Разработка автоматизированных лабораторных практикумов по изучению солнечной теплогенерирующей установки
Изучение современных тенденций развития теплогенерирующих установок. Автоматизированные лабораторные практикумы в режиме удаленного доступа. Разработка автоматизированной системы экспериментальных исследований "Солнечная теплогенерирующая установка".
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.11.2014 |
| Размер файла | 6,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Цель построение модели данных с учетом выбранной СУБД, т.е. разработка схемы б/д для конкретной СУБД.
Этапы физического проектирования:
1) все простые сущности превращаются в таблицы, имя сущности становится именем таблицы;
2) каждый атрибут становится столбцом с тем же именем.
3) компоненты уникального идентификатора сущности превращается в первичный ключ таблицы;
4) указание ограничений целостности проектируемой б/д и краткое описание таблиц и их полей.
Физическая модель базы данных GNU показана на рисунке 4.14, создана в программе автоматически.
Рисунок 4.14 - Физическая модель БД «GNU»
4.3.5 Создание базы с помощью MS SQL
Описание MS SQL
Microsoft SQL Server -- система управления реляционными базами данных (СУБД), разработанная корпорацией Microsoft. Основной используемый язык запросов -- Transact-SQL, создан совместно Microsoft и Sysbase. Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями [18]. Используется для работы с базами данных размером от персональных до крупных баз данных масштаба предприятия; конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.
Инструментальные средства MS SQL:
- документация SQL Server Books Online;
- программа SQL Server Configuration Manаger;
- службы SSIS, в том числе программа-мастер Import/Export Wizard;
- программа bcp;
- программа Profiler;
- программа sqlcmd.
Документация Books Online - наиболее важное инструментальное средство, которое можно найти в составе программного обеспечения SQL Server. Документация Books Online представляет собой превосходный быстродействующий справочник, к которому всегда можно обратиться с любого компьютера.
Чаще всего программой SQL Server Configuration Manаger пользуются администраторы, занимающиеся настройкой конфигурации компьютеров в целях обеспечения доступа к базе данных. Опции настройки конфигурации, которыми можно управлять с помощью программы, подразделяются на два типа:
- управление службами;
- настройка конфигурации сети.
Программа bcp - это утилита с интерфейсом командной строки, предназначенная исключительно для ввода и вывода значительных объемов отформатированных данных в СУБД. Программа bcp применялась как основное средство массовой загрузки и выгрузки данных задолго до того, как были созданы службы SSIS, а в настоящее время основной объем работы по осуществлению операций импорта и экспорта данных передан от программы bcp к службам SSIS.
Программа Profiler позволяет получить сведения о том, что происходит в серверном программном обеспечении, даже в таких безвыходных ситуациях, когда не остается больше никаких других возможностей. Программа Profiler представляет собой инструментальное средство текущего контроля в реальном времени [19].
Программа sqlcmd - инструментальное средство, которое позволяет выполнять пакетные файлы, состоящие из операторов SQL.
Объекты SQL Server:
- базы данных - группа объектов, которая включает по крайней мере набор объектов таблиц, а также чаще всего другие объекты (хранимые процедуры и представления, относящиеся к определенной совокупности данных, которые хранятся в таблицах базы данных;
- индексы - это объект, который существует только в пределах инфраструктуры конкретной таблицы или представления, представляет собой набор поисковых значений, отсортированных определенным образом;
- журналы транзакций;
- сборки;
- таблицы - аналог бухгалтерского журнала и электронной таблицы Excel, состоит из данных заголовка и данных тела;
- отчеты;
- файловые группы - группы, в которые входит каждый файл базы;
- каталоги полнотекстного поиска - отображения данных, позволяющие ускорить поиск конкретных блоков текста в столбцах, для которых разрешен полнотекстовый поиск;
- диаграммы - визуальное представление проекта базы данных, включает все таблицы, имена всех столбцов каждой таблицы и все связи между таблицами;
- определяемы пользователем типы данных - дополнения к типам данных, определяемым системой;
- представления - виртуальная таблица, средство получения заранее запланированного отображения и преобразования данных, хранящихся в таблицах;
- роли;
- хранимые процедуры - упорядоченная последовательность операторов Transact-SQL, оформленных в виде единого логического модуля;
- пользователи - идентификатор для некоторого лица, желающего войти в систему для работы с СУБД;
- пользовательские функции.
Создание базы данных с помощью запросов в MS SQL
Создание таблиц, их ключей и атрибутов [17]
create table data_GNU (
id_data int not null primary key,
date_data date not null,
time_data time not null,
angle int not null,
azimut int not null,
rashod int not null,
t_vihod int not null,
t_vhod int not null,
t_okr int not null)
Рисунок 4.15 - Таблица «data_GNU»
create table avariya (
id_avarii int not null primary key,
date_avarii date not null,
time_avarii time not null,
number_error int not null)
Рисунок 4.16 - Таблица «avariya»
create table polzovatel (
id_klienta int not null primary key,
VUZ char(20) not null,
speciality char(40) not null,
kurs int not null,
kod_VUZa int not null,
data_prisut date not null,
time_prisut time not null)
Рисунок 4.17 - Таблица «polzovatel»
create table katalog (
id_kataloga int not null primary key,
rezhim char(8) not null,
avariya char(5),
KPD real,
id_avarii int foreign key references avariya(id_avarii),
id_data int not null foreign key references data_GNU(id_data))
Рисунок 4.18 - Таблица «katalog»
create table otchet (
id_otcheta int not null primary key,
KPD_1 real,
KPD_2 real,
KPD_3 real,
KPD_4 real,
KPD_5 real,
KPD_6 real,
avariya char(40),
kol_vo_polzovat int,
id_klienta int not null foreign key references polzovatel(id_klienta),
id_kataloga int not null foreign key references katalog(id_kataloga))
Рисунок 4.19 - Таблица «otchet»
Пример автозаполнение значений КПД в каталог:
update katalog
set KPD = (data_GNU.t_vihod-data_GNU.t_vhod)*100/data_GNU.t_vihod from data_GNU
where data_GNU.id_data=katalog.id_data
Создание процедур нахождения среднего значения КПД и общего количества пользователей:
create procedure sred_KPD_1 as
declare @KPD1 int
select @KPD1=avg(KPD)
From katalog
Where rezhim='rezhim 1'
Update otchet
Set KPD_1=@KPD1
Create procedure avariya as
Declare @Kol int
Select @Kol=count(id_avarii)
From avariya
Update otchet
Set avariya=@Kol
Create procedure polz as
Declare @Kol_p int
Select @Kol_p=count(id_klienta)
From polzovatel
Update otchet
Set kol_vo_polzovat=@Kol_p
Вызов процедур можно осуществить с помощью команды exec.
Приведем пример создания запросов [20]
Select avg(KPD) ”КПД”, rezhim ”Режим”
From katalog
Group by rezhim
Рисунок 4.20 - Результат запроса КПД с режимом
4.4 Результаты теплового расчета СТУ
4.4.1 Проведение виртуальных экспериментов
На основании приведенных методов расчета в подразделе 1.2.1.2, проведены эксперименты на виртуальном стенде (п. 4.1.2).
Параметры необходимые для расчета солнечного коллектора:
n -- порядковый номер дня, отсчитанный от 1 января. Дневное время. Угол падения солнечных лучей на наклонную и горизонтальную поверхности в данном месте. Широтой местоположения точки ц, ц -- это угол между линией, соединяющей точку А с центром Земли 0, и ее проекцией на плоскость экватора. Часовой угол w, Часовой угол w -- это угол, измеренный в экваториальной плоскости между проекцией линии ОА и проекцией линии, соединяющей центры Земли и Солнца. Угол w =0 в солнечный полдень, а 1 ч соответствует 15°. Зенитный угол z, Зенитный угол Солнца z -- это угол между солнечным лучом и нормалью к горизонтальной плоскости в точке А. Угол высоты б, Угол высоты Солнца б -- это угол в вертикальной плоскости между солнечным лучом и его проекцией на горизонтальную плоскость. Сумма б + z равна 90°. Азимут a Солнца, Солнца a -- это угол в горизонтальной плоскости между проекцией солнечного луча и направлением на юг.
Величины Q, U, f определяют расчетным путем или экспериментально в лабораторных и натурных условиях. Экспериментально, как правило, определяют U (табл. 4.7).
Таблица 4.7 - Приближенные значения Q и U для выпускаемых СВН
|
Число слоев остекления |
QS |
QD |
U, Вт/м2·°С |
||
|
при скорости ветра до 5 м/с |
при скорости ветра до 10 м/с |
||||
|
Один |
0,73 |
0,64 |
8 |
11 |
|
|
Два |
0,63 |
0,42 |
5 |
5,5 |
1-ый программный эксперимент.
Цель работы:
Определение эффективности использование плоского коллектора с одинарным и двойным остеклением, в условиях Казахстана (Алматы) за год.
Условия эксперимента:
коллектор неподвижен (азимут коллектора = const, угол наклона = const);
данные берутся среднемесячные;
температура на входе и расход теплоносителя постоянен;
обычный плоский коллектор;
число слоев остекления - 1 и 2;
широта Алматинская - 43.4є;
интервал времени - год.
Определения параметров:
количество тепловой энергии падающей на коллектор;
удельная мощность коллектора;
температура теплоносителя на выходе;
КПД коллектора;
тепловые потери.
Таблица 4.8 - Исходные данные эксперимента
|
Месяц |
Дневное время (ч) |
Интенсивность прямой солнечной радиации падающею на горизонтальную поверхность IS (Вт/м2) |
Интенсивность рассеянной солнечной радиации падающею на горизонтальную поверхность ID (Вт/м2) |
Температура на входе t1(°C) |
Температура оружающего воздуха t0(°C) |
|
|
Январь |
12:00 |
73.3796 |
42.1296 |
20 |
-11.5 |
|
|
Февраль |
12:00 |
106.944 |
60.3009 |
20 |
-8.9 |
|
|
Март |
12:00 |
139.005 |
71.875 |
20 |
0.8 |
|
|
Апрель |
12:00 |
191.435 |
80.4398 |
20 |
10.3 |
|
|
Май |
12:00 |
237.5 |
93.75 |
20 |
16 |
|
|
Июнь |
12:00 |
262.269 |
90.0463 |
20 |
23.3 |
|
|
Июль |
12:00 |
273.38 |
77.3148 |
20 |
24.9 |
|
|
Август |
12:00 |
240.625 |
73.3796 |
20 |
22.7 |
|
|
Сентябрь |
12:00 |
196.296 |
61.1111 |
20 |
15.6 |
|
|
Октябрь |
12:00 |
129.63 |
48.3796 |
20 |
8 |
|
|
Ноябрь |
12:00 |
77.1991 |
38.6574 |
20 |
-1.2 |
|
|
Декабрь |
12:00 |
59.375 |
31.25 |
20 |
-8.2 |
Таблица 4.9 - Исходные данные эксперимента
|
Месяц |
Азимут коллектора(°) |
Угол наклона коллектора(°) |
Теплоемкость теплоносителя (Дж/кг·(°С)) |
Расход теплоносителя (кг/м2·с) |
Количество тепловой энергии падающей на коллектор (Вт/м2) |
|
|
Январь |
(коллектор направлен на юг)0 |
(коллектор расположен параллельно к горизонту)0 |
0.004187 |
0.03 |
62.217 |
|
|
Февраль |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
106.492 |
|
|
Март |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
179.783 |
|
|
Апрель |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
291.899 |
|
|
Май |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
415.988 |
|
|
Июнь |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
474.025 |
|
|
Июль |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
444.651 |
|
|
Август |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
330.502 |
|
|
Сентябрь |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
216.162 |
|
|
Октябрь |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
125.799 |
|
|
Ноябрь |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
62.6132 |
|
|
Декабрь |
0 |
0 |
0.004187 |
0.03 |
46.4444 |
Таблица 4.10 - Результаты программного эксперимента для коллектора с одинарным остеклением
|
Месяц |
Удельная мощность (Вт/м2) |
КПД(%) |
Температура на выходе t2(°C) |
Тепловые потери (Вт/м2) |
|
|
Январь |
-219.289 |
0 |
-9.0965 |
281.506 |
|
|
Февраль |
-164.273 |
0 |
-1.79669 |
270.765 |
|
|
Март |
-26.9198 |
0 |
16.4281 |
206.703 |
|
|
Апрель |
138.705 |
47.5181 |
38.4042 |
153.194 |
|
|
Май |
281.322 |
67.6275 |
57.3275 |
134.666 |
|
|
Июнь |
387.49 |
81.7446 |
71.4145 |
86.5351 |
|
|
Июль |
379.001 |
85.2357 |
70.2881 |
65.6496 |
|
|
Август |
273.025 |
82.6092 |
56.2265 |
57.4771 |
|
|
Сентябрь |
126.063 |
58.3189 |
36.7268 |
90.0986 |
|
|
Октябрь |
-6.673 |
0 |
19.1146 |
132.472 |
|
|
Ноябрь |
-132.147 |
0 |
2.46596 |
194.76 |
|
|
Декабрь |
-203.116 |
0 |
-6.95058 |
249.56 |
Таблица 4.11 - Результаты программного эксперимента для коллектора с двойным остеклением
|
Месяц |
Удельная мощность (Вт/м2) |
КПД(%) |
Температура на выходе t2(°C) |
Тепловые потери (Вт/м2) |
|
|
Январь |
-129.091 |
0 |
2.87142 |
191.308 |
|
|
Февраль |
-88.084 |
0 |
8.3125 |
194.576 |
|
|
Март |
10.2204 |
5.68486 |
21.3561 |
169.563 |
|
|
Апрель |
133.534 |
45.7465 |
37.718 |
158.365 |
|
|
Май |
244.272 |
58.7208 |
52.4114 |
171.716 |
|
|
Июнь |
321.533 |
67.8304 |
62.6629 |
152.492 |
|
|
Июль |
311.889 |
70.1423 |
61.3832 |
132.762 |
|
|
Август |
225.11 |
68.1114 |
49.8689 |
105.392 |
|
|
Сентябрь |
113.354 |
52.4393 |
35.0404 |
102.808 |
|
|
Октябрь |
14.9083 |
11.8509 |
21.9781 |
110.89 |
|
|
Ноябрь |
-74.2746 |
0 |
10.1448 |
136.888 |
|
|
Декабрь |
-120.986 |
0 |
3.94686 |
167.43 |
Рисунок 4.21 - График зависимости удельной мощности коллектора (Вт/м2) от времени года. Рассмотрены коллектора с одинарным остеклением и двойным
Вывод по эксперименту:
Определив параметры солнечного коллектора при данных условиях можно сделать вывод, что установка эффективно работает с Апреля по Сентябрь. На эффективность установки существенно влияет окружающая температура, время года, коэффициент теплопроводности и местоположение установки.
2-ой программный эксперимент.
Цель работы:
Определение тепловых потерь в атмосферу, изменяя температуру теплоносителя на входе в коллектор.
Условия эксперимента:
Изменяем температуру на входе от t1=-5°C до t1=60°C;
азимут коллектора = 0°, угол наклона коллектора = 21°;
Окружающая температура t0=20°C;
Расход теплоносителя постоянен g = 0.03(кг/м2·с);
Обычный плоский коллектор;
Число слоев остекления - 1;
Широта Алматинская - 43.4є;
Определения параметров:
Удельная мощность коллектора;
Тепловые потери.
Таблица 4.12 - Результаты численного эксперимента
|
Температура на входе в коллектор t1(°C) |
Тепловые потери (Вт/м2) |
Удельная мощность (Вт/м2) |
|
|
-5 |
-97.336 |
570.515 |
|
|
0 |
-55.2617 |
528.441 |
|
|
5 |
-13.1874 |
486.367 |
|
|
10 |
28.8869 |
444.292 |
|
|
15 |
70.9613 |
402.218 |
|
|
20 |
113.036 |
360.144 |
|
|
25 |
155.11 |
318.069 |
|
|
30 |
197.184 |
275.995 |
|
|
35 |
239.259 |
233.921 |
|
|
40 |
281.333 |
191.846 |
|
|
45 |
323.407 |
149.772 |
|
|
50 |
365.482 |
107.698 |
|
|
55 |
407.556 |
65.6235 |
|
|
60 |
449.63 |
23.5492 |
Вывод по эксперименту:
Результаты эксперимента показывают, что температура теплоносителя на входе существенно влияет на эффективность коллектора. Для получения максимального эффекта от солнечного коллектора, температура теплоносителя на входе должна быть не выше температуры окружающего воздуха.
4.4.2 Проведение физического эксперимента
Эксперимент на реальном оборудовании (п. 4.2).
Цель работы:
Исследовать влияние положения солнечного коллектора на теплопроизводительность.
Условия эксперимента:
Режим ГНУ: ручной
Коллектор активен (варьируется параметры - азимут коллектора, угол наклона коллектора относительно горизонта);
Окружающая температура t0=20°C;
Температура на входе t1=20°C
Расход теплоносителя постоянен g = 0.03(кг/м2·с);
Плоский коллектор;
Число слоев остекления - 1;
Широта Алматинская - 43.4є;
Определения параметров:
Количество тепловой энергии падающей на коллектор;
Удельная мощность коллектора;
Температура теплоносителя на выходе;
КПД коллектора;
Тепловые потери.
Таблица 4.13 - Результаты эксперимента
|
Азимут коллектора (°) |
Угол наклона коллектора (°) |
Количество тепловой энергии падающей на коллектор (Вт/м2) |
Удельная мощность (Вт/м2) |
КПД (%) |
Температура на выходе t2(°C) |
Тепловые потери (Вт/м2) |
|
|
Юг(0) |
0 |
436.09 |
331.195 |
75.9465 |
63.9448 |
104.895 |
|
|
Запад(90) |
0 |
436.09 |
331.195 |
75.9465 |
63.9448 |
104.895 |
|
|
Север(180) |
0 |
436.09 |
331.195 |
75.9465 |
63.9448 |
104.895 |
|
|
Восток(-90) |
0 |
436.09 |
331.195 |
75.9465 |
63.9448 |
104.895 |
|
|
Юг(0) |
30 |
468.705 |
357.152 |
76.1999 |
67.389 |
111.552 |
|
|
Запад(90) |
30 |
373.317 |
283.908 |
76.0502 |
57.6706 |
89.4087 |
|
|
Север(180) |
30 |
277.778 |
210.548 |
75.7973 |
47.9367 |
67.2298 |
|
|
Восток(-90) |
30 |
373.317 |
283.908 |
76.0502 |
57.6706 |
89.4087 |
|
|
Юг(0) |
45 |
435.497 |
332.568 |
76.3651 |
64.1271 |
102.929 |
|
|
Запад(90) |
45 |
300.59 |
228.979 |
76.1764 |
50.3823 |
71.6114 |
|
|
Север(180) |
45 |
165.469 |
125.225 |
75.6789 |
36.6156 |
40.2438 |
|
|
Восток(-90) |
45 |
300.59 |
228.979 |
76.1764 |
50.3823 |
71.6114 |
|
|
Юг(0) |
60 |
373.954 |
286.226 |
76.5405 |
57.9782 |
87.7276 |
|
|
Запад(90) |
60 |
208.713 |
159.345 |
76.3465 |
41.1428 |
49.3679 |
|
|
Север(180) |
60 |
43.208 |
32.2609 |
74.6643 |
24.2806 |
10.947 |
|
|
Восток(-90) |
60 |
208.713 |
159.345 |
76.3465 |
41.1428 |
49.3679 |
|
|
Юг(0) |
90 |
191.331 |
146.915 |
76.7856 |
39.4936 |
44.4164 |
|
|
Запад(90) |
90 |
0.468621 |
0.359831 |
76.7851 |
20.0477 |
0.10879 |
|
|
Север(180) |
90 |
0.00E+00 |
0.00E+00 |
0 |
20 |
0 |
|
|
Восток(-90) |
90 |
0.468621 |
0.359831 |
76.7851 |
20.0477 |
0.10879 |
Рисунок 4.22 - График зависимости удельной мощности коллектора (Вт/м2) от положения коллектора
Вывод по эксперименту:
Исследовав данные можно сделать вывод, что положения солнечного коллектора относительно солнца существенно влияет на теплоэффективность. В данном случае работа коллектора будет наиболее эффективно при следующих данных: Азимут бп= 0° (коллектор направлен на юг) и угол наклона в = 30°.
Глава 5. Разработка лабораторных работ по вводу/выводу дискретных сигналов в систему сбора данных NI PCI-6221 с помощью терминальной коробки DAQmx
5.1 Система сбора данных
Система сбора данных (ССД) -- комплекс средств, предназначенный для работы совместно с персональным компьютером, либо специализированной ЭВМ и осуществляющий автоматизированный сбор информации о значениях физических параметров в заданных точках объекта исследования с аналоговых и/или цифровых источников сигнала, а также первичную обработку, накопление и передачу данных.
По способу сопряжения с компьютером системы сбора данных можно разделить на:
ССД на основе встраиваемых плат сбора данных со стандартным системным интерфейсом (наиболее распространен -- интерфейс PCI);
ССД на основе модулей сбора данных с внешним интерфейсом (RS-232, RS-485, USB);
ССД, выполненные в виде крейтов. (магистрально-модульные ССД) (КАМАК,VXI);
Группы цифровых измерительных приборов (ЦИП) или интеллектуальных датчиков (для их организации применяются интерфейсы: GPIB (IEEE-488),1-wire, CAN, HART.
По способу получения информации ССД делятся на:
- сканирующие;
- мультиплексные (мультиплексорные, иногда говорят «многоточечные»);
- параллельные;
- мультиплицированные.
Последний тип ССД практически не используется в силу своего исключительно низкого быстродействия. Единственное достоинство ССД этого типа -- относительная простота -- полностью нивелируется современными технологиями изготовления интегральных схем.
Сканирующий принцип построения ССД используется для измерения поля распределения параметров: тепловизор, аппарат УЗИ, томограф используют для получения первичной информации именно ССД сканирующего типа. Параллельными системами сбора данных следует считать ССД на основе интеллектуальных датчиков (ИД), каждый ИД суть одноканальная ССД со специализированным интерфейсом. Исторически же первыми параллельными ССД были ССД, где у каждого датчика «личным» был только АЦП, а сбор и обработка данных осуществлялась многопроцессорной ЭВМ. Параллельные системы пока еще не вытесняют мультиплексорные, в силу своей аппаратурной избыточности. Однако в ряде случаев параллельный принцип привлекателен: когда есть недорогие готовые ИД и недорогой канал связи (система на интерфейсе 1-Wire), либо при небольшом числе каналов (выпускаются счетверенные сигма-дельта АЦП) и т. п.
Мультиплексная (мультиплексорная) ССД имеет на каждый измерительный канал индивидуальные средства аналоговой обработки сигнала и общий для всех каналов блок аналого-цифрового преобразования (помимо самого АЦП в него обязательно входит «антиалиасинговый» ФНЧ, устройство выборки хранения, опционально -- схема защиты и схема формирования знакового разряда). Наибольшее распространение в настоящее время имеют именно мультиплексные системы сбора данных.
Типовая система сбора данных (рисунок 5.1) является мультиплексной и содержит в себе следующие узлы: сигналы, датчики, исполнительные механизмы, согласование сигнала, приборы для сбора данных, и программное обеспечение.
Рисунок 5.1 - Стандартная система сбора данных
Обозначения: 1 - сигнал, 2 - терминальный узел, 3 - кабель, 4 - устройство сбора данных, 5 - компьютер [10].
Сбор данных начинается с физического явления, которое надо измерить. Таким физическим явлением является комнатная температура, интенсивность светового потока, давление внутри сосуда, сила, с которой воздействуют на объект и многие другие вещи. Преобразователь, или датчик, - это прибор, который конвертирует физическое явление в измеримый электрический сигнал, такой как напряжение или сила тока. Существуют специфические преобразователи для различных приложений, такие как термопары для измерения температур, тензодатчики - для давления, или микрофоны - для звука. Иногда преобразователи генерируют сигналы слишком сложные или слишком опасные для измерения их напрямую с помощью прибора для сбора данных. Например, при работе с высокими напряжениями, помехонасыщенной средой, или экстремально высокими или низкими сигналами, согласование сигнала очень важно для эффективной системы сбора данных. Согласование сигнала увеличивает до максимума точность системы, дает возможность датчикам правильно функционировать, и гарантирует безопасность системы. Некоторое оборудование для сбора данных имеет встроенное согласование сигнала таким образом, что можно соединить датчик напрямую с каналом ввода данных.
Оборудование для сбора данных действует как интерфейс между компьютером и внешним миром. Первоначально оно функционирует как прибор, который оцифровывает входящие аналоговые сигналы таким образом, чтобы компьютер мог их интерпретировать. Прочий функционал оборудования для сбора данных включает аналоговый выход, цифровой ввод/вывод, счетчики/таймеры, триггеринг и графики синхронизации.
Программное обеспечение трансформирует ПК и оборудование для сбора данных в полностью завершенный механизм по сбору данных, их анализу, и визуализации. Существует 2 основных уровня ПО в системе сбора данных: программный драйвер и прикладное программное обеспечение. Программный драйвер представляет собой канал коммуникации между прикладным ПО и оборудованием. Прикладное ПО является средой разработки, в которой можно создать приложение, отвечающее специфическим требованиям клиента, или программу, основанную на механизмах конфигурации системы с помощью заданных функциональных инструментов. Прикладное ПО добавляет возможности для анализа и визуализации к программному драйверу.
Совместно с персональной ЭВМ, оснащенной специализированным программным обеспечением, система сбора данных образует информационно-измерительную систему (ИИС). Попросту говоря -- это многоканальный измерительный прибор с широкими возможностями обработки и анализа данных. На основе ИИС могут быть построены различные автоматизированные системы управления (АСУ), среди которых: информационно-логические комплексы (то, что называют еще АСУ технологическими процессами), информационно-вычислительные комплексы (автоматизированная система научных исследований - АСНИ), информационно-диагностические комплексы и информационно-контролирующие системы.
5.2 Программное обеспечение для систем сбора данных NI
Одним из основных компонентов системы сбора данных является программное обеспечение. Компьютер получает необработанные данные через устройство сбора данных. Программное обеспечение также управляет DAQ системой, посылая DAQ устройству команды, когда и с каких каналов получать данные.
Обычно программное обеспечение для DAQ систем содержит драйвера и прикладное программное обеспечение. Драйвера - уникальное программное обеспечение для данного устройства или типа устройств, включающее набор команд, принимаемых данным устройством. Прикладное программное обеспечение, такое как LabVIEW, посылает драйверные команды, такие как получить и возвратить значение напряжения термопары. Прикладное программное обеспечение служит также для отображения и анализа полученных данных.
Измерительные устройства компании NI включают инструментальный драйвер NI-DAQ - набор виртуальных приборов, используемых для настройки, сбора и отправки данных в измерительные устройства.
Измерительная система содержит следующее программное обеспечение:
- NI-DAQ - программное обеспечение для управления DAQ устройством.
- Проводник по средствам измерений и автоматизации (Measurement & Automation Explorer - MAX) - программное обеспечение для взаимодействия LabVIEW и NI-DAQ.
- LabVIEW - программное обеспечение, используемое для создания приложения, которое отправляет команды драйверу и получает, анализирует и представляет данные.
5.2.1 Инструментальный драйвер NI-DAQ
Инструментальный драйвер NI-DAQ 7.0 содержит два типа драйверов - традиционный NI-DAQ и NI-DAQmx, каждый со своим собственным программным интерфейсом (API), настройкой оборудования и программного обеспечения. Драйвер NI-DAQ используется для взаимодействия с DAQ устройствами компании National Instruments, такими как многофункциональные устройства ввода/вывода сигналов, SCXI модули согласования сигналов и коммутационные модули. В данной дипломной работе разрабатываются виртуальные приборы с использованием только NI-DAQmx.
Драйвер NI-DAQ совместим со следующими приложениями и средами программирования:
- LabVIEW;
- Measurement Studio;
- Microsoft Visual C/C++;
- Microsoft.NET Languages;
- Visual Basic;
- ANSI C.
Традиционный NI-DAQ - обновление NI-DAQ 6.9.x, ранней версии NI-DAQ. Традиционный NI-DAQ содержит те же ВП и функции и работает таким же образом, что и NI-DAQ 6.9.x.
NI-DAQmx - новейшая версия инструментального драйвера NI-DAQ, содержащая новые виртуальные приборы (рисунок 5.2), функции и средства разработки для управления измерительными устройствами.
Рисунок 5.2 - Виртуальные приборы инструментального драйвера NI-DAQ
NI-DAQmx содержит пользовательский интерфейс и набор инструментов для программирования и настройки DAQ устройства. По сравнению с предыдущими версиями инструментального драйвера NI-DAQmx отличается следующими преимуществами:
-DAQ Assistant (Помощник по сбору данных) - графический интерфейс настройки измерительных задач, каналов и масштабов в NI-DAQmx для дальнейшего использования в LabVIEW 7.0 и т.д. DAQ Assistant используется для генерации NI-DAQmx кода для выполнения задач и настройки каналов или для использования NI-DAQmx кода в другой системе сбора данных. DAQ Assistant можно запустить из LabVIEW либо из MAX.
-Увеличенная производительность, включая более быстрые операции поточечного аналогового ввода/вывода и многопоточный режим работы.
-Более простой программный интерфейс (API) создания DAQ приложений с использованием меньшего количества функций и ВП, чем в более ранних версиях NI-DAQ.
-Расширенная функциональность в LabVIEW, включая узлы свойств (Property Nodes) для сбора данных и улучшенная поддержка типа данных «осциллограмма» для операций аналогового и цифрового ввода/вывода.
-Похожие программные интерфейсы приложений для ANSI C, LabWindows™/CVI™, Measurement Studio, включая оригинальный интерфейс.NET и C++. Традиционный драйвер NI-DAQ и NI-DAQmx поддерживают различные наборы устройств сбора данных [10].
5.2.2 Проводник по средствам измерений и автоматизации
Между NI DAQ и LabVIEW функционирует связующая программа, называемая MAX (Measurement and Automation Explorer программа анализа измерений и автоматизации). МАХ (Приложение Б, рисунок Б.1) является программным интерфейсом Windows, который предоставляет возможность доступа ко всем платам NI. Он используется для конфигурации и тестирования аппаратной составляющей любого программно-технического комплекса NI [12].
Проводник по средствам измерений и автоматизации (MAX) - приложение, работающее в операционной системе Windows, которое устанавливается во время установки NI-DAQ. MAX используется для настройки и тестирования программного обеспечения и оборудования NI, создания новых каналов и интерфейсов, просмотра присоединенных устройств и приборов. При создании ВП с использованием традиционного NI-DAQ необходимо использовать MAX для настройки устройства.
Для запуска программы нужно дважды щелкнуть кнопкой мыши на иконке Measurement & Automation на рабочем столе Windows. MAX содержит следующие функциональные категории:
-окружение данных (Data Neighborhood);
-устройства и интерфейсы (Devices and Interfaces);
-приборы IVI;
-масштабы (Scales);
-данные за прошлое время (Historical Data);
-программное обеспечение (Software);
-ВП регистрации заданий (VI Logger Tasks).
Раздел Окружение данных (Data Neighborhood) предоставляет доступ к ярлыкам быстрого вызова настройки физических каналов вашей системы, включая виртуальные каналы и задачи сбора данных. Как правило, ярлыки имеют названия, описывающие назначение соответствующих каналов. Данный раздел содержит утилиты для тестирования и перенастройки этих каналов. Из этой вкладки можно запустить Помощника по сбору данных для создания и настройки параметров виртуальных каналов и задач.
Помощник по сбору данных (DAQ Assistant) - это графический интерфейс для создания измерительных каналов и задач.
- Канал NI-DAQmx устанавливает соответствие информации о конфигурации, такой как масштаб и пределы входного сигнала, с определенным физическим каналом. Можно настроить параметры канала и одновременно дать ему описательное имя. Это имя используется для обеспечения доступа к этому каналу и его конфигурации в LabVIEW или задаче по сбору данных. Можно описать канал, решить, какой тип измерительного преобразователя он будет использовать, установить рабочий диапазон (определить усиление), выбрать тип заземления, назначить необходимое масштабирование для виртуального канала и дать ему описательное имя вместо порядкового номера. Например, предположим, что нулевой канал на испытательной коробке присоединен к датчику температуры. Для этого канала можно создать виртуальный канал и назвать его Датчик Температуры. Возможно создание виртуальных каналов для аналогового и цифрового ввода/вывода, а также ввода/вывода сигналов счетчика. В этом случае обращение к каналу по имени (Датчик Температуры) вместо номера (0) поможет вам запомнить назначение данного канала.
- Задача NI-DAQmx - это набор каналов с одинаковыми временными параметрами и синхронизацией. Задача сохраняет параметры измерения или генерации, которую необходимо произвести. Каналы, составляющие задачу, могут использоваться в нескольких задачах (глобальный канал) или назначаться только одной определенной задаче (локальный канал). Во время создания задачи можно создавать новые каналы, или же формировать задачу, используя каналы, уже созданные с использованием помощника по сбору данных.
Вкладка Устройства и интерфейсы (Devices and Interfaces) отображает список установленного и обнаруженного оборудования NI. Вкладка Устройства и интерфейсы также содержит панели тестирования, утилиты самопроверки и самокалибровки для настройки и тестирования устройств.
Утилита Self-Test (Самопроверка) запускает внутренний тест устройства сбора данных с тем, чтобы убедиться, что все ресурсы назначены должным образом и что устройство сконфигурировано правильно.
Утилита Test Panel (Панель тестирования) проверяет функциональные возможности аналогового и цифрового ввода/вывода, а также ввода/вывода сигналов счетчика устройства сбора данных. Эту утилиту используют для проверки функционирования устройства или настройки системы непосредственно из NI-DAQmx. Если устройство не работает в режиме тестирования, то оно не будет работать и в LabVIEW. Если возникли проблемы со сбором данных при программировании в LabVIEW, поиск неисправности стоит начинать с запуска утилит самопроверки и панели тестирования.
Утилита Reset (Возврат в исходное состояние) возвращает DAQ устройство в состояние, принятое по умолчанию.
Утилита Properties позволяет настроить и просмотреть конфигурацию RTSI и дополнительных устройств, используемых совместно с вашим DAQ-устройством. Системные ресурсы, занимаемые устройством, такие как область памяти и запрос прерывания, отображаются во вкладке Attributes (Атрибуты) в правой части окна настройки в MAX.
Утилита Self-Calibrate (Самокалибровка) производит внутреннюю калибровку устройства сбора данных.
Раздел Scales (Масштабы) показывает все настроенные в данный момент шкалы и содержит программы тестирования и перенастройки этих шкал. В этом разделе можно также запустить DAQ Assistant для создания новых шкал.
DAQ Assistant (Помощник по сбору данных) используется для создания произвольных шкал, которые можно применить для существующих виртуальных каналов. Для того чтобы не перепутать шкалы, каждый из них может иметь свое собственное имя и описание. Произвольная шкала может иметь один из следующих типов:
- Linear (Линейный) - шкала, определяемая формулой y = mx + b;
- Map Ranges (Соответствие диапазонов) - шкалы, при которых диапазон масштабированных значений пропорционален диапазону необработанных значений;
- Polynomial (Полиномиальный) - шкала, определяемая формулой
y = a0 + (a1 * x) + (a2 * x2) + … + (an* xn);
- Table (Табличный) - шкала, в которую вводится необработанное значение и соответствующую ему масштабированную величину в формате таблицы.
Раздел программного обеспечения (Software) показывает уже установленные программные продукты NI. Иконка каждого программного продукта является одновременно ярлыком его быстрого запуска. Этот раздел также содержит Software Update Agent (Агент обновления программного обеспечения). Задачей Агента является проверка на наличие обновлений программного обеспечения National Instruments. Если установленный продукт не будет последней версией, то Агент откроет Web страницу на сайте ni.com с целью закачки новейшей версии.
Основной компонент NI-DAQmx - файл nidaq32.dll - осуществляет непосредственные вызовы функций DAQ устройства. Роль, которую выполняет nidaq32.dll, зависит от того, из какого приложения к нему обращаться. И MAX и LabVIEW могут взаимодействовать с NI-DAQmx. MAX используется в основном для настройки и тестирования устройства сбора данных. MAX не только помогает настроить устройства, но также показывает, какие устройства присутствуют в системе. С этой целью MAX должен взаимодействовать с Диспетчером Устройств и реестром Windows [10].
5.2.3 Обзор ВП NI-DAQmx
Для разработки приложений сбора данных в среде графического программирования LabVIEW необходимо рассмотреть элементы управления DAQmx:
- Элементы управления именами DAQmx - элементы управления именами DAQmx расположены в палитре Controls»All Controls»I/O»DAQmx Name Controls. Палитра DAQmx Name Controls содержит элементы управления для задания имен задач, каналов, физических каналов, терминалов, шкал, номеров устройств и переключателей (коммутаторов). Поскольку перед тем, как программировать в LabVIEW, задачи и каналы обычно настраиваются в MAX, то чаще всего необходимо использовать элементы управления Task Name (Имя задачи) и Channel Name (Имя канала). Параметры физического канала, терминала, шкалы и номера устройства конфигурируются в MAX при создании и настройке задачи или канала. Настроенные задачи и каналы автоматически заполняют выпадающие меню (menu rings) элементов управления DAQmx Task Name и DAQmx Channel Name.
- DAQmx - ВП сбора данных - для разработки приложений контроля, сбора данных и управления приборами с использованием оборудования NI-DAQ и NI-SWITCH применяйте ВП NI-DAQmx, расположенные в палитре Functions»All Functions»NI Measurements»DAQmx - Data Acquisition.
Палитра DAQmx - Data Acquisition содержит константы, виртуальные приборы (ВП), узлы свойств и подпалитры (в приложении Б).
5.3 Описание учебного лабораторного стенда ССД
Рисунок 5.3 - Лабораторный стенд для ССД
Данный стенд представляет собой стандартную систему сбора данных и содержит 3 основных составляющих аппаратной части: терминальная коробка (испытательная коробка), кабель и устройство сбора данных (рисунок 5.3).
5.3.1 Терминальная коробка для устройств сбора данных
Терминальная коробка (терминальный блок) представляет собой устройство для подсоединения сигналов. Она состоит из винтовых и пружинных зажимов (клемм, терминалов) для подсоединения сигналов и разъема для подключения кабеля, соединяющего терминальную коробку и DAQ-устройство.
Испытательная коробка для устройств сбора данных (рисунок 5.4) - специальная терминальная коробка, сконструированная для образовательно-демонстрационных целей. Она имеет 3 кабельных разъема для различных типов устройств сбора данных и пружинные клеммы для подсоединения сигнальных проводов.
Возможно использование 3 каналов аналогового ввода, один из которых присоединен к температурному датчику, и 2 канала аналогового вывода.
Рисунок 5.4 - Терминальная коробка
Испытательная коробка содержит генератор функций, имеющий переключатель частотного диапазона и ручку управления частотой. Генератор функций может генерировать синусоидальный и прямоугольный сигналы. Зажим заземления расположен между клеммами синусоидального и прямоугольного сигналов.
Кнопка цифрового триггера генерирует TTL импульс для запуска либо остановки операций аналогового ввода и вывода. При нажатии на кнопку триггера сигнал изменяется от +5 вольт до нуля и возвращается опять в прежнее состояние 5 вольт после отпускания кнопки. Светодиодные индикаторы работают в режиме обратной логики, так что, когда в линиях состояние «включено», индикаторы выключены и наоборот.
Испытательная коробка содержит квадратурный энкодер. После поворота ручки управления шифратором он генерирует 2 последовательности импульсов. Дополнительные клеммы предусмотрены для входных/выходных сигналов 1 счетчиков DAQ-устройства. Испытательная коробка имеет также реле, разъем для термопары и гнездо для микрофона [10].
5.3.2 Кабель
Кабель передает сигнал от терминальной коробки к DAQ-устройству. Кабели имеют конфигурации с 100, 68 и 50 контактами. Выбор конфигурации зависит от терминальной коробки и устройства сбора данных, которые используется. Кабели, как и терминальные коробки, могут быть экранированными и нет.
5.3.3 Устройство сбора данных
В качестве устройства сбора данных в данном лабораторном стенде используется NI PCI-6221 (PXI - PCI с расширенными возможностями тактирования и синхронизации). В отличие от PXI систем PCI имеет меньше функциональных возможностей, но удовлетворяет требованиям для изучения систем сбора данных на базе учебных занятий в силу цены и наличию всех необходимых модулей сбора, как аналоговых и дискретных, так и модули для счетчиков, таймеров и других.
PCI является одним из наиболее широко распространенных внутренних шин для персональных компьютеров. PCI-устройства с точки зрения пользователя самонастраиваемы (Plug and Play). После старта компьютера системное программное обеспечение обследует конфигурационное пространство PCI каждого устройства, подключённого к шине, и распределяет ресурсы.
5.4 Комплекс лабораторных работ
Комплекс лабораторных работ включает в себя:
Часть 1 - Введение в систему сбора данных
Часть 2 - Аналоговый ввод/вывод
Часть 3 - Цифровой ввод/вывод:
- изучение способов подсчета фронтов;
- усовершенствованный подсчет фронтов;
- генерация импульса
Главное меню программы имеет вид (рисунок 5.5)
Рисунок 5.5 - Главное меню комплекса лабораторных работ
Для выбора лабораторной работы необходимо сначала кликнуть мышкой на раздел: «Введение в систему сбора данных», «Аналоговый ввод/вывод» или «Цифровой ввод/вывод», а затем выбрать название лабораторной работы.
После выбора лабораторной работы перед студентами возникает окно для регистрации. Данные о студенте переносятся в Excel, куда записываются ФИО студента, группа, № выполняемой лабораторной работы, время начала и окончания, а также для работ с тестированием - результаты тестирования студента.
5.4.1 Лабораторная работа «Изучение способов подсчета фронтов»
Цель работы: изучение простейшего и буферизованного способов подсчета фронтов дискретных сигналов счетчиком.
1. Откройте лабораторную работу «Изучение способов подсчета фронтов».
2. Перед Вами появится лицевая панель работы (рисунок 5.6)
Рисунок 5.6 - Лицевая панель лабораторной работы «Изучение способов подсчета фронтов»
3. Изучите блок-диаграмму ВП (Приложение Б, рисунок Б.2)
4. Внешним проводом присоедините канал A импульсного датчика положения (quadrature encoder) на терминальной коробке к информационному входу нулевого счетчика (Counter 0 Source).
5. На лицевой панели выберите нулевой счетчик Dev1/ctr0 из выпадающего списка «Счетчик».
6. Запустите ВП. Поверните ручку импульсного датчика положения (quadrature encoder) на терминальной коробке. Индикатор «Подсчет» на лицевой панели должен увеличить свое значение. Это значит, что датчик положения генерирует импульс, который поступает на информационный вход нулевого счетчика. Индикатор «Подсчет в двоичной системе» и светодиоды переводят сигнал счетчика в двоичную систему.
7. Остановите ВП.
8. Измените ВП для непрерывного буферизированного подсчета по блок-схеме (рисунок 5.7):
Рисунок 5.7 - Блок-схема лабораторной работы «Непрерывный буферизированный подсчет»
При непрерывном буферизированном подсчете источник сигнала на входе разрешения определяет, когда текущее значение счетчика переместится в регистр отсчетов во встроенной памяти.
9. ВП DAQmx Timing настраивает тактирование и размер буфера (число выборок на канал) для задачи. Для использования внутреннего генератора DAQ устройства выберите опцию Sample Clock выпадающего меню конфигуратора.
10. Создайте элементы управления: Rate (частота), active edge(активный фронт), source(источник), вызывая контекстное меню терминалов ВП DAQmx Timing, выбирая в них опцию Create»Control (Создать»Элемент управления).
11. Создайте константу для терминала Samples per chanel ВП DAQmx Timing, выбирая в них опцию Create»Constant (Создать»Константу) и выберите Continious Samples (непрерывная выборка).
12. Переключитесь на лицевую панель и выберите следующие значения для новых элементов управления:
- Источник (триггер): /Dev 1/PFI0;
- Активный фронт: Rising;
- Частота: 10000;
- Начало отсчета (число заносимое в буфер до запуска программы): любое число от 0 до 100.
13. Запустите ВП. Поверните ручку импульсного датчика положения на терминальной коробке и обратите внимание, что значение индикатора данных на лицевой панели не меняется. Нажмите кнопку цифрового триггера на терминальной коробке, чтобы зафиксировать и считать значение счетчика: при нажатии кнопки цифрового триггера текущее значение отсчета фиксируется в регистре отсчетов.
14. Пересохраните ВП и дайте новое имя. Закройте ВП.
5.4.2 Лабораторная работа «Буферизированный подсчет конечного числа импульсов»
Цель работы: изучение буферизованного способа подсчета фронтов дискретных сигналов счетчиком.
1. Откройте лабораторную работу «Изучение способов подсчета фронтов».
2. Перед Вами появится лицевая панель работы (рисунок 5.8)
Рисунок 5.8 - Лицевая панель лабораторной работы «Буферизированный подсчет конечного числа импульсов»
3. Изучите блок-диаграмму ВП (Приложение Б, рисунок Б.3)
4. Присоедините меандр с выхода функционального генератора на вход разрешения (Gate) счетчика 0
5. Выберите значения счетчика: Dev1/ctr0, # Выборок на канал: 1000, Частота: 1000
6. Источник: /Dev X/PFI9, где Х соответствует номеру вашего DAQ устройства. PFI9 - контакт, по умолчанию используемый для входа счетчика (Gate) счетчика 0
7. Запустите vi. Вы должны увидеть обновляемое значение, находящееся в регистре, всякий раз. когда нарастающие фронты меандра будут приходить на вход разрешения счетчика.
5. Сохраните и закройте vi.
5.4.3 Лабораторная работа «Создание ВП для генерации отдельного импульса, используя счетчик»
Цель работы: изучение генерации дискретных сигналов с использованием счетчика.
1. Откройте лабораторную работу «Создание ВП для генерации отдельного импульса, используя счетчик».
2. Перед Вами появится лицевая панель работы (рисунок 5.9)
Рисунок 5.9 - Лицевая панель лабораторной работы «Создание ВП для генерации отдельного импульса, используя счетчик»
В данном упражнении вы будете выводить сигнал, заданный в терминах частотных параметров, подобным же образом можно выводить сигнал, заданный в терминах импульсных или временных параметров.
3. Пересохраните работу в свою папку, созданную в «Мои документы»: File - Save as.
4. Для создания ВП измерительного прибора постройте блок-диаграмму по блок-схеме на рисунке 5.10
Рисунок 5.10 - Блок-схема лабораторной работы «Создание ВП для генерации отдельного импульса, используя счетчик»
5.1 Для создания виртуального канала, измеряющего период у ВП DAQmx Create Virtual Channel выберите опцию Counter Output»Pulse Generation»Frequency из выпадающего меню конфигуратора
Щелкните правой кнопкой мыши на вводах duty cycle, frequency, counter, idle state и initial delay и выберите Create»Control из контекстного меню.
5.2 Для запуска задачи, поместите ВП DAQmx Start Task, расположенный в палитре Functions»All Functions»NI Measurements»DAQmx - Data Acquisition, на блок-диаграмму.
5.3 Для установки задержки до окончания выполнения, поместите ВП DAQmx Wait Until Done. Этот ВП ожидает завершения выполнения генерации.
Этот ВП нужен для того, чтобы быть уверенным, что генерация будет завершена, прежде чем задача будет остановлена. Установите время ожидания, щелкая правой кнопкой мыши на вводе timeout и выберите Create»Constant из контекстного меню. По умолчанию время ожидания равно 10 секундам.
5.4 Поместите ВП DAQmx Stop Task, для останавки выполнение задачи.
5.5 Для элементов управления на лицевой панели установите следующие значения:
- Счетчик: /Dev X/ctr1, где X соответствует номеру вашего DAQ устройства.
- Скважность: 0.5.
- Частота: 0.5.
- Основное состояние: Low.
- Начальная задержка: 0.25.
5.4 Присоедините выход счетчика 1 к входу source счетчика 0 и аналоговому входу 1 на испытательной коробке.
5.6 Откройте ВП Continuous Acquire with MIO
5.7 Для элементов управления на лицевой панели ВП Continuous Acquire with MIO установите следующие значения:
- Физические каналы: Dev X/ai1, где X соответствует номеру вашего DAQ устройства
- #выборок на канал: 1000
- Частота выборки: 10000
5.8. Запустите ВП Continuous Acquire with MIO.
5.9. Запустите ВП Single Pulse Generation. Вы должны увидеть импульс, появившийся на графическом индикаторе ВП Continuous Acquire with MIO. Обратите внимание, что сигнал имеет сначала низкий уровень, затем высокий, а затем снова низкий уровень.
Примечание. Простейший способ увидеть импульс - это отключить автоматическое масштабирование оси Y. Это можно сделать, щелкая правой кнопкой мыши на графике (ВП может быть запущен) и выбирая AutoScale Y из контекстного меню, чтобы убрать выделение этой опции. Наилучший диапазон для наблюдения импульсов - от -2 до 6.
5.10 Остановите ВП Continuous Acquire with MIO.
5.11 Откройте ВП Simple Edge Counting
5.12 Установите для элемента управления Счетчик значение /Dev X/ctr0, где X соответствует номеру вашего DAQ устройства.
5.13 Запустите ВП Simple Edge Counting.
5.14 Запустите ВП Single Pulse Generation и обратите внимание, что значение на индикаторе данные ВП Simple Edge Counting возрастает.
5.15 После окончания работы закройте все ВП. Не сохраняйте никаких изменений.
Заключение
теплогенерирующий автоматизированный лабораторный
Среди возобновляемых источников и снова употребляемых энергий на нынешний день наиболее усвоены - энергия ветра, Солнца, тепла Земли, энергия водотоков. Они являются устойчивыми потоками механической, световой и тепловой энергий. Возобновляемые энергетические ресурсы (ВЭР) - берущаяся и употребляемая в промышленности биомасса, обыденные и сельскохозяйственные эмиссии.
Использование возобновляемых источников является решением проблем ограниченности запасов энергии. Запасы любого приведенных источников энергии достаточны для повседневных потребностей людей в настоящем и будущем.
В связи с актуальностью использования и изучения возобновляемых источников энергии, а также организация удаленного доступа к физическим установкам, была выбрана тема данной дипломной работы «Автоматизированная система экспериментальных исследований солнечной теплогенерирующей установки в режиме удаленного доступа». Разработанная система позволяет удаленно управлять экспериментом, предоставляется возможность исследовать характеристики солнечной теплогенерирующей установки, анализировать и обрабатывать данные, получаемые от установки.
В данной работе достигнута поставленная цель: разработана автоматизированная система экспериментальных исследований (АСЭИ) солнечной теплогенерирующей установки (СТУ) на базе учебной научной лаборатории АУЭС «Энергосбережения и нетрадиционные возобновляемые источники энергии» в режиме удаленного доступа с применением технологий National Instruments, и решены следующие задачи:
1. Изучены технологии удаленного доступа при построении автоматизированной системы экспериментальных исследований на примере системы ИНДУС МГТУ им. Н.Э.Баумана, в то же время разработка web-сайта проводилась на примере портала Нанолаборатории РГРТУ;
2. Проведен аналитический обзор теплогенерирующих установок и существующих ЛУД: АЛП УД МГТУ им. Н. Э. Баумана, портал Нанолаборатории РГРТУ, АЛП УД Российского университета дружбы, Всемирная студенческая лаборатория WWSL - World Wide Student Laboratory, портал Labicom.net;
3. Изучена лабораторная установка «Солнечная теплогенерирующая установка»;
4. Разработана АСЭИ СТУ АУЭС в режиме УД, с этой целью:
- разработано программное обеспечение АСЭИ СТУ в среде графического программирования LabVIEW ;
- создан сайт АСЭИ для работы в режиме удаленного доступа;
- сформирована БД на сервере Microsoft SQL и организована связь с программным обеспечением (ПО).
Список литературы
1. Фокин В.М. Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения.- М.: «Издательство Машиностроение - 1», 2006. - 240 с.
2. Интернет-ресурс: http://12-Geliosistemy.htm
3. Интернет-ресурс: http://teplovye-nasosy.com.ua
4. Интернет-ресурс: http://www.domteplo.ru
5. Интернет-ресурс: http://Тепловой_насос.htm
6. Н.В. Харченко. Индивидуальные солнечные установки.--М.: ЭнергоатомИздат, 1991.
7. Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии (Пер. с англ.). - М.: Энергоатомиздат, 1990.
8. Зимин A.M. Лаборатории удаленного доступа в практической подготовке инженеров XXI века. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 64с.
9. National Instruments. Учебный курс Lab View основы 1.- Май 2003.
10. Системы сбора данных. Учебный курс.
11. Lab VIEW для всех / Джеффри Тревис: Пер. с англ. Клушин Н.А. - М.: ДМК Пресс; Прибор Комплект, 2005. - 544с.
12. Суранов А. Я. LabVIEW 7: справочник по функциям. - М.: ДМК Пресс, 2005. - 512 с;
13. LabVIEW Database Connectivity Toolkit.
14. Вендров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем: Учебник. -- 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 544 с: ил.
15. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. Работа с CASE-средствами BPwin, ERwin. - Е.: ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УГТУ-УПИ, 2004. - 50 с.
16. Ешпанова М.Д., Ибраева Л.К., Сябина Н.В. Проектирование баз данных. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов всех форм обучения. - Алматы: АУЭС, 2010. - 27 с.
17. Д. Артемов, Г. Погульский, М. Альперович. Microsoft SQL Server 7.0: установка, управление, оптимизация. М.: ДМК, 2000.
18. И. Ф. Астахова, А. П. Толстобров, В. М. Мельников. SQL в примерах и задачах. СПб. 2003.
19. Филипп Андон, Валерий Резниченко. Язык запросов SQL. Учебный курс. М.: Пресс, 2005.
20. Дронов В.А PHP, MYSQL и Dreamweaver MX 2004. Разработка интерактивных web-сайтов. - СПб.: БХВ-Петеребург, 2005. - 448 с.: ил.
21. Интернет-ресурс: https://labicom.net/new_homepage.php
Перечень сокращений
|
Сокращение |
Расшифровка |
|
|
АУЭС |
Алматинский Университет Энергетики и Связи |
|
|
АСЭИ |
Автоматизированная система экспериментальных исследований |
|
|
АЛП |
Автоматизированный лабораторный практикум |
Подобные документы
Классификация пневмотранспортных установок. Расчет цеховой аспирационной установки обычного типа: расчет всех сопротивлений при движении аэросмеси от удаленного станка до места выхода очищенного воздуха из циклона. Выбор воздуходувной машины–вентилятора.
курсовая работа [50,1 K], добавлен 20.03.2012Разработка методики автоматизированной конструкторско-технологической подготовки производства мобильной буровой установки. Автоматизированный инженерный анализ элементов конструкции мобильной буровой установки. Анализ технологичности конструкции.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 27.10.2017Системы теплообмена установок первичной переработки нефти. Методы решения задачи синтеза тепловых систем. Разработка компьютерной модели технологического процесса теплообмена. Описание схемы и общая характеристика установки ЭЛОУ-АТ-6 Киришского НПЗ28.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 10.07.2015Цели и порядок выполнения лабораторных работ, обработка опытных данных и составление отчетов по изучению компрессионной фреоновой установки, гидродинамики и процесса разделения суспензий, измельчению твердых материалов, изучению процесса теплопередачи.
методичка [5,7 M], добавлен 09.12.2011Разработка автоматизированной системы регулирования температуры в туннельной печи, в зоне обжига керамического кирпича, путем изменения подачи газо-воздушной смеси. Описание технологического оборудования и технологического процесса производства кирпича.
курсовая работа [850,5 K], добавлен 21.10.2009Разработка методики автоматизированной конструкторско-технологической подготовки производства вращателя. Характеристика основных методов проектирования сборок. Разработка трехмерных геометрических моделей ответственного узла мобильной буровой установки.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 12.08.2017Использование современных выпарных установок в целлюлозно-бумажной промышленности. Определение температурного режима и схемы работы установки. Расчет вспомогательного оборудования. Основные технико-экономические показатели работы выпарной установки.
курсовая работа [217,2 K], добавлен 14.03.2012Геолого-физическая и литолого-стратиграфическая характеристика Туймазинского месторождения. Описание продуктивных горизонтов. Строительство буровой вышки. Автоматизированные групповые замерные установки "Спутник". Лабораторные исследования нефти.
отчет по практике [2,3 M], добавлен 13.10.2015Использование космических электрореактивных двигательных установок (ЭДУ) для космических летательных аппаратов с большими временами активного функционирования. Разработка двигательной установки для коррекции орбиты. Расчёт тяговых параметров ЭРДУ.
курсовая работа [545,6 K], добавлен 18.12.2012Виды автоматических установок водяного пожаротушения по огнетушащему веществу. Обоснование необходимости вида автоматической противопожарной защиты. Выбор автоматической установки пожаротушения, ее электропитание, защитное заземление и зануление.
курсовая работа [152,3 K], добавлен 04.05.2012
