Технология «Hardware-in-the-Loop» на платформе имитаторов SimSys - идеальное решение при организации учебных практикумов.

Технология «Hardware-in-the-Loop» на платформе имитаторов SimSys - идеальное решение при организации учебных практикумов.

Имитатор SimSys Компьютер + устройство В/В + программное обеспечение – это необходимое условие для организации эффективного учебного практикума, но не достаточное. Нужен еще и реальный объект или его макет, датчики, исполнительные механизмы и устройства согласования сигналов. Причем объект не может быть морально устаревшим, да еще и к тому же ржавым. Это должно быть современное оборудование или его прототип, выполненный на высоком профессиональном уровне, а не как это часто бывает – собранным «на коленках» и из подручных средств. И реальный объект, и полноценный макет должны соответствовать достигнутому уровню техники и технологий. А это означает, что такие объекты достаточно быстро морально устаревают. Кроме того, немаловажным является и стоимость такого оборудование.

Если объект трудно создать в условиях лаборатории, значит - его нужно имитировать. Так и поступают в реальных ситуациях, когда объект физически невозможно разместить в лаборатории или его просто еще пока не существует. Компьютерную имитация, безусловно, обеспечит реализуемость собственно объекта, причем любой сложности, полностью отвечающего требованиям учебного процесса и учитывающего специфику конкретной специальности.

Если объект имитируется с помощью компьютера, то, что делать с датчиками и исполнительными устройствами?  С одной стороны они являются частью системы сбора, а с другой – интегрированы в объект (управляемый клапан врезан в трубопровод, закорпусированная термопара ввинчена в бак, и т.п.). Очевидно, что их тоже следует программно имитировать, поскольку обеспечить их реальное функционирование при отсутствии реального объекта очень сложно. Следуя такой логике, можно и устройство В/В перенести в виртуальный мир. Конечно, доводить до такого абсурда плодотворную идею нельзя - осваивая технологии сбора данных, надо работать с реальным устройством В/В.

Компьютер + устройство В/В + программное обеспечение = имитаторов SimSysИмитирующий компьютер следует оснастить устройствами В/В сигналов и конструктивно оформить в виде лабораторного стенда. Последнее замечание является очень важным, так как необходимо обеспечить восприятие такого стенда как учебного макета, а не компьютера. Кассовый терминал, банкомат, информационная система или игровой автомат не вызывают у человека никаких ассоциаций с компьютером. Вот так и компьютер с устройством В/В, на котором запущена программа-модель, реагирующая на сигналы извне, должен восприниматься как своеобразный макет объекта.

Реализовать такой виртуальный объект можно, используя специализированные компоненты класса Embedded: встраиваемые процессорные платы и модули, LCD-панели, соответствующего форм-фактора узлы В/В, источники питания и др. Но, объектом это устройство станет тогда, когда на нем будет установлено прикладное программное обеспечение. Как и кто его будет создавать? Ответ очевиден: инструментальная среда – LabVIEW, разработчики – преподаватели и студенты.

Специализированная компьютерная система – объект является полностью автономным устройством. В этом есть свои плюсы, но есть и минусы. И главный из них – стоимость. Приложения, созданные в LabVIEW, требуют 32-разрядной производительной РС-платформы класса Pentium не ниже 200 МГц. По предварительным оценкам стоимость Embedded-PC такого класса может составить почти половину стоимости всего изделия. А если исключить процессорную плату, и оставить только монитор и систему В/В? Такое возможно, а почему бы и нет. Тогда приложение-модель можно запустить на основном компьютере – рабочем месте, а визуализацию осуществить на дополнительном мониторе. Это позволит существенно снизить стоимость оборудования, тем самым сделает его более доступным.

Созданный таким способом РС-ориентированный аппаратно-программный комплекс является и виртуальным и вполне реальным одновременно объектом, воспринимающим и реагирующим на входные/выходные нормированные сигналы. Такой комплекс можно действительно назвать универсальным объектом и использовать его во многих дисциплинах, решая при этом многие проблемы с организацией эффективного учебного процесса,

Статьи по теме в журнале ПиКАД:

Выпуск №1.2009г.
"Инновационные подходы к организации практикума по основам технологии сбора данных и программированию" Литвин Н.А., Хохлова Е.Ю., НТУУ "КПИ" , г.Киев, Литвин А.М., “ХОЛИТ Дэйта Системс”

Выпуск №3.2009г.
"Учебный практикум по LabVIEW"
Компьютер, оснащенный средствами В/В и программной поддержки, является необходимым условием для организации учебного практикума по основам технологий сбора данных. Но нужны еще и датчики, исполнительные устройства, усилители, фильтры, источники опорных напряжений, генераторы токов и т.п., а главное нужен объект, или его макет. Где все это взять и сколько это будет стоить? Очевидно, что стоить это будет немало, времени займет много, а что получится в результате неизвестно. О том, как все-таки решить эту проблему, решить эффективно, и при "гуманных" затратах и пойдет речь в данной статье.

Выпуск №4.2009г.
"Учебный практикум по LabVIEW"
Виртуальный объект смесительной установки на платформе имитатора SimSys - пройденный этап (ПиКАД №3, 2009). Следующий шаг - управление этим "объектом". У кого что имеется - платы и модули L-Card, National Instruments, ICP_DAS или ХОЛИТ™ Дэйта Системс - все подходит. Ведь SimSys спроектирован с ориентацией на широкий круг многофункциональных устройств сбора данных. И, пожалуй, микросистема m - DAQ - лучшее бюджетно ориентированное предложение, широко используемое в высших учебных заведениях страны. А посему, давайте создадим программу управления смесительной установкой на платформе SimSys с использованием m - DAQ.


Комментариев к статье: "Технология «Hardware-in-the-Loop» на платформе имитаторов SimSys - идеальное решение при организации учебных практикумов." - 0 (шт.)

Написать комментарий

Ваше Имя:


Ваш комментарий: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.

Введите код, указанный на картинке: