Рефлекс (язык программирования)

Рефлекс (язык программирования) — диалект языка Си для программирования управляющих алгоритмов промышленной автоматизации. Программируемые логические контроллеры, встроенные приложения, робототехника. Позволяет использовать русский синтаксис.

Язык процесс-ориентированного программирования Рефлекс, известный также под именем "Си с процессами", ориентирован на создание управляющих алгоритмов в промышленной автоматизации и робототехнике: для систем, предполагающих активное взаимодействие с внешней средой, технологическим оборудованием, физическими процессами через датчики и органы управления.

Базовые цели, которые ставились при разработке языка, — это его адекватность задачам управления, легкое изучение пользователем, комфортные программирование и сопровождение уже созданных программ.

Язык по синтаксису очень похож на язык Си, что обеспечивает простоту его изучения большинством практикующих программистов. Язык имеет англоязычный и русскоязычный синтаксис, а также допускает идентификаторы на русском языке, и это делает его крайне привлекательным для отечественных пользователей.

В отличие от языка Си, где программы строятся как иерархия функций, базовое понятие языка Рефлекс — процесс. Программа на языке Рефлекс — это множество параллельно исполняемых процессов, которые могут запускать друг друга, останавливать и контролировать текущее состояние. Программирование на языке Рефлекс называется процесс-ориентированным.

Для комфортного программирования систем промышленной автоматизации в языке предусмотрены операции с временными интервалами и средства описания связей с датчиками и управляющими органами.

Цель настоящего сетевого ресурса — обеспечить свободное обсуждение и эффективное развитие языка пользователями, производителями программируемых логических контроллеров и интегрированных сред разработки.

ЧаВо

Q1. Что это за язык Рефлекс и зачем он нужен?

A1. Язык Рефлекс, известный также под именем "Си с процессами", — это язык программирования в процесс-ориентированном стиле, предназначенный для описания управляющих алгоритмов. Область его использования — промышленная автоматизация и робототехника: системы, предполагающие активное взаимодействие с внешней средой, технологическим оборудованием, физическими процессами через датчики и органы управления.

Q2. Какие цели преследовались при создании языка Рефлекс?

А2. Базовые цели, которые ставились при разработке языка, — это его адекватность задачам управления, легкое изучение пользователем, комфортные программирование и сопровождение уже созданных программ.

Q3. На что похож язык Рефлекс?

А3. Язык по синтаксису очень похож на язык Си, что обеспечивает простоту его изучения большинством практикующих программистов. Язык имеет англоязычный и русскоязычный синтаксис, а также допускает идентификаторы на русском языке, и это делает его крайне привлекательным для отечественных пользователей.

Q4. В чем отличие языка Рефлекс от языка Си? Почему он называется процесс-ориентированным языком?

А4. В отличие от языка Си, где программы строятся как иерархия функций, базовое понятие языка Рефлекс — процесс. Программа на языке Рефлекс — это множество параллельно исполняемых процессов, которые могут запускать друг друга, останавливать и контролировать текущее состояние. В языке предусмотрены операции с временными интервалами и средства описания связей с датчиками и управляющими органами. Разнообразие специфических приемов при создании программ и методы структуризации алгоритма позволяют говорить в случае языка Рефлекс об особом стиле программирования — процесс-ориентированном программировании.

Q5. Какова история создания языка Рефлекс и его генеалогия?

А5. Рефлекс — это развитие проекта СПАРМ (средство программирования алгоритмов работы микроконтроллеров, авторы Зюбин В.Е., Карлсон Н.Н. 1988-1990 гг). Год создания настоящей версии языка Рефлекс — 1998 (Зюбин В.Е. с участием Петухова А.Д., Данчина Д.Ю.). Год ее реализации (создание транслятора) — 2002 год.

В основу языка Рефлекс легли идеи, почерпнутые из языков ЯРУС, Си, QuickStep, СПАРМ и ЯРУС-П (ЯРУС на Паскале, проект 1985-86 гг, так и не оконченный).

Генеалогическое дерево языка Рефлекс условно можно изобразить так:

• (ЯРУС+Паскаль) --» ЯРУС-П (1986)

• ( ЯРУС-П+ЯРУС+Си) --» СПАРМ (1990)

• (СПАРМ + QuickStep) --» Рефлекс (1998)

Разумеется, что на Рефлекс оказывали влияние и другие языки, те же языки МЭК 61131-3.

Q6. В каких практических задачах использовался язык Рефлекс?

А6. Язык Рефлекс прошел серьезное испытание на реальных промышленных объектах:

• 1989-1992 — применялся при автоматизации электроавтоматики станков ЧПУ (СПАРМ, адаптация на х86 + VME),
• 1994-1997 — применялся для автоматизации установок выращивания монокремния методом Чохральского 221УА100 (СПАРМ, адаптация на мультипроцессорной системе Intel 196 + Multibus)
• 2002-2005 — автоматизация установок выращивания монокремния методом Чохральского 221УМК090 (Рефлекс, адаптация на MicroPC+UNIO)

Задачи включали комплексное управление газо-вакуумными подсистемами, подсистемами прецизионного перемещения, силовым оборудованием термосистемы, системами противоаварийной защиты, при использовании типового для задач управления алгоритмического обеспечения: ПИД- и адаптивное регулирование, логическое управление, событийные стратегии.

Q7. Какие основные отличия языка Рефлекс от языков стандарта МЭК 61131-3? Что нового даст мне Рефлекс, кроме русских букв в идентификаторах?

A7. Если говорить о сравнении языка Рефлекс и языков МЭК 61131-3, то функционально язык покрывает пару SFC+ST. Кстати, среди трех наиболее важных свойств языка программистами постоянно упоминается его русскоязычность (англоязычный синтаксис также возможен).

Основные преимущества языка Рефлекс (как языка):

• Си-подобность = легкость изучения для Си-программистов, минимизация смешаноязыкового программирования

• Более удобные и надежные средства для управления потоками команд (SFC он ближе к сетям Петри со всеми сложностями вокруг фишек, проблемой конвергенции потока управления и т.д.)

• Однородность представления (чисто текстовый вид и все плюсы текстового представления: потенциально высокая переносимость, модифицируемость текста и т.д.)

Плюсы текущей реализации языка (транслятора языка):

• Полный контроль пользователя над исходными текстами, расширяемость

Повышенная переносимость программ (адаптацию языка на платформе может делать пользователь)

Минимальные требования к целевой платформе... (шесть байтов на процесс, образы регистров УСО(~N*3), переменные, стек глубиной в два call-а без параметров)

Низкие требования к ресурсам делает язык Рефлекс особенно привлекательным для реализации на мелкосерийных программируемых логических контроллерах и встроенных системах управления.

Q8. Как я могу "прикрутить" Рефлекс к своему контроллеру (система исполнения, компилятор, ...)?

A8. Системы исполнения не требуется, на выходе получаются StandAlone (системо-независимые) приложения. Разумеется, при этом не исключена возможность исполнения под операционной системой.

Транслятор языка доступен по запросу, исполняется из командной строки ОС Windows/MS DOS, выходные файлы транслятор генерирует на языке Си. Системные библиотеки открыты, системо-зависимых функций, которые потребуется адаптировать к платформе, — от пяти до пятнадцати (зависит от конкретной ситуации). В самом простом случае адаптация сводится к тому, чтобы:

• организовать вызов функции ControlLoop() с требуемой частотой,
• написать функцию считывания байта/слова из модулей ввода/вывода,
• написать функцию записи байта/слова в модули ввода/вывода.

См. также

• Рефлекс. Язык программирования. Пример кода

Ссылки

• Официальный сайт языка программирования Рефлекс
• Статьи по языку программирования Рефлекс