NIWeek: w stronę WiFi oraz Ethernetu

W ubiegłym miesiącu National Instruments przedstawiło swoje najnowsze rozwiązania podczas NIWeek 2008. Producent zaprezentował najnowsze LabVIEW 8.6 oraz zapowiedział wprowadzenie do oferty 10 nowych urządzeń akwizycji danych (DAQ) pracujących w standardzie WiFi i Ethernet. W ten sposób powiększy portfolio urządzeń i oprogramowania o rozwiązania bezprzewodowe. Jednocześnie NI zaprezentowało współtworzony przez siebie system, używany obecnie między innymi przez chińskich inżynierów podczas olimpiady w Pekinie do analizy stanu głównych aren sportowych.

Bezprzewodowe urządzenia NI WiFi DAQ firmy  National Instruments Nowe urządzenia pracujące w standardzie WiFi i Ethernet będą zawierały wbudowane wzmacniacze sygnału oraz bezpośrednie wejścia dla czujników różnego rodzaju sygnałów: fizycznych, mechanicznych i akustycznych. Inżynierowie oraz naukowcy będą teraz mogli łączyć ich zalety z możliwościami oprogramowania NI Lab View do bezprzewodowego nadzoru wielu procesów.

– Oprogramowanie DAQ National Instruments dla LabVIEW, ANSI C/C++ i Visual Basic.NET jest wykorzystywane do pozyskiwania danych z milionów czujników – powiedział John Hanks, dyrektor ds. marketingu systemów pomiarowych National Instruments – Teraz dzięki urządzeniom NI WiFi DAQ możliwe będzie wykorzystanie możliwości, jakie dają czujniki bezprzewodowe do zarówno nowych, jak też używanych obecnie aplikacji pomiarowych bez konieczności nauki nowego oprogramowania.

Dzięki standardowi IEEE 802.11 bezprzewodowe urządzenia NI WiFi DAQ przesyłają na każdym kanale dane z prędkością ponad 50 kS/s przy 24-bitowej rozdzielczości. Pozwala to na natychmiastowe dostarczenie informacji do serwera oraz analizę sygnałów w czasie rzeczywistym. 128-bitowe kodowanie AES gwarantuje bezpieczeństwo przesyłanych danych. Producent dołącza do urządzeń oprogramowanie dla sterowników NI-DAQmx oraz LabVIEW SignalExpress LE do zbierania, analizy i prezentacji danych. Oprogramowanie NI-DAQmx zawiera narzędzie do generacji kodów dla pakietu Lab VIEW i programowania językami tekstowymi, ponad 3000 gotowych szablonów układów sterowania, symulacji i schematów połączeń.

LabVIEW 8.6 jest najnowszą wersją graficznego środowiska programistycznego National Instruments wykorzystywanego przy kontroli, testach oraz rozwoju tzw. systemów wbudowanych. Projektowanie zaawansowanych systemów sterowania ułatwiają programowalne sterowniki automatyki (PAC) oparte na układach typu FPGA. Dzięki temu możliwe jest ograniczenie zużycia maszyn, zwiększenie przepustowości systemu oraz obniżenie zużycia energii na poszczególnych etapach procesu produkcji. Dzięki nowej architekturze skanowania urządzeń We/Wy LabVIEW 8.6 ułatwia programowanie innego produktu National Instruments, NI CompactRIO – oprogramowania do akwizycji i kontroli danych. Najnowsze rozwiązania umożliwiają osiągnięcie determinizmu czasowego We/Wy na poziomie lepszym niż 500 ns. Technologia ta wykorzystuje możliwości i elastyczność układów FPGA bez konieczności wykonywania czasochłonnych kompilacji.

Dodatkowe narzędzia kontroli umożliwiają programowanie z wykorzystaniem bloków funkcjonalnych zgodnie z normą IEC 61131-3. Pracujące w standardzie Ethernet narzędzie nadzorujące pozwala na wyświetlanie na bieżąco stanu procesora i pamięci oraz parametrów urządzeń We/Wy. Za pomocą modułu LabVIEW Control Design and Simulation inżynierowie mogą wykorzystywać rozbudowane modele funkcji kontrolnych do optymalizacji procesów. Zaawansowane narzędzia zawierają regulator proporcjonalno-różniczkująco-całkujący typu PID, regulator LQR z likwidowaniem uchybu ustalonego oraz równania stanu (sprzężenia zwrotne).

 Monitoring superkonstrukcji

CGM Engineering – partner National Instruments – opracował oparty na LabVIEW i NI CompactRIO system SHM (Structural Health Monitoring) do analizy stanu konstrukcji budowlanych. Jest on wykorzystywany m.in. przez The China Earthquake Administration (CEA), rządową komórkę badającą występowanie trzęsień ziemi w Chinach. SHM pracuje obecnie na siedmiu dużych obiektach w Chinach, m.in. arenach olimpijskich – Stadionie Narodowym oraz olimpijskiej pływalni.

Stadion Narodowy w Pekinie, główna arena Igrzysk Olimpijskich 2008 jest monitorowany za pomocą systemu SHM. Źródło: National Instruments– System został opracowany do wychwytywania wibracji konstrukcji oraz detekcji wszelkich zmian strukturalnych – tłumaczy Chris McDonald, wiceprezes CGM Engineering – Dzięki niemu możliwe będzie zredukowanie ewentualnych strat materialnych i ludzkich w przypadku wystąpienia naturalnych katastrof, takich jak trzęsienia ziemi czy huragany.

SHM pozwala na ciągły, prowadzony w czasie rzeczywistym monitoring obiektów. Jedną z zalet systemu jest możliwość zdalnego dostępu do zgromadzonych danych poprzez zabezpieczone łącze internetowe z dowolnego miejsca na ziemi.

64 i 32-kanałowe systemy SHM zawierają szereg kontrolerów CompactRIO podłączanych bezpośrednio do mierzących wibracje akcelerometrów oraz zewnętrznego odbiornika systemu pozycjonującego (GPS) dla synchronizacji układów w jednej obudowie. W obrębie pojedynczej obudowy moduł LiveVIEW FPGA synchronizuje każdy analizowany kanał do 10 mikrosekund wobec zegara GPS. Aby zapobiec interferencji szumów z układów niskoczęstotliwościowych wykorzystywany jest moduł LiveVIEW Real-Time. Każdy system SHM zamknięty jest w obudowie typu NEMA, która chroni urządzenie przed nadmierną wilgotnością i pozwala pracować w przedziale temperatur od – 40 °C to 70 °C.