Komputerowe sterowanie i przetwarzanie danych

Przedmiot opiera się na systemowym ujęciu pomiarów, polegającym na jednorodnym traktowaniu wszystkich środków pomiaru (np. czujników inteligentnych, kart pomiarowych, systemów modułowych, systemów "klasycznych") jako szczególnych przypadków systemu realizującego swoją funkcję w procesie przetwarzania sygnałów. Przedstawia szeroką wiedzę o organizacji i sterowaniu komputerowych systemów pomiarowo-sterujących (sygnały i magistrale systemu, bloki funkcjonalne, konfiguracje, metody transmisji danych, zasady wymiany informacji) oraz główne standardy interfejsów (IEC-625.1, IEC-625.2, VXI) Omawia nowoczesne oprogramowanie realizujące sterowanie systemami i przetwarzanie danych pomiarowych (LabWindows, LabView, HP VEE). Wskazuje na powiązania między częścią sprzętową i programową systemu.


Treść wykładu

1. Wprowadzenie (2h).
   Pojęcia podstawowe. Model toru pomiarowego oparty na pojęciu przetwarzania sygnałów. Klasyfikacja sygnałów i systemów. Sposoby przesyłania informacji w systemach.
   



2. Schemat funkcjonalny systemu pomiarowo-sterującego (2h).
   
   Pojęcie bloku funkcjonalnego systemu. Typowe bloki funkcjonalne systemu. Dekompozycja zadania sterowania (funkcje elementarne, wielopoziomowość dekompozycji, hierarchiczność sterowania). Synteza zadania (specyficzne problemy: łączenie bloków funkcjonalnych, organizacja i komunikacja w systemie). Konfiguracje systemów pomiarowo-sterujących.
   


3. Magistrala systemu pomiarowo-sterującego (4h).
   
   Rodzaje szyn (szyny adresowe, danych, lokalne, analogowe, synchronizacji, sterujące, identyfikacji przerwań, impulsów zegarowych, impulsów wyzwalania, zasilania, pomocnicze i inne). Specyfika magistrali pomiarowej. Protokoły transmisji danych stosowane w systemach pomiarowo-sterujących. Pojęcie interfejsu systemu pomiarowo-sterującego. Rodzaje interfejsów. Typowe standardy interfejsów.
   




4. Standard IEC-625 (9h)
   
   Podstawowe dane techniczne standardu IEC-625.1. Struktura i organizacja magistrali systemu. Szyny i sygnały. Cykl transmisji informacji. Typowe sekwencje podstawowych operacji sterowania pracą systemu. Przykład typowego systemu pomiarowo-sterującego w standardzie IEC-625. Standard IEC-625.2 jako rozszerzenie standardu IEC-625.1.
   



5. Przyrządy wirtualne (2h)
   
   Definicje, modele, cechy i właściwości przyrządów wirtualnych. Przyrząd wirtualny a system pomiarowo-kontrolny.
   



6. Oprogramowanie systemów pomiarowo-sterujących 9h).
   Struktura oprogramowania. Miejsce oprogramowania sterowania systemem i przetwarzania danych w systemie operacyjnym komputera. Języki programowania systemów pomiarowo-sterujących. Specyfika instrukcji sterujących pracą systemu. Opis przykładowych rozszerzeń języków wysokiego poziomu zorientowane na systemy pomiarowo-sterujące. Przykłady języków specjalizowanych. Standard SCPI. Zintegrowane środowiska programowe jako firmowe narzędzia projektowania i obsługi systemów pomiarowo-sterujących (m.in. LabWindows/CVI LabView, VEE). Biblioteki przetwarzania danych w zintegrowanych środowiskach programowych. Przykłady oprogramowania systemów pomiarowo-sterujących.
   
   


7. Rozproszone systemy pomiarowo-sterujące (2h)




Zakres laboratorium

1. Symulacja systemu pomiarowego w standardzie IEC-625 (3h).


2. Konfigurowanie, oprogramowanie i uruchamianie prostego systemu pomiarowo-sterującego w standardzie IEC-625 z wykorzystaniem środowiska LabWindows/CVI (3h).



3. Konfigurowanie, oprogramowanie i uruchamianie prostego systemu pomiarowo-sterującego w standardzie IEC-625 z wykorzystaniem środowiska VEE