Finite State Machine Preprocessor for PVSS SCADA System at TOTEM Experiment

Abstract

Tämän opinnäytteen tavoitteena oli suunnitella ja ohjelmoida esikäsittelijä PVSS ohjelmistolle. Esikäsittelijän avulla voidaan suunnitella ja automatisoida hajautettuja ohjausjärjestelmiä. Esikäsittelijä on suunniteltu helpottamaan ja nopeuttamaan ohjausjärjestelmän rakentamista ja päivittämistä automatisoinnilla. Esikäsittelijän avulla käyttäjä voi asentaa ja päivittää ohjausjärjestelmän kuten ohjelmistopaketin. Tämän opinnäytteen tilaajana toimi TOTEM koe CERNissä.

Esikäsittelijän nimeksi annettiin FSMtool ja se suunniteltiin käyttäen C Sharp 3.0 ja .NET ohjelmointikieltä. FSMtool käyttää sisäänrakennettua heuristiikkaa luodakseen loogiset ja laitteistonimet sekä äärellisen tilakoneen. Yhdessä nimet kuvaavat PVSS järjestelmän laitteisto- sekä ohjelmistokomponenttien välisen yhteyden ja äärellinen tilakone kuvaa ohjausjärjestelmän logiikan. Säännöt joilla ohjelma luo nämä tiedot ovat ohjelmoitu käyttäen XML kieltä sekä säännöllisiä lausekkeita.

Ennen FSMtoolia nämä yhteydet syötettiin ohjausjärjestelmään käsin, nyt automatisoidusti. FSMtool oli onnistunut projekti ja sen avulla työmäärä väheni sekä järjestelmän päivittäminen nopeutui. Projektin suurimmat haasteet olivat suunnitella ohjelman säännöt helposti päivitettäväksi ja ohjelmoida äärellisen tilakoneen kuvaava rakenne. Eräs FSMtoolin vaatimuksista oli käyttää Microsoft Office Excel tiedostoja ohjausjärjestelmän kuvaavina tiedostoina.

The aim of this final project was to create a preprocessing software for the PVSS supervisory control and data acquisition system to make the update process of the system faster. With PVSS the user is able to design and build large scale scattered control systems. The preprocessing software was designed to make updating and commissioning of PVSS systems faster and easier with automation. This thesis was commissioned by Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation experiment at CERN.

The preprocessor was named as the FSMtool and developed using C Sharp 3.0 and .NET coding languages. The FSMtool uses built-in heuristics to generate logical names, hardware names and finite state machine hierarchy for the operation logic of the control system. These names and hierarchy are needed when connecting control system software with hardware in PVSS. The control system heuristics that describe creating this logic and connectivity are programmed using XML and use regular expressions as an identification method when the rules are applied to the data.

The FSMtool was successfully implemented and it reduced the time and workload required to build the system. The biggest challenges of the project were to build the program to be easily updated and the programming of the finite state machine hierarchy structure. One criterion for the project was to have the people use the Microsoft Office Excel file format to store the connectivity data of the control system.