програмування: C++, Java та JavaScript.


Цикл while, загалом, записується наступним чином: while({умова}) {тіло циклу};
Цикл for записується наступним чином: for({пре-ініціаліз};{умова};{пост-обчислення}) {тіло циклу};
Цикл for-in записується наступним чином: for({змінна} in {об'єкт}) {тіло циклу};
Де:

{умова} — вираз, який визначає умову;
{тіло циклу} — тіло циклу множинного виконання;
{пре-ініціаліз} — вираз попередньої ініціалізації змінних циклу;
{пост-обчислення} — вираз модифікації параметрів циклу після чергової ітерації;
{змінна} — змінна, яка буде містити ім'я властивості об'єкта при переборі;
{об'єкт} — об'єкт для якого здійснюється перебір властивостей.

1.4.3. Внутрішні функції

Ця мова підтримує визначення та виклик внутрішніх функцій. Для визначення внутрішньої функції використовується ключове слово "function" та в цілому визначення має синтаксис: function {ім'яФ} ({зм1}, {зм2}, ... {змN}) { {тіло функції} }. Визначення внутрішньої функції всередині іншої недозволене однак дозволено виклик раніш визначеної.


Виклик внутрішньої функції здійснюється у типовий спосіб, як процедура {ім'яФ}({var1}, {var2}, ... {varN}); або як функція {змРез} = {ім'яФ}({зм1}, {зм2}, ... {змN});. Виклик внутрішніх функцій допустимий тільки після їх декларації вище!


Всі змінні, визначені у основному тілі, недоступні всередині внутрішніх функцій і можуть бути передані тільки через двобічні аргументи викликуваної внутрішньої функції. Всі змінні, визначені в середині внутрішньої функції, мають власний простір назв та недоступні із основного тіла або будь якої іншої внутрішньої функції та можуть бути передані тільки в основне тіло через двобічні аргументи або результат викликуваної внутрішньої функції.


Оператор "return" в середині внутрішньої функції здійснює контрольоване її завершення та розташування вказаної змінної або результату виразу як результату викликуваної внутрішньої функції.


Приклад типового визначення та використання внутрішньої функції наведено нижче:

1.4.4. Спеціальні символи строкових змінних

Мовою передбачено підтримку наступних спеціальних символів строкових змінних:

"\n" — перевід рядка;
"\t" — символ табуляції;
"\b" — забій;
"\f" — перевід сторінки;
"\r" — повернення каретки;
"\\" — сам символ '\';
"\041" — символ '!' записаний вісімковим числом;
"\x21" — символ '!' записаний шістнадцятковим числом.

1.5. Об'єкт

Мовою надається підтримка типу даних об'єкт "Object". Об'єкт представляє собою асоціативний контейнер властивостей та функцій. Властивості можуть містити як дані чотирьох базових типів, так і інші об'єкти. Доступ до властивостей об'єкту може здійснюватися за посередництвом запису імен властивостей через точку до об'єкту obj.prop, а також за посередництвом заключення імені властивості у квадратні дужки obj["prop"]. Очевидно, що перший механізм статичний, а другий дозволяє вказувати ім'я властивості через змінну. Видалити властивість об'єкту можна директивою "delete". Створення об'єкту здійснюється за посередництвом ключового слова new: varO = new Object(). Базове визначення об'єкту не містить функцій. Операції копіювання об'єкту насправді роблять посилання на вихідний об'єкт. При видаленні об'єкту здійснюється зменшення лічильника посилань, а при досягнення лічильника посилань нуля об'єкт видаляється фізично.


Переклад


Разные компоненты могут доопределять базовый объект особыми свойствами и функциями. Стандартным расширением объекта является массив "Array", который создаётся командой varO = new Array(prm1,prm2,prm3,...,prmN). Перечисленные через запятую параметры помещаются в массив в исходном порядке. Если параметр только один то массив инициируется указанным количеством пустых элементов. Особенностью массива является то, что он работает со свойствами как с индексами и основным механизмом обращения является заключение индекса в квадратные скобки arr[1]. Массив хранит свойства в собственном контейнере одномерного массива. Цифровые свойства массива используются для доступа непосредственно к массиву, а символьные работают как свойства объекта. Детальнее про свойства и функции массива можно прочитать по ссылке?.


Объект регулярного выражения "RegExp" создаётся командой varO = new RegExp(pat,flg), где pat — шаблон регулярного выражения, а flg — флаги поиска. Объект работы с регулярными выражениями основан на библиотеке "PCRE". При глобальном поиске устанавливается атрибут объекта "lastIndex", что позволяет продолжить поиск при следующем вызове функции. В случае неудачного поиска атрибут "lastIndex" сбрасывается в ноль. Детальнее про свойства и функции массива можно прочитать по ссылке?.


Для произвольного доступа к аргументам функции предусмотрен объект аргументов, обратиться к которому можно посредством символа "arguments". Этот объект содержит свойство "length" с количеством аргументов у функции и позволяет обратиться к значению аргумента посредством его номера или идентификатора. Рассмотрим перебор аргументов по циклу:

args = new Array();
for(var i=0; i < arguments.length; i++)
  args[i] = arguments[i];

Частичными свойствами объекта обладают и базовые типы. Свойства и функции базовых типов приведены ниже:


Свойства:

Функции:


Свойства:

Функции:


Для доступа к системным объектам(узлам) OpenSCADA предусмотрен соответствующий объект, который создаётся путём простого указания точки входа "SYS" корневого объекта OpenSCADA, а затем, через точку указываются вложенные объекты в соответствии с иерархией. Например, вызов функции запроса через исходящий транспорт осуществляется следующим образом: SYS.Transport.Sockets.out_testModBus.messIO(Special.FLibSYS.strEnc2Bin("15 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 05"));.

1.6. Примеры программы на языке

Приведём несколько примеров программ на Java-подобном языке:


//Модель хода исполнительного механизма шарового крана
if(!(st_close && !com) && !(st_open && com))
{
  tmp_up = (pos>0&&pos<100) ? 0 : (tmp_up>0&&lst_com==com) ? tmp_up-1/frq : t_up;
  pos += (tmp_up>0) ? 0 : (100*(com?1:-1))/(t_full*frq);
  pos = (pos>100) ? 100 : (pos<0) ? 0 : pos;
  st_open = (pos>=100) ? true : false;
  st_close = (pos<=0) ? true : false;
  lst_com = com;
}


//Модель клапана
Qr = Q0 + Q0*Kpr*(Pi-1) + 0.01;
Sr = (S_kl1*l_kl1+S_kl2*l_kl2)/100;
Ftmp = (Pi>2*Po) ? Pi*pow(Q0*0.75/Ti,0.5) : (Po>2*Pi) ? Po*pow(Q0*0.75/To,0.5) : pow(abs(Q0*(pow(Pi,2)-pow(Po,2))/Ti),0.5);
Fi -= (Fi-7260*Sr*sign(Pi-Po)*Ftmp)/(0.01*lo*frq);
Po += 0.27*(Fi-Fo)/(So*lo*Q0*frq);
Po = (Po<0) ? 0 : (Po>100) ? 100 : Po;
To += (abs(Fi)*(Ti*pow(Po/Pi,0.02)-To)+(Fwind+1)*(Twind-To)/Riz)/(Ct*So*lo*Qr*frq);

2. Контроллер и его конфигурация

Контроллер этого модуля связывается с функциями из библиотек, построенных с его помощью, для обеспечения непосредственных вычислений. Для предоставления вычисленных данных в систему OpenSCADA в контроллере могут создаваться параметры. Пример вкладки конфигурации контроллера данного типа изображен на рис.2.


Вкладка конфігурації контролера. (118 Kb)
Рис.2. Вкладка конфигурации контроллера.

С помощью этой вкладки можно установить:


Вкладка "Вычисления" контроллера(Рис. 3) содержит параметры и текст программы, непосредственно выполняемой контроллером. Модулем предусмотрена обработка ряда специальных параметров, доступных в программе контроллера:


Вкладка "Обчислення" контролеру. (144 Kb)
Рис.3. Вкладка "Вычисления" контроллера.

3. Параметр контроллера и его конфигурация

Параметр контроллера данного модуля выполняет функцию предоставления доступа к результатам вычисления контроллера в систему OpenSCADA посредством атрибутов параметров. Из специфических полей вкладка конфигурации параметра контроллера содержит только поле перечисления параметров вычисляемой функции, которые необходимо отразить.

4. Библиотеки функций модуля

Модуль предоставляет механизм для создания библиотек пользовательских функций на Java-подобном языке. Пример вкладки конфигурации библиотеки изображен на Рис.4. Вкладка содержит базовые поля: доступность, адрес таблицы БД библиотеки, дата и время модификации, идентификатор, имя и описание.


Вкладка конфігурації бібліотеки. (82 Kb)
Рис.4. Вкладка конфигурации библиотеки.

5. Пользовательские функции модуля

Функция, также как и библиотека, содержит базовую вкладку конфигурации, вкладку формирования программы и параметров функции (Рис.1), а также вкладку исполнения созданной функции.

6. API пользовательского программирования

Некоторые объекты модуля предоставляют функции пользовательского программирования.


Объект "Библиотека функций" (SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_Lfunc"])


Объект "Пользовательская функция" (SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_Lfunc"]["func"])

7. Производительность

Исходный текст процедур на языке этого модуля компилируются в байт-код виртуальной машины, который впоследствии вычисляется виртуальной машиной. Байт-код это не машинный код и достичь производительности самой аппаратной архитектуры в виртуальной машине его исполняющего теоретически нереально, если конечно код этой виртуальной машины не исполняет сам процессор. Т.е. производительность выполнения байт-кода примерно на порядок ниже аппаратной производительности за счёт накладных расходов команд виртуальной машины, разделения многопоточного доступа к данным, прозрачного приведения типов и отсутствия жёсткой типизации, а так-же динамической природы языка и наличия сложных типов "Строка" и "Объект".
Action source page doesn't exist yet(/Works / Tests / Java Like?)

Ссылки

Referring pages: HomePageUk/Doc
HomePageUk/Doc/BCM2835
HomePageUk/Doc/DAQ
HomePageUk/Doc/OpenSCADA060
HomePageUk/Function
HomePageUk/Using/APIFunctionLibs/LibDoc
HomePageUk/Using/APIFunctionLibs/LibRegEl
HomePageUk/Using/APIFunctionLibs/TechApp
HomePageUk/Using/KramatorskBallMills
HomePageUk/Using/PLC
HomePageUk/Using/PLC/firmware
HomePageUk/Using/SmartHouse


 
There are no files on this page.[Display files/form]
There is no comment on this page. [Display comments/form]