Jak číst tuto příručku

1.1 Jak číst tuto příručku

Standardně dodávaná rozsáhlá knihovna funkčních bloků RexLib řídicího systému REXYGEN je rozdělena do menších skupin logicky příbuzných bloků, tzv. kategorií (podknihoven). Každá kategorie je popisována v samostatné kapitole, obsahující nejprve obecné vlastnosti celé kategorie a jejích funkčních bloků, následované postupně popisem všech funkčních bloků dané kategorie.

Jednotlivé kapitoly příručky obsahují:

Úvod
Tato úvodní kapitola, seznamující s uspořádáním příručky a uvádějící formát (konvenci) popisu jednotlivých funkčních bloků.
EXEC – Konfigurace exekutivy reálného času
Knihovna EXEC je nezbytná pro nastavení exekutivy v reálném čase v systému REXYGEN a zahrnuje klíčové bloky jako EXEC, TASK, QTASK a HMI. Tyto bloky jsou fundamentální pro správu provádění úkolů, určování priority procesů a pro interakci s rozhraními pro uživatele, čímž podstatně přispívají k efektivitě a ovladatelnosti aplikací v ekosystému REXYGEN.
INOUT – Bloky vstupů a výstupů
Knihovna INOUT slouží jako klíčové rozhraní v systému REXYGEN, umožňuje plynulou interakci s ovladači vstupů/výstupů. Je navržena pro efektivní simultánní zpracování signálů, což je zásadní pro úlohy rychlého řízení. Tato knihovna zjednodušuje propojení mezi řídícími algoritmy a hardwarem, zajišťuje minimální latenci. Zároveň poskytuje pokročilé funkce, jako jsou virtuální propojení (vlajky) signálů pro zvýšenou přehlednost schémat a flexibilitu podsystémů.
MATH – Matematické bloky
Knihovna MATH nabízí ucelenou sbírku matematických operací a funkcí. Obsahuje základní aritmetické bloky jako ADD, SUB, MUL a DIV pro standardní výpočty a specializovanější bloky, jako je ABS pro absolutní hodnoty, SQRT pro odmocniny a SQR pro odmocnění. Pokročilé funkce poskytují bloky jako LIN pro lineární transformace, POL pro vyhodnocení polynomů a FNX, FNXY pro přizpůsobitelné matematické funkce. Knihovna také nabízí operace specifické pro celá čísla prostřednictvím bloků jako IADD, IMUL, IDIV a IMOD.
ANALOG – Zpracování analogových signálů
Knihovna představuje univerzální škálu funkčních bloků určených pro aplikace řízení a zpracování signálů. Obsahuje bloky jako ASW, AVG, BPF a DEL, které nabízejí funkce od manipulace se signálem a průměrování po filtrování a složité podmíněné operace, čímž pokrývají široké spektrum požadavků a scénářů.
GEN – Generátory signálů
Knihovna GEN je specializována na generování signálů. Obsahuje bloky jako ANLS pro generování po částech lineární funkce času nebo generátory binárních sekvencí BINS, BIS, BISR. Knihovna také nabízí MP pro manuální generování pulsních signálů, PRBS pro generování pseudonáhodných binárních sekvencí a SG pro generování periodických signálů. Tato knihovna poskytuje zásadní nástroje pro vytváření a manipulaci s různými typy signálů.
REG – Bloky pro regulaci
Bloky pro regulaci tvoří nejrozsáhlejší podknihovnu knihovny RexLib a zahrnují bloky od jednoduchých dynamických kompenzátorů, přes bloky pro přepínání regulačních struktur, bloky pro přizpůsobení výstupů akčním členům (krokové regulátory, šířková modulace) až po několik verzí PID (P, I, PI, PD a PID) regulátorů. Mezi regulátory jsou např. blok PIDGS, umožňující za běhu přepínat několik sad parametrů (tzv. gain scheduling), PIDMA s vestavěným momentovým autotunerem, blok PIDAT s vestavěným reléovým autotunerem nebo blok fuzzy regulátoru FLCU, a další.
LOGIC – Logické řízení
Knihovna LOGIC zahrnuje řadu bloků pro provádění logických a sekvenčních operací. Zahrnuje základní booleovské bloky jako AND, OR, NOT pro základní logické operace a pokročilé bloky jako ATMT pro konečné automaty. Bloky jako COUNT a TIMER rozšiřují funkčnost na obousměrné počítání pulsů a operace založené na čase. Další prvky jako BITOP, BMOCT a BDOCT nabízejí bitové operace a možnosti multiplexování/demultiplexování, čímž zvyšují všestrannost knihovny při ovládání kombinační a sekvenční logiky.
TIME – Bloky pro práci s časem
Knihovna TIME se specializuje na časově založené operace a plánování v systému REXYGEN. Obsahuje bloky jako DATE, TIME a DATETIME pro manipulaci s datem a poskytuje základní nástroje pro práci s časovými daty. Knihovna obsahuje TC pro ovládání vnitřního časovače. Kromě toho se pro plánování používá WSCH, což umožňuje efektivní správu časově závislých úloh. Tato knihovna je zvláště cenná pro systémy vyžadující přesné řízení času a možnosti plánování.
ARC – Archivace dat
Exekutiva systému REXYGEN se skládá z různých propojených podsystémů (podsystém v reálném čase, diagnostický podsystém, podsystém ovladačů atd.). Jeden z těchto podsystémů je archivační podsystém. Archivační podsystém se stará o zaznamenávání historie řídicího algoritmu.
STRING – Bloky pro práci s řetězci
Knihovna STRING je věnována manipulaci a analýze řetězců v systému REXYGEN. Zahrnuje bloky jako CONCAT pro zřetězení řetězců, FIND pro vyhledávání v řetězcích a REPLACE pro nahrazování segmentů řetězců. Knihovna nabízí LEN a MID pro určení délky řetězce a extrakci podřetězců. Pokročilé porovnávání vzorů poskytuje REGEXP. Konverzní bloky jako ITOS, STOR a RTOS převádějí celá a reálná čísla na řetězce, zatímco jednoduchý blok CNS definuje řetězcovou konstantu. Knihovna navíc obsahuje bloky jako PJROCT pro analýzu JSON. Tato kolekce bloků je nezbytná pro manipulaci a zpracování řetězcových dat v různých aplikacích.
PARAM – Bloky pro manipulaci s parametry
Knihovna PARAM je určena pro správu parametrů a zpracování signálů v systému REXYGEN. Obsahuje bloky jako PARR a jeho varianty pro definování a úpravu různých typů parametrů. Bloky pro čtení parametrů jiných bloků jako GETPA a GETPS. Naopak SETPA, SETPR a SETPS se používají pro dynamické nastavení hodnot parametrů jiných bloků. Knihovna navíc obsahuje SILO a SILOS pro export a import hodnot ze souboru. Tato knihovna je klíčová pro systémy vyžadující dynamickou manipulaci s parametry a možnosti čtení/ukládání hodnot do souboru.
MODEL – Simulace dynamických systémů
Knihovna MODEL je zaměřena na modelování a simulaci systému. Zahrnuje bloky jako CSSM a DSSM pro spojité a diskrétní modely stavového prostoru a DFIR pro digitální filtry s konečnou impulsní odezvou. Knihovna nabízí EKF pro implementace rozšířeného Kalmanova filtru a FOPDT, SOPDT pro modely časového zpoždění procesu prvního a druhého řádu. Navíc poskytuje FMUCS a FMUINFO pro propojení s funkčními mock-upovými jednotkami a MDL, MDLI pro rozhraní generických modelů. Pokročilé funkce jsou pokryty bloky jako CDELSSM, DDELSSM pro stavové modely kontinuálních a diskrétních systémů se zpožděním a MVD pro modelové proměnné zpoždění, které splňují širokou škálu požadavků na modelování. v systému REXYGEN.
MATRIX – Bloky pro maticové a vektorové operace
Knihovna MATRIX je navržena pro pokročilé maticové výpočty a manipulace. Zahrnuje širokou škálu bloků, jako je MB_DGEMM, MB_DTRMM a MB_DGER pro operace typu matice-matice a matice-vektor. Knihovna obsahuje funkce pro rozklad matic (ML_DGEBRD, ML_DGEQRF), problémy s vlastními hodnotami (ML_DGEEV, ML_DGEES ) a rozklad singulární hodnoty (ML_DGESDD). Kromě toho nabízí pomocné bloky jako MX_MAT, MX_VEC a MX_FILL pro vytváření matic a manipulaci, stejně jako specializované bloky, jako je např. MX_DTRNSP pro maticovou transpozici a MX_RAND pro generování náhodných matic. Tato knihovna je nezbytná pro složité matematické operace zahrnující matice v různých aplikacích.
OPTIM – Bloky pro optimalizaci
Knihovna OPTIM je přizpůsobena pro optimalizační algoritmy a procesy. Zahrnuje QCEDPOPT pro optimalizace tzv. Economic Dispatch problémů, poskytující pokročilé nástroje pro řešení složitých optimalizačních problémů. Knihovna také obsahuje bloky jako QP_MPC2QP a QP_OASES pro kvadratické programování, které jsou nezbytné ve scénářích Model Predictive Control (MPC). Navíc je k dispozici QP_UPDATE pro aktualizaci parametrů kvadratického programu. Tato knihovna je zvláště užitečná v systémech vyžadujících řešení optimalizace na vysoké úrovni, jako jsou pokročilé řídicí a rozhodovací algoritmy.
SPEC – Speciální bloky
Knihovna SPEC zahrnuje rozmanitou sadu funkčních bloků navržených pro integraci široké škály funkcí do automatizace, řídicích systémů a komunikačních protokolů. Od usnadnění přesných termodynamických výpočtů s blokem STEAM po umožnění bezproblémové datové komunikace prostřednictvím UART a SMTP slouží knihovna jako komplexní sada nástrojů pro inženýry a vývojáře. Obsahuje specializované bloky pro spouštění externích programů (EPC), zpracování webových požadavků (HTTP2). Navíc nabízí unikátní vstupně-výstupní řešení (RDC) a všestranné programovací prostředí s REXLANG.
LANG – Jazykové bloky
Standardní funkční bloky systému REXYGEN pokrývají nejtypičtější potřeby v řídicích aplikacích. Nicméně stále existují situace, kdy je nutné (nebo pohodlnější) implementovat uživatelsky definovanou funkci. Pro tyto účely slouží bloky z knihovny LANG, případně blok REXLANG.
DSP – Zpracování speciálních signálů
Knihovna DSP je přizpůsobena pro pokročilé zpracování digitálních signálů. Obsahuje bloky jako FFT pro operace rychlé Fourierovy transformace a PSD pro analýzu spektrální hustoty výkonu. Knihovna také nabízí BSFIFO, BSGET, BSGETV, BSSET a BSSETV pro ukládání do bufferu a jeho načítání, což umožňuje efektivní manipulaci s daty při úlohách zpracování signálů. Kromě toho knihovna obsahuje blok MOSS - pokročilý filtr pro inkrementální senzory. Tato kolekce bloků je nezbytná pro sofistikovanou analýzu a manipulaci se signály v digitálních systémech.
MQTTDrv – Komunikace přes MQTT protokol
Knihovna MQTTDrv je určena pro komunikaci IoT (Internet of Things) pomocí protokolu MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Skládá se ze dvou primárních bloků: MqttPublish a MqttSubscribe. Blok MqttPublish se používá pro odesílání zpráv brokerovi MQTT, umožňující publikování dat do MQTT témat. Naopak blok MqttSubscribe je určen pro přihlášení k odběru témat a příjem zpráv od brokera. Tato knihovna usnadňuje efektivní a efektivní datovou komunikaci v aplikacích IoT a využívá lehký a široce používaný protokol MQTT pro výměnu zpráv.
MC_SINGLE – Řízení pohybu v jedné ose
Knihovna MC_SINGLE je určena pro řízení pohybu v jednoosých systémech. Obsahuje bloky jako MC_MoveAbsolute, MC_MoveRelative a MC_MoveVelocity pro přesné polohování a ovládání rychlosti. Knihovna obsahuje MC_Home pro operace navádění a MC_Power pro řízení stavu napájení osy. Pokročilé funkce poskytují MC_AccelerationProfile, MC_PositionProfile a MC_VelocityProfile pro přizpůsobení profilů pohybu. Nabízí také možnosti monitorování a úpravy parametrů prostřednictvím MC_ReadActualPosition, MC_ReadAxisError, MC_ReadParameter a MC_WriteParameter. Knihovna navíc obsahuje bloky jako MC_Halt, MC_Reset a MC_Stop pro nouzové a kontrolní operace. Tato knihovna je nezbytná pro aplikace vyžadující přesný a řízený pohyb v jednoosých konfiguracích.
MC_MULTI – Řízení pohybu více os
Knihovna MC_MULTI se specializuje na řízení pohybu ve více osách. Obsahuje bloky jako MC_CombineAxes pro synchronizaci více os, MC_GearIn a MC_GearOut pro převody a MC_PhasingAbsolute, MC_PhasingRelative pro přesné fázování os. Knihovna nabízí MC_CamIn a MC_CamOut pro funkce vačky, které umožňují sledování složitých profilů pohybu. MCP_CamTableSelect navíc poskytuje flexibilitu při výběru vačkových tabulek a MC_GearInPos umožňuje řazení na základě polohy. Tato knihovna je nezbytná pro pokročilé aplikace vyžadující koordinované řízení pohybu napříč více osami.
MC_COORD – Koordinované řízení pohybu
Knihovna MC_COORD je speciálně navržena pro koordinaci víceosého řízení pohybu v rámci komplexních systémů. Zahrnuje řadu bloků, včetně MC_MoveLinearAbsolute pro provádění přesných lineárních pohybů, doplněných o MC_MoveLinearRelative pro relativní lineární pohyb. Pro provádění kruhového pohybu knihovna obsahuje bloky MC_MoveCircularAbsolute a MC_MoveCircularRelative, což zajišťuje podrobné kruhové trajektorie. V kontextu správy řízení skupinových os tato knihovna zavádí MC_AddAxisToGroup, který je dále podporován funkcemi jako MC_GroupEnable pro aktivaci, MC_GroupDisable pro deaktivaci a MC_GroupHalt pro okamžité zastavení seskupených os. Dále knihovna poskytuje MC_MoveDirectAbsolute a MC_MoveDirectRelative, které umožňují přímou kontrolu nad pohyby os. Pro navigaci po složitých cestách je k dispozici MC_MovePath. Základní funkce monitorování a ovládání jsou usnadněny pomocí MC_GroupReadActualPosition pro údaje o poloze, MC_GroupReadActualVelocity pro přehled rychlosti, MC_GroupReadError pro detekci chyb a MC_GroupReadStatus pro aktualizace stavu. Knihovna navíc integruje MC_ReadCartesianTransform a MC_SetCartesianTransform, které jsou životně důležité pro procesy karteziánské transformace. Tato kolekce funkcí podtrhuje význam knihovny v aplikacích, které vyžadují synchronizované řízení více os, zejména v oblastech robotiky a automatizačních systémů.
CanDrv – Komunikace po sběrnici CAN
Knihovna CanDrv je určena pro zpracování komunikace po sběrnici CAN (Controller Area Network) v systému REXYGEN. Obsahuje CanItem pro správu datových položek CAN, CanRecv pro příjem zpráv ze sběrnice a CanSend pro odesílání zpráv. Tato knihovna poskytuje zásadní nástroje pro efektivní a spolehlivou komunikaci přes sítě CAN, usnadňuje výměnu dat a řídících příkazů mezi různými komponentami systému.
OpcUaDrv – Komunikace pomocí OPC UA
Knihovna OpcUaDrv se specializuje na propojení se servery OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) pro průmyslovou automatizaci. První blok – OpcUaReadValue je určen pro čtení dat ze serverů, takže je stěžejní pro sběr dat v automatizovaných systémech. Blok OpcUaWriteValue umožňuje zápis dat na servery, což umožňuje řízení a provádění příkazů. Blok OpcUaServerValue navíc usnadňuje monitorování a správu hodnot serveru. Tato knihovna slouží jako kritický nástroj pro bezproblémovou komunikaci a interakci se servery OPC UA, čímž rozšiřuje možnosti automatizačních systémů.
UNIPI – Komunikační bloky pro Unipi
Tato knihovna slouží k ovládání a monitorování zařízení Unipi. Obsahuje bloky pro čtení a zápis digitálních a analogových vstupů a výstupů, bloky pro ovládání relé, PWM výstupů, LED diod a čtení čítačů. Pro čtení sběrnic slouží drivery jako je OwsDrv nebo MbDrv. Bloky fungují v souladu s dokumentací výrobce [1], kde lze najít technické podrobnosti k jednotlivým zařízením a jejich vstupům a výstupům.

Jednotlivé kapitoly příručky na sebe navazují jen volně, a proto mohou být čteny téměř v libovolném pořadí, dokonce může být čtena vždy jen nezbytně nutná informace potřebná k pochopení funkce konkrétního funkčního bloku. Pro tento účel je vhodná zejména elektronická podoba příručky (ve formátu .pdf), vybavená hypertextovými záložkami a obsahem, které usnadňují rychlé nalezení příslušných bloků.

Přesto lze ještě doporučit přečtení následující podkapitoly, která popisuje konvence užívané při popisu bloků ve zbytku příručky.

[Na začátek] [Výše] [Další]