язык программы

язык с ограниченной варьируемостью
Текстовый или графический язык программирования, предназначенный для коммерческих и промышленных программируемых электронных контроллеров, диапазон возможностей которого ограничен применением этих устройств.
Пример
- Ниже приведены примеры языков с ограниченной варьируемостью, взятые из МЭК 61131-3 и других источников, которые используются для представления прикладных программ для систем на основе ПЛК:
- многоступенчатые схемы: графический язык, состоящий из набора символов для входов (представляющих поведение, характерное для таких устройств, как нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты), соединенных с помощью линий (указывающих направление тока), с символами, обозначающими выходы (представляющими поведение, свойственное реле);
- булева алгебра: язык низкого уровня, основанный на булевых операторах, таких как И, ИЛИ и НЕ с возможностью добавления некоторых мнемонических инструкций;
- функциональные блоки диаграммы: в дополнение к булевым операторам допускается использование более сложных функций, таких как операции с файлами, чтение и запись блоков данных, команд для регистров сдвига и устройств, задающих последовательность;
- последовательные функциональные схемы: графическое представление многостадийной программы, состоящее из взаимосвязанных шагов, действий и ориентированных связей с промежуточными состояниями.
[ ГОСТ Р МЭК 61508-4-2007]

Тематики

• электробезопасность

EN

• limited variability language

3.12 язык с ограниченной варьируемостью (limited variability language): Текстовый или графический язык программирования, предназначенный для коммерческих и промышленных программируемых электронных логических контроллеров, диапазон возможностей которого ограничен применением этих устройств.

ПРИМЕР - К языкам с ограниченной изменчивостью, которые используются для представления прикладных программ для систем на основе программируемых логических контроллеров, относятся:

- многоступенчатые схемы: графический язык, состоящий из набора символов для входов ( представляющих поведение, характерное для таких устройств, как контакты, которые в нормальном состоянии замкнуты или разомкнуты), соединенных с помощью линий ( указывающих направление тока), с символами, обозначающими выходы ( представляющими поведение, свойственное реле);

- булева алгебра: низкоуровневый язык, основанный на булевых операторах, таких как И, ИЛИ и НЕ, с возможностью добавления некоторых мнемонических инструкций;

- функциональные блок-диаграммы: в дополнение к булевым операторам допускают использование более сложных функций, таких как операции с файлами, чтение и запись блоков данных, команд для сдвиговых регистров и устройств, задающих последовательность;

- последовательные функциональные схемы: графическое представление многостадийной программы, состоящее из взаимосвязанных шагов, действий и ориентированных связей с промежуточными состояниями.

Источник: ГОСТ Р 53195.4-2010: Безопасность функциональная связанных с безопасностью зданий и сооружений систем. Часть 4. Требования к программному обеспечению оригинал документа

3.2.7 язык с ограниченной варьируемостью (limited variability language): Текстовый или графический язык программирования, предназначенный для коммерческих и промышленных программируемых электронных контроллеров, диапазон возможностей которого ограничен применением этих устройств.

ПРИМЕР - Ниже приведены примеры языков с ограниченной варьируемостью, взятые из МЭК 61131-3 и других источников, которые используются для представления прикладных программ для систем на основе ПЛК:

- многоступенчатые схемы: графический язык, состоящий из набора символов для входов (представляющих поведение, характерное для таких устройств, как нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты), соединенных с помощью линий (указывающих направление тока), с символами, обозначающими выходы (представляющими поведение, свойственное реле);

- булева алгебра: язык низкого уровня, основанный на булевых операторах, таких как И, ИЛИ и НЕ с возможностью добавления некоторых мнемонических инструкций;

- функциональные блоки диаграммы: в дополнение к булевым операторам допускается использование более сложных функций, таких как операции с файлами, чтение и запись блоков данных, команд для регистров сдвига и устройств, задающих последовательность;

- последовательные функциональные схемы: графическое представление многостадийной программы, состоящее из взаимосвязанных шагов, действий и ориентированных связей с промежуточными состояниями.

Источник: ГОСТ Р МЭК 61508-4-2007: Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 4. Термины и определения оригинал документа

язык FBD
Диаграмма функциональных блоков. Один из пяти стандартизированных языков программирования ПЛК.
[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Язык FBD (Functional Block Diagram, Диаграмма Функциональных Блоков) является языком графического программирования, так же, как и LD, использующий аналогию с электрической (электронной) схемой. Программа на языке FBD представляет собой совокупность функциональных блоков (functional flocks, FBs), входы и выходы которых соединены линиями связи ( connections). Эти связи, соединяющие выходы одних блоков с входами других, являются по сути дела переменными программы и служат для пересылки данных между блоками. Каждый блок представляет собой математическую операцию (сложение, умножение, триггер, логическое “или” и т.д.) и может иметь, в общем случае, произвольное количество входов и выходов. Начальные значения переменных задаются с помощью специальных блоков – входов или констант, выходные цепи могут быть связаны либо с физическими выходами контроллера, либо с глобальными переменными программы. Пример фрагмента программы на языке FBD приведен на рис. 2.

Практика показывает, что FBD является наиболее распространенным языком стандарта IEC. Графическая форма представления алгоритма, простота в использовании, повторное использование функциональных диаграмм и библиотеки функциональных блоков делают язык FBD незаменимым при разработке программного обеспечения ПЛК. Вместе с тем, нельзя не заметить и некоторые недостатки FBD. Хотя FBD обеспечивает легкое представление функций обработки как «непрерывных» сигналов, в частности, функций регулирования, так и логических функций, в нем неудобным и неочевидным образом реализуются те участки программы, которые было бы удобно представить в виде конечного автомата.

Рис.2. Функциональная схема FBD.

[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

EN

• FBD
• Functional Block Diagram

язык SFC
Язык последовательных функциональных схем. Один из пяти стандартизированных языков программирования ПЛК.
[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Язык последовательных функциональных схем SFC (Sequential Function Chart), использующийся совместно с другими языками (обычно с ST и IL), является графическим языком, в котором программа описывается в виде схематической последовательности шагов, объединенных переходами. Язык SFC построен по принципу, близкому к концепции конечного автомата, что делает его одним из самых мощных языков программирования стандарта IEC 61131-3. Пример программы на языке SFC приведен на рис. 3.

Наиболее простым и естественным образом на языке SFC описываются технологические процессы, состоящие из последовательно выполняемых шагов, с возможностью описания нескольких параллельно выполняющихся процессов, для чего в языке имеются специальные символы разветвления и слияния потоков (дивергенции и конвергенции, в терминах стандарта IEC 61131-3).

Шаги последовательности располагаются вертикально сверху вниз. На каждом шаге выполняется определенный перечень действий (операций). При этом для описания самой операции используются другие языки программирования, такие как IL или ST.

Действия (операции) в шагах имеют специальные классификаторы, определяющие способ их выполнения внутри шага: циклическое выполнение, однократное выполнение, однократное выполнение при входе в шаг и т.д. В сумме таких классификаторов насчитывается девять, причем среди них есть, например, классификаторы так называемых сохраняемых и отложенных действий, заставляющие действие выполняться даже после выхода программы из шага.

После того, как шаг выполнен, управление передается следующему за ним шагу. Переход между шагами может быть условным и безусловным. Условный переход требует выполнение определенного логического условия для передачи управления на следующий шаг; пока это условие не выполнено программа будет оставаться внутри текущего шага, даже если все операции внутри шага уже выполнены. Безусловный переход происходит всегда после полного выполнения всех операций на данном шаге. С помощью переходов можно осуществлять разделение и слияние ветвей последовательности, организовать параллельную обработку нескольких ветвей или заставить одну выполненную ветвь ждать завершения другой.

Как и любому другому языку, SFC свойственны некоторые недостатки. Хотя SFC может быть использован для моделирования конечных автоматов, его программная модель не совсем удобна для этого. Это связано с тем, что текущее состояние программы определяется не переменной состояния, а набором флагов активности каждого шага, в связи с чем при недостаточном контроле со стороны программиста могут оказаться одновременно активными несколько шагов, не находящихся в параллельных потоках.

Еще одно неудобство языка связано с тем, что шаги графически располагаются сверху вниз, и переход, идущий в обратном направлении, изображается в неявной форме, в виде стрелки с номером состояния, в которое осуществляется переход.

Рис. 3. Язык последовательных функциональных схем SFC.

[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

EN

• Sequential Function Chart
• SFC

язык ST
Структурированный текст. Один из пяти стандартизированных языков программирования ПЛК.
[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Язык ST (Structured Text, Структурированный Текст) представляет собой язык высокого уровня, имеющий черты языков Pascal и Basic. Данный язык имеет те же недостатки, что и IL, однако они выражены в меньшей степени. Пример программы на языке ST приведен на рис. 4.

С помощью ST можно легко реализовывать арифметические и логические операции (в том числе, побитовые), безусловные и условные переходы, циклические вычисления; возможно использование как библиотечных, так и пользовательских функций. Язык также интерпретирует более 16 типов данных.

Язык ST может быть освоен технологом за короткий срок, однако текстовая форма представления программ служит сдерживающим фактором при разработке сложных систем, так как не дает наглядного представления ни о структуре программы, ни о происходящих в ней процессах.

Рис. 4. Язык структурированного текста ST.

[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

EN

• ST
• Structured Text

язык IL
Список инструкций. Один из пяти стандартизированных языков программирования ПЛК.
[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Язык IL (Instruction List, Список Команд) представляет собой ассемблероподобный язык, достаточно несложный по замыслу авторов стандарта, для его практического применения в задачах промышленной автоматизации пользователем, не имеющим, с одной стороны, профессиональной подготовки в области программирования, с другой стороны, являющимся специалистом в той или иной области производства. Однако, как показывает практика, такой подход себя не оправдывает.

Ввиду своей ненаглядности, IL практически не используется для программирования комплексных алгоритмов автоматизированного управления, но часто применяется для кодирования отдельных функциональных блоков, из которых впоследствии складываются схемы FBD или CFC. При этом IL позволяет достичь высокой оптимальности кода: программные блоки, написанные на IL, имеют высокую скорость исполнения и наименее требовательны к ресурсам контроллера.

Язык IL имеет все недостатки, которые присущи другим низкоуровневым языкам программирования: сложность и высокую трудоемкость программирования, трудность модификации написанных на нем программ, малую степень «видимого» соответствия исходного текста программы и решаемой задачи.

Пример программы на языке IL приведен на рис. 5.

Рис. 5. Язык инструкций IL.

[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

EN

• IL
• Instruction List

язык LD
Лестничная диаграмма. Один из пяти стандартизированных языков программирования ПЛК.
[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART2.htm]

Язык LD (LAD, Ladder) является графическим языком разработки, программа на котором представляет собой аналог релейной схемы. Пример программы на данном языке приведен на рис. 1. По идеи авторов стандарта, такая форма представления программы облегчит переход инженеров из области релейной автоматики на ПЛК.

К недостаткам данного языка можно отнести то, что по мере увеличения количества «реле» в схеме она становится сложнее для интерпретации, анализа и откладки. Еще один недостаток языка LD заключается в следующем: язык, построенный по аналогии с релейными схемами, может быть эффективно использован только для описания процессов, имеющих дискретный (двоичный) характер; для обработки «непрерывных» процессов (с множеством аналоговых переменных) такой подход теряет смысл.

Рис. 1. Язык релейных диаграмм LD

Тематики

• автоматизированные системы

EN

• LAD
• Ladder
• LD

язык Java
Интерпретируемый объектно-ориентированный язык программирования фирмы Sun Microsystems.
Объектный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems на основе языка C++. В 1995 г. компания предоставила на своем Web-сайте для свободного доступа спецификации языка и инструментальные средства разработки приложений - Java Development Kit (JDK). Главная задача, которую преследовали разработчики, - создание надежного платформенно-независимого объектного языка, который позволял бы разрабатывать небольшие мобильные приложения для среды Web - аплеты. Технология разработки и использования Java-аплетов основана на двух стандартизованных компанией компонентах: на мобильных Java-байт кодах - формате представления результатов компиляции исходного программного кода Java-аплета - и на спецификациях виртуальной машины Java (Java Virtual Machine, JVM) - интерпретаторе мобильных Java-байт кодов. Скомпилированные аплеты должны храниться на Web-сервере. Их вызов на машину клиента обеспечивается браузером при просмотре HTML-страницы, в которой с помощью специальных тегов встроен вызов аплета и передача ему фактических параметров. После вызова мобильных Java-байт кодов на сторону Web-клиента их исполнение осуществляется JVM, встроенной в браузер. Наряду с использованием Java для создания аплетов широко используются также системы программирования с входным языком Java, основанные на традиционной технологии [Энциклопедия Когаловского].
Межплатформенный язык программирования. Программы, написанные на JAVA, запускаются на стороне клиента, используя т.н. виртуальную машину (VM) Java. Применяется для создания динамических страничек, организиции доступа к базам данных посредством Internet и т.п. [http://www.webxpert.ru/slovar.html].
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• Java

язык скриптов JavaScript
Разработанный в 1995 г. корпорацией Netscape Communication и основанный на Java, но более простой язык программирования. Позволяет разрабатывать несложные приложения для Веба, которые могут включаться в HTML-документы с помощью дескрипторов. Чтобы они были исполнены, JavaScript должен поддерживаться браузером. Языки создания скриптов позволяют улучшить внешний вид веб-страниц и устанавливать связь с пользователем.
Язык программирования, основанный на объектном представлении броузера. Текст программы встроен непосредственно в HTML-документ и интерпретируется самим броузером. Применяется в основном для создания таких эффектов, как: бегущая строка, рисунки, изменяющие свой вид при подведении курсора и т.д. [http://www.webxpert.ru/slovar.html].
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• Java Script
• JavaScript

язык Perl
Cвободно распространяемый интерпретируемый язык. Создан Ларри Уоллом (Larry Wall) в 1986 г. Обычно используется для создания динамически генерируемых веб-страниц. Используется также системными администраторами и веб-мастерами для работы и изменения текстов, файлов и процессов.
Программы, написанные на Perl, запускаются на стороне сервера. В основном применяется на UNIX-ориентированных WEB-серверах. Применяется для обеспечения доступа к базам данным, создания динамических страничек и т.п. [http://www.webxpert.ru/slovar.html].
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• Perl
• Practical Extraction and Report Languge