Emulator de Procese pentru Automate Programabile

Introducere

Simularea evenimentelor discrete este o abordare foarte bună în ceea ce privește modelarea unui sistem real și pentru a-i reproduce comportamentul dinamic. Aceasta utilizează un model logic sau matematic al unui sistem fizic care permite măsurarea performanțelor automatelor și logicii folosite prin verificarea mai multor scenarii pornind de la anumite presupuneri.

Astfel se pot simula toate fluxurile industriale (fizice, informaționale, etc.), pe orizonturi de timp diferite (termen scurt, termen lung, în timp real sau în medie) și în toate fazele ciclului de viață, de la design până la exploatare în producție.

Lucrarea de față are ca scop principal ilustrarea unor metode simple și eficient de a reproduce sisteme utilizând formalisme DEVS pentru a putea verifica comportamentul logic al automatelor programabile.

Capitolul 1. Sisteme cu Evenimente Discrete

1.1. Conceptul de Sistem cu Evenimente Discrete

Sistemele cu evenimente discrete (abreviate SED-uri) reprezintă sistemele dinamice și asincrone in care tranzițiile stărilor sunt inițiate de evenimente ce se produc la intervale de timp discrete. SED-urile sunt întâlnite in sistemele de operare și comunicații în cadrul rețelelor de calculatoare, la sistemele flexibile de fabricație, a controlului de trafic, în robotică ș.a.m.d. .

Evenimentul poate fi asociat începutului sau sfârșitului unei activități, de exemplu evenimente pot fi considerate sosirea unui apel intr-o coadă, terminarea unui task, apariția unei exceptii (o perturbatie sau o eroare), golirea unui buffer, respectiv modificarea unei stări într-un proces industrial. Este ușor de observat nevoia de coordonare si control pentru ordonarea fluxului de evenimente. SED-urile trebuie modelate adecvat astfel încât sa se permită analizarea și simularea comportamentala a sistemului pentru implementarea ulterioară a unei soluții de control.

SED-urile diferă fundamental de sistemele dinamice continue sau sistemele dinamice discrete care au la baza ecuații diferențiale sau cu diferențe. Intrările si ieșirile acestora au valori ne-numerice iar intervalele de timp între care se produc evenimentele nu sunt fixe, au un caracter neregulat, stocastic sau deterministic.

În figura urmatoare este prezentată traiectoria de stare a unui SED. Evenimentele sunt, de fapt , tranzițiile de stare iar traiectoriile acestora sunt continue pe porțiuni. Tranzițiile sunt notate in cazul de față cu , , și ) iar stările iau valori in mulțimea { , , și }.

Ionel MUNTEANU Cap.2: Limbaje de programare adresate automatelor programabile

Fig 1.1 Traiectorie tipica de stare a unui SED

Segmentele pe care le puteți vedea in grafic reprezintă secvența stărilor. Intervalul de timp dintre două tranziții succesive se numește holding time sau timp de staționare în starea dintre cele două tranziții.

Notăm A = { , , , } alfabetul (setul evenimentelor discrete) și Ax setul secvențelor finite din A. Comportarea logică a SED-ului este descris de urme. Secvența s = a1a2a3 este o urmă pentru că a2 se produce înaintea lui a3. Formal, comportarea logică a unui SED este descrisă de limbajul L  Ax care constă din setul tuturor urmelor (logice) pe care SED le poate genera ( Ax este setul tuturor urmelor posibile ).

Intrun sens mai larg, SED poate fi descris de o pereche de obiecte de forma (job, resursă). Joburile concurează pentru a ajunge la anumite resurse pe care le pot ocupa o perioada limitată de timp. Dinamica este determinată de interacțiunile între joburi si dintre joburi și resurse. Aceasta calitate a SED-urilor sus menționată permite scrierea unor programe care sa descrie comportamentul.