UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA

Facoltà di IngegneriaCorso di Laurea in Ingegneria Informatica

ACQUISIZIONE DATI IN AMBIENTE REAL TIME E MONITORAGGIO VIA RETE CON LABVIEW

Relatori Candidato

Ch.mo Prof.Ing.Aldo Balestrino Simone Brancaccia

Prof.Ing.Mario Innocenti

Dott.Ing.Alberto Landi

ACQUISIZIONE DATI IN AMBIENTE REAL TIME E MONITORAGGIO VIA RETE CON LABVIEW

Descrizione generale del sistema Il server per l’acquisizione dati e il

controlloIl protocollo di comunicazioneIl client LabviewAcquisizioni dati da un dispositivo realeConclusioni

STRUTTURA DEL SISTEMA

Architettura client/server che consente all’utente di operare su un sistema remoto che è in grado di

effettuare l’acquisizione dati e il controllo su un dispositivo reale.

Client LabviewWindows95

TCP/IPServer CRT Linux

Processo reale

DESCRIZIONE GENERALE

Instaurata la connessione con il server l’utente può: acquisire informazioni sui task disponibili configurare il sistema remoto selezionare un task configurarne il periodo attivare/disattivare il task selezionato acquisire dati visualizzare e memorizzare i valori ricevuti

IL SISTEMA RT LINUX

Patch del sistema LinuxAlgoritmi di scheduling

Priority Scheduling (RM) EDF

Task RTComunicazione fra processi

RT FIFO Memoria condivisa

IL SERVER: DESCRIZIONE GENERALE

Modulo di Trasferimento

Messaggi

RT FIFOCTRL

RT FIFO DATI

TCP/IP

Modulo RT

TASK 1

TASK n

Handler

IL MODULO DI TRASFERIMENTO MESSAGGI

Ponte tra il socket TCP e le RT FIFO

Server Server figlio

IL MODULO RT

Struttura di un sistema di controllo generico

Controllore D/ADispositivo Controllato

A/D

r e x

y

IL MODULO RT

Task per il controllo e l’acquisizione

Strutture dati e variabili configurabili

Libreria per la scheda di acquisizione

IL MODULO RT

Pattern di ingresso

Inserimento di nuovi task

Libreria di moduli RT

PATTERN DI INGRESSO

Consente di configurare un array di campioni da dare in ingresso al dispositivo, con un periodo settato dall’utente remoto

Meccanismo di generazione di dati in un processo di identificazione da una postazione remota rispetto al dispositivo

SCHEDULABILITÀ

Ci Ti per ogni task RT i

idle time sufficiente per non causare starvation o ritardi elevati dei processi non RT

Task RT Task RT Task RT

LE OPERAZIONI DI SPONIBILI

Operazioni per la richiesta di informazioni

Operazioni di settaggio

Operazioni di controllo

Operazioni di richiesta informazioni

Descrizione del server e dei task disponibili

Richiesta dei valori correnti di variabili e parametri

Richiesta di dati

Operazioni di settaggio

Selezione di un task per il controllo e l’acquisizione dati

Tuning dei parametriSettaggio del periodo di esecuzioneConfigurazione di variabiliConfigurazione del pattern di ingresso

Operazioni di controllo

Attivazione/Arresto di un task

Start/Stop invio dati

Chiusura della connessione

IL PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE

La struttura dei messaggi

Rappresentazione dei dati

Modalità di comunicazione

Description Data

IL PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE

I tipi di messaggio: Richiesta di informazioni Settaggio Controllo

Informazioni Dati Errore Ack

Client Server

Server Client

IL SW LABVIEW

Ambiente integrato prodotto dalla National Instruments per lo sviluppo di applicazioni, soprattutto rivolte all’interfacciamento e alla simulazione di strumenti reali

Un programma in Labview è chiamato Virtual Instrument (VI).

IL SW LABVIEW

Un VI è composto da: Front Panel Block Diagram Icon/Connector

Linguaggio G Grafico Modulare e gerarchico Librerie e strumenti per il debug e il test

IL SW LABVIEW

Esecuzione Data Driven di un VIUn nodo del diagramma in linguaggio G va in esecuzione solo quando su tutti i suoi terminali di ingresso sono arrivati i dati.

Front Panel Signal Generation

Block Diagram

Front Panel per la configurazione della connessione

Front Panel per il settaggio del sistema remoto

Front Panel per il monitoraggio: modalità standard

Front Panel per il monitoraggio: modalità pattern

TEST DEL SISTEMA

Test in piccolo

Test di integrazione

User test: Utilizzo corretto e situazioni limite Utilizzo scorretto e crash

ACQUISIZIONE DATI DA UN PROCESSO REALE

DISPOSITIVO

Scheda

LabPC+

ServerTCP/IPClientUtente

IL DISPOSITIVO

Convertitore statico di tipo 24/220/900 che alimenta un motore monofase avente in uscita una dinamo tachimetrica

INVERTERMOTORE

MONOFASEDINAMO

Vin Vout

LE PROVE EFFETTUATE

Variazione analogica della frequenza di ingresso dell’inverter

Variazione della frequenza di ingresso dell’inverter con pilotaggio remoto

Utilizzo di pattern di ingresso

PATTERN D’INGRESSO

0 5 10 15 20 251

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

time (sec)

Vin

,

Vo

ut

(v

olt)

CONCLUSIONI