Лекц комплекс СМИОСУ 2017. Конспект лекций для магистрантов специальности 6М070200 Автоматизация и управление
 Скачать 4.07 Mb.
|
Лекция 30 Сециальное программное обеспечение задач моделирования (часть 2)Специальное программное обеспечение для решения задач имитационного и схемотехнического моделирования схем и систем в радиотехнике, электронике и телекоммуникации. Общие сведения Разработка современных систем автоматизации в различных отраслях промышленности, транспорта, связи, бизнеса не могут быть выполнена без использования компьютерных технологий. Использование компьютеров позволяет эффективно решать задачи автоматизации проектирования, математического моделирования и имитации функционирования, оптимизации, подготовки технической документации, реализации технологии изготовления и др. [4]. Типичная система автоматизации может быть представлена структурной схемой, показанной на рисунке 30.1. На этом рисунке условно показана система автоматизации некоторого технологического объекта управления (ТОУ), на входы которого поступают: потоки веществ, энергии, информации и возмущения, нарушающие качество протекания процесса. В результате функционирования ТОУ изменяются его выходы (параметры технологических режимов, показатели эффективности и т.п.), значения которых замеряются измерительными преобразователями ИП (датчиками), и поступают в управляющее устройство УУ (контроллер, ПЛК, автоматический регулятор, управляющий промышленный компьютер и т.п.). В УУ подаются также задания (сигналы от систем управления верхнего уровня, параметры технологического регламента, константы, значения ограничений и др.). Выходные воздействия УУ UP направляются на исполнительные механизмы и регулирующие органы РО, изменяя значения входов так, чтобы обеспечить достижения оптимальных значений заданных критериев оптимальности.  Рисунок 30.1 – Структурная схема одноуровневой системы автоматизации Техническое обеспечение системы автоматизации базируется на использовании различных изделий электронной техники, под которыми мы в дальнейшем понимаем прибор, устройство и т.п., состоящие из электронных, электротехнических и микроэлектронных компонентов. Типичным исполнением такого изделия обычно является печатная плата, на которой размещаются компоненты схемы. Частным случаем является использование в схеме и совокупности компонентов, соединенных проводниками при помощи пайки. Автоматизация проектирования изделий электронной техники подразделяется на следующие четыре этапа: Таблица 30.1 Этапы проектирования изделий электронной техники
При разработке современного электронного оборудования из-за сложности и объема выполняемых работ нельзя обойтись без компьютерных технологий. Ниже проведен краткий обзор функциональных возможностей некоторых компьютерных программ схемотехнического моделирования электронных схем. Они используются на этапах 2-4 автоматизации проектирования и могут быть применены в учебном процессе высшей школы. В дальнейшем мы будем применять термин – программы или системы, хотя фактически это сложные и дорогостоящие (сотни и тысячи долларов США) диалоговые программные комплексы. Список таких программ довольно большой: P-CAD, OrCAD, Protel, Electronic Workbench, BPECS32, QuickPic SchemCreator, CircuitMaker, MicroCap, Accel Eda R15, Pad's Power PCB, Electronic Survey Program, LabView, TraxMaker, Visual Route, Electronic Assistant, AlteraHDL, Pro Electronic Card Maker, Electronic Design Studio, Electronic Design for Windows, Studio Multisim, PSpice, PC-LOGS, Viewlogic, Altera Max Plus II, autoDesk actrix Technical, PCI-X Synopsis, Microwave Office, SUM 3D, и др. Перечисленные программы имеют различные области применения, функциональные возможности, стоимость, сложность в освоении. OrCad и Protel, например, значительно более совершенные, чем CircuitMaker или Electronic Workbench и считаются профессиональными пакетами в области разработки электронных схем. В целом программа MicroCap более мощная, чем Electronic Workbench. Хотя Electronic Workbench проще в использовании, нагляднее и удобнее, но при работе с ней в сложных схемах, особенно в высокочастотных иногда возникают ошибки. Программа MicroCap очень удобна для первоначального освоения схемотехнического моделирования электронных схем и рекомендуется для выполнения исследовательских работ, не предполагающих немедленной конструкторской реализации. Наибольшее распространение она может получить при обучении магистрантов. Electronic Survey Program v.1.1 и TraxMaker v.2. предназначены для разработки электронных схем и плат, Visual Route 3.1 а для разводки и анализа коммуникаций. HyperSignal Block Diagram 4.0 - удобная программа моделирования аналоговых и цифровых устройств, заданных функциональными схемами. Однако однозначно выбрать единственную программу для применения в различных условиях невозможно. Очевидно, что любая, даже самая совершенная программа, построенная на принципах имитационного моделирования, не может, в полной мере, заменить процесс создания и инструментального исследования реального процесса или схемы. Система автоматизированного проектирования (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) — программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Современные системы автоматизированного проектирования обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчётов и анализа CAE (Computer-aided engineering). Данные из CAD-систем передаются в CAM (англ. Computer-aided manufacturing — система автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)). Aucotec ELCAD Aucotec ELCAD/AUCOPLAN v7.5.0. ELCAD - это одна из лидирующих ЕСАЕ систем, установивших high-end стандарты в электронно-техническом проектировании и планировании. Постоянно расширяющийся с 1985 года список возможностей этой системы представляет максимум возможностей для автоматизации. С помощью ELCAD создаются документы, требующиеся для электронно-технических заданий, такие как круговые диаграммы, терминальные и объединяющие диаграммы, списки частей и заказов, списки содержания, списки проводников, общие технические диаграммы, списки привязок и т.п. Автоматическая система ревизионного менеджмента делает ELCAD уникальным в сфере САЕ программ: ELCAD распознает любые изменения в документе по одному нажатию кнопки, а затем создает документ, в котором отображены все эти изменения. ELCAD можем быть использован как отдельная станция, так и сетевая. Несколько дизайнеров могут одновременно разрабатывать один проект по сети. AutoCAD Electrical AutoCAD Electrical 2010 Russian. AutoCAD® Electrical — это AutoCAD® для проектировщиков электрических систем управления. Приложение включает в себя все возможности AutoCAD, а также полный набор функций для электротехнического проектирования. Автоматизация стандартных задач и обширные библиотеки условных обозначений позволяют сэкономить массу времени, которое можно потратить на новаторские разработки. Функциональные возможности AutoCAD® Electrical позволяют автоматизировать электротехническое проектирование и повысить эффективность выпуска рабочих чертежей, предоставляя проектировщикам конкурентные преимущества. Стандарты оформления и библиотеки компонентов. AutoCAD Electrical поддерживает международные стандарты оформления чертежей и содержит обширные библиотеки стандартных компонентов и условных обозначений. Средства для повышения производительности. Полный набор специализированных функций и средств для электротехнического проектирования позволяет повысить производительность работы. Контроль и предотвращение ошибок. Автоматическая проверка позволяет выявить ошибки до выпуска изделия в производство. Средства проектирования схем. Программа позволяет увеличить скорость и точность создания и изменения электрических схем. Средства компоновки панелей. AutoCAD Electrical позволяет легко и быстро создавать точные интеллектуальные чертежи компоновки панелей. Полное управление клеммами. У вас есть возможность упростить выполнение операций при работе с клеммами. Управление данными и формирование отчетов. У рабочих групп есть возможность организации проектных данных и управления ими, а также формирования отчетов для производственных подразделений. Совместная работа и взаимодействие. Использование единой цифровой модели облегчает совместную работу проектировщиков механической и электрической частей проекта. Средства разработки программируемых логических контроллеров. Вы можете повысить производительность и точность при работе с чертежами устройств ввода/вывода ПЛК. Средства переноса данных. Автоматическое преобразование данных в объекты AutoCAD Electrical позволяет сэкономить значительное время без потери предыдущих настроек. CADElectro CADElectro - система автоматизированного проектирования электрических систем управления на базе релейно-контактной аппаратуры и программируемого контроллера. Cadsoft EAGLE Cadsoft EAGLE - это комплексное средство для разработки печатных плат, начиная с создания принципиальной электрической схемы и заканчивая созданием печатной платы и её трассировкой. Pro-версия позволяет разрабатывать печатные платы размером до 1600x1600 мм (16 слоёв) с разрешением до 1/10000 мм. Для этого в программе реализованы три модуля: Schematic Module, Layout Editor, Autorouter. Кроме этого программа имеет довольно большую библиотеку, содержащую множество стандартных и достаточно распространённых электронных компонентов, например, микроконтроллеры, таким образом, не нужно будет самому рисовать изображение компонента на схеме и создавать футпринт для печатной платы. Большинство компонентов также имеют краткое описание. Программа включает в себя: графический редактор схем (Schematic Editor); редактор печатных плат (Layout Editor); весьма гибкий и удобный редактор библиотек (Library Editor); автотрассировщик (Autorouter). CAM350 CAM350 - система подготовки фотошаблонов печатных плат к производству. Программа CAM350 является очень популярной в России, так как ранее облегченная версия этого продукта поставлялась с пакетом ACCEL EDA, поэтому имела схожую с ней идеологию и позволяла загружать проект платы не в виде набора Gerber файлов, а файл PCB с сохранением информации об электрических связях. Начиная с версии 8.0, у программы появился принципиально новый пользовательский интерфейс, значительно упрощающий доступ пользователя к мощным функциям пакета CAM350. Интерфейс построен на стандартных функциях операционной системы Microsoft Windows и поддерживает удобное масштабирование, просмотр топологии, пользовательские настройки меню команд и панелей инструментов. Circuit Maker Professional Пакет программ CircuitMaker 2000 относится к "легким" системам САПР электроники и в основном предназначен для обучения навыкам схемотехнического моделирования смешанных аналого-цифровых устройств и разработки печатных плат на компьютерах под управлением Windows 95/98/2000/NT. Он имеет некоторые особенности, ориентированные на применение в учебном процессе. Пакет программ CircuitMaker, разработанный фирмой MicroCode, в настоящее время принадлежит компании titleium Limited. С его помощью производится графический ввод принципиальных электрических схем, выполнение моделирования смешанных аналого-цифровых устройств и разработка печатных плат (ПП) - фактически в одном пакете имеется компьютерная виртуальная электронная лаборатория, выполняющая цикл сквозного проектирования электронной аппаратуры широкого профиля. Программа CircuitMaker обеспечивает графический ввод принципиальных схем и их моделирование, разработка печатных плат (ПП) производится с помощью входящего в состав пакета программы TraxMaker (в дальнейшем эта программа в соответствии с технической политикой компании titleium Limited может быть заменена соответствующим модулем пакета Protel) или внешних программ PADS, P-CAD, Protel и др. Однако обратим внимание, что в наиболее привлекательной студенческой версии пакета список соединений проекта, необходимый для разработки ПП, выполняется только в формате программы TraxMaker, которая не входит в его состав. Поэтому студенческую версию практически можно использовать только для схемотехнического моделирования, а для разработки ПП следует привлекать коммерческие версии. EAGLE Cadsoft EAGLE - это комплексное средство для разработки печатных плат, начиная с создания принципиальной электрической схемы и заканчивая созданием печатной платы и её трассировкой. Pro-версия позволяет разрабатывать печатные платы размером до 1600x1600 мм (16 слоёв) с разрешением до 1/10000 мм. Для этого в программе реализованы три модуля: Schematic Module, Layout Editor, Autorouter. Кроме этого программа имеет довольно большую библиотеку, содержащую множество стандартных и достаточно распространённых электронных компонентов, например, микроконтроллеры, таким образом, не нужно будет самому рисовать изображение компонента на схеме и создавать футпринт для печатной платы. Большинство компонентов также имеют краткое описание. Программа включает в себя графический редактор схем (Schematic Editor), редактор печатных плат (Layout Editor), весьма гибкий и удобный редактор библиотек (Library Editor) и автотрассировщик (Autorouter). В стандартный комплект поставки входят также модули, проверяющие правильность подключения электрических цепей (ERC – Electrical Rule Check) и правильность расположения компонентов на плате (DRC – Design Rule Check). Причём две последних операции выглядят намного приятнее, чем в более продвинутых системах. EAGLE проверяет правильность дизайна и соединений так, что пользователь вообще не знает, что этим занимается какая-то посторонняя утилита. Следует отметить, что пользователю не приходится запускать для этого различные программные модули, как это сделано в P-CAD или ACCEL EDA - все переходы осуществляются внутри самой программы. Имеется также возможность заливки заданного пространства полигонами. EAGLE позволяет проектировать многослойные платы, содержащие до 16 слоёв и имеющие размеры 1626х1626 мм при разрешающей способности 0,0001 мм. Систему единиц (дюймовую или метрическую) можно изменить на любой фазе работы с проектом без каких-либо потерь. Одним из основных достоинств данного пакета профессионалы выделяют полную синхронность изменений в проекте. К примеру, если вы изменили или удалили какой-либо компонент на схеме, это тут же отразится на рисунке платы. В таких программах, как ACCEL EDA, P-CAD и OrCAD необходимо постоянно контролировать весь проект, при малейших изменениях и на любом этапе работы. Кроме того, в EAGLE откат событий (UNDO) возможен на любое количество действий (такое не позволяет делать даже самый мощный на сегодняшний день CAD – ACCEL EDA). EPLAN Cabinet Electric Rus. Передовой производственный процесс для изготовления электротехнических шкафов EPLAN Cabinet позволяет удобно расположить электрооборудование. В комплект входит высококачественная документация, которая включает все технологические данные об оборудовании для сбора проводных схем и сверлильных станках с ЧПУ. С ее помощью можно снизить производственные затраты и одновременно повысить производительность труда. EPLAN Cabinet Basic. Базовый модуль содержит все функции для быстрой и надежной компоновки элементов на монтажных панелях и в электрошафах. Благодаря удобному интерфейсу и таким инженерным средствам, как Мастер проекта, все пользователи могут быстро и без усилий освоить проектирование планировки. Кабельные каналы, монтажные рейки, клеммы и контакторы легко устанавливаются одним щелчком мыши. Интерактивная система предотвращения конфликтов, а также функция управления минимальными расстояниями и запретными зонами позволяют избежать ошибок проектирования. Помимо трехмерного изображения самого электрошкафа нажатием кнопки можно получить все двухмерные изображения, которые должны быть включены в производственную документацию. EPLAN Cabinet дает возможность ускорить процессы за счет стандартизации. В качестве заготовки выберите уже частично оснащенный образец шкафа в соответствии с потребностями компании. Таким образом, в спецификацию автоматически попадают электрошкафы и все необходимые устройства. Это является основой для создания собственной системы заказов. Прямой интерфейс EPLAN Electric P8 позволяет обмениваться информацией о комплектующих и соединениях. Импорт данных из других систем САЕ также не отнимет много времени. Таким образом, данные из проектов используются напрямую – ошибки исключены! EPLAN Cabinet Routing. EPLAN Cabinet Routing определяет оптимальный путь прокладки кабеля на основании компоновки монтажной панели и данных о соединениях из принципиальной схемы. С помощью исчерпывающих настроек и свободно определяемых правил Вы можете индивидуально управлять трассировкой. Функция автоматического определения длины принесёт Вам значительное повышение производительности труда. Расчеты вручную остались в прошлом. Обеспечивается безошибочность данных о длине, и, благодаря подготовке и предварительной сборке проводов, на изготовление шкафа уходит значительно меньше времени. EPLAN Cabinet создает для Вас таблицу внешних и внутренних соединений, включая информацию о длине, разделке и наконечниках, маркировке проводов. Таким образом, в таблице полностью представлены все данные для изготовления проводов, независимо от того, будет ли сборка осуществляться вручную или автоматически. Эти данные выводятся в нейтральном формате, что позволяет использовать их во всех стандартных станках и, таким образом, достигать оптимизации используемой мощности оборудования. Эти данные можно просто передавать поставщику услуг после обработки с учетом выбранных производственных процессов и используемых мощностей. EPLAN Cabinet NC. Перенесите данные ЧПУ непосредственно в производственную среду. EPLAN Cabinet NC передает данные об обработке монтажных панелей, дверей и боковых поверхностей непосредственно на сверлильные и фрезерные автоматы, в итоге детали блоков полностью готовы к монтажу. Этот модуль предлагается для наиболее часто встречающихся станков с ЧПУ. Результат – идеально подготовленные для монтажа части шкафа и значительное сокращение времени изготовления. Графический редактор EPLAN Cabinet. Чтобы создать графические макросы специально для своей компании, воспользуйтесь удобными функциями графического редактора. Гармоничный интерфейс и функции разработки с учетом контекста позволяют оптимальным образом создавать отдельные детали и интегрировать их непосредственно в среду EPLAN Cabinet. Программа предназначена для моделирования работы любых электронных устройств. От самых простых да сложных. В своем наборе инструментов имеет все необходимые измерительные, логические элементы, цифровые микросхемы, можно подавать на элемент любой цифровой сигнал, вообще много полезного. А главное эта программа станет полезной всем кто не знает в работоспособности схемы и хочет это узнать с минимальной потерей времени и средств. Altium Designer Altium Designer WINTER 09 — это мощная система, позволяющая реализовывать проекты электронных средств на уровне схемы или программного кода с последующей передачей информации в ПЛИС или печатную плату. Отличительной особенностью программы является проектная структура и сквозная целостность ведения разработки на разных уровнях проектирования. Иными словами, изменения в разработке на уровне платы могут мгновенно быть переданы на уровень ПЛИС или схемы и так же обратно. Так же в качестве приоритетного направления разработчиков данной программы стоит отметить интеграцию ECAD и MCAD систем. Теперь разработка печатной платы возможна в трёхмерном виде с двунаправленной передачей информации в механические САПР (Solid Works, Pro/ENGINEER и др.) Структура проекта. Данный пакет состоит из двух продуктов, базирующихся на единой интегрированной платформе DXP, возможность работы с тем или иным из них зависит от типа приобретённой лицензии: Altium Designer Custom Board Front-End Design – Проектирование ПЛИС, схемотехническое проектирование и моделирование. Altium Designer Custom Board Implementation – Проектирование печатных плат и ПЛИС. В состав программного комплекса Altium Designer входит весь необходимый инструментарий для разработки, редактирования и отладки проектов на базе электрических схем и ПЛИС. Редактор схем позволяет вводить многоиерархические и многоканальные схемы любой сложности, а также проводить смешанное цифро-аналоговое моделирование. Библиотеки программы содержат более 90 тысяч готовых компонентов, у многих из которых имеются модели посадочных мест, Spice и IBIS-модели, а также трёхмерные модели. Любую из вышеперечисленных моделей можно создать внутренними средствами программы. Работа в 3D. Редактор печатных плат Altium Designer содержит мощные средства интерактивного размещения компонентов и трассировки проводников, которые совместно с интуитивной и полностью визуализированной системой установки правил проектирования максимально упрощают процесс разработки электроники. Инструменты трассировки учитывают все требования, предъявляемые современными технологиями разработок, например, при трассировке дифференциальных пар или высокочастотных участков плат. В состав программы входит автоматический трассировщик Situs, в котором используются наиболее прогрессивные алгоритмы трассировки печатных проводников. Принципиальным отличием последней версии Altium Designer является поддержка двунаправленной работы с механическими деталями и моделями компонентов в формате STEP, которые могут быть импортированы/экспортированы из механических САПР. Работа над всеми частями проекта ведётся в единой управляющей оболочке Design Explorer, что позволяет разработчику контролировать целостность проекта на всех этапах проектирования. Таким образом, изменения, внесённые на любом этапе разработки, автоматически передаются на все связанные стадии проекта. В дополнение к мощным средствам разработки, Altium Designer имеет широкие возможности импорта и экспорта сторонних систем проектирования и поддерживает практически все стандартные форматы выходных файлов (Gerber, ODB++, DXF и т.д.). Полностью поддерживаются все наработки в виде схем, плат и библиотек, разработанные в последних версиях P-CAD. LabVIEW LabVIEW (англ. Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) — это среда разработки и платформа для выполнения программ, созданных на графическом языке программирования «G» фирмы National Instruments (США). Первая версия LabVIEW была выпущена в 1986 году для Apple Macintosh, в настоящее время существуют версии для UNIX, GNU/Linux, Mac OS и пр., а наиболее развитыми и популярными являются версии для Microsoft Windows. LabVIEW используется в системах сбора и обработки данных, а также для управления техническими объектами и технологическими процессами. Идеологически LabVIEW очень близка к SCADA-системам, но в отличие от них в большей степени ориентирована на решение задач не столько в области АСУ ТП, сколько в области АСНИ. Новая версия NI LabVIEW 2009 предназначена для разработки приложений с использованием самых последних технологий. Новая версия программного обеспечения позволяет упростить технологию параллельного программирования, разработку систем распределенных беспроводных датчиков, тестирование ВЧ-оборудования и математические вычисления в реальном времени. 3 августа 2009 года - конференция NI Week – сегодня компания National Instruments анонсировала LabVIEW 2009 - последнюю версию среды графического программирования для управления, тестирования и разработки встраиваемых систем. LabVIEW 2009 позволяет упростить решение задач разработки многопроцессорных систем, а также улучшить параметры компилятора и готовых функциональных блоков, что позволяет упростить разработку систем на базе ПЛИС. Последняя версия LabVIEW позволяет проводить внедрение кода для программирования распределенных систем с беспроводными датчиками, что позволяет специалистам создавать интеллектуальные промышленные системы измерений и мониторинга и предлагать самые последние решения для тестирования различных протоколов беспроводной связи, включая WLAN, WiMAX, GPS и MIMO на единой аппаратной платформе. Кроме того, LabVIEW 2009 упрощает математические вычисления в реальном времени за счет оптимизации математических алгоритмов и внедрению на аппаратную платформу реального времени. По словам президента, генерального директора и соучредителя компании National Instruments Джеймса Тручарда, - “Сегодня, в сложной экономической ситуации, инженеры и специалисты вынуждены реализовывать свои проекты затрачивая минимум ресурсов и времени”. “Новые перспективы, появившиеся вследствие вложения больших инвестиций в инфраструктуру, мониторинг окружающей среды, медицинские исследования, разработку и тестирование новых приборов заставили нас сфокусироваться на создании LabVIEW 2009. Именно LabVIEW 2009 позволит оптимально использовать ресурсы таких базовых технологий, как многопроцессорные системы, технологии с использованием ПЛИС, беспроводные платформы, а также математические вычисления в реальном времени и внедрять инновационные решения на их базе” Модернизация технологий разработки многопроцессорных систем. Технология виртуализации делает возможным одновременный запуск нескольких операционных систем на одной многопроцессорной аппаратной платформе, что позволяет создавать системы, обладающие более высокой производительностью и эффективностью. Программное обеспечение NI Real-Time Hypervisor функционирует на двухядерных и четырехядерных контроллерах NI PXI, а также на промышленных контроллерах National Instruments. В то время как виртуализация позволяет внедрять новые возможности для разработки систем с параллельным исполнением кода, программное обеспечение LabVIEW 2009 также имеет новые улучшенные возможности для разработки многопроцессорных систем и систем на базе ПЛИС. В LabVIEW 2009 появилась новая циклическая структура for-loop, позволяющая автоматически распределить циклические итерации между несколькими процессорами, значительно увеличивая скорость обработки. Использование среды LabVIEW для программирования ПЛИС стало еще проще и удобнее, благодаря возможности подсветки критических, неоптимальных для исполнения участков кода для предварительной оценки ресурсов, используемых на ПЛИС и более точной временной синхронизации компиляции. Кроме того, оптимизированное ядро ПЛИС позволяет увеличить пропускную способность при обработке математических операций и обработке сигналов. Разработка интеллектуальных сетей беспроводных датчиков. Сети беспроводных датчиков (Wireless Sensor Networks) позволяют производить измерения по всей площади распределенной системы. С использованием беспроводных сетей, специалисты могут проводить более глубокий анализ начиная с дождевых лесов и дельт различных рек, заканчивая мониторингом состояния и безопасности здания и мостов. Программное обеспечение LabVIEW предоставляет возможность сконфигурировать новую платформу беспроводных измерений NI WSN с использованием визуального программирования для проведения анализа, выборки и представления измеренных данных. С использованием нового программного модуля LabVIEW Wireless Sensor Network Module, специалисты могут индивидуально программировать беспроводные измерительные узлы, увеличивая таким образом время их работы от батареи, повышая эффективность сбора данных и создавая пользовательские интерфейсы контроля работы датчиков. Возможность тестирования большего числа беспроводных устройств и стандартов. С использованием программируемого измерительного оборудования под управлением LabVIEW, специалисты могут использовать единую измерительную платформу для тестирования различных видов модуляций или протоколов связи. Такой подход является более оптимальным, по сравнению с использованием традиционного оборудования, предназначенного для тестирования одного конкретного протокола связи. Новое программное обеспечение NI WLAN Measurement Suite for LabVIEW гарантирует совместимость со стандартами IEEE 802.11 a/b/g и позволяет проводить измерения до пяти раз быстрее по сравнению с традиционным оборудованием. В дополнение к программному обеспечению WLAN Measurement Suite, специализированные тулкиты WiMAX, GPS и MIMO для LabVIEW предоставляют возможности тестировать большее число беспроводных стандартов с использованием модульного измерительного оборудования NI. Математические вычисления в реальном времени. LabVIEW имеет встроенные математические библиотеки, содержащие более 1000 функций, начиная с низкоуровневых, например, поточечной обработки сигналов и заканчивая высокоуровневыми, включая внедрение уже готовых конфигураций. Важно отметить, что теперь все функции могут быть реализованы на базе платформы реального времени (Real-Time). С применением модуля LabVIEW MathScript RT, программное обеспечение LabVIEW 2009 имеет больше возможностей по использованию математических вычислений в реальном времени, а также запуску данных алгоритмов на детерминированных операционных системах для специалистов, применяющих текстовые инструменты математических вычислений. Модуль дает возможность специалистам подключать существующие .m файлы, используя готовые интерактивные пользовательские интерфейсы, а также ввод/вывод реальных сигналов и легко запускать их на аппаратной платформе реального времени для более быстрого создания прототипов. Благодаря упрощению процесса реализации математических алгоритмов на встраиваемых аппаратных платформах реального времени, программное обеспечение LabVIEW 2009 является оптимальным инструментом для разработчиков медицинской техники, механиков, разработчиков автономных систем, снижая, таким образом, время выхода новых продуктов на рынок Добавим, что компания National Instruments адаптировала название новой версии LabVIEW, связав его с нынешним годом выпуска. Ежегодный релиз новой версии LabVIEW позволяет выявить основные преимущества каждой версии, упрощая задачу обновления программного обеспечения заказчика. Посетите страничку www.ni.com/labview2009 или страничку на сайте National Instruments Россия, СНГ и Балтия, и скачайте пробную версию программного обеспечения. Специалисты технической поддержки получат LabVIEW 2009 автоматически по почте или смогут скачать его с ресурсного центра NI Services Resource Center на страничке www.ni.com/src. Заказчики, чье программное обеспечение является частью корпоративного лицензионного соглашения, должны обратиться к своим администраторам для получения специальных указаний по установке. Multisim Multisim (Electronic Workbench V11.0). самая мощная программа для моделирования процессов и рассчета электронных устройств на аналоговых и цифровых элементах. Большой выбор виртуальных генераторов, тетсеров, осциллографов. Совместима с программами PCB-дизайна и CAD. Это разработка фирмы Interactive Image Technologies (www.interactiv.com). Особенностью программы является наличие контрольно-измерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам приближенных к их промышленным аналогам. Программа легко осваивается и достаточно удобна в работе. После составления схемы и ее упрощения путем оформления подсхем моделирование начинается щелчком обычного выключателя. Преимущества. При разработке современного радиоэлектронного оборудования невозможно обойтись без компьютерных методов разработки, ввиду сложности и объемности выполняемых работ. Разработка радиоэлектронных устройств требует высокой точности и глубокого анализа. Еlectronics Workbench (EWB) может применяться как на предприятиях, занимающихся разработкой электрических цепей так и в высших учебных заведениях, занимающихся изучением и разработкой радиоэлектронных устройств. EWB применяется в большинстве высших учебных заведений мира. EWB может применяться как замена дорогостоящего оборудования. EWB может производить большое количество анализов радиоэлектронных устройств, занимающих достаточно много времени при стандартных методах разработки. EWB включает в себя большое количество моделей радиоэлектронных устройств наиболее известных производителей, таких как Motorolla. EWB прост в обращении и не требует глубоких знаний в компьютерной технике. Интерфейс EWB можно освоить буквально за несколько часов работы. EWB может работать с большим числом компьютерной периферии, а также имитировать ее работу. EWB может на данный момент не имеет себе аналогов по простоте интерфейса и числу выполняемых функций. Старая версия программы Electronics Workbench версии 5.12 (EWB) очень наглядна и удобна для освоения схемотехнического моделирования электронных схем и широко используется для обучения магистрантов и для выполнения исследовательских работ, не предполагающих немедленной конструкторской реализации. Может работать без инсталляции. Micro-Cap Семейство программ схемотехнического анализа Micro-Cap (разработчик Spectrum Software http://www.spectrum-soft.com) пользуется достаточно большой популярностью среди магистрантов ВУЗов радиоэлектронного профиля. Это во многом связано с тем, что программа имеет бесплатную (студенческую) версию, кардинально не отличающуюся от полнофункциональной. Кроме того, программы семейства MicroCAP имеют удобный, дружественный интерфейс и достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам компьютера. Но при этом предоставляемые возможности достаточно велики. Микрокап позволяет анализировать не только аналоговые, но и цифровые устройства. Возможно также и смешенное моделирования аналого-цифровых электронных устройств. Опытные пользователи пакета могут также в нестандартной ситуации создавать собственные макромодели, облегчающие имитационное моделирование без потери существенной информации о поведении системы. А начинающие практически сразу могут сразу начать работу с программой на основе анализа примеров, поставляемых с программой. Кроме того, MicroCAP имеет демонстрационный режим, который позволяет понять основные возможности и приемы работы - достаточно смотреть за тем, что происходит на экране. Программа схемотехнического моделирования (симулятор) Micro-Cap может представлять интерес для широкого круга людей, занимающихся или изучающих электронику. В первую очередь эту программу можно рекомендовать магистрантам электротехнических и радиотехнических специальностей, а также радиолюбителям и инженерам-разработчикам. Правда, для последних существенным недостатком MicroCap можно считать отсутствие встроенных средств трассировки печатных плат, поскольку для этих целей придется использовать программы сторонних производителей. Полная совместимость со SPICE-моделями и SPICE-схемами и развитые возможности конвертирования позволяет пользователю Micro-Cap успешно пользоваться всеми разработками, предназначенными для DESIGNLAB и ORCAD, а полученные навыки моделирования позволят в случае необходимости гораздо быстрее осваивать более сложные профессиональные пакеты моделирования. Proteus Система Electronics Labcenter Proteus 7.4 sp3 (build 6792) предназначена для проектирования аналоговых, цифровых и аналого-цифровых устройств, имитации и анимации принципиальных схем на МК. Программа не заменима для магистрантов, инженеров электронщиков и всех, кто так или иначе связан с разработкой радиоэлектронных устройств. В ее составе много виртуальных инструментов, с помощью которых можно смоделировать конкретное устройство и подав на него сигнал с виртуального генератора и подключив, опять-таки виртуальный, осциллограф можно посмотреть, как будет работать устройство. Proteus 7 состоит из двух основных модулей: ISIS - графический редактор принципиальных схем служит для ввода разработаных проектов с последующей имитацией и передачей для разработки печатных плат в ARES. (Я сам неоднократно отлаживал проекты на микроконтроллерах AVR используя ISIS, что значительно облегчило разработку устройств. К тому же после отладки устройства можно сразу развести печатную плату в ARES которая поддерживает авто размещение и трассировку по уже существующей схеме) ARES - графический редактор печатных плат со встроенным менеджером библиотек и автотрассировщиком ELECTRA, атоматической растановкой компонентов на печатной плате. SamSim. Программа предназначена для моделирования линейных и нелинейных цепей в системах автоматического управления. С помощью этой программы возможно: построение любых схем моделей из предлагаемых библиотек элементов, задание параметров интегрирования и параметров элементов схемы, сохранение в файле и считывание из файла модели (схемы и её параметров), построение зависимостей от времени в любых точках схемы, построение фазовых портретов для любых схем, построение частотных характеристик и годографов для любых линейных схем, представление результатов расчёта в графической и табличной форме, вывод на печать схемы модели и её параметров, результатов расчёта. SIEMENS SIMATIC STEP 7 SIEMENS SIMATIC STEP 7 Professional Edition v.5.4 SR6. Это базовые инструментальные средства для программирования систем автоматизации SIMATIC S7/C7/WinAC. Без наличия этих инструментальных средств программирование систем автоматизации SIMATIC невозможно. STEP 7 - это базовый пакет программ, включающий в свой состав весь спектр инструментальных средств, необходимых для программирования и эксплуатации систем управления, построенных на основе программируемых контроллеров SIMATIC S7/C7, а также систем компьютерного управления SIMATIC WinAC. STEP 7 Professional - это пакет программ. В состав пакета входят: * STEP 7 v5.4 SP5 * S7-PLCSIM v5.4 SP3 * S7-SCL V5.3 inkl. SP5 (Старый!) * S7-GRAPH V5.3 inkl. SP6 (Старый!) Отличительной особенностью пакета STEP 7 является возможность разработки комплексных проектов автоматизации, базирующихся на использовании множества программируемых контроллеров, промышленных компьютеров, устройств и систем человеко-машинного интерфейса, устройств распределенного ввода-вывода, сетевых структур промышленной связи. Ограничения на разработку таких проектов накладываются только функциональными возможностями программаторов или компьютеров, на которых установлен STEP 7. Инструментальные средства STEP 7 позволяют выполнять: * Конфигурирование и определение параметров настройки аппаратуры. * Конфигурирование систем промышленной связи и настройку параметров передачи данных. * Программирование, тестирование, отладку и запуск программ отдельных систем автоматизации, а также их локальное или дистанционное обслуживание. * Документирование и архивирование данных проекта. * Функции оперативного управления и диагностирования аппаратуры. STEP 7 входит в комплект поставки программаторов SIMATIC Field PG и SIMATIC Power PG. Он может поставляться в виде самостоятельного пакета программ для персональных компьютеров, работающих под управлением операционных систем Windows 95/ 98/ NT/ ME/ 2000PROF/ XP PROF. Для возможности подключения программируемых контроллеров компьютер должен быть оснащен MPI картой или PC/MPI адаптером и соединительным кабелем. STEP 7 обеспечивает параллельное выполнение работ по одному проекту несколькими разработчиками. Единственным ограничением при этом является невозможность одновременной записи данных несколькими разработчиками. S7-PLCSIM - Эмулятор контроллеров Siemens серии Simatic, так что для изучения программирования на контроллерах фирмы siemens, Вам не понадобится покупать настоящий контроллер SCADA- системы SCADA (англ. Supervisory Control And Data Acquisition) — система диспетчерского контроля и сбора данных. Очень широко применяются в современных АСУТП и информационных ситемах. Основные задачи, решаемые SCADA-системами: обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы; обработка информации в реальном времени; отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме (HMI, англ; Human Machine Interface — человеко-машинный интерфейс); ведение базы данных реального времени с технологической информацией; аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями; подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса; осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК; обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES. SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной или в распределенной архитектуре (DCS, англ. Distributed Control System — распределённая система управления). Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы называются интегрированными и к ним добавляют термин SoftLogіс. Термин SCADA имеет двоякое толкование. Наиболее широко распространено понимание SCADA как приложения, то есть программного комплекса, обеспечивающего выполнение указанных функций, а также инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения. Однако, часто под SCADA-системой подразумевают программно-аппаратный комплекс. Подобное понимание термина SCADA более характерно для раздела телеметрия. Термин SCADA эволюционировал вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных реального времени. С 90-х годов термин SCADA больше используется для обозначения только программной части человеко-машинного интерфейса АСУ ТП. Существует очень большое количество разнообразных SCADA-систем. Одна из них SIMATIC WinCC Flexible – программное обеспечение для создания человеко-машинного интерфейса составная часть семейства систем автоматизации SIMATIC, производимых компанией Siemens AG. Программное обеспечение SIMATIC WinCC flexible предназначено для решения обширного комплекса задач человеко-машинного интерфейса: от разработки проекта отдельно взятой панели оператора до разработки мощных систем человеко-машинного интерфейса с архитектурой клиент/сервер. Оно объединяет в себе простоту работы с пакетом SIMATIC ProTool, широкие функциональные возможности SIMATIC WinCC, а также новые инновационные технологии Основные возможности WinCC. Визуализация техпроцесса (Graphic Designer). Визуализация через соответствующую Windows рабочую оболочку построена на параметрировании графических объектов, проектировании графических структур: численные и алфавитно-цифровые поля ввода / вывода; статическое отображение текста и графики, векторная графика; динамическая графика из символьной библиотеки hmi; графика прямых, кривых линий; функция увеличения; зависимые от сигнала текстовые списки и списки графики; кнопки и выключатели для обслуживания процесса; редактируемые поля для значений процесса (сигналов); аналоговое отображение, регуляторы; проектируемые композиции из основных объектов системы; графика стандартных форматов, например, bitmaps, .jpg, .wmf. Тревоги и сообщения: сообщения от битов и аналоговых сигналов, а также телеграмма тревоги от SIMATIC S7; свободно определяемые классы сообщений для квитирования и отображения. Архивное хранение сообщений и значений процесса: архивное хранение в файлах CSV или ODBC базах данных; online оценка архивов по графикам кривых; оценка архивов сообщений через стандартные средства MS; Рецепты: создание и управление наборами данных для машин или производств; отображение набора данных через конфигурируемый графический объект; передача наборов данных к управлению; импорт / экспорт файлов CSV. Документация данных процесса: управляемая по времени или буферизованная выдача сообщения; свободный формат. Ориентированная на пользователя защита доступа: идентификация через определение пользователя и пароль; определенные групповые права пользователей. Открытая коммуникация между системами HMI: OPC-Server; Sm@rtAccess для коммуникации между системами HMI на основе Ethernet сетей через Intranet/Internet. Основная литература Исмаилов С.У. Компьютерные технологии решения задач автоматизации. Часть 1. Автоматизация схемотехнического моделирования и проектирования изделий электронной техники. Южно-Казахстанский Государственный Университет (ЮКГУ). 2002г. – 160 с., таб., ил. Бенькович Е.С. и др. Практическое моделирование динамических систем. -СПб: БХВ-Петербург, 2002. Дополнительная литература Боровиков В.П., Боровиков И.П. Statictica - статистический анализ и обработка данных в среде Windows,- M.: Инф. издат.дом «Филинъ», 2009 |