Научно-образовательный материал

Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный индустриальный университет
ГОУ ВПО МГИУ
Научно-образовательный материал
«Технические аспекты организации удаленного доступа.
Модульная USB система сбора данных со встроенным
согласованием сигналов CompactDAQ»
Состав научно-образовательного коллектива:
Лукьянова Н.В., к.т.н.
Радыгин В.Ю., к.т.н.
Москва 2010 г
Технические аспекты организации удаленного доступа.
Модульная USB система сбора данных со встроенным
согласованием сигналов CompactDAQ
Платформа CompactDAQ обеспечивает гибкое законченное аппаратное
решение для разработки различных систем сбора электрических сигналов,
сигналов с датчиков и управления сигналами по шине USB на LabVIEW.
Система NI CompactDAQ позволяет инженерам и ученым использовать
возможности простого plug-and-play USB-подключения для проведения
электрических и других измерений непосредственно на их рабочем месте, в
полевых условиях, и даже на производственных линиях. Сочетая в себе
простоту использования и низкую стоимость обычного регистратора данных
с высокой производительностью и гибкостью модульных приборов, NI
CompactDAQ позволяет проводить быстрые, высокоточные измерения на
базе компактной, удобной и доступной по цене системы. Модули C серии
позволяют производить ввод/вывод сигналов самых разных типов, включая
термопары, аналоговые сигналы в диапазоне ±10 В с одновременной
оцифровкой, аналоговый вывод в диапазоне ±10 В, подключать IEPE
датчики, мостовые схемы, осуществляется ввод/вывод цифровых сигналов
промышленного уровня 24 В с токами до 750 мА и стандартных 5 В/TTL
сигналов. Модули имеют встроенные схемы согласования сигналов и
разъемы (винтовые, BNC или D-Sub) для подключения сигналов напрямую к
модулю. Такое подключение позволяет значительно уменьшить размеры
системы и сократить расходы на подключение.
Вместе с системой NI CompactDAQ поставляется драйвер NI-DAQmx – это
простое в использовании ПО позволяет полностью задействовать аппаратные
возможности системы NI CompactDAQ при разработке приложений в NI
LabVIEW, LabWindows/CVI или Measurement Studio для Visual Basic.
Драйвер
имеет
производить
высокопроизводительные
синхронизацию
между
инструменты,
устройствами,
позволяющие
осуществлять
распределённые измерения (в сети), и эмулировать устройства. Входящая в
состав NI-DAQmx утилита Measurement & Automation Explorer упрощает
конфигурацию
вашего
измерительного
устройства
благодаря
конфигурационным окнам, тестовым панелям и опции создания и наложения
шкал на каналы ввода/вывода.
За счет подбора встраиваемых, модулей ввода-вывода для решения
различных задач можно получить получите систему совмещающую
множество приборов в компактном корпусе:
Аппаратное решение: Размеры Шасси cDAQ-9172 – 254 х 88,1 х 88,1 мм;
Внешний адаптер переменного тока – 117 х 38,1 х 38,1 мм; Модули
ввода/вывода C серии – 69,9 х 22,2 х 87,4 мм
Система cDAQ состоит из трех частей: модули ввода/вывода C Series,
интерфейса модулей cDAQ и USB-STC2. Эти компоненты производят
оцифровку сигналов, осуществляют цифроаналоговое преобразование для
генерации аналоговых выходных сигналов, измеряют и контролируют
цифровые сигналы ввода/вывода, а также обеспечивают преобразование
сигнала.
Обозначения на рисунке: Модуль ввода/вывода C Series (C Series I/O
Module), Интерфейс модулей cDAQ (cDAQ Module Interface)
Модули ввода/вывода C Series от National Instruments обеспечивают
внутрисхемное преобразование сигнала и соединения с помощью клемм с
винтовым или пружинным креплением, BNC, D-SUB, или RJ-50. Так как
модули C Series выполняют преобразование сигнала в широком диапазоне
напряжений или сигналов промышленного стандарта, вы можете соединять
их
проводами
непосредственно
с
датчиками
или
исполнительными
устройствами. В большинстве случаев модули обеспечивают изоляцию от
канального заземления. Возможности USB-STC2 включают независимые
высокоскоростные
потоки
данных,
гибкую
синхронизацию
выборок
аналогового ввода (AI) и аналогового вывода (AO), запуск, сигналы PFI для
синхронизации
нескольких
устройств,
гибкие
счетчики/таймеры
с
аппаратным стробированием, генерацию и регистрацию цифрового сигнала,
а также статический DIO. USB-STC2 содержит развитые средства
тактирования аналогового ввода и аналогового вывода. Широкий набор
сигналов тактирования и синхронизации доступен на линиях PFI.
cDAQ-9172 поддерживает различные способы запуска, такие как триггер
запуска, опорный триггер и триггер паузы с аналоговыми, цифровыми или
программными источниками. cDAQ-9172 поддерживает четыре независимых
высокоскоростных потока данных, что позволяет одновременно выполнять
до четырех аппаратно тактируемых задач, таких как аналоговый ввод,
аналоговый вывод, буферизированные счетчики/таймеры и связанный
цифровой ввод/вывод
Сигналы PFI, подаваемые через цифровые модули ввода и вывода,
установлены в слоты 5 и 6, с их помощью осуществляется доступ к таким
дополнительным
функциональным
синхронизация и счетчики/таймеры.
возможностям,
как
запуск,
Входные
выводы
PFI
снабжены
цифровым
фильтром,
который
конфигурируется по каждой линии. Фильтры позволяют подавить шум,
создаваемый окружающей средой, помехами переключения и т. п. cDAQ9172 включает два универсальных 32-битовых счетчика/таймера, которые
могут
использоваться
для
подсчета
перепадов,
измерения
ширины
импульсов, периода и частоты, а также для выполнения измерения
положения
(кодирования).
Кроме
того,
счетчики/таймеры
могут
генерировать импульсы, серии импульсов и прямоугольные колебания с
регулируемой частотой. Доступ к ним можно получить (доступ к входам и
выходам
счетчика)
используя
цифровые
модули
ввода/вывода,
установленные в слотах 5 и/или 6.
На шасси cDAQ-9172 можно выполнять только одну задачу аналогового
вывода (сигнала) с аппаратным тактированием, при этом число каналов
сигнала может достигать 16. Можно выполнять одновременно одну или
больше
задач
с
программным
тактированием
(однократно
или
последовательно).
Для каждого модуля аналогового вывода можно либо:
Назначить все каналы модуля задаче с аппаратным тактированием, либо
Назначить все каналы модуля одной или большему числу задач с
программным тактированием.
В одном модуле AO нельзя назначать одни каналы задаче с аппаратным
тактированием, а другие каналы – задаче с программным тактированием.