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