Търсачка

Банер

Каталог Информатика, ИТ Виртуални инструменти за стимулиране на работа


Дипломна работа, 84 страници по-големи от стандартните, съдържа таблици, графики, схеми, формули
Цена: 4.80лв.
Безплатно
Спестявате: 100.00%
Задайте въпрос за този материал

Normal 0 21 false false false MicrosoftInternetExplorer4 st1:*{behavior:url(#ieooui) } /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;}

УВОД

В последните години бързото развитие на изчислителната техника и широкото използване на персоналните компютри (РС), свързано с все повече нарастващите им възможности и достъпни цени, определя нови направления в развитието на информационно-управляващите технологии, съответно - в системите за измерване, управление и регулиране. Масово се налага използуването на компютърно базирани системи за измерване и управление, известни като РС-базирани системи за събиране на данни (Data Acquisition - DAQ) и управление, изградени на основата на специализирани РС-платки, модули и компоненти [1-6]. Чрез тях с подходящ софтуер РС се превръща във виртуален инструментариум (Virtual Instrumentation) с широки функционални възможности и голяма гъвкавост, като класическите панели, скали, бутони и пр. на уре­ди­те тук се заме­нят от дис­п­лея на ком­пю­тъ­ра и съ­от­вет­но - от клавиатура/миш­ка [7-13].

Освен при контрола и управлението на реални обекти, виртуалните инструменти (ВИ), дават възможност за симулиране на работата на тези обекти и извършването на виртуални експерименти с вариране на много параметри, което по-трудно би се реализирало в реални условия [14]. Много удобно е използването на ВИ за целите на обучението [15-18]. В съчетание с мултимедийните средства, може значително да се усъвършенства и улесни процеса на обучение и се дава възможност за по-голяма самостоятелност в работата на обучаемия.

Настоящата дипломна работа има за цел създаването на виртуални инструменти за симулиране работата на основни логически елементи, комбинационни и последователностни логически схеми, както и на цифрово-аналогови (ЦАП) и аналогово-цифрови (АЦП) преобразуватели посредством програмния продукт LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) и разработване на основата на Microsoft Power Point 2000 на обучаваща система по цифрови схеми и устройства.

I. ОСНОВНИ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ ИЗГРАЖДАНЕТО НА ВИРТУАЛНИ ИНСТРУМЕНТИ НА ОСНОВАТА НА LabVIEW

Виртуалният инструментариум все по-ши­ро­ко се изпол­зва при индустриал­ни и лабораторни приложе­ния за неп­ре­къс­на­то приема­не на дан­ни, наб­лю­де­ние и кон­т­рол на тех­но­ло­гич­ни про­це­си, автоматиза­ция и др. Той включва след­ни­те ос­нов­ни еле­мен­ти: измервателни пре­об­ра­зу­ва­те­ли и изпълни­тел­ни ус­т­ройс­т­ва, съг­ла­су­ва­щи схе­ми (схе­ми за норма­ли­зи­ра­не на сигна­ли­те – Signal Conditioning Circuits), плат­ки/мо­ду­ли за съби­ра­не на дан­ни и
уп­рав­ле­ние, ком­пю­тър­на сис­те­ма и соф­ту­ер
.

Виртуалният инструментариум е немислим без софтуера. Разработени са различни програмни пакети, ориентирани към създаване и работа с него. Много широко приложение при разработката на виртуален инструментариум е намерил програмният пакет LabVIEW.

LabVIEW е развойна среда, базирана на графично-програмния език G, предназначена за комуникации с хардуер от рода на GPIB, VXI, PXI, RS-232, RS-485 и платки за събиране на данни [20-25]. Чрез LabVIEW може да се създават 32-битови програми, даващи възможност да се работи максимално бързо при операции, свързани с извличане на данни, тествания и измервания. Може също така да се създават самостоятелни програми, тъй като LabVIEW е един истински 32-битов компилатор. Програмният пакет използва терминология и икони, познати на учените и инженерите и обяснява програмните действия предимно с графични символи, а не с текстове. LabVIEW съдържа обширни библиотеки за събиране на данни, анализ, представяне и съхраняване, както и традиционни програмни инструменти. LabVIEW осигурява многобройни механизми за свързване към външен код или софтуер чрез DLL, общи библиотеки, Active X и др., а също и много други инструменти, които улесняват работата.

Стартиране на LabVIEW

Стартирането на LabVIEW се извършва чрез двойно щракване на левия бутон на мишката върху иконата на програмата или чрез избор на Start >> Programs >> LabVIEW. След стартирането, на екрана се появяват два прозореца.

 

------------------------------------------------------

 

 

Normal 0 21 false false false MicrosoftInternetExplorer4 st1:*{behavior:url(#ieooui) } /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;}

4.2.2 АЦП с равномерностъпално уравновесяване (следящи АЦП)

Средното време на преобразуване на АЦП с разгъващо равномерностъпално уравновесяване (т. 4.2.1) може значително да се намали ако се използва реверсивен брояч на мястото на обикновенния брояч от фиг....., като циклите на преобразуване се прекратяват малко след спиране на броенето. В този случай броячът не се нулира в началото на всеки цикъл на преобразуване, а се получава команда той да продължи да брои напред или назад спрямо предишното показание в зависимост от това, дали входното аналогово напрежение Ux е по-голямо или по-малко и следователно, времето на преобразуване също ще бъде по-малко. Изменение на изходния код има само в случая, когато ................ При това изходния код се променя през различни интервали от време .................

Ако входния сигнал Ux се изменя със стойност, близка до Ui nom за кратък период от време, то необходимото време за преобразуване на следящия АЦП наричан още серво-АЦП, се изравнява с това на АЦП с разгъващо равномерностъпално уравновесяване.

4.2.3 АЦП с разъващо поразрядно уравновесяване (с последователно приближение)

Предлагат точност от същия порядък, както АЦП с разгъващо равномерностъпално уравновесяване , но времето им на преобразуване е много по-малко , което обуславя широкото им приложение.

Принципът на действие на АЦП с разгъващо поразрядно уравновесяване с използуване на двоичен код се пояснява от времедиаграматана фиг..........

Формирането на компенсираща величина започва от старщия разряд. В резултата за съответния разряд остава „1”, ако Ux >Uk , и „0’, ако Ux < Uk . След това преобразуване продължава с по-младшия разряд. Целият цикъл на преобразуване винаги включва n стъпки, т.е. толкова стъпки, колкото е разрядността на АЦП. При това времето на преобразуване е постоянно

Примерна схема на този тип преобразуватели е показана на фиг..........

Регистърът за последователно приближение рег.ПП при n-разряден АЦП съдържа n на брой тригери, всеки от които последователно се установява във високо изходно ниво (ai=1) като преобразуването започва от старшия разряд an. Изходният цифров код Nx на този регистър управлява ЦАП (ПКН). На всяка стъпка полученото изходно напрежение Uk на ЦАП се сравнява с входното аналогово напрежение Ux съгласно времедиаграмата на фиг........

Отначало се установява an=1 и ако Ux > Uk = UMSB=Un/2, то an запазва състоянието си. Ако Ux < Uk , то този разряд се нулира (a0=0).

След това се установява an-1=1 и ако Ux > Uk =Un (an/2 + an-1/4), то an запазва състоянието си, в противен случай се нулира.

Фиг.на йхгйфхс

Аналогично преобразуването продължава и за останалите разряди. Във всяка от поредните стъпки, ако входното напрежение е по-голямо от изходното напрежение на ЦАП, всички тригери запазват текущото си състояние. В противен случай тригерът, който се определя в момента, се нулира като процесът се повтаря в продължение на n тактови цикъла.

Двата основни фактора, ограничаващи точността на този тип АЦП са:
точността на ЦАП и дрейфа на напрежението на несиметрия на компаратора.
Тъй като ЦАП се намира в обратната връзка на АЦП, към него се предявяват
много високи изисквания по отношение на точността и линейността му.

ИЗПОЛЗУВАНА ЛИТЕРАТУРА

1. Schumny, H. Personal Computer in Labor, Versuchs- und Prüffeld: Der PC als Hilfsmittel bei
der Erfassung, Verarbeitung und Darstellung von Messdaten. Springer-Verlag, Berlin, 1990.

2. Hoffmann, J., W. Trentmann. Praxis der PC-Messtechnik. Munchen, Wien, Hanser Verlag, 2002.

3. Ненова, З.П. PCбазирани системи за събиране на данни и управление. Габрово, “Колонел, 1997.

4. Atkinson, J.K. PC Based Instrumentation Systems. IOP Short Meetings, Series No5, 1987, p.35-42.

5. Ненова, З., С.Даскалов, П.Зоровски. Многофункционална платка за събиране на данни и управление на базата на персонални компютри тип IBM PC/XT/AT. Електротехника и електроника, 1998, No 3-4, с.39-43.

6. Ненова, З., Н.Занков, Т.Ненов, Р.Вълчев. Многофункционална платка за компютърно базирани информационно-измервателни и управляващи системи. Автоматика и информатика, 1999, No 1-2, с.60-64.

7. Total Solution for PC-based Industrial Automation, Advantech, Solution Guide, Vol.51, 1996.

8. Datenerfassung & Verarbeitung, Computer Boards, Inc., Ausgabe 5, 1992.

9. Product Handbook. Data Translation, 2002.

10. PC-Messtechnik. Stemmer PC-System GmbH, Ausgabe 93/94.

11. Data Acquisition Catalog and Reference Guide, Keithley-MetraByte, 2003.

12. The Measurement and Automation. National Instruments, Catalog 2004.

13. Nenova, Z., B.Mäule. Measurement and Control. Part One: Measurement. Gabrovo, 2001.

14. Ненова, З. Виртуален практикум за измерване на електрически величини. Стандартизация, метрология, сертификация, 2004, No 4, с.27-31.

15. Ko, C.C., B.M. Chen, et.al. A Web-Based Virtual Laboratory on a Frequency Madulation Experiment. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol.31, No 3, August 2001, p.295-303.

16. Kumar, B.R., К,Sridharan, K.Srinivasan. The Design and development of a Web-Based Data Acquisition System. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol.51, No 3, June 2002, p.427-432.

17. Benetazzo, L., M.Bertocco, et.al. A Web-Based Distributed Virtual Educational Laboratory. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol.49, No 2, April 2000, p.349-355.

18. Ko, C.C., B.M. Chen, et.al. Development of a Web-Based Laboratory for Control Experiments on a Coupled Tank Apparatus. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement ol.44, No 1, February 2001, p.76-86.

19. Goldberg, H. What is Virtual Instrumentation? IEEE Instrumentation& Measurement Magazine, December 2000, p.10-13.

20. Использование виртуальных инструментов LabVIEW. Под ред. К.С.Демирчяна и В.Г.Миронова. Москва, “Солон-Р, Радио и связь, Горячая линия-Телеком”, 1999.

21. LabVIEW, LabVIEW Tutorial. National Instruments, 1996.

22. LabVIEW, LabVIEW User Manuel. National Instruments, 1996.

23. LabVIEW, Data Acquisition VI Reference Manuel. National Instruments, 1996.

24. LabVIEW, Analysis VI Reference Manuel. National Instruments, 1996.

25. Wells, L.K. The LabVIEW Student Edition: User’s Guide Prentice – Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1994.

 


Коментари на клиенти:

Все още няма коментари за този материал.
Моля, влезте в системата с потебителско име и парола, за да оставите коментар.


повече категории
Компютърни системи

За сайта

Кой е онлайн

В момента има 254 посетителя и 6 потребителя в сайта

Намерете ни в Facebook


© 2010 znanieto.net Всички права запазени.
znanieto.net избра за свой хостинг партньор Viscomp.bg

Изграден с помощта на Joomla!.