Файл: Конспект лекций для магистрантов специальности 6М070200 Автоматизация и управление.doc

Разработка интеллектуальных сетей беспроводных датчиков. Сети беспроводных датчиков (Wireless Sensor Networks) позволяют производить измерения по всей площади распределенной системы. С использованием беспроводных сетей, специалисты могут проводить более глубокий анализ начиная с дождевых лесов и дельт различных рек, заканчивая мониторингом состояния и безопасности здания и мостов. Программное обеспечение LabVIEW предоставляет возможность сконфигурировать новую платформу беспроводных измерений NI WSN с использованием визуального программирования для проведения анализа, выборки и представления измеренных данных. С использованием нового программного модуля LabVIEW Wireless Sensor Network Module, специалисты могут индивидуально программировать беспроводные измерительные узлы, увеличивая таким образом время их работы от батареи, повышая эффективность сбора данных и создавая пользовательские интерфейсы контроля работы датчиков.

Возможность тестирования большего числа беспроводных устройств и стандартов. С использованием программируемого измерительного оборудования под управлением LabVIEW, специалисты могут использовать единую измерительную платформу для тестирования различных видов модуляций или протоколов связи. Такой подход является более оптимальным, по сравнению с использованием традиционного оборудования, предназначенного для тестирования одного конкретного протокола связи. Новое программное обеспечение NI WLAN Measurement Suite for LabVIEW гарантирует совместимость со стандартами IEEE 802.11 a/b/g и позволяет проводить измерения до пяти раз быстрее по сравнению с традиционным оборудованием. В дополнение к программному обеспечению WLAN Measurement Suite, специализированные тулкиты WiMAX, GPS и MIMO для LabVIEW предоставляют возможности тестировать большее число беспроводных стандартов с использованием модульного измерительного оборудования NI.

Математические вычисления в реальном времени. LabVIEW имеет встроенные математические библиотеки, содержащие более 1000 функций, начиная с низкоуровневых, например, поточечной обработки сигналов и заканчивая высокоуровневыми, включая внедрение уже готовых конфигураций. Важно отметить, что теперь все функции могут быть реализованы на базе платформы реального времени (Real-Time). С применением модуля LabVIEW MathScript RT, программное обеспечение LabVIEW 2009 имеет больше возможностей по использованию математических вычислений в реальном времени

---

, а также запуску данных алгоритмов на детерминированных операционных системах для специалистов, применяющих текстовые инструменты математических вычислений. Модуль дает возможность специалистам подключать существующие .m файлы, используя готовые интерактивные пользовательские интерфейсы, а также ввод/вывод реальных сигналов и легко запускать их на аппаратной платформе реального времени для более быстрого создания прототипов. Благодаря упрощению процесса реализации математических алгоритмов на встраиваемых аппаратных платформах реального времени, программное обеспечение LabVIEW 2009 является оптимальным инструментом для разработчиков медицинской техники, механиков, разработчиков автономных систем, снижая, таким образом, время выхода новых продуктов на рынок

Добавим, что компания National Instruments адаптировала название новой версии LabVIEW, связав его с нынешним годом выпуска. Ежегодный релиз новой версии LabVIEW позволяет выявить основные преимущества каждой версии, упрощая задачу обновления программного обеспечения заказчика.

Посетите страничку www.ni.com/labview2009 или страничку на сайте National Instruments Россия, СНГ и Балтия, и скачайте пробную версию программного обеспечения. Специалисты технической поддержки получат LabVIEW 2009 автоматически по почте или смогут скачать его с ресурсного центра NI Services Resource Center на страничке www.ni.com/src. Заказчики, чье программное обеспечение является частью корпоративного лицензионного соглашения, должны обратиться к своим администраторам для получения специальных указаний по установке.

Multisim

Multisim (Electronic Workbench V11.0). самая мощная программа для моделирования процессов и рассчета электронных устройств на аналоговых и цифровых элементах. Большой выбор виртуальных генераторов, тетсеров, осциллографов. Совместима с программами PCB-дизайна и CAD. Это разработка фирмы Interactive Image Technologies (www.interactiv.com). Особенностью программы является наличие контрольно-измерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам приближенных к их промышленным аналогам. Программа легко осваивается и достаточно удобна в работе. После составления схемы и ее упрощения путем оформления подсхем моделирование начинается щелчком обычного выключателя.

Преимущества. При разработке современного радиоэлектронного оборудования невозможно обойтись без компьютерных методов разработки, ввиду сложности и объемности выполняемых работ. Разработка радиоэлектронных устройств требует высокой точности и глубокого анализа. Еlectronics Workbench (EWB) может применяться как на предприятиях, занимающихся разработкой электрических цепей так и в высших учебных заведениях, занимающихся изучением и разработкой радиоэлектронных устройств. EWB применяется в большинстве высших учебных заведений мира. EWB может применяться как замена дорогостоящего оборудования. EWB может производить большое количество анализов радиоэлектронных устройств, занимающих достаточно много времени при стандартных методах разработки. EWB включает в себя большое количество моделей радиоэлектронных устройств наиболее известных производителей, таких как Motorolla. EWB прост в обращении и не требует глубоких знаний в компьютерной технике. Интерфейс EWB можно освоить буквально за несколько часов работы. EWB может работать с большим числом компьютерной периферии, а также имитировать ее работу. EWB может на данный момент не имеет себе аналогов по простоте интерфейса и числу выполняемых функций.

---

Старая версия программы Electronics Workbench версии 5.12 (EWB) очень наглядна и удобна для освоения схемотехнического моделирования электронных схем и широко используется для обучения магистрантов и для выполнения исследовательских работ, не предполагающих немедленной конструкторской реализации. Может работать без инсталляции.

Micro-Cap

Семейство программ схемотехнического анализа Micro-Cap (разработчик Spectrum Software http://www.spectrum-soft.com) пользуется достаточно большой популярностью среди магистрантов ВУЗов радиоэлектронного профиля. Это во многом связано с тем, что программа имеет бесплатную (студенческую) версию, кардинально не отличающуюся от полнофункциональной. Кроме того, программы семейства MicroCAP имеют удобный, дружественный интерфейс и достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам компьютера. Но при этом предоставляемые возможности достаточно велики. Микрокап позволяет анализировать не только аналоговые, но и цифровые устройства. Возможно также и смешенное моделирования аналого-цифровых электронных устройств. Опытные пользователи пакета могут также в нестандартной ситуации создавать собственные макромодели, облегчающие имитационное моделирование без потери существенной информации о поведении системы. А начинающие практически сразу могут сразу начать работу с программой на основе анализа примеров, поставляемых с программой. Кроме того, MicroCAP имеет демонстрационный режим, который позволяет понять основные возможности и приемы работы - достаточно смотреть за тем, что происходит на экране.

Программа схемотехнического моделирования (симулятор) Micro-Cap может представлять интерес для широкого круга людей, занимающихся или изучающих электронику. В первую очередь эту программу можно рекомендовать магистрантам электротехнических и радиотехнических специальностей, а также радиолюбителям и инженерам-разработчикам. Правда, для последних существенным недостатком MicroCap можно считать отсутствие встроенных средств трассировки печатных плат, поскольку для этих целей придется использовать программы сторонних производителей. Полная совместимость со SPICE-моделями и SPICE-схемами и развитые возможности конвертирования позволяет пользователю Micro-Cap успешно пользоваться всеми разработками, предназначенными для DESIGNLAB и ORCAD, а полученные навыки моделирования позволят в случае необходимости гораздо быстрее осваивать более сложные профессиональные пакеты моделирования.

Proteus

Система Electronics Labcenter Proteus 7.4 sp3 (build 6792)

---

предназначена для проектирования аналоговых, цифровых и аналого-цифровых устройств, имитации и анимации принципиальных схем на МК. Программа не заменима для магистрантов, инженеров электронщиков и всех, кто так или иначе связан с разработкой радиоэлектронных устройств. В ее составе много виртуальных инструментов, с помощью которых можно смоделировать конкретное устройство и подав на него сигнал с виртуального генератора и подключив, опять-таки виртуальный, осциллограф можно посмотреть, как будет работать устройство. Proteus 7 состоит из двух основных модулей:

• 
  
  

ISIS - графический редактор принципиальных схем служит для ввода разработаных проектов с последующей имитацией и передачей для разработки печатных плат в ARES. (Я сам неоднократно отлаживал проекты на микроконтроллерах AVR используя ISIS, что значительно облегчило разработку устройств. К тому же после отладки устройства можно сразу развести печатную плату в ARES которая поддерживает авто размещение и трассировку по уже существующей схеме)

• 
  
  

ARES - графический редактор печатных плат со встроенным менеджером библиотек и автотрассировщиком ELECTRA, атоматической растановкой компонентов на печатной плате.

SamSim.

Программа предназначена для моделирования линейных и нелинейных цепей в системах автоматического управления. С помощью этой программы возможно:

• 
  построение любых схем моделей из предлагаемых библиотек элементов,
  
• 
  задание параметров интегрирования и параметров элементов схемы,
  
• 
  сохранение в файле и считывание из файла модели (схемы и её параметров),
  
• 
  построение зависимостей от времени в любых точках схемы,
  
• 
  построение фазовых портретов для любых схем,
  
• 
  построение частотных характеристик и годографов для любых линейных схем,
  
• 
  представление результатов расчёта в графической и табличной форме,
  
• 
  вывод на печать схемы модели и её параметров, результатов расчёта.
  

SIEMENS SIMATIC STEP 7

SIEMENS SIMATIC STEP 7 Professional Edition v.5.4 SR6. Это базовые инструментальные средства для программирования систем автоматизации SIMATIC S7/C7/WinAC. Без наличия этих инструментальных средств программирование систем автоматизации SIMATIC невозможно.

STEP 7 - это базовый пакет программ, включающий в свой состав весь спектр инструментальных средств, необходимых для программирования и эксплуатации систем управления, построенных на основе программируемых контроллеров SIMATIC S7/C7, а также систем компьютерного управления SIMATIC WinAC.

---

STEP 7 Professional - это пакет программ. В состав пакета входят:

* STEP 7 v5.4 SP5

* S7-PLCSIM v5.4 SP3

* S7-SCL V5.3 inkl. SP5 (Старый!)

* S7-GRAPH V5.3 inkl. SP6 (Старый!)

Отличительной особенностью пакета STEP 7 является возможность разработки комплексных проектов автоматизации, базирующихся на использовании множества программируемых контроллеров, промышленных компьютеров, устройств и систем человеко-машинного интерфейса, устройств распределенного ввода-вывода, сетевых структур промышленной связи. Ограничения на разработку таких проектов накладываются только функциональными возможностями программаторов или компьютеров, на которых установлен STEP 7.

Инструментальные средства STEP 7 позволяют выполнять:

* Конфигурирование и определение параметров настройки аппаратуры.

* Конфигурирование систем промышленной связи и настройку параметров передачи данных.

* Программирование, тестирование, отладку и запуск программ отдельных систем автоматизации, а также их локальное или дистанционное обслуживание.

* Документирование и архивирование данных проекта.

* Функции оперативного управления и диагностирования аппаратуры.

STEP 7 входит в комплект поставки программаторов SIMATIC Field PG и SIMATIC Power PG. Он может поставляться в виде самостоятельного пакета программ для персональных компьютеров, работающих под управлением операционных систем Windows 95/ 98/ NT/ ME/ 2000PROF/ XP PROF. Для возможности подключения программируемых контроллеров компьютер должен быть оснащен MPI картой или PC/MPI адаптером и соединительным кабелем.

STEP 7 обеспечивает параллельное выполнение работ по одному проекту несколькими разработчиками. Единственным ограничением при этом является невозможность одновременной записи данных несколькими разработчиками.

S7-PLCSIM - Эмулятор контроллеров Siemens серии Simatic, так что для изучения программирования на контроллерах фирмы siemens, Вам не понадобится покупать настоящий контроллер

SCADA- системы

SCADA (англ. Supervisory Control And Data Acquisition) — система диспетчерского контроля и сбора данных. Очень широко применяются в современных АСУТП и информационных ситемах.

Основные задачи, решаемые SCADA-системами:

• 
  обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы;
  
• 
  обработка информации в реальном времени;
  
• 
  отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме (HMI, англ; Human Machine Interface — человеко-машинный интерфейс);
  
• 
  ведение базы данных реального времени с технологической информацией;
  
• 
  аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями;
  
• 
  подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса;
  
• 
  осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК;
  
• 
  обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES.
  

---