laboratorio de µfabricación -...

InstrumentaciInstrumentacióón virtualn virtual

Departamento de IngenierDepartamento de Ingenieríía Meca Mecáánica y nica y FabricaciFabricacióónn

Juan de Juanes MJuan de Juanes Máárquezrquez

AdquisiciAdquisicióón y Procesamienton y Procesamiento DAQDAQ--DSPDSP

•• Desarrollo de herramientas softwareDesarrollo de herramientas software•• DisminuciDisminucióón de costes en:n de costes en:

Ensayos y medidasEnsayos y medidasMonitorizaciMonitorizacióón y control de procesosn y control de procesos

•• Eficacia de funcionamientoEficacia de funcionamiento

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Presentation Notes

El desarrollo de herramientas software que permitan a los ingenieros desarrollar aplicaciones a la medida de sus necesidades, ha permitido transformar por completo el panorama de la instrumentación, tanto en el ámbito de ensayos y medidas como en el de monitorización y control de procesos, conduciendo a una disminución de los costes, sin por ello, sacrificar la eficacia en el funcionamiento de los instrumentos.

InstrumentaciInstrumentacióón n virtualvirtual

•• InstrumentaciInstrumentacióón tradicional. Rn tradicional. Ríígidagida•• InstrumentaciInstrumentacióón n virtualvirtual. Flexible. Flexible

Software a medida de las necesidadesSoftware a medida de las necesidadesHardware compatible con sistemas electrHardware compatible con sistemas electróónicos de control existentesnicos de control existentesPrestaciones elevadasPrestaciones elevadas

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La instrumentación tradicionalmente entendida esta cerrada en si misma, posee capacidades de entradas/salidas e interfase con el usuario fijas, así como circuiteria especifica, incluyendo convertidores A/D, filtros, microprocesadores, memoria, y generación y presentación de resultados rígida. El vendedor define el instrumento y el usuario no puede modificarlo. La instrumentación virtual se apoya en la arquitectura abierta de los ordenadores mas empleados en la industria para suministrar el procesamiento, memoria y capacidades de representación y por otro lado en tarjetas de adquisición DAQ GPIB y VXI dispuestas en un bus abierto y estandarizado que suministran las capacidades como vehículo para la información que proviene de la instrumentación. A causa de la estructura abierta de PCs y Workstations el funcionamiento de la instrumentación virtual es definido por el usuario, además la potencia de procesamiento que posee la instrumentación virtual es mucho mayor que la de los instrumentos aisladamente debido la rápida evolución tecnológica que han tenido PCs y Ws a consecuencia de las enormes inversiones realizadas en esta industria.

Ventajas de la I. Ventajas de la I. VirtualVirtual

•• Instrumento diseInstrumento diseññado por el usuarioado por el usuario•• Prestaciones superioresPrestaciones superiores•• Capacidad de integraciCapacidad de integracióón con otros subsistemasn con otros subsistemas•• ReducciReduccióón de costes de inversin de costes de inversióónn•• ReducciReduccióón de costes de desarrollon de costes de desarrollo•• ReducciReduccióón de costes de mantenimienton de costes de mantenimiento

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El usuario, y no el vendedor, define el funcionamiento del instrumento. Como consecuencia de las grandes inversiones en la industria informática aparece una instrumentacion flexible y de altas prestaciones. El software es la llave para la instrumentacion virtual. La aplicación del software permite al usuario construir la instrumentacion a medida y aumentar sus capacidades con las que poseen PCs y Ws. No sólo se reducen los costes de inversión debido al empleo de ordenadores (adaptación a economías de escala) sino que además los costes de desarrollo y mantenimiento son también reducidos debido al uso de plataformas de arquitectura abierta y módulos de código reutilizable.

Elementos de un sistema DAQElementos de un sistema DAQ

Ordenador Equipos de adquisicióny análisis

TransductoresEquipos deacondicionamiento de señal

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La obtención de resultados aceptables desde un sistema de adquisición de datos basado en un PC depende de cada uno de los elementos del sistema. Prestaciones del ordenador. Resolución de los transductores. Acondicionamiento de las señales tratadas. Hardware para adquisición. Hardware de análisis. Software empleado.

Subsistemas de adquisiciSubsistemas de adquisicióónn

•• TransductoresTransductores•• Acondicionamiento de seAcondicionamiento de seññalal•• Hardware de adquisiciHardware de adquisicióónn•• Software de adquisiciSoftware de adquisicióónn

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Transductores. Los transductores captan el fenómeno físico y proporcionan señales eléctricas que el hardware de adquisición puede aceptar. En cada caso la señal eléctrica producida es proporcional a la magnitud de los parámetros físicos que se están monitorizando. Acondicionamiento de señal. Las señales que se producen en el transductor deben ser convertidas de forma que la tarjeta de adquisición pueda interpretarlas sin errores. Los accesorios mas típicos de acondicionamiento de señales son: Amplificación de señales de muy baja potencia. Apantallamiento y filtrado para mayor precisión de medida. Linealización del comportamiento de la respuesta del transductor. Hardware de adquisición El Harware de adquisición es todo circuito o componente electrónico que se encuentra en el ordenador y que es utilizado para adquirir o está especificamente diseñado para adquirir y procesar datos de forma digital que provienen del exterior por diversos canales analógicos o digitales.

Software de adquisiciSoftware de adquisicióónn

•• Posibilidades de programaciPosibilidades de programacióón del hardwaren del hardwareProgramaciProgramacióón a nivel de registrosn a nivel de registrosProgramaciProgramacióón con n con driversdriversProgramaciProgramacióón con software de aplicacin con software de aplicacióónn

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Presentation Notes

Software de adquisición Existen tres posibilidades para programar el hardware de adquisición. La primera es programar los registros del hardware directamente. Esta programación es la mas costosa y requiere un cantidad de tiempo increíble adaptar el código a la funcionalidad de la tarjeta. La segunda es emplear drivers. Con una selección adecuada de los drivers, se puede flexibilizar y mejorar la programación de los registros directamente a la vez que se reduce el tiempo de desarrollo de la aplicación. Sin embargo para seleccionar los drivers hay que considerar varias cuestiones. Aunque la mayoría de los drivers tendrán las funciones básicas, se debe estar seguro que van a permitir algo mas que la captura y salida de datos de la tarjeta, el sistema operativo y los lenguajes de programación que van a permitir, el coste de los mismos, si la comunicación entre hardware y software se realizara de manera adecuada, y las posibles limitaciones de prestaciones que esto imponga. La tercera posibilidad es emplear software de aplicación. El cual añade a los drivers de adquisición software de análisis y presentación, en un solo paquete integrado, que además también puede incluir drivers de control de instrumentacion para (GPIB, RS-232, VXI).

LabLab--Windows CVIWindows CVI

•• LabWindowsLabWindows/CVI es un entorno en C/CVI es un entorno en C•• La aplicaciLa aplicacióón de instrumentacin de instrumentacióón se desglosa en n se desglosa en

varios ficherosvarios ficheros•• El conjunto de los ficheros empleados se conoce El conjunto de los ficheros empleados se conoce

como proyectocomo proyecto

Tipos de ficheros en CVITipos de ficheros en CVI

•• .c : .c : Ficheros fuente de cFicheros fuente de cóódigo Cdigo C•• ..uiruir : I: Interfaz grnterfaz grááficafica•• .h : .h : EncabezadoEncabezado•• ..dlldll : L: Libreribreríías de enlace dinas de enlace dináámicomico•• ..objobj : : Ficheros de tipo objetoFicheros de tipo objeto•• ..exeexe : Ficheros ejecutables: Ficheros ejecutables

Ventana de proyectoVentana de proyecto

•• Ventana principal de trabajo en CVIVentana principal de trabajo en CVI•• Desde ella se pueden editar los diferentes ficheros Desde ella se pueden editar los diferentes ficheros

que intervienenque intervienen

Crear un nuevo proyectoCrear un nuevo proyecto

•• Procedimiento para empezar el desarrollo de Procedimiento para empezar el desarrollo de cualquier aplicacicualquier aplicacióónn

AAññadir ficheros al proyectoadir ficheros al proyecto

Como crear una interfaz grComo crear una interfaz grááficafica

AAññadir controles al paneladir controles al panel

Cuadros de diCuadros de diáálogologo

Generador de cGenerador de cóódigodigo

Tipo de salida del enlazadorTipo de salida del enlazador

Control basado en eventosControl basado en eventos

EVENT_LOST_FOCUS Este evento se genera cuando perdemos el estatus anterior de focus.

EVENT_KEYPRESS Generamos el evento cuando presionamos una tecla.

EVENT_GOT_FOCUS Generamos un evento así cuando nos situamos encima del control y lo hacemospotencialmente seleccionable. Esto se consigue, por ejemplo, pulsando el TAB hastasituarnos encima del control.

EVENT_RIGHT_CLICK Idem que el EVENT_LEFT_CLICK, pero con el botón derecho.

EVENT_RIGHT_DOUBLE_CLICK Idem que el anterior, pero haciendo doble click.

EVENT_LEFT_CLICK Un evento así especifica que únicamente se generará un evento así cuando pulsemos elbotón izquierdo del ratón.

EVENT_LEFT_DOUBLE_CLICK Idem que el anterior pero haciendo doble click.

EVENT_COMMIT Generamos un evento así cuando pulsamos un botón con el ratón, cuando nos situamosencima de un control y pulsamos intro. Se podría decir que es el evento tipo o general.

EVENT_VAL_CHANGED Generamos un evento así cuando variamos de alguna forma el valor del control, tambiénsu estado.

LibrerLibreríías de CVIas de CVI

Ejemplo 1 (ANSI C)Ejemplo 1 (ANSI C)

#include <ansi_c.h>

main()

{

printf("Bienvenidos a CVI");

}

Ejemplo 2 (ANSI C)Ejemplo 2 (ANSI C)

#include <ansi_c.h>

main()

{

float Cel, Fahr;

printf("Fahrenhait\tCelsius\n");

for(Fahr=0; Fahr<=300; Fahr=Fahr+20)

{

Cel=5*(Fahr-32)/9;

printf("%6.3f\t\t%6.3f\n",Fahr,Cel);

}

}

Ejemplo 3 (CVI)Ejemplo 3 (CVI)

Ejemplo 4Ejemplo 4

Ejemplo 5Ejemplo 5

Ejemplo 6Ejemplo 6

Ejemplo 7Ejemplo 7

Ejemplo 8Ejemplo 8

Para notaPara nota

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