Proiectarea și implementarea unui sistem de comunicații pentru controlul instrumentelor de măsurat

Capitolul 1. Introducere

Recent, tendința a fost spre control prin LAN / Ethernet, oferind viteze mai mari și configurație mai ușoară decât GPIB. În plus, mai multe instrumente rulează versiuni încorporate ale Microsoft Windows care susțin partajarea intuitivă a fișierelor cu PC-urile și o mai ușoară control de la distanță prin utilizarea partajării de ecran la PC-ul de la instrumentul de măsurare la distanță.

Avantajele cheie ale telecomenzii sunt enumerate mai jos:

① Controlul instrumentului de măsurare amplasat în altă parte (telecomandabilitate)

② Măsurători repetate mai rapide și mai precise decât este posibil sub control manual

(automatizare)

③ Controlul integrat al mai multor instrumente de măsură și sisteme de măsurare (eficiență)

④ Extinderea funcțiilor de măsurare folosind calculatorul (extensibilitate)

Atunci când se utilizează instrumente de măsură RF / microunde, cum ar fi analizoarele de semnal, generatoarele de semnale etc., câmpurile principale care utilizează telecomanda sunt colectarea automată a datelor de testare pentru R & D a echipamentelor electronice și radio, inspecția automată pe linii de producție, monitorizarea condițiilor de radio-undă etc. Înțelegerea principiilor de control de la distanță a măsurătorilor instrumente crește eficiența proceselor legate de măsurare, conducând, în cele din urmă, la perioade de dezvoltare mai scurte, la o calitate mai bună a produselor, la costuri reduse de producție și întreținere etc.

Acest document utilizează exemple ale unui analizor de semnal Anritsu de tip bench-top și generator de semnale care rulează Windows încorporat pentru a explica principiile controlului de la distanță al instrumentelor de măsurare pe Ethernet.

Abrevieri în manual

Dacă nu se specifică altfel, abrevierile din acest manual au următoarele semnificații.

PC Windows PC care efectuează controlul la distanță

SA Analizor de semnal Anritsu MS2840A (Windows 7)

SG Generator de semnal vector Anritsu MG3710A (Windows 7)

VISA National Instruments NI-VISA

Windows Microsoft Windows 7 (versiunea depinde de PC și instrument de măsurare)

Capitolul 2. Tipuri de interfață de control de la distanță

Instrumentele de măsurare folosesc de obicei trei tipuri de interfață pentru controlul la distanță. Caracteristicile fiecăruia sunt explicate mai jos.

GPIB (General Purpose Interface Bus)

Această interfață tipică a provenit din Hewlett Packard (actualmente Keysight Technologies) HP-IB interfațată și acum standardizată de IEEE488.2. Un controler PC poate controla simultan până la 14 instrumente de măsură conectate. Dacă un instrument de măsurare are funcția de controler, pot fi conectate până la 15 instrumente. Lungimea maximă a unui cablu care leagă colegii de măsurare este de 4 m. Cablurile folosesc conectori ecranați pentru a rezista zgomotului. Pot fi transferate până la 8 MB de date paralele pe 8 biți. Funcția de alocare a serviciului de solicitare (SRQ) gestionează notificările, cum ar fi statutul instrumentului anormal, completarea operațiunii etc., către controlor. Funcțiile principale ale GPIB sunt compatibile cu USB și Ethernet; atunci când utilizați GPIB cu un PC, este necesar să instalați în PC un card USB sau PCI cu funcții port GPIB / controler.

Figura 1. Conexiuni prin cablu GPIB

USB (Universal Serial Bus)

USB este standard pe aproape toate PC-urile și oferă cea mai ușoară formă de telecomandă unu-la-unu între un PC și un instrument de măsurare. Standardul USB2.0 suportă viteze de până la 480 Mbps, cu maximum 127 de dispozitive conectate. Distanța maximă dintre controler și dispozitive este de 30 de metri. O slăbiciune este sensibilitatea relativă a cablurilor la interferențele de zgomot. În cazul instrumentului de măsurare acceptă protocolul USBTMC-USB488, funcțiile de control sunt aceleași ca și GPIB.

Ethernet

Nu este o exagerare să spunem că Ethernet-ul a devenit recenta masă de control la distanță și este utilizat în mod obișnuit pentru controlul instrumentelor de măsurare cu un port de interfață LAN. Acesta poate suporta aceleași comenzi ca și GPIB utilizând protocolul TCP / IP VXI-11. În plus, controlul poate fi, de asemenea, implementat utilizând așa-numita socket brut. Folosind standardele comune PC 100Base-T și 1000Base-T, este suportat viteze extrem de rapide de 100 Mbps și 1000 Mbps și lungimi de cablu de până la 100 m. Vitezele de transmisie a datelor și configurația flexibilă a rețelei sunt superioare atât GPIB cât și USB. În plus, instrumentele de măsură care rulează Windows încorporat acceptă diverse aplicații, cum ar fi comanda bazată pe comandă, partajarea de fișiere și desktopul la distanță prin intermediul unei singure interfețe și a unui cablu. Cu toate acestea, asigurarea siguranței, a securității și a transferului de date înalte necesită abilități și experiență la nivel înalt, precum și întreținere continuă.

Analizorul de semnal Anritsu MS2840A / MS2830A / MS269xA și generatorul de semnale MG3710A / MG3740A au toate ca GPIB (IEEE488.2), USB (USBTMC-USB488) și Ethernet (VXI-11 și socket raw) panoul din spate.