Разработка системы управления экспериментом на лабораторной установке фотоэлектрической станции в режиме удаленного доступа на основе web-технологий
Диссертация - Физика
Другие диссертации по предмету Физика
ть количество доступных лабораторных работ.
Аппаратно-программный комплекс средств доступа к удаленному лабораторному оборудованию предназначен для дистанционного выполнения работ лабораторных практикумов по физико-математическим, инженерным и техническим специальностям с осуществлением реальных измерений и управлением реальными лабораторными установками через телекоммуникационные сети общего пользования (локальные вычислительные сети, Интернет). Работа на лабораторных стендах и установках осуществляется в реальном масштабе времени по компьютерной сети в последовательном многопользовательском режиме доступа к каждому объекту исследования. Также возможно параллельное выполнение учащимися лабораторных работ в режиме моделирования при запуске демо-версии приложений. Однако и в этом случае виртуальные приборы в демо-версии полностью сохраняют функциональные особенности своих реальных аналогов. Таким образом, предпочтительным является вариант, при котором студенты сначала тренируются работать на так называемом виртуальном тренажере лабораторной установки и только после приобретения определенного навыка смогут получить доступ к управлению реальным лабораторным стендом.
Комплекс работает под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows и представляет собой набор программ и аппаратных модулей, использующих технологии, компоненты и средства корпорации National Instruments. Управляющие программные оболочки лабораторных установок созданы в программной среде LabVIEW и представляют собой виртуальные панели, отображающие на экране персонального компьютера все необходимые ручки управления, органы контроля и визуального отображения хода экспериментального исследования. Для выполнения лабораторных работ установка программной среды LabVIEW не обязательна.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ лаборатория удаленного доступа фотоэлектрической станции АУЭС
Для разработки программного обеспечения в лаборатории удаленного доступа Энергосбережение и нетрадиционные возобновляемые источники энергии использовалась среда графического программирования LabVIEW.
.1 Описание среды графического программирования LabVIEW
Instruments LabVIEW представляет собой высокоэффективную среду графического программирования, в которой можно создавать гибкие и масштабируемые приложения измерений, управления и тестирования с минимальными временными и денежными затратами. LabVIEW сочетает в себе гибкость традиционного языка программирования с интерактивной технологией экспресс ВП, которая включает в себя автоматическое создание кода, использование помощников при конфигурировании измерений, шаблоны приложений и настраиваемые экспресс ВП. Благодаря этим особенностям и новички, и эксперты могут легко и быстро создавать приложения в LabVIEW. Интуитивно понятный процесс графического программирования позволяет уделять больше внимания решению проблем, связанных с измерениями и управлением, а не программированию.
Современные средства разработки прикладного программного обеспечения предоставляют широкий выбор инструментов, как для опытных программистов, так и для не искушенных в программировании пользователей. Эти средства позволяют создавать пользовательские программы непосредственно на стандартных языках программирования, например C/C++, Basic, а также с помощью специальных библиотек, являющихся основой ряда инструментальных программных средств. Пакеты для разработки прикладного программирования для систем автоматизации по своему основному назначению разделяются на следующие группы:
пакеты программ LabVIEW, Measurement Studio, LabWindows/CVI, Agilent VEE и т.п. ориентированы, в основном, на использование в системах автоматизации лабораторного эксперимента и испытаний, хотя могут применяться и при создании других приложений, не связанных с взаимодействием с измерительно - управляющим оборудованием;
пакеты LabVIEW/DSC, Lookout, InTouch, "Трейс Моуд" предназначены для создания прикладного программного обеспечения в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП) и промышленной автоматики (системы SCADA-Supervisory Control And Data Acquisition). По способу программирования эти пакеты делятся на следующие:
текстовые или текстово - графические (Pascal, Delphi, LabWindows/CVI, Measurement Studio, Visual Basic, Visual C/C++), использующие элементы визуального текстового программирования для создания пользовательского интерфейса приложения и ориентированные в первую очередь на опытных программистов;
- графические объектно-ориентированные (InTouch, "Трейс Моуд"), основанные на применении графических образов объектов АСУТП в качестве элементов программирования;
- графические функционально-ориентированные (LabVIEW, LabVIEW/DSC, Agilent VEE), использующие функционально-логический принцип конструирования (рисования) и графического представления алгоритмов программ.
Система LabVIEW включает в себя:
ядро, обеспечивающее работоспособность программных процессов, разделение аппаратных ресурсов между процессами;
компилятор графического языка программирования "G";
интегрированную графическую среду разработки, выполнения и отладки программ;
набор библиотек элементов программирования в LabVIEW, в том числе библиотеки графических элементов пользовательского интерфейса, библиотеки функций и подпрограмм, библиотеки драйверов, библиотеки программ для организации взаимодействия с измерительно-управляющими аппаратными средствами и т.п.;