Презентация на тему Комп’ютерний експеримент

спеціальний інтерфейс CAN (Controller Area Network) для під’єднання до

блоку обробки даних

Сучасні smart-сенсори (розумні сенсори) мають інтферфейси
GPIB, LAN, RS-232 для безпосереднього під’єднання до мережі обробки

та / або генерація реальних фізичних сигналів. Вимірювальні прилади

допомагають отримувати, аналізувати і представляти результати вимірювань.

Напруга
Струм
Тиск
Температура

Фізичні величини

Комп’ютер

Цифровий формат

порт

що можна інтерпретувати


Представлення даних:
Візуалізація – графіки
Таблична форма

Типова послідовність операцій

під час вимірювального експерименту:
пропозиція фізичної чи математичної моделі факту чи об’єкту, що спостерігався
перетворення виміряних значень в електричні сигнали
перетворення сигналів до потрібного стандарту (лінеаризація, посилення, фільтрація і т.д.),
збирання даних (мультиплексування, перетворення в цифрову форму),
обробка сигналів даних
візуалізація результатів або передача даних через мережу

5 V чи 0 – 20 mA
R, Z,

T, L, P… →U чи I

до блоку обробки даних під’єднується заданий вимірювальний канал –

відбувається сканування

на увазі сукупність інструментів, методів і операцій (програмного забезпечення

та апаратного забезпечення) призначеного для здійснення операцій, необхідних для виконання
вимірювань: налаштування збуджень (контрольних операцій), збір даних вимірювань, обробки даних, передачі даних.

сигнальний процесор (спеціалізований мікроконтролер)
Системи реального часу – спеціальне апаратне

забезпечення і операційні системи (QNX, iRMX)

Вимірювальні / контрольні системи для контролю виробничих технологічних процесів

Fieldbus systems
ProfiBus system (Європа)

збереженням даних (data loggers)
Три стратегії сенсорів

мікроелектроніки дозволяє ввести електронні схеми до сенсорів. Такі сенсори

часто називають сенсори або інтелектуальні датчики. Такі сенсори можуть містити схеми нормалізації сигналу, лінеаризаційні системи, системи корекції помилок, послідовний інтерфейс або навіть мережевий інтерфейс. Для забепечення цєї функціональності часто містять мікроконтролери.

Температурний смарт-сенсор:
T-> 8 бітний цифровий сигнал
(збереження даних у внутрішйній пам’яті чи передача по RS-232)

3-осьовий смарт-сенсор магнітного поля – за допомогою вбудованого контролера реалізує функції цифрового компаса

потрібно спроектувати універсальний проміжний обробник даних - трансмітер, що

потім передає дані далі (RS-232, USB, LAN, струмова петля)

У випадку струмової петлі трансмітер називається дводротовим трансмітером.

– вимір опадів
3 – вимір тиску
3 – вимір тиску

і температури

Передача даних по RS-232, RS-485, RS-422, SDI-12

періодично зчитуються зовнішнім пристроєм чи передаються на комп’ютер.
Логери реального

часу
Логери, що працюють самостійно

відповідає галузевим стандартам, оснащений зручним для користувача програмним забезпеченням,

економічно ефективним апаратним забезпеченням, необхідними драйверами, що дозволяє цьому комплексу ефективно виконувати
функції традиційних інструментів. Імітовані фізичні прилади називаються віртуальними інструментами
(Vis).

Віртуальне програмне забезпечення дозволяє забезпечити гнучкість, скоротити час розробки і дизайну продукції, досягнути більш високої якості, і знизити свої витрати на проектування.

контролюються відповідними інтерфейсами
Обробка даних
Візуалізація даних
Комп’ютер

величини

на основі віртуальних приладів

програмованим приладом. Кожна підпрограма виконує певну операцію, наприклад, конфігурування

приладу, зчитування з приладу або запис в прилад, запуск приладу.
Драйвери спрощують управління приладом і скорочують час розробки програм випробувань, не вимагаючи при цьому вивчення
програмного протоколу для кожного приладу

Комп’ютер

Прилад

Дані + Команди

- прикладні програми;
Getting Started VI - VI для

початкового запуску;
Functional Body - функціональне ядро;
Application VIs - VI додатка;
Initialize - ініціалізація;
Configure - конфігурування;
Action & Status - робота і стан;

Data - дані;
Utility - утиліти;
Close - закриття;
Component VIs - VI компонентів;
Support VIs - VI підтримки;
VISA - Virtual Instrument Software Architecture - архітектура програмного забезпечення віртуальних вимірювальних приладів

приклади компонування функцій низького рівня для виконання типових операцій

програмування приладів.
VI Application можуть містити VI для управління конфігураціями, що найбільш часто використовуються приладами чи задають певні режими і служать прикладами виконання таких стандартних операцій як конфігурація і запуск приладів, виконання вимірювань.
VI Initialize – викликається першим, встановлює зв'язок з приладом, крім того, він може виконувати деякі необхідні дії з установки приладу в початковий стан при включенні живлення приладу або в інший спеціальний стан. У загальному випадку VI Initialize необхідно викликати тільки один раз на початку роботи програми.
VI Configuration – набір підпрограм конфігурування приладів для виконання необхідної операції. Залежно від типу приладу може існувати кілька VI Configuration. Після виклику цих VI прилад готовий до вимірів або формуванню стимулюючих впливів на систему.
VI Action – запускають або завершують такі операції, як управління запуском і генерація стимулюючого впливу. VI Action – відрізняються від VI Configuration тим, що вони не змінюють налаштування приладу, а дають команду на виконання дії, передбаченої поточною конфігурацією.
VI Status – читають поточний стан приладу або виконуваній операції.

в прилад або з приладу:
зчитування виміряної величини з

вимірювального приладу
масиву значень сигналу з вимірювального приладу
завантаження сигналів або цифрових послідовностей в прилад
VI Utility виконують різноманітні допоміжні операції:
cкидання
самоконтроль
модифікація
черга помилок і повідомлення про помилку.
користувальницькі VI:
калібрування
збереження
відновлення налаштувань.

VI Close розриває програмне з'єднання з приладом і звільняє системні ресурси.
Звичайно Close VI викликається тільки один раз в кінці програми або при завершенні зв'язку з приладом .

може використовувати найрізноманітніші типи вимірювальних приладів: модульних, приладів з

послідовним і паралельним інтерфейсом, приладів з інтерфейсами GPIB і PXI, Ethernet, CAMAC, CAN, FieldBus і інші.
Необхідна інформація:
Тип роз'єму (коннектора) і призначення висновків
Тип кабелю (нуль-модемний, використовуване число контактів, тип контактів - вилка / розетка)
Відповідні електричні властивості (рівні сигналу, заземлення, обмеження на довжину кабелю)
Використовувані протоколи зв'язку (ASCII команди, двійкові команди, формат даних)
Доступні версії програмних драйверів

існтрукцій
Синхронізація

Інтерфейс - стандартизоване обладнання та програми, призначені для зв'язку

між двома (або більше) незалежними комп'ютерними пристроями.
Інтерфейс складається з апаратних засобів (кабелі , вилки , розетки)
та програмного забезпечення (мови і коди ), що інколи називають протоколом.

Протокол - загальний набір правил , що регулюють обмін даними між передавачем і приймачем в мережі зв'язку.

Елементи системи з'єднані за допомогою кабелів.

Інтерфейсна шина - підсистема підключення , яка передає дані між комп'ютерними компонентами. Шина складається з дотів. Це може бути навіть один провід.

Дані , представлені в цифровому вигляді можуть передаватись послідовно або паралельно.

IEEE 1284
GPIB interface (IEEE-488/IEC-625)
Бездротовий інтерфейс
IrDA (Infrared Data Association),
Bluetooth
WUSB (Wireless

Universal Serial Bus)

bands (Industrial, Scientific and Medical)
Комп’ютерні системи з використанням LAN

і Інтернет
Спеціалізовані інтерфейси:
CAN
I2C
MicroLAN
SDI-12
Аналогові і гібридні інтерфейси
Постійний струм 4 – 20 mA
Гібридний HART (Highway Addressable Remote Transducer)