LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW POMIAROWYCH
Unowocześnienie i rozszerzenie oferty edukacyjnej na kierunku
Automatyka i Robotyka na Wydziale Automatyki, Elektroniki
i Informatyki Politechniki Śląskiej –
otwarcie specjalności i przygotowanie kadr
Nr projektu: POKL.04.01.01-00-270.08
Materiały dydaktyczne dla przedmiotu
„OPROGRAMOWANIE SYSTEMÓW POMIAROWYCH”,
kierunek Automatyka i Robotyka, specjalność „Technologie
informacyjne w automatyce
i robotyce”
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Kondycjonowanie sygnałów oraz
standard IEE1451,
zadania
Opracował: dr inż. Roman Wyżgolik
ver.02.2014
Publikacja współfinansowana przez Unię Europejską ze środków
Europejskiego Funduszu Społecznego
Publikacja dystrybuowana bezpłatnie
LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW POMIAROWYCH
Publikacja dystrybuowana bezpłatnie
Przygotowanie
Sprawdź:
czy termoelement podłączony jest do modułów SCC-TC02 oraz SCC-FT01,
czy tensometry są podłączone do modułu SCC-SG03,
czy czujnik LVDT jest podłączony do wzmacniacza (wzmacniacz umieszczony jest na
szynie DIN na froncie stanowiska) a wyjście wzmacniacza do modułu SCC-FT01,
skopiować zawartość folderu Lab_OSP_TI do folderu Lab_OSP_TI_roboczy; oba
foldery znajdują się na pulpicie. UWAGA!!! Roboczym folderem, w którym
dokonujemy zmian, zapisujemy dane itp. jest Lab_OSP_TI_roboczy.
Zadanie 1
Konfiguracja modułu SC-2350 w programie Measurements and Automation Explorer.
1. Na pulpicie znajdź ikonę programu NI MAX (NI Measurement &Automation Explorer) i
uruchom go.
2. Rozwiń „Devices and Interfaces”, a następnie „NI-DAQmx Devices”.
3. Rozwiń listę przy „SC-2350”. Po prawej stronie widoczna konfiguracja modułów SCC.
Zapalone diody LED oznaczają poprawne skonfigurowanie dołączonej do czujnika
pamięci EEPROM z informacją TEDS.
4. Na wyświetlonej liście zaznacz „: NI SCC-TC02: „SCC1Mod5”. Po prawej zostanie
wyświetlona tablica zawierająca TEDS czujnika. Informacje w niej zawarte mogą być
wykorzystane do automatycznej konfiguracji kanału pomiarowego w systemie
pomiarowym.
LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW POMIAROWYCH
Zadanie 2
Tworzenie TEDS (wirtualnych oraz zapisywanych do pamięci EEPROM)
1. Otworzyć bibliotekę llb o nazwie SC-2350_04_std.llb a w niej wybrać VI o nazwie SC-
2350_04_std_daqmx.vi.
2. W nowo otwartej aplikacji wybrać kartę „Thermocouple” i wypełnić zaznaczone pola
(kropkami na rysunku poniżej), korzystając z karty katalogowej czujnika, wskazanej przez
prowadzącego.
a. Pola „Basic TEDS” wypełnić dowolnymi znakami i liczbami, zgodnie z tab.2
z instrukcji do ćwiczenia.
b. W polu „User ASCII Data” wpisać: Strain 215.
c. W polu „Path (for Virtual TEDS) wybrać lokalizację dla pliku *.ted z
informacją TEDS (sugeruje się w folderze Moje dokumenty/LabVIEW
Data/VirtualTEDS).
LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW POMIAROWYCH
d. W polu „physical channel” wybrać z listy moduł do którego podpięty jest
czujnik (Uwaga! Dla modułu SCC wybrać ai0; na kanał ai1 dostępny jest
sygnał z czujnika kompensacji temperatury zimnych końców termoelementu).
3. Uruchomić aplikację, przełącznikiem „Target Location” wybrać „Virtual TEDS” i
wcisnąć przycisk „Write TEDS Data”.
4. Uruchomić aplikację, przełącznikiem „Target Location” wybrać „Hardware TEDS” i
wcisnąć przycisk „Write TEDS Data”.
5. W programie Measurement and Automation Explorer zweryfikować, czy dane w pamięci
EEPROM TEDS zostały zaktualizowane.
6. Uruchomić program „TEDS Reader.exe”, w polu „Virtual TEDS file wybrać uprzednio
zapisany plik *.ted. Zweryfikować zgodność z informacją zawartą w Measurement and
Automation Explorer.
Zadanie 3
Kondycjonowanie sygnału z czujnika pomiarowego.
W zadaniu tym pokazana zostanie zaleta wykorzystania układu kondycjonowania sygnału
dla czujnika pomiarowego, na przykładzie pomiaru temperatury. Wykorzystane będą moduły
SCC-FT01 oraz SCC-TC02. Pierwszy z nich jest modułem typu Feed Forward,
transparentnym dla źródła sygnału (w tym przypadku dla termoelementu) podpiętego do karty
LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW POMIAROWYCH
DAQ. Drugi zawiera układ kondycjonowania sygnału dla termoelement z wbudowanym
filtrem dolnoprzepustowym o częstotliwości odcięcia 2Hz.
1. Narysować w protokole, w postaci schematu blokowego, tor pomiarowy dla
termoelementu (oddzielnie dla SCC-FT01 i SCC-TC02). Zapoznać się ze specyfikacją
modułu SCC-TC02, zapisać istotne parametry do protokołu i omówić z prowadzącym
ćwiczenie.
2. W programie Measurement and Automation Explorer (MAX) utworzyć zadanie
My_TEDS_Temp, w którym rejestrować będziemy temperaturę z jednego termoelementu,
podpiętego do dwóch, wyżej wymienionych modułów SCC.
a. W MAX kliknąć prawym przyciskiem myszy na „Data Neighborhood”,
wybrać „Creat New…”, „NI-DAQmx Task”. Kliknąć „Next”
b. W nowym oknie rozwinąć listę „Acquire” i wybrać „TEDS”.
c. Wybrać pozycje jak na rysunku poniżej.
d. Dokonać ustawień tak jak na rysunku poniżej. Dla kanału „Temperature”
ustawić dokładnie jak na rysunku, przy czym w pole „CJC Value” wpisać
wartość temperatury odczytaną z czujnika monitoringu klimatu w laboratorium
(zamocowany na ścianie w rogu pomieszczenia laboratoryjnego). Dla kanału
„Temperature_0” pole „CJC Source” powinno być ustawione na „Build In”.
LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW POMIAROWYCH
e. Zapisać zadanie (ikona dyskietki w MAX) i uruchomić. Zaobserwować
przebiegi z obu kanałów. Zapisać wnioski do protokołu z ćwiczenia i zrobić
zrzut ekranu.
Zadanie 4
Rejestrator temperatury
Celem zadania jest napisanie aplikacji w LabVIEW, prezentującej wyniki pomiaru
temperatury termoelementem podłączonym do modułów SCC-FT01 oraz SCC-TC02. W
pierwszej kolejności przeanalizować należy kod źródłowy aplikacji wskazanej dalej w
instrukcji. Następnie aplikację należy zmodyfikować.
1. Otworzyć program „OSP_Rejestrator temperatury_TC02_FT01.vi”. Przeanalizować
diagram
blokowy,
w
szczególności
diagram
blokowy
subVI:
„OSP_Rejestrator_Temperatury (SubVI).vi”, zawierający obsługę TEDS. Przetestować
działanie aplikacji.
LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW POMIAROWYCH
2. Zmodyfikować aplikację tak, aby na kanale z modułem SCC-FT01 uzyskać wskazanie bez
szumu (przebieg temperatury podobny jak na kanale z SCC-TC02). UWAGA! Można
zacząć od napisania aplikacji tylko dla kanału z SCC-FT01 (zakładamy, że wskazanie
temperatury ma się zmieniać 1 lub 2 razy w ciągu sekundy).
Zadanie 5
Pomiar ugięcia belki i odkształcenia
W tym zadaniu wykorzystana zostanie aplikacja służąca do pomiaru strzałki ugięcia belki z
naklejonymi tensometrami. Ugięcie belki mierzone jest z wykorzystaniem przetwornika
LVDT, zaś odkształcenie za pomocą półmostka tensometrycznego (dwa tensometry aktywne
– jeden naklejony u góry, drugi na spodzie belki). Czujnik LVDT podłączony jest przez
dedykowany wzmacniacz do modułu SCC-FT01, zaś tensometry do modułu SCC-SG03.
1. Otworzyć aplikację „OSP_LVDT_Tensometry_v1.0.vi” (panel czołowy aplikacji na
następnej stronie), prześledzić diagram blokowy. W razie niejasności poprosić
prowadzącego o wyjaśnienie.
2. Ustawić „sample rate” i „samples per channel” na wartość 1. Uruchomić aplikację i zadać
strzałkę ugięcia belki (deflection f) równą 0,5 mm. Uwaga! Strzałkę ugięcia zadajemy
kręcąc srubą pod belką. Nacisnąć przycisk „RESET”. Zaobserwować wskazania strzałki
ugięcia i rozrzutu wskazań (dispersion of deflection indications). Zanotować ustawione
parametry i rozrzut wskazań do protokołu.
3. Uwaga! Każdorazowo po zatrzymaniu aplikacji (przyciskiem EXIT) i przed jej
ponownym uruchomieniem, zniwelować ugięcie belki! Powtórzyć pomiary wykonane
w punkcie 2 dla ustawień („sample rate” : „samples per channel”): 10:10, 50:10, 50:100,
1000:2000, 5000:10000. Jakie wnioski płyną z wykonanych pomiarów?
UWAGA! PO ZAKOŃCZENIU ĆWICZENIA WYKASOWAĆ ZAWARTOŚĆ
FOLDERU Lab_OSP_TI_robocze.