|
Александр Курбатов
Программное обеспечение для сбора и обработки данных при измерениях и испытаниях
В этой части обзора представляются три старожила среди систем графического программирования для проведения измерений и испытаний. Первые два из них заметно выделяются из общей массы благодаря особенностям заложенной в них архитектуры. Они имеют давно сформировавшийся круг потребителей и, несмотря на сильную конкуренцию, пока удерживают небольшую, но достаточно заметную часть рынка рассматриваемого ПО.
2.3. TestPoint
Этот продукт от Capital Equipment (www.cec488.com) также поставляется и многими другими фирмами (например, Keithley), которые комплектуют им свою аппаратуру для сбора и обработки данных на базе PC.
Передняя панель в TestPoint составляется обычным способом из набора компонентов в окне Stock (рис. 1). Имеется стандартный набор органов управления и индикации, но с ограниченными возможностями. В частности, для графического дисплея не предусмотрены функции сжатия/растяжки и курсоров (маркеров). Перечень всех выбранных из меню Stock объектов (в том числе и не отображаемых на передней панели), необходимых для управления программой, обработки данных и т. п., содержится в специальном окне — панель объектов (слева внизу на рис. 1).
Дальнейшие действия по составлению программы в TestPoint существенно отличаются от подхода, принятого в других графических системах рассматриваемого назначения. Для тех выбранных объектов, которые способны влиять на ход выполнения программы (кнопки, переключатели, прерывания от аппаратуры), имеются свои отдельные окна под названием «Список действий» (Action List). На рис. 1 два таких окна показаны снизу справа. Перечисленные в этом окне действия, описанные текстом, выполняются построчно при появлении события, связанного с объектом, которому соответствует данный список действий. Список действий составляется достаточно просто путем перетаскивания (dragging) из панели объектов, функций, подлежащих выполнению, на новую строку или в графу аргумента имеющейся строки. Автоматически всплывающее при этом меню позволяет редактировать необходимые параметры.
В части обработки данных в пакете выполняются основные математические функции, работа с массивами, элементарная статистика, регулирование (PID), преобразования во временной и частотной областях. Обработка производится в объекте Формула (строки 1 и 2 списка действий на рис. 1), который описывается путем ввода текста соответствующего выражения непосредственно или заполнения имеющихся шаблонов. Набор функций не особенно богатый, но вполне достаточный для значительного числа применений.
Для управления ходом выполнения программы предусмотрены объекты типа If, Case, Loop и т. п. Фирма объявляет систему открытой за счет возможности использования внешних библиотек типа DLL, VBX и OCX. Для запуска проекта вне среды разработки есть специальная runtime-версия, не требующая лицензирования.
Имеются функции простого ввода/вывода при работе с портами PC. В части интерфейса к внешним устройствам поддерживаются RS232, RS485 и GPIB. Последний является одной из специализаций Capital Equipment. Наличествует большое количество драйверов для вставных в PC плат сбора данных практически от всех производителей.
Текущая (на момент написания статьи) версия TestPoint — 3.4 выпуска 1999 г. не очень отличается от предыдущей, датируемой 1997 г. То есть большой активности в деятельности фирмы по развитию этого продукта не замечено. Он до сих пор остается, по сути дела, 16-разрядной системой и работает под Windows 3.x, 95, 98 и NT. При задании свойств графического интерфейса пользователя отсутствует возможность выбора типа шрифта и выполнения всех надписей на передней панели в кириллице. Это ограничивает возможность использования TestPoint отечественными потребителями. CD с демо-версией пакета можно заказать на сайте фирмы.
2.4. Labtech Notebook и Control
Фирма Laboratory Technologies (www.labtech.com) выпускает под такими названиями пакеты для построения контрольно-измерительных систем. Различия между ними состоят в основном в наборе функциональных возможностей при одинаковой базовой архитектуре. Серия NOTEBOOK предназначается для сбора и обработки данных, а CONTROL — дополнительно и для задач регулирования. Максимальные возможности предоставляются пакетом CONTROLpro, который и рассматривается в дальнейшем.
Принципы функционирования этой программы отличаются от аналогичных в рассмотренных ранее графических системах. Программа выполняется под управлением тактовых сигналов, и ее работа в меньшей степени обусловлена прохождением потоков данных. Это обеспечивает более предсказуемое поведение системы, что важно для задач реального времени, на которые в первую очередь и ориентированы данные продукты.
Пакет состоит из трех основных частей: программа Build Time для составления схемы процесса регистрации и обработки данных (рис. 2), модуль Vision для редактирования передней панели и ее отображения в реальном времени (рис. 3) и runtime сервер запуска проекта.
Для составления схемы предусмотрены интерфейсные блоки для GPIB, RS-232 и вставных в PC плат, блок Calculated для задания конкретной операции обработки, блок Vision ввода связей с компонентами передней панели, набор блоков для задач регулирования и некоторые другие блоки для выполнения системных функций. Для блока указывается значение тактовой частоты запуска на его исполнение в герцах, время работы и метод его старта/стопа. Допускается задание до восьми наборов таких параметров для одного блока. Тогда блок работает последовательно во времени с каждым таким набором параметров. При этом можно задавать число повторений такой работы, но первый набор выполняется только один раз. Это ценное свойство пакета позволяет осуществлять действия типа «временной лупы» и подобных, где необходимы изменения частоты дискретизации сигналов.
Блоки выполняют свои функции в соответствии с присвоенными номерами и с учетом текущего значения тактовой частоты и отработанного времени. Для задач контроля есть функция выдачи сообщений об аварии при достижении сигналом граничных значений, набор которых задается в каждом блоке. Допускается создание протокола.
В части обработки данных возможности блока Calculated невелики. Предусмотрены основные математические действия и функции над двумя входными сигналами, минимальная статистика, простой цифровой фильтр с конечной имульсной характеристикой (FIR), FFT с числом точек до 4096.
Для создания передней панели есть базовый набор органов управления и индикации с минимальным редактированием их свойств. Для графического дисплея не предусмотрены автоматический выбор диапазона и функции курсоров. Никаких надписей на кириллице в передней панели выполнить не получилось.
Библиотечных функций по организации собственного ввода/вывода нет, но для таких целей можно воспользоваться специальным блоком, который устанавливает связь с внешней программой, написанной на С. Пакетом поддерживаются платы сбора данных для PC (свыше 1000 моделей) большинства известных фирм.
В процессе работы полученные данные могут сбрасываться на жесткий диск и с помощью ActiveX-контейнеров передаваться соответствующим приложениям, включая web-броузеры для организации удаленной работы через Интернет. Фирма акцентирует внимание именно на сетевых возможностях своего продукта. Для обеспечения отображения данных в таких приложениях в пакете предусмотрены специальные объекты типа цифровое табло и графический дисплей в стиле самописца.
На рис. 4 приведен вариант использования таких объектов в текстовом редакторе WordPad. Связи между этими объектами и сервером устанавливаются простым копированием выделенного блока — источника требуемых данных в программе запуска проекта и последующей вставкой в объект в приложении. Для таких решений, в частности, также устраняются ограничения пакета для отечественного потребителя, связанные с использованием русского языка.
Текущая (на момент написания статьи) версия CONTROLpro — 12.0 этого года. Хотя пакет и выглядит несколько старомодным, его не стоит полностью исключать из рассмотрения для решения тех простых задач в реальном времени, в которых есть необходимость выполнения каких-нибудь операций контроля. С сайта фирмы можно списать полнофункциональные пробные двухнедельные версии всех пакетов.
2.5. DADiSP 2000
Этот продукт от DSP Development Corp. (www.dadisp.com) не относится, строго говоря, к ПО рассматриваемого назначения. Фирма называет действия пользователя в пакете визуальным программированием. За счет обширных математических возможностей DADiSP используют для анализа данных и их графического представления и презентации. Его также применяют для моделирования алгоритмов цифровой обработки сигналов при разработке устройств на основе DSP.
Упоминание о DADiSP в данном контексте вызвано тем, что в нем предусмотрена поддержка интерфейса GPIB. Поэтому его можно использовать при построении систем сбора и обработки данных с применением автономных измерительных приборов. Текущая версия пакета — 5.0.
(Окончание следует)
|
