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


Szybkie stacje ładowania samochodów elektrycznych - gdzie ich szukać? »

Stacje ładowania

Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które służy do ładowania akumulatorów lub baterii zasilających pojazdy elektryczne. Nowoczesna technologia sprawia, że dzięki stacjom ładowania można ładować? czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

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?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać szafy sterownicze
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły

Aktywny Filtr Harmonicznych firmy Rabbit

Aktywny Filtr Harmonicznych Małej Mocy – zapewnia dynamiczną kompensację mocy biernej oraz redukcję harmonicznych prądu w celu poprawienia efektywności energetycznej odbiorców energii,...

Aktywny Filtr Harmonicznych firmy Rabbit

Aktywny Filtr Harmonicznych Małej Mocy – zapewnia dynamiczną kompensację mocy biernej oraz redukcję harmonicznych prądu w celu poprawienia efektywności energetycznej odbiorców energii,...
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

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