Порядок выполнения работы

Задача: разработать распределенную систему измерения температуры окружающей среды с использованием датчика температуры − термопары типа К на основе интерфейсного модуля І-7011D фирмы ICPDAS .

Настройка и проверка канала передачи информации

1. Проанализируйте макет лабораторной работы. Нарисуйте схему подключения модулей в систему с указанием названий использованных модулей, нумерацией и названием выводов. Определите к какому порту ПК подключена система.

2. Проведите настраивание канала передачи информации с помощью программы 7000 Util. Вызовите программу 7000Util с рабочего стола компьютера или по пути F:\DAQPro\7000Utility\7000Util. В появившемся окне выберите COM-порт, к которому подключена система, задайте скорость передачи данных, задержку опроса модулей и наличие проверки контрольной суммы передаваемой. Установите СОМ 1 или СОМ 2, скорость передачи 9600 бод, время задержки − 100 ms, деактивируйте контрольную сумму и нажмите кнопку «ОК».

3. Проведите поиск установленных модулей системы. Для этого запустите программу 7000Util в режиме поиска, нажав кнопку Search или выбрав команду Start Search. В случае выявления подключенных модулей в программном окне появится список, каждая строка которого содержит тип модуля (Module), его адрес (Addr), установленную скорость передачи данных (Baudrate), состояние функции сигнализации (Alarm), состояние проверки контрольной суммы (Checksum) и описание режима работы (Description). Внизу окна размещается информация о текущем состоянии поиска. В случае продолжительного отсутствия информации об установленных компонентах следует изменить номер COM- порта связи.

При выявлении всех подключенных модулей, остановите поиск кнопкой ПАУЗА на линейке управления окна. Полученную информацию о модулях системы запишите в протоколе лабораторной работы. Информацию о модулях системы можно сохранить в памяти компьютера.

4. Проведите проверку работоспособности модуля и его конфигурирование. В списке окна поиска выберите модуль, работоспособность которого проверяется. Двойным щелчком ПКМ вызовите окно Configuration Setting, в котором наблюдайте информацию, полученную от модуля. Если система работоспособна, то в окне будет показана величина, которая измеряется модулем и состояние его внутреннего счетчика.

В этом же окне выполните конфигурирование модуля I-7011. В окне выводится информация о режиме работы модуля. С помощью окна Configuration Setting можно переустановить режимы работы модуля, в том числе его текущий адрес. Установите или убедитесь, что адрес модуля равняется 01, значение диапазона отвечает измерению температуры термопарой типа К, формат отображения результатов − инженерный, скорость передачи данных − 9600 бод, контрольная сумма − дезактивирована. С помощью дополнительных табло, количество и наименования которых будет зависеть от типа выбранного модуля, можно проконтролировать и перепрограммировать другие узлы модулей.

Проверить работоспособность модуля можно, также выбрав в меню команду Run. Проверьте работоспособность с помощью этой команды.

Конфигурирование модуля можно провести, подавая отдельные команды программного обеспечения модуля. Выберите опцию меню Terminal и в окне, которое появилось, задайте команды управления № 2, 5, 8 из табл. 2. После нажатия кнопки Go результаты появятся в окне Response. Запишите и проанализируйте ответ модуля на эти команды.

5. Откалибруйте канал измерения температуры (с разрешения преподавателя). Включите модуль и прогрейте его в течение 30 минут перед началом калибрования. Разместите близко к модулю и также прогрейте образцовый датчик температуры. Калибрования выполняется с помощью программы 7000Util путем аддитивной коррекции измеренной температуры холодного спая термопары. Для этого выберите опцию меню Terminal. Введите нулевое корригирующее смещение значения температуры холодного спая СССС=0 командой $AA9S0000 (табл. 2). Произведите измерение температуры холодного спая командой $АА3 и сравните с температурой образцового датчика. Последовательно подбирая и уводя корригирующее значение смещения измерения температуры холодного спая СССС, найдите такое значение, когда измеренная температура холодного спая уравняется с температурой образцового датчика.

Калибрование канала измерения температуры можно проводить, также используя физические явления, которые протекают при фиксированной температуре, например, таяние или кипение воды. Поместите термопару в среду с известной температурой, добейтесь считывание модулем соответствующей температуры с помощью коррекции значения температуры холодного спая.

6. Откалибруйте канал измерения напряжения (с разрешения преподавателя). Калибрование канала проведите, используя специально предусмотренные команды калибрования нулевого и предельных значений измеренного напряжения (табл. 2). Перед началом выполнения команд калибрования, переведите модуль в режим измерения напряжения (например, в диапазоне ±1,0 В, см. п. 4), на вход модуля подайте соответствующее нулевое или предельное значения напряжения (например, +1,0 В) или тока от образцового источника. В результате выполнения соответствующих команд калибрования внутренним контроллером будут вычислены и зафиксированы в памяти модуля поправочные коэффициенты для предельных значений и сдвиг для нулевого значения, которые в дальнейшем будут использованы для коррекции результата измерения. Занесите в протокол использованные команды калибрования.

7. Проверьте правильность калибрования модуля в режиме измерения напряжения в диапазоне ±1 В. Переведите модуль в режим измерения напряжений в диапазоне ±1 В. Подайте на вход напряжение 1В от образцового источника (ее можно проконтролировать образцовым вольтметром). Выполните считывание входного напряжения модуля командой #АА (табл. 2). В случае несоответствия выполните калибрование предельного значения командой $АА0 (см. п. 6). Подайте на вход напряжение 0 В. Аналогично выполните считывание и, при необходимости, калибрование нулевого значения командой $АА1. Повторите указанные процедуры 2-3 раза.

Программирование распределенной ИВС

1. Подключите модуль I-7011D к ПВИ измерение температуры. Откройте разработанный раньше ПВИ, моделирующий устройство измерения температуры. На функциональной панели удалите элементы, моделирующие процесс получения измеренных значений температуры (генератор случайных чисел, датчик текущей температуры, элементы нормирования случайных отклонений от текущего значения температуры).

Вызовите ПВИ AnalogIn.vi, выполняющий ввод данных с АЦП модуля І-7011D, через Functions » Select a VI по пути F:\DAQPro\NAP7000V\7000LV\AIO\AnaIogIn.vi. Установите ПВИ на функциональную панель. Входом ПВИ AnalogIn есть массив W7000, который задает режим его работы и содержит 8 элементов. Выходом является массив f7000, нулевой элемент которого содержит результаты измерения напряжения на входе модуля.

Для выделения измерительной информации необходимо вызвать функцию Index Array и выбрать нулевой элемент. Подключите выход f7000 ко входу функции Index Array, к второму входу Index 0 которой подключите константу 0. Выход Index Array подключите к программе дальнейшей обработки.

Для программирования режима работы ПВИ AnalogIn вызовите и установите на передней панели элемент введения массива на восемь элементов. Обозначьте его W7000 и подключите терминал этого массива к входу W7000 ПВИ AnalogIn (можно воспользоваться быстрой установкой элемента введения массива, используя указатель мыши в виде катушки через контекстное меню контакта W7000 ПВИ, опция Create » Control). Установите шестнадцатиричный U16 формат отображения элементов массива W7000.

Отредактируйте панель соединений ПВИ измерение температуры. Вызовите панель соединений на передней панели, прибавьте новый терминал входа и свяжите этот терминал с элементом введения массива W7000.

Сохраните отредактированное ПВИ измерение температуры под новым именем.

2. Разработайте программу инициализации последовательного COM-порта.

Откройте панели для разработки нового ВИ. Установите на функциональной панели оболочку последовательной структуры. Увеличьте количество кадров структуры до четырех.

Откройте нулевой кадр. Установите на передней панели 5 приборов цифрового ввода данных. Установите форму представления чисел U16, шестнадцатиричный формат отображения данных для всех приборов ввода, за исключением первого, который оставьте в десятичном формате. Обозначьте и установите эти приборы соответственно табл. 6.

Вызовите ПВИ включение последовательного COM- порта ПК OpenCom.vi, который находится в библиотеке драйверов модулей 7000 по адресу F:\DAQPro\NAP7000\7000LV\Uart\OpenCom.vi. Подключите выходы терминалов цифрового ввода данных к соответствующим входам ПВИ OpenCom.

Для передачи номера COM-порта к следующим кадрам установите локальный переход на рамке последовательной структуры (опция Add Sequence Local в меню структуры) и подключите к нему выход терминала cPort.

Таблица 6

№ п/п	Обозначение	Цифра	Описание
1	dw BaudRate	9600	Скорость передачи данных (бод)
2	cPort	1	Номер Сом-порта
3	cData	8	Формат отображения данных (бит)
4	cParity	0	Контроль парности (0 − отсутствует)
5	cStop	0	Наличие стоп-бита (0 − отсутствует)

3. Разработайте программу формирования управляющего слова W7000 для инициализации ПВИ ввода измерительной информации AnalogIn.vi.

Откройте первый кадр последовательной структуры. На лицевой панели установите шесть элементов введения цифровой информации с формой представления данных U16 в шестнадцатиричном формате. Обозначьте и установите элементы ввода соответственно табл. 7.

Таблица 7

№ п/п	Обозначение	Цифра	Описание
1	Module Addr	1	Адрес модуля в системе
2	Module ID	7011	Тип модуля
3	Check Sum	0	Проверка контрольной суммы (0 − отсутствует)
4	Time Out	100	Время установки
5	Digital Out	0	Цифровой выход от 0 до 3
6	String Save	0	Сохранение управляющего слова (0 − без сохранения)

Поместите все терминалы элементов ввода в поле первого кадра и объедините их выводы в массив с помощью функции Build Array. К первому входу Build Array подключите номер COM- порта из выхода локального перехода, созданного на нулевой странице структуры. К остальным входам строго последовательно подключите терминалы устройств, которые содержатся в табл. 2. Выведите полученный массив управления W7000 через второй локальный переход для дальнейшего использования.

4. Подключите ВИ сбора и обработки информации.

Откройте второй кадр последовательной структуры. Откройте разработанное раньше ВИ сбора и обработки информации (лаб. работа 5) Скопируйте функциональную схему полностью и перенесите на третий кадр последовательной структуры. Замените ПВИ, моделирующее измерение температуры, на отредактированное в п. 1 ПВИ измерение температуры с подключенным модулем I-7011 с помощью опции контекстного меню Replace. Соедините управляющий массив W7000 с выхода локального перехода к соответствующему входу этого ПВИ.

Отредактируйте вид лицевой панели, перекомпоновав элементы управления и индикации. Проверьте правильность соединения и отсутствие программных ошибок.

5. Разработайте программу отключения последовательного Сома-порта.

Откройте третий кадр последовательной структуры и вызовите ПВИ закрытие COM- порта CloseCom.vi (аналогично OpenCom). Подсоедините вход первого локального перехода ко входу CloseCom.vi для инициализации номера порта, который закрывается.

Исключение открытого COM- порта необходимо после завершения работы основной программы сбора и обработки информации. Если этого не сделать, то COM- порт останется занятым и повторный запуск программы будет не возможным. Из этой же причины не останавливайте работу ВИ кнопкой СТОП линейки управления передней панели, которая приведет к немедленному останову основной программы и не отключение COM-порта.

6. Запустите разработанный ВИ на выполнение.

Проведите настраивание индикаторов для оптимального отображения полученной информации. Сохраните разработанный ВИ. Проанализируйте полученную программу и сделайте выводы. Проведите исследование температуры за ходом во времени. Распечатайте техническую документацию на разработанный ВИ и внесите в протокол.