Разработка системы управления экспериментом на лабораторной установке фотоэлектрической станции в режиме удаленного доступа на основе web-технологий
Диссертация - Физика
Другие диссертации по предмету Физика
?ров эксперимента.
) Подсистема имитации эксперимента позволяет до проведения активных экспериментов знакомиться с пультом управления стендом и имитировать элементарные операции настройки условий эксперимента, чтобы снизить затраты времени на реальный эксперимент.
) Подсистема визуализации данных эксперимента позволяет наглядно представить результаты эксперимента в форме, удобной для их дальнейшей обработки.
) Подсистемы управления и измерения позволяют перенастраивать лабораторный стенд и осуществлять его функционирование в заданном пользователем режиме работы, а также осуществлять измерение заданных параметров.
) Объектовая подсистема и подсистема измерений представляет собой стендовую часть лабораторной установки.
Для решения поставленных задач построена структурная схема автоматизированного лабораторного стенда и сетевой лаборатории АУЭС.
В качестве исследуемого объекта в лаборатории удаленного доступа ФЭС АУЭС используется солнечные батареи. Связь исследуемого объекта с операторским пунктом осуществляется посредством устройства ввода/вывода информации, роль которого выполняет Comact field point cFP-2020.
Операторский пункт - включает в себя персональный компьютер, с установленной операционной системой семейства Windows NT и выше, и программное обеспечение LabVIEW Real Time.
На рисунке 2.11 представлена структурная схема сетевой лаборатории ФЭС АУЭС. Администратор данной лаборатории производит запуск серверов, тем самым подключая оборудование к серверу, что позволяет ЛУД использовать это оборудование в сети.
Пользователь имеет возможность проводить эксперименты в ЛУД ФЭС АУЭС после получения необходимого на то разрешения у администратора. Для получения доступа к эксперименту пользователю необходимо пройти тестирование.
После получения доступа у администратора, пользователю необходимо ознакомиться с методической частью, описывающей проведение эксперимента на ФЭС.
2.2.1 Принципы построения и структура ЛУД системы управления учебным экспериментом
Разработанные в АУЭС автоматизированные лабораторные практикумы оснащены в большинстве своем оборудованием, в котором традиционные измерительные приборы и средства автоматизации заменяются их цифровыми аналогами, измерительная часть и диспетчерские функции которых реализованы посредством устройств ввода/вывода аналоговых и цифровых сигналов, а пользовательский интерфейс - программно (виртуальный прибор - ВП). Для сохранения общности построения традиционной измерительной техники и ее виртуального аналога интерфейс ВП выполнен в виде лицевой панели обычного прибора. Использование коммуникационных возможностей применяемых программно-аппаратных решений позволило обеспечить удаленный доступ к разработанным ресурсам, сохраняя традиционную форму проведения лабораторных занятий. Сохранение аналогии дистанционного лабораторного практикума с реальным необходимо для обеспечения полноценности дистанционных лабораторных работ в учебно-методическом плане.
В рамках диссертационной работ был создан лабораторный практикум по возобновляемым источникам энергии на базе АУЭС. К настоящему времени интегрирован комплексный автоматизированный лабораторный практикум Изучение фотоэлектрических станций
Основными компонентами системы являются:
удаленный пользователь;
главный сервер;
лабораторная установка ФЭС;
Вычислительные центры ВУЗа и компьютерные классы.
Основу ЛУД составляет лабораторный сервер, подключение лабораторных установок к которому осуществляется посредствам устройства ввода-вывода, либо устанавливаемых на его системных шинах, либо подключаемых посредствам соответствующих портов (COM,USB).Под лабораторным сервером понимается обычный персональный компьютер (ПК), который в сочетание с устройством ввода-вывода и соответствующим программным обеспечением (ПО) реализует функции различных измерительных приборов и позволяет автоматизировать процессы измерения и управления.
Функционирование ЛУД осуществляется по принципу клиент-сервер. Доступ удаленных пользователей (студент или преподаватель) к лабораторным ресурсам осуществляется через глобальную сеть интернет. Задействованные в системе лабораторные ресурсы носят распределенный характер, так как не требуют локализации в рамках одного помещения, а могут являться отдельными лабораториями, расположенными как в одном, так и в разных учебных заведениях ВУЗа, соединенными локальной сетью. Таким образом необходимо реализовать передачу данных между удаленным пользователем и лабораторной установкой. Передача данных должна быть обеспечена по двум участкам
)глобальная сеть интернет (удаленный пользователь- глобальный сервер системы),
)локальная сеть ВУЗа (сервер системы- лабораторные ресурсы).
Система дистанционного образования строится на основе интеграции широко применяемых интернет -технологий, таких кА РНР, СУБД и решений на базе LabVIEW. Эти технологий на сегодняшний день широко распространены и являются фактически стандартов для разработки WEB-серверов. Поэтому интеграция LabVIEW- решений именно с этими технологиями считается наиболее перспективной.
В состав измерительной системы входит:
многофункциональная плата ввода/вывода NI cFP-2020, модули ввода/вывода ТС-120, RTD-120, DO-403.
Как уже было замечено, особенностью созданного АЛП УД является использование принципа открытой архитектуры, который позволяет увеличива