Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

Transkrypt

1 Politechnika Łódzka Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej Laboratorium komputerowych systemów pomiarowych Ćwiczenie 8 Wykorzystanie modułów FieldPoint w komputerowych systemach pomiarowych

2 1. Wprowadzenie Programowalne moduły FieldPoint mogą wykonywać wiele zróżnicowanych zadań pomiarowych oraz mogą służyć do sterowania przemysłowych urządzeń takich jak silniki czy przekaźniki. Proces projektowania programu dla wybranego modułu FieldPoint odbywa się z poziomu komputera PC lub laptopa. Następnie program przenoszony jest do modułu zawierającego zegar czasu rzeczywistego, gdzie jest realizowany. LabView jest programem opracowanym dla systemów kontrolno-pomiarowych. Tworzenie oprogramowania realizowane jest za pomocą języka programowania graficznego. 2. Opis stanowiska laboratoryjnego Rysunek 1. Stanowisko laboratoryjne. Stanowisko laboratoryjne (rys. 1) składa się z 4 modułów FieldPoint połączonych szeregowo. Pierwszy moduł FirldPoint-1000 odpowiedzialny jest za zasilanie pozostałych modułów oraz komunikację z komputerem za pomocą interfejsu RS-232. Drugi moduł FieldPoint PWM-520 wykorzystuje modulację szerokości impulsów PWM. Za jego pomocą odbywa się sterowanie jasnością oraz barwą diody RGB umieszczonej na panelu czołowym stanowiska. Kolejnym 2

3 modułem jest moduł FieldPoint RTD-122, charakteryzuje się on wejściami pomiarowymi przystosowanymi do pomiarów temperatury. Pomiar temperatury realizowany jest za pomocą rezystancyjnego czujnika RTD w metalowej obudowie, umieszczonego na dole panelu czołowego stanowiska laboratoryjnego. Ostatnim modułem jest moduł CRT-500, umożliwia pomiar cyfrowych impulsów oraz pomiar częstotliwości sygnałów. Do wejścia tego modułu podawane są impulsy z generatora częstotliwości. Na panelu czołowy zostały umieszczone przyciski wyboru mnożnika sygnału (x1, x10, x100). Po wybraniu interesującego nas trybu pracy regulacja częstotliwości impulsów odbywa się za pomocą potencjometru znajdującego się pod przyciskami. 3. Uruchomienie stanowiska i konfiguracja z komputerem PC Pierwszym zadaniem jakie należy zrealizować na zajęciach jest uruchomienie oraz konfiguracja całego systemu. W tym celu należy włączyć stanowisko laboratoryjne przełącznikiem zamontowanym z tyłu oraz uruchomić komputer PC. Następnie rozwinąć pasek start i uruchomić program FieldPoint Explorel. W programie zaznaczyć sterownik FieldPoint i następnie kliknąć zielony przycisk Play (rys. 2). Zamknąć program. Teraz sterowniki są poprawnie skonfigurowane z komputerem PC i można przejść do tworzenia programu. Jest to wymagana operacja, bez niej sterowniki nie połączą się z komputerem PC. Rysunek 2 3

4 4. Budowa programu w środowisku LabView Na początku należy uruchomić program LabView utworzyć nowy plik i zapisać go pod dowolną nazwą. W kolejnym kroku należy wstawić pętlę While Loop. Następnie dodać ikonę FieldPoint Open zlokalizowaną w All Function NI Measurements Field Point Advanced (rys. 3) i umieścić ją poza pętlą. Rysunek 3 Umieścić trzy takie same ikony FieldPoint Open jedna pod drugą. Dodatkowo do ikon FieldPoint Open należy odpowiednio dołączyć ikony FieldPoint Create Tag, które znajdują się w tej samej lokalizacji co ikony FieldPoint Open. W każdej ikonie FieldPoint Create Tag należy opisać wejścia za pomocą String Constant zgodnie z rysunkiem przedstawionym poniżej (rys. 4). 4

5 Rysunek 4 Kolejnym z kroków jest dodanie ikon FieldPoint Close po przeciwnej stronie pętli While Loop zlokalizowanych w All Function NI Measurements Field Point Advanced (rys. 3). Umieścić 3 ikony jedna pod drugą jak miało to miejsce przy dodawaniu ikon FieldPoint Create Tag. Połączyć ikony FieldPoint Close z ikonami FieldPoint Create Tag przez pętlę While Loop jak na rysunku 5. 5

6 Rysunek 5 Na tym etapie moduły zostały połączone i skonfigurowane z programem LabView. Kolejnym zadaniem jest stworzenie sterowania do diody RGB. Aby poprawnie sterować diodą należy w pętli While Loop dodać ikonę Write znajdującą się w All Function NI Measurements Field Point (rys. 6) i połączyć ją z modułem FieldPoint-PWM

7 Rysunek 6 Następnie za pomocą ikony Build Array dołączonej do wejścia ikony Write opisujemy wejścia modułu FieldPoint. Rozciągamy ikonę Build Array tak aby powstało 8 wejść. Na pierwsze wejście należy podać 0, do drugiego wejścia podłączyć kontrolkę Pointer Slide i opisać ją "kolor zielony". Do trzeciego jak i czwartego wejścia należy postąpić analogicznie jak z wejściem numer dwa. Dołączyć Pointer Slide i opisać odpowiednio "kolor niebieski", "kolor czerwony". W panelu głównym w ustawieniach każdej ikony Pointer Slide odpowiedzialnej za dany kolor należy zmienić skalę z 10 na 100. Pozostałe wejścia dołączyć do zera. W przeciwnym wypadku program nie skompiluje się. Aby poprawnie skonfigurować powstałe sterownie z modułem FieldPoint należy kliknąć dwukrotnie lewym klawiszem myszy na ikonę Write. Otworzy się nowe okno, w którym jest możliwość wyboru wejść jak i wyjść sterownika. Wybrać z listy wejść moduł FieldPoint PWM-520 z opcją wszystkich wejść. Postąpić analogicznie przy wyborze wyjść. Ostatnim krokiem jest dołączenie do ikony Write ikony True Constant (rys. 7). 7

8 Rysunek 7 Tworzenie programu służącego do pomiaru temperatury należy rozpocząć od dołączenia ikony FieldPoint Advise zlokalizowanej w All Function NI Measurements Field Point Advanced (rys. 3) do modułu FieldPoint RTD-122. Następnie dołączyć ikonę Index Array do wyjścia Values w ikonie FieldPoint Advise. Na wejście Index w ikonie Index Array podać zero. Dodać dwa wskaźniki temperatury analogowy i cyfrowy i połączyć je do wyjścia ikony Index Array. Dokładny schemat połączeń przedstawia rysunek 8. 8

9 Rysunek 8 Ostatnim krokiem podczas tworzenia oprogramowania służącego do pomiaru temperatury jest poprawne skonfigurowanie powstałej struktury z modułem FieldPoint. Należy postąpić dokładnie tak samo jak podczas konfigurowania modułu FieldPoint PWM-520. Kliknąć dwukrotnie lewym klawiszem myszy na ikonę Advise. Wybrać moduł FieldPoint RTD-122 z opcją wszystkich wejść, wyjść. Pomiar impulsów realizowany jest za pomocą sterownika FieldPoint CTR-500. Aby poprawnie mierzyć ilość impulsów generowanych przez generator, należy stworzyć odpowiedni program. Pierwszym krokiem podczas tworzenia programu jest dodanie ikony READ znajdującej się w All Function NI Measurements Field Point (rys. 6), następnie należy podłączyć ją do modułu FieldPoint CTR-500. Kolejno dodać ikonę Index Array i połączyć ją z wyjściem values w ikonie Read, a na wejściu Index ikony Index Array dołączyć stałą wynoszącą 0. Do wyjścia ikony Index Array dołączyć kontrolkę Numeric i opisać ją impulsy (rys. 9). Ostatnim krokiem, który należy wykonać jest wybór używanych kanałów w module. Dwukrotnie klikając w ikonę Read zaznaczyć na wyjściu jak i wejściu modułu FieldPoint CTR-500 kanał 0. 9

10 Rysunek 9 Program opiera się na nieskończonej pętli While aby zapewnić jego ciągłą pracę należy dołączyć bramkę NOT na przycisku STOP oraz zmienić założenia na continua if True w sposób przedstawiony na rysunku 10. Rysunek Analiza poprawności działania systemu Poprawność działania programu należy sprawdzić poprzez uruchomienie całego systemu oraz analizę poprawności działania każdego z modułów. Rysunek 11 przedstawia kompletny program, jeżeli wszystkie punkty tworzenia programu zostały wykonane zgodnie z instrukcją powinien wyglądać mniej więcej tak. 10

11 Rysunek 11 Rysunek 12 przedstawia powstały panel operatorski za pomocą, którego można dokonać poprawnej analizy działania wszystkich układów w systemie. Rysunek 12 11

12 6. Literatura 1. Nawrocki Waldemar, Komputerowe systemy pomiarowe, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności sp. z o.o., Warszawa Świsulski Dariusz, Komputerowa technika pomiarowa. Oprogramowanie wirtualnych przyrządów pomiarowych w LabView, Agenda Wydawnicza PAK-u, Warszawa Świsulski Dariusz, Komputerowa technika pomiarowa w przykładach.. Agenda Wydawnicza PAK-u, Warszawa Świsulski Dariusz, Laboratorium z systemów pomiarowych.. Wydawnictwa PG, Gdańsk LabView Measurement Manual, National Instruments 6. Graczyk A., Gołębiowski J., Prohuń T.: Laboratorium komputerowych systemów pomiarowych, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź Dokumentacja modułu FP-RTD-122; 8. Dokumentacja modułu FP-PWM-520; 9. Dokumentacja moduły FP-CTR-500; Dokumentacja modułu sieciowego1000/1001; 12