Arhitectura Sistemelor de Achizitie Si Generare de Date Analogice

I.2.2 ARHITECTURA SISTEMELOR DE ACHIZITIE SI GENERARE DE DATE ANALOGICE

Sistemele de achizitie a datelor contin urmatoarele componente:

Sisteme de achizitie a datelor analogice

Aceste sisteme permit citirea datelor in forma analogica care pot proveni de la adaptoare, traductoare de masura, etc.

Sisteme de generare a datelor analogice

Acestea produc comenzile in forma analogica, semnalele rezultate sunt mai apoi aplicate elementelor de executie sau formele acestora pot fi afisate pe elementele grafice cum ar fi monitoare analogice, osciloscoape, etc.

Intrari/Iesiri numerice

Sunt utilizate la conectarea sistemului de achizitie cu sistemul de generare a datelor. De asemenea mai pot fi utilizate la interfatarea cu elementele de comutare comandate electric.

Unitate de control

Acestea sunt echipate cu microprocesoare care de obicei sunt controlere inteligente, cu putere de calcul pentru a ajuta la interfatarea sistemului.

Microcomputer

Reprezinta partea de calcul a sistemului care realizeaza atat partea de procesare locala a datelor, cat si comunicarea cu alte sisteme.

Fig.1.2.Structura simplificata a unui sistem de instrumentatie virtuala

I.2.3.Clasificarea sistemelor de achizitii de date

Clasificarea cea mai iportanta a sistemelor de achizitii de date consta in protocolul care a fost utilizat pentru transmiterea semnalelor digitale. De aceea putem spune ca sistemele de achizitii de date se clasifica in:

Sisteme de achizitii de date cu comunicatie seriala.

Acestea au reprezentat unele dintre primele sisteme concepute pentru achizitia datelor. Sunt formate prin conectarea aparatelor de masurare cu convertoare analog-digitale si interfete de comunicare seriala prin care sunt transmise valorire masurate catre calculator.

Fig.1.3.Structura unui sistem de achizitii de date cu comunicatie seriala

De asemenea prin intermediul comunicatiei seriale anumiti parametri de configurare ai aparatelor de masura analogice (domeniul de masurare, factorul de amplificare etc.) pot fi modificati prin primirea comenzilor respective date de catre calculator.

Sisteme de achizitii de date cu comunicatie paralela

Structura este similara cu cea a sistemelor cu comunicatie seriala, cea mai mare diferenta fiind protocolul utilizat pentru transmiterea informatiilor. Datorita vitezei sporite de transmitere a informatiilor, aceste sisteme sunt folosite pentru masurarea marimilor fizice cu variatii rapide.

Fig.1.4. Structura unui sistem de achizitii de date cu comunicatie paralela

Sisteme de achizitii de date cu placi de achizitii de date

In aceste sisteme conversia semnalelor din forma analogica in forma digitala sunt facute de placile de achizitii de date care sunt montate in calculator, fata de sistemele de mai sus care foloseau aparate de masura analogice.

Fig.1.5.Sistem de achizitii de date cu placa de achizitii de date

Placile de achizitii de date au nevoie de aparate de conditionare a semnalelor pentru a incadra semnalul analogic intre anumite limite pentru valoarea tensiunii. Acestea ajuta si la atingerea cerintelor caracteristicilor pentru traductoarele utilizate. Operatiile de configurare se fac in mare parte din calculator cu ajutorul placii de achizitie.

Informatiile transferate intre aparatele de conditionare a semnalului si placa de achizitie sunt de doua categorii:

Prima categorie de informatii sunt cele masurate si conditionate, care sunt transferate catre placa de achizitii de date si sunt dedicate convertorului analog-digital

A doua categorie sunt semnalele digitale. Acestea sunt dedicate fie comandaraii modului de lucru al aparatelor de conditionare de catre placa de achizitie, fie transmiterea acestora a unor informatii in legatura cu starea in care se afla.

Viteza transmisiei a informatiilor provenite din masuratori catre microprocesorul unitatii centrale este mai mare in comparatie cu sistemele de comunicatie paralela. Modul in care este realizat transferul informatiilor intre placa de achizitii si microprocesor depinde de tipul magistralei de date existenta in calculator(AT, ISA, PCI, etc.).

Sistemele de achizitii de date cu placa de achizitii de date sunt utilizate in principal in activitatile de cercetare experimentala cum ar fi laboratoare, teste pentru sisteme de automatizare, etc.

Sisteme de achizitii de date cu calculatoare de uz industrial

Si aceste sisteme utilizeaza placi de achizitii de date si aparate de conditionare a semnalelor. Diferenta in comparatie cu sistemele cu placi de achizitie consta in faptul ca toate componentele impreuna cu unitatea centrala sunt realizate sub forma de module care se monteaza pe un suport comun. Pe langa asigurarea unei parti din comunicatiile digitale dintre componentele sistemului de masurare, acesta garanteaza si etansarea si izolarea modulului fata de factorii perturbatori din mediul de lucru (praf, umiditate,etc.)

Fig.1.6.Structura unui sistem de achizitii de date cu calculator de uz industrial

Pe suportul comun se mai pot monta si interfete pentru comunicarea cu alte aparate externe de masura, aceasta fiind realizata de obicei cu ajutorul magistralei de date si calculatorului de uz industrial. Transmiterea informatiilor intre componentele montate pe suportul comun se realizeaza in functide de protocoalele sistemului de masurare (VX, MXI, PXI, etc.).

Sistemele de achizitii de date cu calculatoare de uz industrial sunt utilizate doar in aplicatii industriale de control, comanda, si monitorizare pentru procesele cu numar mare de locuri de masurat si marimi de controlat (centrale electrice, cominate siderurgice etc.)