Měřicí technika jako součást automatizační techniky měření je zdrojem informací: o stavu technologického zařízení a o průběhu výrobního procesu, tj. měření pro primární zpracování informací o bezpečnostních parametrech procesu, tj. měření pro diagnostiku řízeného i řídicího systému prvky měřicí techniky vytvářejí informační část automatických řídicích systémů vlastnosti měřicího zařízení v rozhodující míře ovlivňují i kvalitu řídicí činnosti 1 Virtuální instrumentace programové vybavení A/D x snímač úprava signálu přenos PC analýza a zpracování přenos zobrazení zpět do měřené soustavy do nadřazeného systému 2 Virtuální instrumentace I LabVIEW vývojové prostředí založené na grafickém programování konečnou formou je vývojový diagram a panel měřicího systému slouží k tvorbě virtuální instrumentace podle požadavků uživatele Laboratory Virtual Instrument Engeneering Workbench produkt firmy Nationnal Instruments Corporation další informace: www.natinst.com 3
Charakteristika LabVIEW HW - podpora DAQ karty (A/D, D/A, DIO, čítače) sběrnice GPIB, RS-232,... funkce sběr analýza signálu statistika, interpolace, diferenciální rovnice, integrály, optimalizační algoritmy,... prokládání křivek, vyhledávání maxim,... FFT, filtry,... generace průběhů, šumů,... ukládání do souboru grafické uživatelské prostředí Ukázka ovladače pro přístroje 4 Základní části LabVIEW přední panel blokové schéma řízení teploty modelované pícky 5 Zhodnocení LabVIEW výhody možnost kaskády ( podprogramů ) dobrá orientace v programu není nutno znát syntaxi (= grafické programovaní) snadná editace vstupních a výstupních prvků rozšiřitelnost pomocí DLL podpora multifunkčních měřicích karet kvalitně zpracovaná podrobná dokumentace relativně krátká doba zacvičení paralelní běh více činností - nové v. umí využít více. jádrový procesor nevýhody vysoká pořizovací cena nutnost spouštět virtuální přístroj z prostředí LabVIEW paralelní běh více činností 6
Virtuální instrumentace II EFLAB prostředí pro sběr a řízení experimentu, založené na vyplnění upřesňujících formulářů je to jakýsi virtuální instrument, modifikovatelný podle požadavků uživatele 7 EFLAB - kalibrace vstupů Kalibrační křivka: y = k 3 x 3 +k 2 x 2 +k 1 x+k 0 8 EFLAB - příprava A/D kanálů Přiřazení kanálů musí odpoví kalibraci 9
EFLAB - příprava měření 10 EFLAB - vlastní měření 11 Virtuální instrumentace III Úvod do Control Panel Control Web komponentový objektově orientovaný systém, který slouží k vývoji a provozování vizualizačních, měřicích,řídicích a regulačních programů. a programů pro sběr. nevídaně široké možnosti použití programy se vytváří pomocí symbolického popisu navrhovaného systému další informace: www.mii.cz 12
Ukázka programování v ControlWeb Příklad: ukázka RS485 Topení Teploměr DAQ DAQ Počítač ovladač DAQ HW Model technologie Moduly ADAM ControlWeb 13 Ukázka programování v ControlWeb Virtuální regulátor Virtuální pícka (model) Konfigurace virt. komponenty 14 Zhodnocení ControlWeb-u výhody není nutno znát syntaxi (= graficke program.) vhodné pro laboratorní i průmyslové aplikace snadná editace vstupních a výstupních prvků rozšiřitelnost (bloky v C, nebo DLL) podpora široké škály DAQ prostředků možnost více panelů (=oken) snadná komunikace s podporou (česká firma) relativně levný SW nevýhody nevhodné pro velmi rychlé děje není rozšířen po celém světě 15
MĚŘENÍ TECHNOLOGICKÝCH VELIČIN Cíl dalších přednášek: po co nejširší přehled o současném stavu měřicí techniky v oblasti měření technologických veličin charakteristických pro chemický průmysl seznámit s popisem funkce principu měření uvést nejdůležitější charakteristiky používaných měřidel a na vybraných příkladech uvést i současný technický stav a konkrétní provedení měřidel charakterizovat trendy dalšího vývoje 16 Měření technologických veličin Senzor - základní součást měřicího řetězce snímá sledovanou fyzikální, chemickou nebo biologickou velicinu a podle urcitého principu ji transformuje na mericí velicinu, nejcasteji na elektrický signál senzor je vždy v bezprostredním styku s mereným prostredím a tvorí tak vstupní blok mericího retezce Rozdělení snímačů (senzorů) podle měřené veličiny: snímače tlaku, teploty, průtoku, hladiny, chemického složení, elektrických veličin aj. podle fyzikálního principu: senzory odporové, kapacitní, indukčnostní, indukční, magnetické, elektrochemické, optoelektronické, piezoelektrické aj. podle transformace signálu: aktivní, pasivní podle styku senzoru s měřeným objektem: dotykové, bezdotykové 17 Měření technologických veličin Další přednášky budou zaměřeny na následující témata, která jsou uspořádána podle druhu měřené veličiny: Měření tlaku Měření teploty Měření průtoku a proteklého množství Měření stavu hladiny Měření koncentračních veličin 18