Sisteme de Achiziție Date pentru Măsurarea Turației

INTRODUCERE

Relaţia om - calculator este din ce in ce mai dinamică. Extinderea folosirii calculatoarelor in activităţi care erau pană nu demult indeplinite exclusiv de operatorii umani cere din partea celor care indeplinesc asemenea aplicaţii din ce in ce mai multe cunoştinţe, mai diverse, mai complexe. Si din păcate acestă pregătire nu poate fi obţinută fără un efort susţinut.

Prezentul proiect a oferit posibilitatea studierii relatiei om – calculator in două domenii abordate incepănd cu acest nivel de formare profesională: monitorizarea proceselor (industriale sau de altă natură) si proiectarea asistată de calculator.

In prima parte a proiectului se doreşte să se prezinte noţiuni fundamentale fară de care nu am putea demara la realizarea proiectului tehnic, apar aici prezentate teme cum ar fi: traductoare si sisteme pentru achiziţie, utilizarea senzorilor in practică, sisteme de achizitie date si sisteme integrate de masură, circuite de conversie analog-numerică si probleme referitoare la structura sistemelor de prelucrare numerică.

Partea a doua a proiectului urmareşte si explică functionarea schemei bloc si implicit cea electrică a montajului si prezintă metoda prin care fucţionează softul de monitorizare a procesului si codul program al acestuia.

Sper ca acest proiect să contureze rolul pe care il are calculatorul si modul in care acesta interactionează sau asistă activitatea umană desfăsurată in aceste domenii. Veţi vedea ca procesele pot fi din domeniile cele mai divese de activitate nu neapărat industriale.

1. TRADUCTOARE ŞI SISTEME PENTRU ACHIZIŢIE SI CONTROL

1.1. GENERALITĂŢI

In diferite aplicaţii practice de conducere automată a unor procese indiferent de mijloacele şi procedeele aplicate una din cele mai importante funcţii este cea de informare. Deciziile în ansamblul global al unei astfel de scheme se pot lua numai ţinând cont de informaţile complete şi corecte asupra evoluţiei unor parametrii semnificativi ce caracterizează procesul. Aceste informaţii reprezintă de fapt valori a unor mărimi fizice ce se pot obţine ca rezultat a unor operaţii de măsurare. In majoritatea cazurilor aceste operaţii de măsusurare sunt efectuate de către aparate de măsură sau de către sisteme de achiziţie date care introduc calculatorul în controlul unui astfel de proces. In sistemele automate conduse de calculator aceste operaţii sunt efectuate de către traductoare, dispozitive care stabilesc o corespondenţă între mărimea de măsurat şi o mărime cu un domeniu de variaţie calibrat, aptă de a fi recepţionată şi prelucrată de echipamentele de conducere. Din punct de vedere a caracteristicilor statice şi dinamice principalele cerinţe impuse traductoarelor sunt: o relaţie liniară de dependenţă intrare ieşire şi dinamică proprie care să nu influenţeze esenţial funcţionarea traductorului. Ţinând cont de satisfacerea calităţilor prezentate anterior şi de faptul că semnalele furnizate de ieşirea unui traductor constituie singurele mărimi accesibile în exteriorul procesului în vederea prelucrării, poziţia unui traductor într-un sisteme automat este prezentată în fig.1.1.

Fig 1.1

unde: P – perturbaţile externe procesului, X- mărimea de măsurat reprezentând parametrul din proces reglat, Y- valoarea curentă, Yr – valoare de referinţă, C- comanda, - eroarea (abaterea), E- mărimea de execuţie.

In raport cu natura fenomenelor purtătoare de informaţie din cadrul procesului, cuplarea traductoarelor la proces poate fi de natură mecanică, termică, pneumatică, electrică, etc. In marea majoritate a cazurilor ieşirile traductoarelor sunt de natură electrică sau pneumatică.

1.2. STRUCTURA GENERALĂ A UNUI TRADUCTOR

Realizarea funcţilor menţionate de către traductor astfel încât semnalul obţinut la ieşirea acestuia să reprezinte valoric mărimea măsurată, sub formă disponibilă instalaţilor de automatizare, implică o serie de operaţii de conversie cu caracter informaţional însoţite de transformări energetice bazate pe energia asociată procesului. In acest scop structura unui traductor conţine următoarele componente tipice (fig. 1.2):

Fig. 1.2.

Elementul sensibil (captor sau senzor): este elemetul care realizează detectarea mărimii fizice pe care traductorul trebuie să o măsoare (din mediu doar mărimea X). Modificarea stării acestuia se face printr-un consum energetic preluat de la proces (care in general trebuie să aibă o valoare foarte mică). În funcţie de structura constructivă elemetele sensibile se împart în două mari categorii:

elemente sensibile parametrice: sunt de fapt componente pasive sau active de circuit care îşi modifică parametrul în funcţie de influenţa mărimii de măsurat. De exemplu: rezistenţă electrică modificată de influenţa temperaturii, capacitate electrică modificată de variaţia distanţei dintre armături, fototranzistor sau fotodiodă, etc. In toate aceste cazuri ES este parte componentă a unui circuit de adaptare ( de ex. în cazul rezistenţelor puntea Wheastoane) care realizează transformarea parametrului de circuit într-un semnal electric unificat fiind necesară în acest caz o sursă de enegie externă (surse de alimentare).