Název: Číslicové měřicí systémy Zkratka: CMS Typ: povinný Rozsah: 14 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny seminárních cvičení Způsob ukončení: klasifikovaný zápočet Katedra: katedra měření FM TUL Přednášející: Doc. Ing. Ivan Jaksch, CSc.
Stručná anotace předmětu:Předmět pojednává o spojení číslicového řídícího systému - počítače s okolním fyzickým prostředím prostřednictvím samostatných přístrojů připojených přes seriovou sběrnici RS 232 nebo IEEE 488- GPIB, prostřednictvím multifunkčních desek nebo distribuovaných systémů jak po stránce technické, tak i programové. Předmět je zaměřen na strukturu a programování současných automatizovaných měřicích a řídících systémů (AMS), průmyslovou automatizaci a sběr dat.
Témata přednášek:Přehled, rozdělení, specifikace a chyby AMS, nasazení AMS z hlediska optimálního využití a z hlediska výkon/cena.
AMS se sériovým rozhraním RS-232C. Sériová sběrnice RS-232, elektrické parametry, signály. Přenos dat. Programování RS-232.
AMS se sběrnicí IEEE 488 (GPIB). Technické prostředky. Sběrnice IEEE 488.2, vysoce rychlostní přenos HS488. Sériové hlášení, paralelní hlášení.Programování GPIB. Výběr metody programování.
Ovladače přístrojů - ID (Instrument Drivers). Účel a přednosti ovladačů přístrojů. Skladba ID. Použití ID v měřicích programech. Softwarová architektura virtuálních přístrojů (VISA).
Základy analýzy signálů. Analýza v časové a frekvenční oblasti. Základní vztahy mezi časovou a frekvenční oblastí, FFT a její algoritmy, okénka spektrální analýzy.
Číslicové filtry. Blokové schéma čís. filtrů. FIR filtry, rozdělení. Filtry IIR , nuly a póly stabilita filtrů, základy návrhu filtrů, bilineární transformace. Vlastnosti.
AMS na bázi multifunkčních desek do PC. Technické prostředky. Struktura multifunkční měřicí desky. Druhy použitých A/D převodníků a jejich parametry. Desky pro speciální účely.
Programování multifunkčních desek. Způsoby programování, programování na úrovni registrů, využití ovladačů I/O, základní funkce I/O driverů, přenos dat do PC a jeho rychlost.
Měřicí systémy VXI. Specifikace VMEbus, sběrnice VME. Přehled modulů VXI.
Distribuované měřicí a řídící systémy. Nasazení inteligentních senzorů s komunikačním rozhraním. Standard sériového číslicového komunikačního protokolu.
Průmyslové měřicí a řídící moduly ADAM 4000/5000. Topologie sítě, zásady budování sítě, konfigurace sítě a způsoby připojení k PC. Programový přístup k síti.
Porovnání měřicích a řídících systémů. Přehled charakteristik a porovnání měřicích a řídících systémů z hledisek jejich výkonnosti, praktického nasazení. Trendy vývoje. Zhodnocení.
Náplň cvičení:Základem cvičení bude tvůrčí činnost studentů - vytváření měřicích automatizovaných úloh v jazyce C prostředí LabWindows/CVI. Technická data přístrojů, specifikace, výpočty chyb, přesnosti a stability.
Základy LabWindows/CVI. Vytvoření programu s GUI, graf.prostředí - panely, grafy, řídící prvky aj. Vypracování zadaných úloh v LW/CVI.
Připojení přístrojů přes RS-232 Programování a vytváření automatizovaných úloh. Grafické prostředí
Instalace a konfigurace GPIB software NI 488.2, nastavení GPIB karty.
Programování přístrojů se sběrnicí GPIB pomocí NI 488.2 ( generátor, osciloskop, multimetr, čítač). Vytváření automatizovaných úloh. Grafické prostředí.
Ovládání přístrojů pomocí přístrojových ovladačů.
Vytváření a programování měřicích úloh na základě multifunkčních desek. Specifikace použitých desek. Tvorba programů pro vstup a výstup analogových a číslicových signálů. Grafické uživatelské prostředí.
Analýza naměřených signálů v časové a frekvenční oblasti. Číslicová filtrace signálů. Vytváření a programování měřicích automatizovaných úloh pro snímání časových intervalů a frekvence.
Virtual Bench fy NI - soubor virtuálních měřicích přístroje na bázi multifunkčních desek do PC.
Moduly ADAM 4018, ADAM 4520 nastavení, konfigurace, snímání teplot a napětí.
Automatizované vícekanálové měření a monitorování fyzikálních veličin (teploty, tlaky, napětí) v grafickém prostředí.
Literatura:Jaksch, I.: Soubor přednášek CMS, Liberec 2000
Haas, V. a kol.: Číslicové měřicí systémy, ČVUT FEL 2000
Kocourek, P. a kol.: Číslicové měřicí systémy, ČVUT FEL 1994
Aplikační listy National Instruments, Analog Devices aj., webovské stránky firem, zejména National Instruments.
Prerekvizity: -Navazující: -
Datum poslední změny: 6.12.2001