УДК 6

, , Асцатуров Ю. Г.

Диагностические комплексы на основе LabView и систем сбора данных NIDAQ

ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»

В связи с развитием технологии производства микроэлектронной техники сильно усложнилась бытовая радиоэлектронная аппаратура. Это обстоятельство привело к необходимости создания автоматизированных систем поиска неисправностей. Данные системы уменьшают время поиска неисправности и упрощают труд работников сервисных центров [1].

Компьютеризация измерительного процесса включает создание программы обслуживания диагностической задачи, которая, в частности, обеспечивает прием и накопление измерительных данных, их обработку и анализ, представление результатов в форме, удобной для применения [2].

При составлении программы обслуживания должны быть учтены особенности функциональных возможностей измерительного прибора, способы его сопряжения с ЭВМ и с другими устройствами.

В то же время, приспособляя программу обслуживания диагностической задачи к реально существующему физическому прибору, инженер вынужден ограничиться возможностями данного прибора и при проектировании нового диагностического стенда с другим прибором снова создавать другую программу.

В начале 80-х годов прошлого века американская фирма National Instrument (Остин, Техас, США) предложила новый подход при разработке технологии автоматизации физических измерений: концепцию о виртуальных приборах. Согласно этой концепции синтез измерительных приборов, стандартных устройств сопряжения и персонального компьютера с гибким программным обеспечением создают так называемый "виртуальный прибор", которые становятся ядром системы автоматизации измерений. Виртуальность таких приборов определяется тем, что они не являются промышленными изделиями в виде постоянно существующих объектов, а временными объектами, предназначенными для решения конкретных диагностических задач.

Оснащая компьютер платой сбора данных, можно получить и осциллограф, и спектроанализатор, и вольтметр, и генераторы самых разных применений.

Характеристики этих виртуальных приборов определяются только техническими параметрами выбранной платой сбора данных. При этом соотношение цена-качество оптимально.

Платы сбора данных – устройства универсальные, кроме создания виртуальных измерительных приборов они позволяют также решать широкий круг других задач. Самые распространенные из них – автоматизированные рабочие места разработчиков, настройщиков, ремонтников радиоэлектронной аппаратуры, автоматизированные системы управления технологическими процессами.

Параметры конкретных плат подбираются исходя из технических требований и решаемой задачи. Программное обеспечение может быть разработано специально под конкретную задачу, что может значительно облегчить работу.

Сочетание измерительного устройства и ПК открывает новые возможности, недостижимые автономными измерительными устройствами. Работа с файлами позволяет документировать измеряемые процессы, сравнивать сигналы с образцовыми и отображать сигналы, созданные самим пользователем в его программах (чтение из файла). Созданная однажды опытным специалистом база данных эпюр контрольных точек исправного устройства позволяет доверить в дальнейшем контроль качества даже ученику. Достаточно сравнить две эпюры – исправного и настраиваемого устройства и выполнить инструкцию, по приведению параметров в границы допуска, рекомендуемую программой, причем сама база данных может находиться на удаленном сервере. Обращение к ней возможно осуществить любыми средствами связи между удаленными ПК. Это позволяет централизовать настройку и ремонт оборудования в одном месте с возможностью быстрого обновления алгоритмов ремонта и настройки у всех операторов (регулировщиков).

Пакет LabVIEW – это мощный программный пакет, который совместно с соответствующим аппаратным средством позволяет производить различные тесты, измерения и приложения, управляющие процессом любой диагностической задачи.

Каждая функция, таким образом, создает аналог физически существующего (возможно, и не существующего) устройства с определенными функциональными характеристиками, модули виртуальных приборов. Данные функции инициализируются соответствующими командами, которые для пользователя изображены в виде графических рисунков - “иконок”. Совокупность этих “иконок” образует предоставляемый пакетом пользователю набор готовых виртуальных устройств (инструментов), которые служат ему одновременно командами программирования. На таком весьма высоком уровне программирования пользователю не приходится думать о приемах программирования, об особенностях платы расширения и её связи с компьютерной платформой создаваемой аппаратуры. Пользователь использует готовый набор модулей виртуальных приборов в качестве инструментальных средств создания необходимого ему виртуального прибора.

Программирование с помощью команд-“иконок” не требует от пользователя больших навыков программирования, он лишь должен знать основы схемотехники и иметь навыки работы с компьютером, в частности с панелью инструментов среды Windows. Создание нового виртуального прибора сводится к соединению необходимых готовых виртуальных приборов в виде схемы посредством соединительных “проводов” – линий, при этом выполнение соединений контролируется программно самой средой программирования

Для построения виртуального инструмента, в первую очередь, создается лицевая панель с необходимым набором кнопок, переключателей, регуляторов, экранов и т. п. Лицевая панель работает как интерактивный интерфейс ввода и вывода для измерительной системы. Возможно импортировать любое изображение для создания специфического элемента конкретной диагностической задачи.

Программируя виртуальные инструменты путем выбора функциональных блоков из меню необходимо лишь соединить их с помощью проводников для обеспечения передачи данных от одного блока другому. Это могут быть как блоки элементарных алгебраических операций, так и сложные функции сбора и анализа данных, сетевые операции и файловый ввод/вывод, обмен данными с жестким диском в ASCII, бинарном формате и в формате табличного процессора.

На кафедре Радиоэлектронные системы Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса в настоящее время разработаны диагностические комплексы на базе вышеизложенных концепций.

Технически они позволяют проводить диагностические измерения по 8 параллельным каналам одновременно, причем по двум каналам с автоматическим переключением диапазона измеряемого сигнала, а по 6 сигналы напряжением от -10 до +10 В, чего вполне достаточно для выполнения диагностики современной БРЭА, где в последнее время широко используются такие напряжения.

Литература:

1 , , LabVIEW для радиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора. Практическое руководство для работы в программной среде LabVIEW. – М.: ДМК, 2007. – 400 с.

2 , Салахова дистанционный лабораторный практикум по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы» // Сборник трудов Международной научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». Москва, Россия. 18−19 ноября, 2007.