Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Projektowanie aplikacji pomiarowych czasu rzeczywistego w zintegrowanym środowisku programistycznym

Przykładowy moduł NI FieldPoint
Przykładowy moduł NI FieldPoint

Rozwój i duży stopień zaawansowania współczesnych systemów pomiarowych możliwy jest głównie dzięki wprowadzaniu technik komputerowych. Obejmują one zarówno rozwiązania sprzętowe (metody komunikacji czy jednostki obliczeniowe), jak i programowe (języki programowania, struktury danych itp.). Nowoczesny węzeł rozproszonego systemu pomiarowo-sterującego od dawna nie jest już prostym komputerem uruchamiającym specjalizowany program. Obecnie stosuje się dedykowane moduły przystosowane do akwizycji danych nawet z kilkuset źródeł jednocześnie. Potrafią one komunikować się z innymi węzłami za pomocą metod przewodowych oraz bezprzewodowych. Ze względu na rosnącą funkcjonalność oraz stopień skomplikowania, konieczne jest wypracowywanie nowych sposobów konfigurowania takich urządzeń i projektowania dla nich oprogramowania.

W artykule przedstawiono metodykę tworzenia programu obsługującego nowoczesny komputer przemysłowy wykorzystywany przez wiele przedsiębiorstw do monitorowania i diagnostyki urządzeń i procesów, np. w fabryce. Omówiono zarówno trendy rozwojowe systemów pracujących w warunkach przemysłowych pod kontrolą systemów operacyjnych czasu rzeczywistego, jak i nowatorskie rozwiązania programowe będące w dyspozycji projektanta. Na konkretnym przykładzie przedstawione zostaną możliwości i ograniczenia nowoczesnego rozwiązania do akwizycji danych.

Stałe unowocześnianie specjalistycznego sprzętu do zastosowań pomiarowych i jego malejąca cena decydują o dostępności dla różnorodnej i szerokiej rzeszy odbiorców. Nie są to już wyłącznie wysoko wykwalifikowani specjaliści z dziedziny elektroniki lub elektrotechniki, lecz szerzej rozumiana kadra inżynierska. Aby możliwe było wykorzystywanie przez nich specjalizowanego sprzętu, konieczne jest stosowanie przez producentów warstwy abstrakcji, oddzielającej zadania zlecane urządzeniu od szczegółów jego działania. Jest to powszechny trend w informatyce. Liczba użytkowników i projektantów wykorzystujących sprzęt komputerowy wciąż rośnie, zaś przyspieszające zmiany na rynku wymuszają coraz szybsze projektowanie aplikacji. Z tego powodu wprowadzane są języki programowania ukrywające przed projektantem szczegóły techniczne sprzętu, na którym działają aplikacje przy ich pomocy napisane.

W przypadku mikrokontrolerów odchodzi się powoli od asemblerów, które (choć zapewniające optymalny kod), wymagają dużej wiedzy na temat zasady działania komputera. Dodatkowo czas projektowania programu przy ich użyciu jest stosunkowo długi. Z tego powodu stosuje się coraz częściej języki typu C/C++ lub nawet Java, dzięki czemu tworzenie aplikacji pomiarowej jest znacznie łatwiejsze i szybsze (chociaż sam program zajmuje więcej miejsca i wykonuje się dłużej, niż w przypadku asemblera). Podobnie wygląda sytuacja ze sterownikami PLC oraz pokrewnymi im urządzeniami. W tej grupie urządzeń typowe są języki graficzne, które pozwalają skupić się na zadaniu do wykonania przez komputer, podczas gdy szczegóły implementacji programu ukryte są na poziomie kompilatora, czyli programu tłumaczącego abstrakcyjny język źródłowy na kod zrozumiały przez maszynę [1]. Aby było to jednak możliwe, konieczne są specjalistyczne struktury programowe, a także nowatorskie podejście do zagadnienia projektowania aplikacji, z uwzględnieniem jej specyfiki. Osobną grupę stanowią układy wyposażone w matryce FPGA, wymagające zwykle specjalizowanych pakietów projektowych (takich jak Quartus firmy Altera lub Xilinx ISE Design Suite), pozwalających na wysokim poziomie abstrakcji skonfigurować zestaw bramek logicznych.

Problem komputerowej akwizycji danych analizowany jest od czterdziestu lat. W efekcie powstało wiele rozwiązań sprzętowych, począwszy od kart akwizycji danych, poprzez zewnętrzne moduły komunikujące się z komputerem za pośrednictwem portu USB, a skończywszy na specjalizowanych samodzielnych jednostkach dysponujących wszystkimi elementami potrzebnymi do próbkowania sygnału, przekształcenia go na postać cyfrową oraz przetworzenia przez procesor. Pomimo że wszystkie wymienione rozwiązania są obecnie stosowane, wydaje się, że największe możliwości rozwoju mają moduły samodzielne. Są one dostatecznie małe, aby można je było umieścić w trudno dostępnych miejscach, integruje się w nich również wiele technologii, takich jak standardy ZigBee i Bluetooth, czy matrycę FPGA. Tak skomplikowane systemy wymagają odpowiedniego wsprarcia przez oprogramowanie.

Jako przykład tendencji rozwojowych w tym segmencie sprzętu pomiarowego mogą służyć karty akwizycji danych firmy Adlink Technology, które pierwotnie pełniły wyłącznie funkcje pomiarowe, do innych operacji wymagając mocy obliczeniowych i zasobów komputera. Obecnie zaś występują również modele typu PCI-9820, będące właściwie osobnymi komputerami, posiadając własne układy przetwarzające i pamięć, komunikują się z podstawowym systemem za pomocą magistrali rozszerzeń (typu PCI, PXI lub PCI Express). Podobnie ma się sprawa z samodzielnymi modułami przemysłowymi. Nieustannie pracuje się nad zmniejszaniem zapotrzebowania na moc zasilania, starając się utrzymać możliwości obliczeniowe na poziomie pozwalającym na wykonywanie niezbędnych obliczeń. Zmianom ulegają również standardy obudów oraz sposoby dołączania niezbędnych modułów dodatkowych, np. wejść i wyjść cyfrowych i analogowych. Obecnie standardem są obudowy kasetowe (czego dobrym przykładem jest platforma CompactRIO pokazana na fotografii 1.), do których wkłada się kolejne zestawy funkcjonalne, choć wcześniej, np. w przypadku urządzeń FieldPoint firmy National Instruments (fot. 2.) kolejne elementy łączono za pomocą zaczepów na zewnątrz obudowy [2].

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2011
Tagi: 
elektro.info | 
miernictwo | 
pomiary

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl