[Править] Коммерческое использование Wi-Fi

Коммерческий доступ к сервисам на основе Wi-Fi предоставляется в таких местах, как интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют Wi-Fi-кафе), однако их покрытие можно считать точечным по сравнению с сотовыми сетями:

[Править] Беспроводные технологии в промышленности

Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивающим максимальную скорость передачи 54 Мбит/с. Данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet.

Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации (см. 802.1x, SIM-карты и RADIUS), ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение Wi-Fi с другими стандартами сотовых сетей, таких как UMTS, CDMA или WiMAX.

Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования VoIP в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования появились уже в начале 2000-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году. Тогда такие компании, как Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие, представили на рынок VoIP Wi-Fi-телефоны по «разумным» ценам. В 2005 году ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. Телефоны GSM с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок, и потенциально они могут заменить проводные телефоны.

В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка.

Стоит заметить, что при наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая посредством сервисов интернет-телефонии. Например, клиент Skype давно существует в версиях как для смартфонов, так и для КПК.

3 Основные классы алгоритмов типового совершенного регулирования

Особенности П, ПИ и ПИД регулирования

Наличие в приборах функции выходного устройства ПИД регулирования подразумевает возможность реализации трех типов регулирования: П-, ПИ- и ПИД регулирования.

П регулирование. Выходная мощность прямопропорциональна ошибке регулирования. Чем больше коэффициент пропорциональности, тем меньше выходная мощность при одной и той же ошибке регулирования. Пропорциональное регулирование можно рекомендовать для малоинерционных систем с большим коэффициентом передачи. Для настройки пропорционального регулятора следует сначала установить коэффициент пропорциональности максимальным, при этом выходная мощность регулятора уменьшится до нуля. После стабилизации измеренного значения, следует установить заданное значение и постепенно уменьшать коэффициент пропорциональности, при этом ошибка регулирования будет уменьшаться. Когда в системе возникнут периодические колебания, коэффициент пропорциональности следует увеличить так, чтобы ошибка регулирования была минимальной, а периодические колебания максимально уменьшились.  

ПИ регулирование. Выходная мощность равна сумме пропорциона- льной и интегральной составляющих. Чем больше коэффициент пропор- циональности, тем меньше выходная мощность при одной и той же ошибке регулирования, чем больше постоянная времени интегрирования, тем медленее накапливается интегральная составляющая. ПИ регулирование обеспечивает нулевую ошибку регулирования и нечувствительно к помехам измерительного канала. Недостатком ПИ регулирования является медленная реакция на возмущающие воздействия. Для настройки ПИ регулятора следует сначала установить постоянную времени интегрирования равный нулю, а коэффициент пропорциональности - максимальным. Затем как при настройке пропорционального регулятора, уменьшением коэффициента пропорциональности нужно добиться появления в системе незатухающих колебаний. Близкое к оптимальному значение коэффициента пропорциональности будет в два раза больше того, при котором возникли колебания, а близкое к оптимальному значение постоянной времени интегрирования - на 20% меньше периода колебаний. ПИД регулирование. Выходная мощность равна сумме трех состав- ляющих: пропорциональной, интегральной и дифференциальной. Чем больше коэффициент пропорциональности, тем меньше выходная мощность при одной и той же ошибке регулирования, чем больше постоянная времени интегрирования, тем медленее накапливается интегральная составляющая, чем больше постоянная времени дифференцирования, тем сильнее реакция системы на возмущающее воздействие. ПИД-регулятор применяется в инерционных системах с относительно малым уровнем помех измерительного канала. Достоинством ПИД регулятора является быстрый выход на режим, точное удержание заданной температуры и быстрая реакция на возмущающие воздействия. Ручная настройка ПИД является крайне сложной, поэтому рекомендуется использоватть функцию автонастройки.  

Автонастройка ПИД регулирования в приборах ЧАО “ТЭРА”:

Главное, что определяет качество ПИД регулятора - это его способность точно и быстро выходить на заданную температуру, для чего у всех современных ПИД регуляторов обязательно присутствует функция автонастройки. Стандартных алгоритмов автонастройки ПИД не существуют, на практике каждый производитель применяет свой собственный алгоритм. Поэтому, пользователь, приобретая один и тот же товар под названием “ПИД регулятор” у разных производителей, на своем объекте может получить совсем разные результаты их применения. Основными достоинствами алгоритма автонастройки в ПИД регуляторах ЧАО “ТЭРА” являются:

• автонастройка и выход на регулирование без перерегулирования (у стандартных ПИД регуляторов перерегулирование может достигать 50-70% от заданной температуры, что на некоторых объектах регулирования технологически нежелательно или вообще запрещено)

• продолжительность автонастройки в среднем в 2 раза короче, чем у других производителей (крайне важная характеристика для объектов регулирования с часто изменяемыми свойствами, особенно для инерционных объектов)

Автонастройку можно производить при любом стабильном состоянии объекта регулирования. Кроме того, чем больше разность между начальной и заданной температурой, тем точнее определяются коэффициенты ПИД регулятора. Все коэффициенты ПИД хранятся в энергонезависимой памяти прибора.

Автонастройку необходимо повторить, если:

• изменилась мощность исполнительного устройства

• изменились физические свойства объекта регулирования (масса, емкость, теплообмен и т.п.)

• объект регулирования заменен другим неидентичным

• при значительном изменении заданной температуры

• Тип регулятора и закон регулирования

Емкость

Скорость реакции

Характер изменения нагрузки

Область применения

объекта

Значение

Скорость

Двухпозиционный у = sign х

Большая

Медленная

Произвольное

Произвольная

Установки с большими Т_г. Резервуары, котлы водяного отопления, комнатные радиаторы

Интегральный (И) y = KJxdt

Произвольная

Быстрая

То же

Малая

Объекты с малым запаздыванием. Промышленные печи, вентустановки, СКВ

Пропорциональный (П) у= Кх

Средняя

Медленная— умеренная

Малое

Средняя

Уровень в резервуарах, сушильные печи, вентустановки с регулированием 9_В

Изодромный (ПИ)

у = К (х+(1/Тъ) J xdt)

Произвольная

Произвольная

Большое

Малая— средняя

Объекты с большой скоростью протекания процессов. Прецизионные СКВ

4. Содержание стандарта IEC 61131.3.

Стандарт IEC 61131-3

IEC 61131-3 – международный стандарт для программ PLC, установленный Международной Электромеханической Комиссией – IEC . Он определяет языки программирования и структури­рующие элементы, которые используются для написания программ PLC.

Эта система позволяет создавать структурированные программы, используя высокую степень модуляризации. Такой подход повышает эффективность, позволяя повторно использовать проверенные программы и подпрограммы, и уменьшает количество ошибок программирования.

Благодаря методам структурного программирования IEC 61131-3 облегчает процедуры поиска ошибок, позволяя независимо проверять операционные элементы программы.

Одно из важных преимуществ IEC 61131-3 заключается в том, что он помогает процедурам управления проектоми контроля качества. Иногда считают, что метод программирования IEC требует дополнительной работы для созда­ния конечного кода. Однако общепринято, что преимущества структурированного подхода над “неструктурированными” и “открытыми” методами программирования обеспечивают IEC 61131-3 заслуживающее внимания преимущество.

Проекты

Проект содержит программы, документацию и параметры, необходимые для приложения.

POU - Programm Organization Unit

POU – Программный модуль (Programm Organization Unit)

Подход структурного программирования заменяет прежнюю неупорядоченную совокупность отдельных инструкций на четкую организацию программы в программных модулях. Эти модули называются программными модулями (POU); они формируют основание нового под­хода к программированию систем PLC. Программные модули (POU) используются для решения всех задач программирования.

Имеются три различных класса POU, которые классифицируются на основе их функциональности:

• Программы

• Функции

• Функциональные блоки

POU, объявленные как функциональные блоки, могут рассматриваться как команды программиро­вания в их собственном смысле; их также можно использовать в каждом модуле ваших программ. Конечная программа компилируется из POU, которые вы определяете как программы. Этот про­цесс выполняется управлением Задачами в задачном пуле. POU программы объединяются в группы, называемые “Задачами” (Tasks) .

Задачи (Tasks)

POU программы группируются в задачи.

POU Poll

В свою очередь все задачи группируются, образуя реальную программу PLC.

PLC Program

Большинство программ PLC состоит из областей кода, которые выполняют специфические задачи. Они могут формировать часть одной большой программы или быть написанными в виде подпрограмм с инструкциями управления программой, позволяющими выбирать теку­щую подпрограмму.

Каждый POU можно записать, используя любой из поддерживаемых редакторов, т.e. LD, IL, FBD, SFC, ST.

Пул программных модулей

Проект будет состоять из многих POU, каждый из которых обеспечивает специализированную функцию управления и содержится в пуле программных модулей. Каждый POU может быть написан в любом из редакторов IEC. Поэтому в любом конкретном проекте можно выбрать наилучший язык для необходимой функции. Компилятор транслирует проект в код, который может понять PLC, но интерфейс пользователя остается в написанном виде.

Это позволяет писать сложные взаимодействующие подпрограммы в виде лестничных POU, а для сложных вычислений или алгоритмов может лучше подойти один из текстовых редакто­ров или редакторов блоков описания файлов.

Состав POU

Каждый программный модуль (POU) состоит из:

• Заголовка (Header)

• Тела (Body)

Переменные, которые используются в POU, объявляются в заголовке.

Тело содержит фактическую программу PLC, написанную на одном из различных языков.

Определение переменных – ГЛОБАЛЬНЫХ и ЛОКАЛЬНЫХ

• Переменные

Перед созданием программы необходимо решить, какие переменные потребуются в каждом конкретном программном модуле. Каждый POU содержит список локальных переменных, которые определяются и объявляются для использования только в конкретном POU. Глобальные переменные можно использовать во всех POU в программе; они объявляются в отдельном списке.

Variable

•     Локальные переменные

Эти переменные используются исключительно каждым POU и недоступны для любой другой подпрограммы в проекте.

•     Глобальные переменные

Глобальные переменные можно рассматривать как переменные “общего доступа”; они являются интерфейсом к физическим устройствам PLC. Они доступны всем POU и ссылаются на реальный физический вход-выход PLC или указанные внутренние устройства в PLC. Внешние устройства HMI и SCADA могут взаимодействовать с пользовательской программой, используя глобальные переменные.

Список локальных переменных

Чтобы конкретный POU мог получить доступ к глобальной переменной, она должна быть объявлена в его списке локальных переменных (LVL), в заголовке POU.

LVL может включать как глобальные переменные, так и локальные переменные.

Локальную переменную можно рассматривать как промежуточный результат. Вероятно, что эти промежуточные результаты не используются ни для какой цели, а только сохраняются, и только окончательный результат используется в другом месте.

Список глобальных переменных

Список глобальных переменных (GVL) предоставляет интерфейс для всех имен, которые отно­сятся к реальным адресам PLC, т.е. регистры данных ввода-вывода и т.д.

GVL имеется и может быть считан всеми POU созданными в проекте.

Задачный пул и диспетчер задач

Если мы теперь рассматриваем свои подпрограммы как POU, написанные для каждой функции и заданного имени, мы можем создать задачу для каждого из назначенных POU.

У каждой задачи могут быть различные рабочие состояния, или события.

• Событие: обращение к заданию, например, при прерывании или в процессе выполнения цикла (TRUE)

• Интервал: выполнение через заданные промежутки времени

• Приоритет: определение последовательности обработки заданий

Задаче может быть присвоен больше, чем один POU. Обычно задача, где Событие = Истинно, должна содержать все POU, которые необходимо выполнять каждый цикл PLC. POU с конкрет­ным именем может быть назначен только в одной задаче в любом проекте.

Любой POU, не присвоенный задачам, не должен пересылаться в PLC при передаче про­граммы. Это относится к загрузке по умолчанию. Задачи могут быть располо­жены по приоритетам – по времени или на основании прерываний.

Диспетчер задач позволяет пользователю эффективно управлять циклом PLC, гарантируя, что будут выполняться только подпрограммы, которые требуются в цикле. Он также обеспечивает простой метод присвоения конкретных подпрограмм событиям, а также временным или приоритетным прерываниям.

7 Требования к надежности работы технических средств программно-технического комплекса