УДК 378.147
Любомир Колодійчук
Світлана Гайдукевич
ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОЕКТУВАННЯ
ВІРТУАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ
Нині впровадження
інновацій стає необхідною умовою збереження конкурентноздатності продукції на
міжнародному ринку праці. Сучасна
світова практика застосування інформаційних технологій вказує на стійку
тенденцію просування віртуальних вимірних засобів для проведення досліджень
реальних процесів. Зокрема, в американських університетських наукових
лабораторіях широко використовуються віртуальні пристрої.
Віртуальні пристрої
це – програми в середовищі LabWIEW, що функціонально і зовні подібні до
реальних та виконують певні задачі [2. с.34]. Концепція віртуальних пристроїв
полягає у синтезі вимірювальних інструментів, стандартних приладів узгодження і
персонального комп’ютера з гнучким програмним забезпеченням.
В основі технології
проектування ми поставили системний підхід. У ході дослідження встановлено, що
проектування технічної дисципліни включає наступні етапи: пошуковий; моделювання;
організаційно-управлінський і конструювання [1, 22]. Наше бачення
пошукового етапу проектно-віртуальної діяльності полягало в тому, що
визначалися зовнішні щодо даної системи цілі досягнення бажаного результату. Такі
цілі створювали загальне уявлення про результат проектування і оформлювалися у
вигляді інтерфейсу користувача на фронтальній панелі. При цьому інтерфейс був представлений
простими елементами вводу виводу даних. Зокрема, реостатами, індикаторами,
осцилографами, цифровими контролами, а також елементами дизайну для покращення
зовнішнього вигляду віртуального пристрою. Інструментальна панель Tools
дозволяла змінювати значення елементів керування, виконувати переміщення та
з’єднання елементів, викликати контекстне меню.
Після проектування
належного способу взаємодії переходять до другого найбільш важливого етапу
емулювання пристрою на блок-діаграмі. Для цього скористалися командами Windows-Show-Blok Diagrem головного меню.
Окрім терміналів лицьової панелі, діаграма доповнюється додатковими інструментами
палітри Function. Зокрема, масивами, кластерами, генераторами симуляції
сигналів (Signal Generation by Duration, Sine Pattern, Abitrary Wave) тощо.
При цьому особливе
місце відводилося типам даних: передавання інформації з периферії (COM, USB)
виконується через рядковий тип; вимикачі, кнопки – описуються логічним типом;
цикли – знаковим цілочисельним І 32; дані динамічного типу можна направляти до
будь-якого елемента відображення. В цьому випадку представлення інформації
можна здійснити у вигляді масивів у табличній, цифровій чи графічній формах.
Вважаємо, що найбільш зручною є наочна інтерпретація експериментальних даних у
файл типу “крупноформатна таблиця”, а також за допомогою осцилографів Waveform.
Після розробки
блок-діаграми перейшли до організаційно-управлінського етапу налагодження
роботи віртуальної схеми у середовищі LabWIEW. Для цього ми скористалися лінійкою
інструментів. Зокрема, режимами покрокового налагодження і редагування
програми. Інструментом «Highlight Execution» вмикався режим анімації
потоків даних, що дозволяло моніторити рух даних по провідниках і їх
перетворення на нодах блок-діаграми.
Особливістю даного IDE є можливість роботи в режимі
“підказки”, коли програма керує діями програміста, надаючи коментарі і блокується
при здійсненні критичних помилок. Інструментальна панель також дозволяла
додатково вводити контрольні точки у функціях, вузлах, провідникових даних,
структурах тощо. З метою коментування частини коду на етапі налагодження
використовувалися структури Diagram Disable Structure.
Проектування
завершувалося конструкторським етапом, який передбачав підключення до системи
збору даних DAQ – вхідних та вихідних елементів.
У ході вирішення електровимірювальних
задач особливе місце займав широкий набір функцій: обробки сигналу (Signal
Analysis); визначення статистичних параметрів сигналу, починаючи з мінімального
та максимального і закінчуючи середньоквадратичним відхиленням (Statistics);
виділенням постійної та змінної складових сигналу (AC&DC Estimator);
нормалізації, лінеаризації, інтерполяції чи логарифмічного стискання (Scale and
Mapping); фільтрування сигналів (Filters) тощо.
Узагальненням роботи
є технологія проектування віртуальних пристроїв включає такі етапи: пошуковий,
що передбачає створення інтерфейсу користувача; моделювання – створення
програмного коду моделі на блок-діаграмі; організаційно-управлінський, який полягає
у налагодженні роботи віртуальної схеми; конструкторський – конфігурації
спеціальних пристроїв збирання даних (DAQ) і підєднанні функціональних
елементів.
На наш погляд,
застосування віртуальних пристроїв може бути використано для вирішення задач
вимірювання та автоматизації таких як: реверсивний пуск асинхронного
електродвигуна; частотне регулювання електроприводу; ШИМ-контролери тощо.
У ході дослідження
виявлено, що перспективи використання технології проектування віртуальних
пристроїв зумовлені таким: більшою точністю проведення експериментальних
досліджень за рахунок DAQ-пристроїв; зниженням матеріальних витрат унаслідок
застосування лише “віртуальних деталей”; багатофункціональністю розроблених
віртуальних пристроїв, що можуть вирішувати різнорідні задачі; підвищенням
показників надійності системи автоматичного керування внаслідок зменшення
аварійних режимів роботи; підвищення наочності збирання, обробки, відображення
та зберігання інформації в табличній, цифровій і графічній формах; налагодження
роботи віртуальних пристроїв за рахунок покрокового режиму й анімації потоків
даних по програмних провідниках; вирішенням життєвого циклу електротехнічних
систем в екологічному аспекті.
ЛІТЕРАТУРА
1.
Колодійчук
Л. С. Етапи педагогічного проектування навчального процесу / Л. С. Колодійчук
// Молодь і ринок: Науково-педагогічний журнал. – Дрогобич, 2009. – Вип.6 (53).
– С.48-50.
2.
Тревис
Дж. LabVIEW для всех. Пер. с англ. Клушин Н.А. – М.: ДМК Пресс; Прибор
Комплект, 2005. – 544с.