UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica
ACQUISIZIONE DATI IN AMBIENTE REAL TIME
E MONITORAGGIO VIA RETE CON LABVIEW
Relatori
Ch.mo Prof.Ing.Aldo Balestrino
Prof.Ing.Mario Innocenti
Dott.Ing.Alberto Landi
Candidato
Simone Brancaccia
ACQUISIZIONE DATI IN AMBIENTE REAL TIME
E MONITORAGGIO VIA RETE CON LABVIEW
Descrizione generale del sistema
Il server per l’acquisizione dati e il
controllo
Il protocollo di comunicazione
Il client Labview
Acquisizioni dati da un dispositivo reale
Conclusioni
STRUTTURA DEL SISTEMA
Architettura client/server che consente all’utente di
operare su un sistema remoto che è in grado di
effettuare l’acquisizione dati e il controllo su un
dispositivo reale.
Client Labview
Windows95
TCP/IP
Server C
RT Linux
Processo
reale
DESCRIZIONE GENERALE
Instaurata la connessione con il server l’utente può:
acquisire informazioni sui task disponibili
configurare il sistema remoto
selezionare un task
configurarne il periodo
attivare/disattivare il task selezionato
acquisire dati
visualizzare e memorizzare i valori ricevuti
IL SISTEMA RT LINUX
Patch del sistema Linux
Algoritmi di scheduling


Priority Scheduling (RM)
EDF
Task RT
Comunicazione fra processi


RT FIFO
Memoria condivisa
IL SERVER: DESCRIZIONE GENERALE
Handler
Modulo di
Trasferimento
TCP/IP
Messaggi
RT FIFO
CTRL
RT FIFO
DATI
TASK 1
TASK n
Modulo RT
IL MODULO DI TRASFERIMENTO
MESSAGGI
Ponte tra il socket TCP e le RT FIFO
Server
Server figlio
IL MODULO RT
Struttura di un sistema di controllo generico
r
e
x
Controllore
D/A
y
A/D
Dispositivo
Controllato
IL MODULO RT
Task per il controllo e l’acquisizione
Strutture dati e variabili configurabili
Libreria per la scheda di acquisizione
IL MODULO RT
Pattern di ingresso
Inserimento di nuovi task
Libreria di moduli RT
PATTERN DI INGRESSO
Consente di configurare un array di
campioni da dare in ingresso al dispositivo,
con un periodo settato dall’utente remoto
Meccanismo di generazione di dati in un
processo di identificazione da una
postazione remota rispetto al dispositivo
SCHEDULABILITÀ
Ci  Ti per ogni task RT i
idle time sufficiente per non causare starvation
o ritardi elevati dei processi non RT
Task RT
Task RT
Task RT
LE OPERAZIONI DI SPONIBILI
Operazioni per la richiesta di informazioni
Operazioni di settaggio
Operazioni di controllo
Operazioni di richiesta informazioni
Descrizione del server e dei task disponibili
Richiesta dei valori correnti di variabili e
parametri
Richiesta di dati
Operazioni di settaggio
Selezione di un task per il controllo e
l’acquisizione dati
Tuning dei parametri
Settaggio del periodo di esecuzione
Configurazione di variabili
Configurazione del pattern di ingresso
Operazioni di controllo
Attivazione/Arresto di un task
Start/Stop invio dati
Chiusura della connessione
IL PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE
La struttura dei messaggi
Description
Data
Rappresentazione dei dati
Modalità di comunicazione
IL PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE
I tipi di messaggio:







Richiesta di informazioni
Settaggio
Controllo
Client  Server
Informazioni
Dati
Errore
Ack
Server  Client
IL SW LABVIEW
Ambiente integrato prodotto dalla National
Instruments per lo sviluppo di applicazioni,
soprattutto rivolte all’interfacciamento e
alla simulazione di strumenti reali
Un programma in Labview è chiamato
Virtual Instrument (VI).
IL SW LABVIEW
 Un VI è composto da:



Front Panel
Block Diagram
Icon/Connector
Linguaggio G



Grafico
Modulare e gerarchico
Librerie e strumenti per il debug e il test
IL SW LABVIEW
Esecuzione Data Driven di un VI
Un nodo del diagramma in linguaggio G va in
esecuzione solo quando su tutti i suoi terminali di
ingresso sono arrivati i dati.
Front Panel Signal Generation
Block Diagram
Front Panel per la configurazione
della connessione
Front Panel per il settaggio
del sistema remoto
Front Panel per il monitoraggio:
modalità standard
Front Panel per il monitoraggio:
modalità pattern
TEST DEL SISTEMA
Test in piccolo
Test di integrazione
User test:


Utilizzo corretto e situazioni limite
Utilizzo scorretto e crash
ACQUISIZIONE DATI
DA UN PROCESSO REALE
Utente
Client
TCP/IP
Server
Scheda
LabPC+
DISPOSITIVO
IL DISPOSITIVO
Convertitore statico di tipo 24/220/900 che
alimenta un motore monofase avente in
uscita una dinamo tachimetrica
Vin
INVERTER
MOTORE
MONOFASE
Vout
DINAMO
LE PROVE EFFETTUATE
Variazione analogica della frequenza di
ingresso dell’inverter
Variazione della frequenza di ingresso
dell’inverter con pilotaggio remoto
Utilizzo di pattern di ingresso
PATTERN D’INGRESSO
6
5 .5
5
Vin , Vout (volt)
4 .5
4
3 .5
3
2 .5
2
1 .5
1
0
5
10
15
tim e ( s e c )
20
25
CONCLUSIONI